CURSO GEOLOGÍA

CIV-203

ALUMNOS CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

UTFSMEleonora Muñoz M.

PRIMER SEMESTRE 2012

PARTE I – TEMA 3 Procesos Endógenos

METAMORFISMO

PARTE I – Tema 3

Procesos Endógenos de la tierra:

METAMORFISMO“meta” (cambio)

“morfos” (forma)

PARTE I – Tema 3

Procesos Endógenos de la tierra: Metamorfismo

� Bajo condiciones extremas de altas temperaturas, y altas temperaturas, y fuerzas compresivas de magnitudes inimaginablesfuerzas compresivas de magnitudes inimaginables , las rocas se DEFORMAN (plegándose, fracturándose, fluyendo).

� Este proceso se llama Metamorfismo ( cambio de forma ), en el cual se generan ROCAS METAM ÓRFICAS

� Revisaremos cómo se forman las rocas metam órficas(cambiando de aspecto, composición química, nuevas textura, etc.)

PARTE I – Tema 3

Definición:

Proceso mediante el cual las rocas son las rocas son las rocas son las rocas son las rocas son las rocas son las rocas son las rocas son

alteradas en su composicialteradas en su composicialteradas en su composicialteradas en su composicialteradas en su composicialteradas en su composicialteradas en su composicialteradas en su composicióóóóóóóón y textura n y textura n y textura n y textura n y textura n y textura n y textura n y textura

por el calor extremopor el calor extremopor el calor extremopor el calor extremopor el calor extremopor el calor extremopor el calor extremopor el calor extremo, alta presión o la

acción de fluidos. USGS

PARTE I – Tema 3

Aspectos Importantes

� Transformación en términos mineralógicos y texturales de una roca existente

� Protolito : ígnea, sedimentaria o metam órfica

� Procesos asociados a presión y temperatura

� En general los procesos metam órficos se generan en zonas profundas respecto a la superficie

PARTE I – Tema 3

Aspectos Importantes

� En general en el proceso de metamorfismo la roca debe permanecer en estado sólido (si no, se está ante el proceso de Fusión )

� Para describir los procesos metam órficos:

�Grado metam órfico (intensidad)

�Zonas metam órficas (en función de algunos minerales específicos)

�Facies metam órficas (grupos de minerales formados simultáneamente)

PARTE I – Tema 3

Procesos Endógenos de la tierra: Metamorfismo

PARTE I – Tema 3

Procesos Endógenos de la tierra: Metamorfismo

Factores de metamorfismo

�Calor

�Presión

�Fluidos Químicamente activos

PARTE I – Tema 3

Procesos Endógenos de la tierra: Metamorfismo

�Gradiente Geotérmico

�Contacto cuerpos calientes (cámaras magmáticas)

�Roce e impacto

El gradiente geotérmico y su papel en el metamorfismo

PARTE I – Tema 3

•Cuando se entierran a una profundidad de unos 8 kilómetros (T° entre 150 a 200 °C), los minerales arcillosos son inestables y empiezan a recristalizaren minerales como la clorita y la muscovita , estables en este ambiente.

•Sin embargo, muchos silicatos como el cuarzo y el cuarzo y el feldespato,feldespato, permanecen estables a esas temperaturas.

•Las transformaciones metam órficas de estos minerales ocurren a profundidades mucho mayores.

PARTE I – Tema 3

• Los ambientes donde las rocas pueden ser transportadas a grandes profundidades y calentarse son los bordes de placa convergentes , donde están siendo subducidos fragmentos de corteza oceánica cargados de sedimentos.

• Además, es posible que las rocas sean enterradas en grandes cuencas donde la subsidencia gradual da origen a grandes acumulaciones de sedimentos .

PARTE I – Tema 3

PARTE I – Tema 3

• La presipresióónn también aumenta con la profundidad, al aumentar el espesor de las rocas suprayacentes.

• Las rocas enterradas están sometidas a una presión de confinamiento , donde las fuerzas se aplican por igual en todas las direcciones. Cuanto más profundo, mayor es la presión de confinamiento.

