Descripción petrográfica de las rocas metamórficas
(Petrología Endógena II)
(tomado de http://teachserv.earth.ox.ac.uk/courses/es2-metrock/1pr2a.html)
El siguiente documento son una notas breves para hacer una descripción
sistemática de las rocas metamórficas organizada en el orden aproximado en el que se
hacen las observaciones.
1. Descripción de la textura general de la roca. La descripción se hace usando un
objetivo de poco aumento (1.6x o 3.2x) y haciendo un recorrido por toda la
lámina. Incluso el objetivo de menor aumento no permite observar toda la
superficie de la lámina, por lo que es conveniente que mires primero la lámina
sin el microscopio, sujetándola con la mano frente a una fuente de luz o sobre
un papel blanco (boca abajo, es decir, con el cubre-objetos en contacto con el
papel, se aprecia mejor). Puedes usar una lupa de mano si necesitas más
aumentos.
A parte de la textura, hay que fijarse si la roca tiene un bandeado composicional
o una esquistosidad y si el bandeado o la esquistosidad están plegados a escala
de la lámina.
Muchas rocas metamórficas son heterogéneas, separadas en dominios de
diferentes geometría (bandas, lentejones, parches), con una textura y una
composición diferentes. En casos extremos tendrás que describir cada uno de
estos dominios por separado.
2. Descripción de los minerales: reconocimiento. Comienza tu identificación de
minerales con un objetivo de bajo o medio aumento (3.2x o 10x) fijándote en las
características ópticas más obvias, primero en nícoles paralelos y luego en
nícoles cruzados: relieve, color, pleocroismo, birrefringencia, exfoliación,
maclado. Determina cuántos minerales principales parece haber y concéntrate
primero en la identificación de los más abundantes. Anota las propiedades
ópticas diagnósticas y trata de darle un nombre al mineral (o reduce a dos o tres
nombres las posibilidades). Una vez hayas identificado un par de los minerales
más abundantes te será más fácil continuar con la identificación de los demás
(Tabla 1), ya que los primeros te darán pistas sobre cuáles pueden ser los
restantes al restringir seguramente la composición química del protolito o el
grado metamórfico.
No te pierdas en demasiados detalles en este punto. Puede que de momento no
tengas suficiente información para identificar todos los minerales, pero ya
debería de tener alguna idea preliminar, que la confirmarás (o no) en el estudio
de detalle dentro de un minuto. Si te falta el tiempo, es mejor que continúes
anotando el tamaño de grano y la abundancia de cada mineral e intentes darle
un nombre a la roca.
3. Tamaño de grano. Siempre hay que anotar el tamaño de grano de la roca. Si
todos los minerales son aproximadamente del mismo tamaño (por ejemplo, en
una textura granoblástica poligonal), bastará con dar un tamaño medio para
toda la roca. Una estimación en valor absoluto (por ejemplo, 0.5 mm) es mucho
más útil que un juicio cualitativo (fino, medio, etc.). Para ello debes conocer el
diámetro del campo visual de cada uno de los objetivos del microscopio.
Si la roca tiene un tamaño de grano variable, o tiene porfidoblastos inmersos en
una matriz, tendrás que dar el tamaño de grano de cada mineral por separado.
4. Estimación de la abundancia de cada mineral (Figura 1). La abundancia de cada
mineral es un parámetro básico en toda descripción petrográfica, ya que
permite tener una idea aproximada de la composición química global de la
roca. Si tienes prisa, deberás al menos hacer una ordenación de los minerales
por orden de abundancia.
Las estimaciones semi-cuantitativas no son muy difíciles de hacer, pero hay dos
o tres trucos que es importante conocer: (i) es fácil sobreestimar el porcentaje de
los minerales oscuros; (ii) utiliza el hecho de que el campo visual está dividido
en cuatro cuadrantes por los hilos del retículo: mueve mentalmente los cristales
de un mismo mineral a uno de los cuadrantes y compara la superficie que
ocupan con la del cuadrante (que es, obviamente, un 25% del total); (iii) compara
las abundancias relativas de dos minerales: por ejemplo, si los minerales A y B
están en una proporción similar y entre los dos suponen algo más del 25% de la
roca, una buena estimación para el porcentaje de cada uno sería un 15%.
