Metamorfismo de Rocas: Procesos, Tipos y Factores Clave en Geología

¿Qué es el Metamorfismo?

El metamorfismo se define como el conjunto de cambios mineralógicos, texturales y, en ocasiones, químicos que experimentan las rocas, sin que exista un proceso de fusión. Este fenómeno se produce cuando las rocas son sometidas a condiciones significativamente distintas de presión y temperatura respecto a las de su formación. El metamorfismo puede progresar gradualmente desde un metamorfismo de bajo grado hasta un metamorfismo de alto grado.

Existen dos tipos principales de metamorfismo según la alteración química:

• Metamorfismo Isoquímico: Implica un cambio mineralógico sin que exista una alteración significativa de la composición química global de la roca.
• Metamorfismo Aloquímico: Se refiere a cambios mineralógicos producidos por la interacción con fluidos químicamente activos, lo que sí conlleva una modificación en la composición química de la roca.

Factores Clave del Metamorfismo

El Calor

Un aumento de la temperatura es un factor fundamental en el metamorfismo. El calor provoca que los iones vibren y migren dentro de la estructura cristalina de los minerales. Este proceso fomenta la recristalización de los granos minerales, especialmente en el caso de las arcillas, los sedimentos de grano fino y los precipitados químicos. El incremento de la temperatura puede hacer que los minerales dejen de ser estables en sus condiciones originales, lo que los impulsa a migrar y buscar una estructura cristalina más estable.

¿Cómo se Produce el Calor en el Metamorfismo?

El calor necesario para el metamorfismo puede originarse de diversas maneras:

• Soterramiento por sedimentos: Genera metamorfismo regional de bajo grado.
• Engrosamiento de la corteza en los límites convergentes: Puede producir metamorfismo de bajo y alto grado.
• Rocas formadas en la superficie y subducidas a mayor profundidad: Típico de metamorfismo de alto grado.
• Cortezas oceánicas subducidas cargadas de sedimentos: También asociado a metamorfismo de alto grado.
• Fusión parcial del manto que origina cuerpos graníticos: Causa metamorfismo de bajo y alto grado en las rocas circundantes.
• Plumas ascendentes del manto que afloran en la corteza terrestre: Pueden inducir metamorfismo de alto y bajo grado.

La Presión

Al igual que la temperatura, la presión aumenta con la profundidad. Cuando las rocas están enterradas, se encuentran sometidas a una presión de confinamiento (o litostática). Esta presión cierra los espacios porosos o intersticiales entre los granos minerales y puede inducir a los minerales a cristalizar con una estructura más compacta y densa.

El Esfuerzo Diferencial

El esfuerzo diferencial se refiere a presiones desiguales que actúan en distintas direcciones. Este tipo de esfuerzo ocurre predominantemente en los límites de placas convergentes. Sus efectos varían según la profundidad:

• En zonas cercanas a la superficie, donde las rocas son frágiles, las presiones diferenciales originan el quiebre de la roca y, en algunos casos, su pulverización.
• En zonas dúctiles, por debajo de la corteza (como en el manto superior), las rocas son capaces de deformarse plásticamente y se pliegan.

Presión por Fluidos

Los fluidos presentes en las rocas pueden ejercer una presión que puede ser menor, igual o mayor que la presión litostática (presión de confinamiento). La presión total de los fluidos (P_fluid) es la suma de las presiones parciales de cada uno de los distintos fluidos presentes (por ejemplo, P_fluid = P_H2O + P_CO2 + …).

Fluidos Químicamente Activos

Estos fluidos son compuestos líquidos formados principalmente por agua y otros componentes volátiles disueltos. Actúan como catalizadores, facilitando que los minerales reaccionen entre sí para formar nuevos cristales. Los minerales que están en contacto presentan mayor presión en los puntos de unión; es precisamente en estos sitios donde los iones exhiben mayor movilidad. Por tanto, los fluidos los disuelven y los transportan a zonas de menor presión, donde se produce una recristalización.

Cuando se produce un cambio global en la composición de las rocas circundantes debido a la acción de estos fluidos, el fenómeno se denomina Metasomatismo. Estos fluidos son muy abundantes en los espacios porosos de rocas sedimentarias, en fracturas de rocas ígneas y dentro de la estructura de algunos minerales como las arcillas, las micas y los anfíboles.