La presipresi óón de confinamiento n de confinamiento cierra los espacios entre los granos minerales, dando lugar a una roca más compacta con una mayor densidad

La presión de confinamiento no pliega ni deforma las rocas .

•Las rocas también pueden estar sometidas también a presiones dirigidas. presiones dirigidas.

•Esto sucede, en los bordes de placa convergentes donde las placas placas IitosfIitosf ééricasricas colisionancolisionan . Aquí, las fuerzas que deforman la roca son desiguales en distintas direcciones y se las denomina esfuerzo diferencial .

•A diferencia de la presión de confinamiento, los esfuerzos diferenciales son mayores en una son mayores en una direccidirecci óón que en las demn que en las dem áás. s.

PARTE I – Tema 3

PARTE I – Tema 3

Las rocas sometidas a esfuerzo diferencial se acortan en la dirección de la mayor presión y se alargan en la dirección perpendicular a dicha presión . Como consecuencia, las rocas suelen plegarse.

PARTE I – Tema 3

En los ambientes superficiales (bajas temperaturas), las rocas

son frágiles y tienden a fracturarse cuando son sometidas a esfuerzos

diferenciales. La deformación continuada tritura y pulveriza los granos minerales

en fragmentos pequeños.

En ambientes de temperaturas elevadas las rocas son dúctiles y

sus granos minerales tienden a aplanarse y a alargarse cuando son sometidos a un esfuerzo diferencial.

Esto explica su capacidad para deformarse fluyendo (más que

fracturándose) para generar pliegues.

http://earthphysicsteaching.homestead.com/Meta

conglomerate.html

PARTE I – Tema 3

•Los fluidos compuestos principalmente de agua y otros componentes volátiles (como el CO2), tienen un papel importante en algunos tipos de metamorfismo.

•Los fluidos que rodean los granos minerales actúan como catalizadores y provocan la recristalización impulsando la migración iónica.

•En ambientes cada vez más calientes, estos fluidos ricos en iones se vuelven más reactivos.

Durante la cristalizacicristalizaci óón de un plutn de un plut óónn, si la composición de las rocas que lo rodean es distinta de la de los fluidos

invasores, puede producirse un intercambio considerable puede producirse un intercambio considerable de iones entre los fluidos y la roca caja. de iones entre los fluidos y la roca caja.

PARTE I – Tema 3

http://www.answers.com/topic/aureole

El metasomatismo es un metamorfismo no isoquímico(cambia la composición de la

roca).

PARTE I – Tema 3

TIPOS DE METAMORFISMO

PARTE I – Tema 3

Tipos de metamorfismo (función del lugar y condiciones donde se producen).� Metamorfismo de contacto

� Metamorfismo regional

� Metamorfismo dinámico

� Metamorfismo hidrotermal

� Metamorfismo de impacto

PARTE I – Tema 3

Metamorfismo de contacto (o térmico):

�Se genera cuando una cámara magmática entra en contacto con la roca huésped (halo)

PARTE I – Tema 3

� Metamorfismo regional. Deformaciones de gran escala. Por ejemplo, durante la formación de montañas, las rocas estarán sometidas a altas presiones (por ejemplo carga litostática)

Produce el mayor volumen de rocas metamórficas

� La mayoría de rocas metamórficas se forman durante el metamorfismo regional asociado con la formación de montañas .

� Durante ese proceso, se deforman intensamente grandes segmentos de la corteza terrestre a lo largo de los bordes de los bordes de placa placa convergentesconvergentes .

PARTE I – Tema 3

� Esta actividad sucede cuando la litosfera oceánica es subducida y produce arcos insulares o arcos volcánicos continentales y durante las colisiones continentales.

•Se produce asociado a acumulaciones muy gruesas de estratos sedimentarios en una cuenca subsidente .

•Se pueden alcanzar las condiciones metam órficas de bajo grado en las capas inferiores.