5. Descripción de los minerales: detalles. Si el tiempo lo permite, hay muchas otras
características de los minerales que merece la pena describir:
• forma (idiomorfo, subidiomorfo, alotriomorfo);
• habito (laminar, tabular, prismático, acicular, fibroso, equidimensional, etc.);
• orientación preferente;
• grado y tipo de alteración (Tabla 2) (sericitización, saussuritización,
cloritización, epidotización, etc.);
• exoluciones (pertitas/mesopertitas/antipertitas, lamelas de exolución),
intercrecimientos simplectíticos, texturas de reacción (p. ej. coroníticas,
recrecimientos, seudomorfos) (Tabla 3);
• microtexturas de deformación (Tabla 4) (extinción ondulante, bordes de
subgrano, kinkbands y bandas de extinción, lamelas de deformación,
mcirogrietas, microfallas, cataclasis, bordes suturados, estilolitos, boudinage,
sombras de presión y zonas abrigadas, orientación preferente mineral,
orientación preferente cristalográfica); y
• relaciones blastesis-deformación (Figura 2)
• Protolito. A estas alturas ya tienes la suficiente información para indicar el
posible protolito de la roca: una lutita, una roca arenítica, una caliza, una
marga, una roca ígnea ultramáfica, una roca ígnea básica, un granitoide.
6. Estimación del grado metamórfico (Figuras 3a-3d). La asociación mineral de
equilibrio te debe permitir hacer una estimación cualitativa del grado
metamórfico, ya sea por medio de las zonas minerales si tu roca es una
metapelita o por medio de las facies metamórficas si tu rocas es una metabasita
o contiene alguna de las asociaciones diagnósticas. Como mínimo, deberás ser
capaz de decidir si la roca es de grado bajo, medio o alto.
7. Dar un nombre a la roca (Figura 4a-4c). Por último, ya estás es disposición de
nombrar la roca, teniendo en cuento la textura general, la mineralogía, el
protolito y el grado metamórfico. No olvides usar tanto el nombre raíz como
todos los calificativos que creas convenientes.
8. Esquema textural. Con este esquema no se pretende conseguir un realismo
fotográfico, sino resaltar características importantes como orientaciones
preferentes, tipos de contactos entre cristales, tamaños relativos de unos
minerales frente a otros, etc.
MINERALES MÁS COMUNES
Tabla 1. Minerales más comunes en corneanas, metapelitas y metabasitas.
1. Minerales más abundantes en corneanas (metamorfismo de contacto)
Corneanas pelít icas
CuarzoMoscovitaCloritaBiotitaGrana te (almand ino)AndalucitaSillimanitaEstaurolitaCordieritaFeldespato potásicoCloritoideCorindónEspinelaÓxidos de Fe-TiOrtopiroxeno
Corneanas calcáreas
CalcitaDolomitaCuarzoWollastonitaTremolita-actinolitaHornblendaOlivino (forster ita)Granate (grosularia)DiópsidoBiotitaEpidotaVesubianitaBrucitaPericlasaTalcoSerpentinaEscapolitaEsfenaCorindónÓxidos de Fe-Ti
Corneanas básicas
PlagioclasaEpidotaHornblendaAnf íboles Fe-Mg sin Ca (antofillita, cummingtonita)CordieritaGranateClinopiroxeno cálcicoOrtopiroxenoBiotitaClo ritaEsfenaApatitoZircónCeolitasÓxidos de Fe-Ti
2. Minerales más abundantes en la metapelitas (metamorfismo regional)
CuarzoMoscovitaCloritaBiotitaGrana te (almand ino)Andalucita (baja presión)Sillimanita (alta temperatura)Distena (media y alta presión)EstaurolitaCordierita (baja presión)
Feldespato potásicoCloritoide (metapelitas ricas en Al)Glaucofana (alta presión)PirofilitaCarpolita (alta presión)Talco (alta presión)CorindónEspinela (alta temperatura)Óxidos de Fe-TiOrtopiroxeno (muy alta temperatura)
3. Minerales más abundantes en las metabasitas (metamorfismo regional)
Plagio clasaEpidota-clinozois itaHornblendaTremolita-actinolitaAntofil ita (ortoanfíbol Fe-Mg , sin Ca)Cumingtoni ta (cli noanfíbol Fe-Mg, sin Ca)Glaucofana-crossita (Amp sódico, alta P)CordiertiaGrana teClinopiroxeno cálcico (baja y media P)Onfacita (Cpx sódico, alta P)
BiotitaMoscovita (esquistos azules, alta P)
ApatitoCalcitaEspinelaÓxidos de Fe-Ti
Lawsonita (esquistos azules, eclogitas, alta P)
Aragonito (esquistos azules, alta P)Esfena
GRÁFICOS DE ESTIMACIÓN VISUAL DE PORCENTAJES
Figura 1. Gráficos de estimación visual de porcentajes
TEXTURAS DE CRISTALIZACIÓN DE NUEVAS FASES
Tabla 2. Reacciones de retrogresión comunes en las diferentes categorías composicionales de las rocas metamórficas.
