Metamorfismo: Conceptos Clave, Efectos y Tipos en Geología

Conceptos Fundamentales del Metamorfismo

El metamorfismo comprende una serie de transformaciones mineralógicas y estructurales en las rocas debido a cambios en las condiciones fisicoquímicas del medio geológico.

Minerales Índice

Son minerales que solo alcanzan la estabilidad en un pequeño intervalo de valores de presión y temperatura. Su presencia indica las condiciones termodinámicas reinantes en el momento y en el lugar en el que se formaron. Actúan como geobarómetros y geotermómetros.

Isógradas

Son líneas que delimitan zonas que han sufrido una misma intensidad de metamorfismo en función de la presencia de unos u otros minerales índice. Cada isógrada separa una zona donde aparece un determinado mineral índice de otra en la que no aparece. Su cartografía da a conocer las variaciones de una misma región.

Zonas Metamórficas

Son las áreas delimitadas por las isógradas. Se dividen en tres:

• Epizona: Es la más superficial; presenta presión e intensidad bajas.
• Mesozona: Se ubica a profundidad intermedia y presenta presiones medias.
• Catazona: Es la más profunda, caracterizada por una mayor intensidad y presiones altas.

Asociaciones Mineralógicas

En una zona metamórfica aparece, además de un mineral índice, una asociación de minerales formados bajo las mismas condiciones termodinámicas que él. El mineral índice y el conjunto de minerales son específicos de cada zona. Las asociaciones de minerales con un mineral índice característico se denominan paragénesis mineral.

Facies Metamórficas

Concepto introducido por Eskola. Es un conjunto de rocas metamórficas que contiene una paragénesis mineral característica. Se forma siempre que una misma roca original es sometida a las mismas condiciones termodinámicas. Una facies define una zona en el diagrama de presiones y temperaturas correspondiente al metamorfismo de una roca concreta en un ambiente geológico específico.

Grado de Metamorfismo

Concepto desarrollado por Winkler. Cada grado indica una determinada intensidad y, aplicado a una roca original, puede relacionarse con la presencia de un determinado mineral índice, con una zona metamórfica o con una facies. Existen cuatro grados:

• Grado muy bajo
• Grado bajo (o de epizona)
• Grado medio (o de mesozona)
• Grado alto (o de catazona)

Efectos del Metamorfismo

Cambios en la Textura

La textura es el conjunto de características relacionadas con el tamaño y la forma de los cristales o granos que constituyen la roca. El metamorfismo modifica la orientación de los minerales y su empaquetamiento, aumentando su densidad.

Cambios en la Estructura

La estructura se refiere a la distribución de los cristales en una roca. En función de la intensidad del metamorfismo, las rocas adquieren diversos grados de foliación:

• Pizarrosidad: Estructura hojosa originada por una intensidad baja de metamorfismo.
• Esquistosidad: Estructura ondulada que se produce con un metamorfismo de gran intensidad.
• Gnéisica: Resultado de un metamorfismo muy intenso, donde los cristales se agrupan en bandas alternas.

Cambios en la Mineralogía

Los minerales se vuelven inestables, provocando la rotura de enlaces entre los átomos y liberando iones que pueden reaccionar entre sí y con las estructuras preexistentes. Se distinguen tres tipos de cambios:

• Isoquímicos: Originan cristales con la misma composición química pero con diferentes redes cristalinas; estos son los polimorfos.
• Recristalización: Proceso por el cual aumenta el tamaño de los cristales (blastesis).
• Formación de un nuevo mineral (aloquímico): Producido por la intervención de fluidos circulantes que, al aportar nuevos iones, generan minerales con composiciones distintas a las de origen.

Tipos de Metamorfismo

• Metamorfismo de contacto: Se produce por un aumento de la temperatura cuando las rocas encajantes sufren modificaciones debido al calor de un magma. Se limita a la zona de contacto formando aureolas metamórficas, donde las rocas resultan más alteradas cuanto mayor es la temperatura del magma y más cerca se encuentren de él.
• Metamorfismo regional: Caracterizado por el aumento simultáneo de la presión y la temperatura. Afecta a grandes áreas de la corteza terrestre y es el responsable del origen de la mayor parte de las rocas metamórficas.
• Metamorfismo dinámico: Se produce predominantemente por el aumento de la presión dirigida; es característico de las zonas de falla.
• Metamorfismo de enterramiento: Ocurre en el fondo de cuencas sedimentarias, donde los materiales más profundos soportan elevadas presiones y temperaturas, originando rocas laminadas como pizarras y esquistos.
• Metasomatismo: Proceso en el cual fluidos hidrotermales calientes con iones disueltos circulan por los poros de las rocas, alterando y modificando sustancialmente su composición química.