Produce el mayor volumen de rocas metamórficas

PARTE I – Tema 3

� Metamorfismo regional de enterramiento

PARTE I – Tema 3

� Metamorfismo dinámico (dominado principalmente por cambios de presión) asociados a movimientos de bloques, placas y/o fallas.

� Genera deformación y cambios texturales (a veces composicionales) de las rocas originales

PARTE I – Tema 3

Metamorfismo dinámico

•Gran parte de la deformación asociada con las zonas de falla se produce a grandes profundidades y a temperaturas elevadas.

•En este ambiente, los minerales preexistentes se deforman dúctilmente cuando los grandes bloques de roca se mueven en direcciones opuestas.

•Los minerales de la zona de falla tienden a formar granos alargados que dan a la roca un aspecto foliado o lineado.

PARTE I – Tema 3

Metamorfismo hidrotermal

� Implica alteraciones producido por fluidos calientes que circulan a través de rocas fracturadas, generando cambios composicionales (asociado a actividad ígnea) y texturales

•Cuando el agua percola a través de la corteza oceánica joven y caliente, se calienta y reacciona químicamente con

las rocas basálticas recién formadas.

Se disuelven grandes cantidades de metales, como hierro, cobalto, níquel, plata, oro y cobre de la corteza recién formada.

Estos fluidos calientes y ricos en metales ascienden a lo largo de las fracturas y salen del fondo oceánico a temperaturas de 350 °C, generando nubes llenas de partículas denominadas fumarolas oceánicas o blacksmokers .

http://discoverytimes.blogspot.com/2008/11/black-smoker-discovered-along-with-500.html

Fumarolas oceánicas o black smokers

PARTE I – Tema 3 Metamorfismo hidrotermal

PARTE I – Tema 3

Metamorfismo de impacto

• Se produce en zonas donde se ha producido un choquede un meteorito .

• Se producen temperaturas y presiones muy elevadasen breves momentos .

• El resultado es un vidrio muy brechificado , en el que pueden parecer minerales poco comunes

PARTE I – Tema 3

Procesos Endógenos de la tierra: Metamorfismo

PARTE I – Tema 3

ZONAS METAMÓRFICAS

En las zonas afectadas por metamorfismo, suelen existir variaciones sistemvariaciones sistem ááticas en la mineralogticas en la mineralog íía y la a y la textura de las rocastextura de las rocas que puede observarse al atravesar la región.

Estas diferencias tienen una clara relación con las variaciones en el grado de metamorfismo grado de metamorfismo experimentado experimentado en cada zona metamórfica.

PARTE I – Tema 3

ZONAS METAMÓRFICAS

PARTE I – Tema 3

Procesos Endógenos de la tierra: Metamorfismo

� Metamorfismo de contacto: Presión baja

� Metamorfismo regional: Temperatura mediana, presión mediana

� Metamorfismo de subducción: Alta presión con temperaturas relativamente bajas

PARTE I – Tema 3

Metamorfismo

Importancia del Protolito

� Las rocas metamórficas tienen en general composición química similar a su roca de origen

� Influye en la intensidad del metamorfismo (minerales más o menos reactivos)

PARTE I – Tema 3

Rocas metamórficas

�� Las rocas metamLas rocas metam óórficas son rocas cristalinas rficas son rocas cristalinas (formadas enteramente por cristales)(formadas enteramente por cristales)

� Un rasgo relevante en su descripción es si presentan o no una estructura ““ foliadafoliada ”” o esquistosa o esquistosa (en el caso de estar sometidas a metamorfismo regional) o su carácter moteado (en rocas sometidas a metamorfismo de contacto).