Mineral inicial Producto de la
retrogresión
Observaciones
Rocas ultramáficas
Olivino → serpentina Si los fluidos son ricos en H2O.
→ magnesita Si los fluidos son ricos en CO2.
Enstatita (Cpx-Mg) → antofilita
Opx y/o olivino → talco ± serpentina
Metabasitas
Plagioclasa cálcica → plagioclasa-Na + epidota Retrogresión muy común de la facies
anfibolita a la facies de esquistos verdes
(fluidos ricos en H2O).
→ ceolitas Común en el metamorfismo de enterramiento y en el de fondo oceánico.
→ sericita/moscovita En las metabasitas esta retrogresión requiere
el aporte de K+.
→ calcita Si los fluidos son ricos en CO2.
→ escapolita En el metamorfismo hidrotermal con fluidos
ricos en CO2.
Cpx → hornblenda/actinolita
Opx (hiperstena) → hornblenda/actinolita
Hornblenda → actinolita
→ clorita
→ biotita Normalmente asociado al aporte de K+.
Anfíbol sódico (glaucofana) → actinolita
Granate → clorita
Ilmenita o rutilo → esfena
Rocas cuarzofeldespáticas
Feldespato potásico → sericita/moscovita/pirofilita
→ minerales de la arcilla
Plagioclasa → sericita ± epidota
Biotita → clorita
Rocas calcosilicatadas
Forsterita → serpentina
Anortita → epidota ± sericita
→ carbonatos
Diopsido → tremolita-actinolita
Tremolita → talco
Metapelitas
Granate → clorita y/o biotita
Estaurolita → sericita
→ sericita + clorita
Andalucita, sillimanita, distena → sericita/mica blanca
Cordierita → pinnita (mezcla microcristalina
de sericita y clorita)
Cloritoide → clorita ± sericita
Biotita → clorita
Ilmenita → esfena
TEXTURAS DE CRISTALIZACIÓN DE NUEVAS FASES (cont.)
Tabla 3. Inclusiones, intercrecimientos, coronas y reemplazamientos
Inclusiones
Intercrecimientos
Coronas
Remplazamientos
Las inclusiones se pueden formar por tres mecanismos:
Sólo las primeras son verdaderas inclusiones
Las inclusiones pueden ser fases inertes o fases en exceso
- Incorporación de minerales de la matriz- Exolución de una fase durante el enfriamiento- Seudomorfización incompleta
Inclusiones ordenadas: adsorción de impurezas en caras cristalinas
particulares (e.g. quiastolita).
Exoluciones (e.g. calcita-dolomita, Cpx-Opx, feldespatos)
Una o varias coronas de diferentes minerales rodeando a un cristal central
Reacciones de retrogresión (ver tabla 1).
Recrecimientos: son texturas del metamorfismo progrado que permiten
identificar reacciones metamórficas.
Tres tipos de pseudomorfos: (1) Una fase-un cristal; (2) Una fase-varios
cristales; (3) Varias fases-varios cristales.
Pseudomorfos: remplazamiento de una fase por otra (u otras)
conservando la morfología de la fase remplazada.
Se forman por retrogresión de fases de alta temperatura/presión
Son especialmente abundantes en rocas de alto grado (gneisses, granulitas
y eclogitas)
Simplectitas. Dos tipos
- Bordes quelifíticos
- De remplazamiento
TEXTURAS DE DEFORMACIÓN Y RECRISTALIZACIÓN
Tabla 4. Principales microtexturas de deformación y recristalización.
