Metamorfismo: Procesos, límites y factores

El metamorfismo

El metamorfismo pertenece al grupo de los procesos geológicos internos y forma las rocas magmáticas y las rocas metamórficas. El metamorfismo es el conjunto de transformaciones y reacciones que sufre una roca original sólida cuando es sometida a condiciones de presión, temperatura y la acción de los fluidos. Estas transformaciones afectan a su mineralogía y estructura pero no a su composición química.

DIAGRAMA DE FASES:

Representación gráfica de los intervalos de presión y temperatura en los que es estable un compuesto. Las fases son las distintas formas en que aparece el mismo compuesto según la presión y la temperatura. Las líneas de separación entre las distintas fases delimitan el campo de estabilidad de cada una de ellas.

LIMITES DEL METAMORFISMO:

El metamorfismo ocurre en estado sólido, sin que haya una fusión de sus minerales, ya que a partir de su fusión se entra en los procesos magmáticos. Este sería el límite superior del metamorfismo (alta temperatura 500-700ºC). El límite inferior son procesos sedimentarios a los que se les denomina diagénesis en condiciones de bajas temperaturas (150-200ºC) y bajas presiones.

Factores del metamorfismo:

Los procesos metamórficos son transformaciones físicoquímicas que vienen determinadas por el aumento de la temperatura, de la presión y la presencia de fluidos químicamente activos que se denominan fluidos hidrotermales. Temperatura (250-300ºC). El gradiente geotérmico es de 30ºC por cada kilómetro. Este gradiente no permanece constante sino que cambia con el grosor y la profundidad de la corteza: a partir de cierta profundidad aumenta solo 10ºC por kilómetro, y a unos 35 km la temperatura varía entre los 400 y 700ºC. La temperatura aumenta en las zonas próximas a las dorsales debido al ascenso de magmas (1200ºC) y disminuye con la distancia y el tiempo. Por otro lado, en las zonas de subducción también aumenta la temperatura por encima del gradiente. Presión. Aumenta con la profundidad, 0.3 Kb por Km pero varía según las diferentes zonas. Presión litostática: debido al peso de los materiales suprayacentes y aumenta la presión con la profundidad hasta 200-300 Kb/Km. Presión de fluidos circulantes químicamente: contenido de las rocas porosas. Procesos magmáticos. Presión de confinamiento: acción conjunta de la presión litostática y la presión de fluidos. Presión dirigida: causada por fuerzas que actúan en unas direcciones determinadas, es una presión de origen tectónico. Metasomatismo. Los fluidos calientes químicamente activos. Si su composición química es muy diferente a la de la roca recibe la intrusión, denominada roca caja, se produce un intercambio de iones entre ambos que altera la composición de esta última, se denomina metasomatismo. Este proceso afecta a rocas muy solubles, como las calizas y los mármoles llamados skarns.

Tipos de metamorfismo:

Metamorfismo progresivo: es cuando las transformaciones mineralógicas suponen cada vez un mayor grado de presión y temperatura. Metamorfismo isoquímico: es el metamorfismo debido solamente al calor y la presión y que no introduce cambios en la composición química global. Metamorfismo metasomático: se produce cuando hay un cambio notable en la composición química de la roca, debido a aportes de nuevos elementos. Dinamometamorfismo: se produce en las zonas de fractura con movimientos importantes entre los bloques. La energía mecánica invertida, parte se utiliza en la trituración (catálisis) de la roca, y parte se transforma en calor debido al rozamiento. Suele ser muy restringido (en el espacio), ocupando una banda de anchura variable, según la intensidad del proceso y el tipo de roca original. Las rocas originadas son: Brechas de falla: cuando el proceso no es demasiado intenso y/o las rocas relativamente blandas. Milonitas: cuando el proceso es muy intenso, los fragmentos llegan a ser microscópicos. Pseudotaquilitas: la elevación de la temperatura puede llegar a producir una fusión parcial o total, obteniéndose una roca de aspecto vítreo. Metamorfismo de contacto o térmico: es esencialmente térmico y se produce cuando asciende un magma a zonas más superficiales. Afecta exclusivamente a las rocas más próximas al cuero intrusivo, originando unas aureolas concéntricas bien marcadas, que se denominan “aureolas metamórficas”. Cada aureola se caracteriza por la presencia de un determinado mineral índice. El tamaño de la aureola, y por lo tanto la intensidad del metamorfismo depende de dos factores: Relación entre la temperatura de la intrusión y la roca encajante. Tamaño del Plutón. Rocas originadas: Pizarras monteadas: cuando el proceso ha afectado a una pizarra y conserva su estructura primaria. Cornubianitas: cuando el proceso es muy intenso puede llegar a desaparecer la estructura primaria de la roca. Metamorfismo de impacto: lo produce el choque de meteoritos en la superficie terrestre. Metamorfismo regional: se produce por elevadas temperaturas, presiones y deformaciones que alcanzan en las zonas de subducción. Anataxia: proceso de fusión natural de la roca. Sucede cuando la presión (10KB) y la temperatura (500-700ºC) en el interior de la tierra alcanza valores muy elevados. Si hay una mezcla de silicatos con agua, baja la temperatura y se produce una fusión parcial, se funden las rocas metamórficas.

Minerales índice y grado metamórfico. Los minerales metamórficos que se van formando en equilibrio con estas condiciones de presión y temperatura específicas se les llaman minerales índices. Grado: se refiere a las condiciones de temperatura y presión a las que las rocas se han formado. Rocas de grado bajo: temperaturas bajas, inferiores a 200ºC. Rocas de grado intermedio: entre 200 y 600ºC. Rocas de grado alto: han superado los 600ºC

Facies metamórficas : es un grupo de rocas metamórficas formada por un conjunto de minerales sometidos a las mismas condiciones de presión y temperatura. Estas asociaciones miden la intensidad del metamorfismo.

Textura de las rocas metamórficas. La textura se define como el tamaño, forma y distribución de las partículas minerales que constituyen una roca. Cuando los minerales de la roca presentan una orientación se dice que tiene foliación. Texturas metamórficas foliadas. La foliación la provocan esfuerzos compresivos que oprimen las masas de las rocas haciendo que los minerales de las rocas originales adopten alineamientos. Las texturas foliadas más importantes son las pizarrosas, la esquistosidad y el bandeado granítico: Pizarrosidad: consiste en una disposición de superficies planas muy juntas a lo largo de las cuales las rocas se sitúan en capas delgadas. Por ejemplo, pizarras. Esquistosidad: es una textura planar o laminar. Por ejemplo, esquistos. Bandeado gnéisico: apariencia bandeada. Por ejemplo, gneises. Blastesis: a la par que se producen las reacciones químicas, el tamaño del grano de la roca va creciendo progresivamente. Arcillas – pizarras – filitas – esquisto – gneis - migmatita Texturas metamórficas no foliadas. Granoblástica: los cristales constituyen un mosaico de granos de igual dimensión. Se puede confundir con la textura plutónica granuda. Ej: cuarcitas, mármoles y corneanas (met regional o del contacto). Lepidoblástica: los cristales minerales son laminares, y aparecen orientados y paralelos entre sí. Ej: micacitas y algunos gneis. Nematoblástica: los cristales minerales son prismáticos, con cierto grado de orientación. Ej: anfíbol. Porfidoblástica: cristales de mayor tamaño rodeados por otros más pequeños. Ej: cualquier tipo de roca metamórfica cuya roca original fuera magmática.