� La foliación es la alineación de los cristales y minerales en una dirección preferencial perpendicular al esfuerzo mayor, generando “capas”

PARTE I – Tema 3

Rocas metamórficas

PARTE I – Tema 3

Rocas metamórficas

� Dentro de su descripción, se incluyen parámetros de:

�Grado de cristalinidad (tama(tama ñño del grano a o del grano a simple vista)simple vista)

�Baja: Granos no se ven a simple vista

�Media: Cristales identificables con lupa

�Alta: Cristales se ven a simple vista

PARTE I – Tema 3

Rocas metamórficas

� Dentro de su descripción, se incluyen parámetros de:

�Forma y distribución de los cristales

�Granoblástica: Tamaño de cristales parecidos

�Lepidoblástica: Minerales planares tipo micas

�Nematoblástica: Minerales planos tipo agujas

�Porfidoblástica: Cristales grandes en masa de cristales pequeños

PARTE I – Tema 3

Clasificación de Rocas metamórficas

� Foliadas

� Pizarra: Vienen de rocas de tamaño muy fino. Sus planos son perfectos dados por pequeños cristales de mica

� Filita: Transición entre pizarras y esquistos

� Esquistos: Tamaño de grano y capas visible a simple vista

� Gneises: Foliación dada por granos orientados

PARTE I – Tema 3

Tipos de Rocas metamórficas

GNEIS

ESQUISTOS

FILITAS

GNEIS

PARTE I – Tema 3

Rocas metamórficas

� Dentro de su descripción, se incluyen además parámetros de:

�Microestructuras

�Composición mineralógica

PARTE I – Tema 3

Rocas metamórficas

Composición mineralógica

http://csmres.jmu.edu/geollab/fichter/MetaRx/Barrovian.html

Minerales índice y grado metamórfico

Polimorfo de la andalucita y la kyanita. La andalucita con

inclusiones de carbono se conoce como quiastolita (piedra cruz )

PARTE I – Tema 3

Clasificación de Rocas metamórficas

� No foliadas

� Corneanas : Se forman en zonas de metamorfismo de contacto. Tienen manchas características de mxx. Metamórficos

� Cuarcitas: Rocas compuestas mayormente por mineral de cuarzo

� Mármoles: Vienen de rocas carbonatadas (calizas y dolomitas)

� Anfibolitas: Rocas oscuras provenientes de rocas ígneas básicas

� Serpentinitas: Compuestas por serpentinita de color verdoso

� Granulitas: No tienen micas y se forman a altas T°. Tienen grano grueso

•Mármol: Roca de grano fino a grueso compuesta esencialmente por carbonatos (calcita y/o dolomita) metamórficos. Su estructura es variada (masiva o bandeada) y Resultan de la recristalización de calizas de cualquier tipo. La gran parte de las rocas que comercialmente se conocen con el nombre de mármol, son rocas carbonatadas sedimentarias.

http://geofys.blogspot.com/2010/11/laboratorio-ggg-rocas-

metamorficas.html

Catedrales de Mármol, Lago General Carrera, XI región de Aysén

http://www.flickr.com/photos/seniorjp/43481

07851/

PARTE I – Tema 3

Clasificación de Rocas metamórficas

PARTE I – Tema 3

Clasificación de Rocas metamórficas

PARTE I – Tema 3Clasificación de Rocas metamórficas

LABORATORIO ROCAS METAMÓRFICAS

Libro Tarbuck – Ciencias de la Tierra

http://www.geovirtual.cl/

http://www.ugr.es/~agcasco/personal/IUGS/tipos.htm

http://www.ugr.es/~agcasco/msecgeol/secciones/petro/pet_met.htm

http://cmapserver.unavarra.es/servlet/SBReadResourceServlet?rid=123428995

0140_1017905453_12746

http://www.uwgb.edu/dutchs/platetec/orogeny.htm

FUENTES CONSULTADAS

PARTE I – Tema 3

GEODESAFÍO N.°2

�Objetivo: Reconocer Roca metamórfica

�En qué consiste:

�Traer en CD 2 fotos: Una global de un afloramiento rocoso con la persona de escala y una de detalle donde se muestre la roca metamórfica, con escala de dedos de la mano

�Desarrollo personal

�Prohibida la “piratería”

�Indicar el nombre de la roca (sacar de apuntes).

�Plazo máximo: Miércoles 6 de junio

�Beneficios: Mínimo 3 puntos para certamen 2 (puede variar en función de la cantidad de alumnos que participen)