Microtextura Mecanismo
General Específica Específico General
Microgrietas
Microfallas
Microfracturación
Cataclasis distribuida Flujo cataclástico
Microfracturas, desplazamiento y rotación de granos
Orientación preferente cristalográfica (OPC)
Cataclasis
Texturas de disolución superficial
Indentado, truncamiento e interpenetración de granos
Microestilolitos
Esquistosidad
Disolución
Sombras de presión y zonas abrigadas
Orientación preferente mineral (OPM)
Planos de inclusiones fluidas
Eliminación de material, transporte y precipitación
Microvenas
Precipitación
Creep por disolución
Maclas de deformación Maclado mecánico
Kink-bands
Extinción ondulante
Lamelas de deformación
Bandas de deformación
Subgranos y bordes de subrano
Recuperación
Granos nuevos, textura de manto y núcleo
Bordes suturados
Recristalización dinámica
Deformación permanente de la red cristalina
OPC
Plasticidad intracristalina
OPM y cristales en cinta
Textura granoblástica poligonal
Textura granoblástica decusada
Recristalización estática
Eliminación de material, transporte y precipitación
Bordes de reacción, coronas, simplectitas
Difusión en estado sólido (creep por difusión)
RELA
CIO
NES B
LA
STE
SIS
-DEFO
RM
AC
IÓN
(Fig
ura
2)
Porfidoblastos post-tectónicos
Porfidoblastos sin-tectónicos
Ejemplos de granates sin-tectónicos
Porfidoblastos pre-tectónicos
ESTIMACIÓN DEL GRADO METAMÓRFICO
Figura 3a. Zonas metamórficas para las metapelitas en el metamorfismo regional barrowiense.
aumento del grado metamórfico
Clorita
Moscovita
BiotitaGranate (Alm)EstaurolitaDistenaSillimanitaFeld. potásicoOrtopiroxeno
Cuarzo
Zona declorita
Zona debiotita
Zona degranate alm
Zona deestaurolita
Zona dedistena
Zona de sillimanita
2ª zona de sillimanita
Zona de ortopirox
Zonametamórfica
LZM Chl
LZM Bt
LZM Grt
LZM St
LZM Ky
LZM Sil-1
LZM Sil-2
LZM O
px
Figura 3b. Facies metamórficas.
Asoci aciones de tra nsición
16
14
12
10
8
6
4
2
100
10
20
30
40
50
200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Presión (k
bar)
Tempera tura (ºC)
Profundidad aproximada (km
)DIAGÉ
NESIS
Esquis to s azules
Eclogitas
Prenh-Pump
Esquistosverdes
Ceolitas
Granu lita s
Cor. Ab- Ep Cor. Hbl Cor. Px Sanidinitas
Anfib oli tas
ESTIMACIÓN DEL GRADO METAMÓRFICO (continuación)
Figura 3c. Correlación entre las zonas de Barrow (para rocas pelíticas), las facies metamórficas (para metabasitas) y las asociaciones minerales en rocas calcosilicatadas para el metamorfismo regional barroviense.
Rocas pelíticas (metapelitas) Rocas básica (metabasitas) Rocas calcosilicatadas
Zona de clorita Facies de sub-esquistos verdes
Zona de biotita Facies de esquistos verdes Talco, flogopita
Zona de granate
Zona de estaurolita
Facies de anfibolitas con epidota Tremolita, actinolita, epidota,
zoisita
Zona de distena Diopsido
Zona de sillimanita
Facies de anfibolitas
Grosularia, escapolita
Zona de sillinanita-feldespato
potásico
Facies de granulitas Forsterita
Figura 3d. Asociaciones minerales diagnósticas en metabasitas y metapelitas para cada facies metamórfica.
Asociaciones minerales diagnósticas Facies
Metabasitas Metapelitas con cuarzo
Ceolitas Laumontita
Prehnita-
Pumpellyita
Prehnita+pumpellyita,
prehnita+actinolita,
pumpellyita+actinolita
Esquistos verdes Actinolita+clorita+epidota+albita Cloritoide
Anfibolitas Hornblenda+plagioclasa Estaurolita
Granulitas Ortopiroxeno+clinopiroxeno+
plagioclasa
Sillimanita+feldespato potásico
Sin estaurolita, sin moscovita
Esquistos azules Glaucofana, lawsonita, piroxeno
jadeítico, aragonito
Glaucofana
Sin biotita
Eclogitas Onfacita+granate
Sin plagioclasa
CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS
Figura 4a. Diagrama de flujo para clasificar las rocas metamórficas según la Subcomisión sobre la Sistemática de las rocas metamórficas (2007).
Nombre de las rocas metamórficas según la SCMR
Paso 1. ¿Tiene la roca una textura
claramente metamórfica en lugar de mantener rasgos texturales de su protolito sedimentario o ígneo?
Paso 2 ¿Es apropiado el uso de un nombre específico por alguna de las tres razones siguientes?
1. La roca está compuesta en un 75% o más por un sólo
mineral.2. La mineralogía o la textura permiten dar a la roca un nombre
específico.3. El contexto o la génesis de la roca se conocen y quieren ser
enfatizados.
Paso 3 ¿Tiene la roca ? esquistosidad
Paso 4 ¿Está la esquistosidad bien desarrollada, ya sea uniformemente en toda
la roca o en zonas repetidas de manera que la rocas se puede partir a una escala <1cm?
La roca tiene textura
esquistosa
La roca es un Añadir los calificativos mineralógicos apropiados (e.g., esquisto con granate,
moscovita y cuarzo)
esquisto. La roca es un Añadir los calificativos mineralógicos apropiados (e.g., gneiss con biotita y
feldespato potásico)
gneiss. La roca es un Añadir los calificativos mineralógicos apropiados (e.g., granofels con diópsido
y olivino)
granofels.
La roca tiene textura gneísica La roca tiene textura
granofélsica
¿Es apropiado un nombre basado en el protolito?
Dar un nombre a la roca basado en el protolito antecediendo el prefijo - (e.g., metagabro, meta-arcosa). Usar los calificativos mineralógicos, texturales o estructurales que se consideren apropiados.
meta
Añadir el sufijo “ ” al nombre del mineral (e.g. granatita, biotitita). U
itasar los calificativos mineralógicos, texturales o estructurales que
se consideren apropiados (e.g., biotitita con esquistosidad).Hay numerosas excepciones a esta regla (piroxenita, anfibolita,
etc.)
Seleccionar un nombre entre: , , ,
, , , , , , , , , ,
, , .
anfibolita cataclasita corneanacuarcita eclogita granulita esquisto azul esquisto verde
filita mármol migmatita milonita pizarra roca calcosilicatada serpentinita skarnUsar los calificativos mineralógicos, texturales o estructurales que
se consideren apropiados (e.g. anfibolita gneísica, eclogita con distena)
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
No
No
No
No
Figura 4b. Nombres de las diferentes rocas metamórficas (según Shelley, 1992)
Diagrama de flujo para clasificar las rocas metamórficas en lámina delgada
Si la roca retiene un aspecto esencialmente ígneo, carece de microtexturas de deformación y contiene una asociacióm mineral que
refleja una ganancia de agua:ROCAS DE METAMORFISMO INCIPIENTE (HIDROTERMAL)Nombre genérico:
Ejemplos: metagranito, metabasalto, metagabrometa-(nombre de la roca ígnea)
Si la roca está constituida por más de un 75% modal de un sólo mineral, el nombre se compone de añadir el sufijo -ita al nombre del
mineral.Ejemplos: granatita, biotitita.
Excepciones: anfibolita, piroxenita, hornblendita
Si la roca es sedimentaria (o volcanosedimentaria) y muestra principalmente texturas premetamórficas:ROCAS DE METAMORFISMO INCIPIENTE
Nombre genérico: Ejemplos: metagrauvaca, meta-arenita.
meta-(nombre de la roca sedimentaria)
Si la roca muestra importantes rasgos de deformación intracristalina:TECTONITAS
Ejemplos: cataclasita, brecha de falla, milonita, seudotaquilita.
Si la roca está bien cristalizada o recristal izada y:
Si está compuesta principalmente por cuarzo, o por carbonatos, o por una mezcla de olivino y piroxeno, o por serpentina, o por una
mezcla de piroxeno y granate:CASOS ESPECIALES
Nombres: .
Si la roca carece de una orientación preferente mineral aparente y no es ninguno de los casos especiales de (a):
(con connotaciones genéticas), (sin connotaciones genéticas) (y alguna y )
Si la roca posee una orientación preferente:
y alguna y .
(a)
cuarcita, mármol, meta-peridotita, serpentinita, eclogita
(b)
corneana granofelsgranulita charnockita
(c)pizarra, filita, esquisto, esquisto verde, esquisto azul,
anfibolita, gneiss, migmatita granulita charnockita
Figura 4c. Clasificación de las tectonitas o rocas de falla.
Foliación CohesiónPorcentaje de
matrizNombre
> 30% HARINA DE FALLANo cohesivas
< 30% BRECHA DE FALLA
10 50% PROTOCATACLASITASin foliación - 50 90% CATACLASITACohesivas -
> 90% ULTRACATACLASITA
10-50% PROTOMILONITA
50-90% MILONITACon foliación Cohesivas
> 90% ULTRAMILONITA