7/25/2019 Metamorfismo Prografo y Retrgado

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Las rocas metamorficas forman partesustancial de la corteza terrestre. Comprenderel metamorfismo es basic0 para interpretarlos procesos geodinmicas a gran escala y susinteracciones con la esfera, hidrosfera,atmosfera y biosfera.

En este asunto de ELEMENT, hacemos!nfasis en el cr"tico rol de los fluidos en elcontrol de los tipos y mecanismos de losprocesos metam#rficos.

Los patrones obser$ados sobre una ampliagama de escalas en rocas metamorficas, nosolo son recordatorios pasi$os de e$entostect#nicos. Ellos tambi!n re$elan el comple%oacople de las reacciones &u"micas, transportey procesos de deformaci#n &ue elmetamorfismo constituye algunas $ecessorpresi$amente le%os del e&uilibrio.

CAMBIO

eg'n (in)ler *+-, el metamorfismo es elproceso de cambios mineral#gicos yestructurales de las rocas en su estado s#lidoen respuesta a condiciones f"sicas y &u"micas,las cuales difieren de las condiciones

e/istentes cuando se form# la roca sinembargo, si estos cambios ocurrieron dentrode los dominios de la erosi#n y diag!nesis,son com'nmente e/cluidos. in embargo, ent!rminos de los procesos in$olucrados, noe/iste una distinci#n clara entre la diag!nesis,intemperismo, y metamorfismo. Tampoco haydiscontinuidad entre metamorfismo y laaparici#n de procesos "gneos durante lafusi#n parcial de metam#rfica rocas a altatemperatura.

1 pesar de &ue el propio concepto demetamorfismo implica cambio, el estudio delas rocas metam#rficas, hasta hace poco,centrado principalmente en el estadoobser$ado de la roca, en $ez &ue en el cambioen s" mismo. Esto se ilustra por el reciente$olumen L1N2M13C4 515E365etrolog"a metam#rfica, publicado por la

ociedad mineral#gica de 7ran 8reta9a e:rlanda *E$ans ;00-. 2e los +< art"culoscla$e de la !poca de ++; a +=-, s#lo uno*(ood y (alther +=> de forma e/pl"citacuantitati$amente aborda las escalas detiempo de los procesos metam#rficos.

Esto refle%a el hecho de &ue el tiempo no seconsider# como una $ariable en la mayorparte de la literatura sobre el metamorfismohasta finales de +-0. in embargo, losa$ances importantes hacia la cuantificaci#nde procesos metam#rficos se realizarondurante este per"odo. Los primeros traba%ossobre la cin!tica de metamorfismo incluiyen8ro?n, @yfe, y Turner *+A; Mart"n y @yfe*+-0 Elliott *+-> @letcher y Bofmann

*+- Loomis *+-A y @isher *+-= y lasreferencias en esto. in embargo, incluso enla d!cada de +=0, el tiempo eraprincipalmente considerado &ue es el n'merode a9os desde metamorfismo ocurri#.

Esto no &uiere decir &ue los petr#logosmetam#rficos no ten"an inter!s en losprocesos de metamorfismo hasta hace poco.Dbser$aciones de campo y petrogrficosfueron interpretados con frecuencia ent!rminos de procesos subyacentes de una

manera cualitati$a. in embargo, lacomple%idad de las rocas metam#rficas hace&ue sea dif"cil el desarrollo de modelos paralos procesos &ue sean tanto cuantitati$a yconceptualmente realistas. 1dems, la escalade tiempo de metamorfismo hace &ue seadif"cil para estudiar e/perimentalmente encondiciones &ue se aseme%a naturaleza.

1hora, con los a$ances en el clculo y losa$ances conceptuales realizados en losestudios de comple%os, sistemas naturales, lasituaci#n ha cambiado drsticamente.Nosotros ahora tenemos las herramientas parain$estigar los procesos en muchos sistemascomple%os de una manera eficaz, y esto

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tambi!n se aplica a las rocas metam#rficas. 1menudo, el reto es ms en la forma paralimitar y prueba de modelos demetamorfismo &ue lle$a a cabo el modeladode s" mismo.

5or lo tanto, desde un punto de $istaconceptual, el tiempo es con$ertido en lacuarta dimensi#n, en la &ue los patrones ypropiedades obser$adas en las rocas hane$olucionado. En consecuencia, en las'ltimas dos d!cadas, ha habido un cambiogradual en el foco de las estructuras a losprocesos en el estudio de ambientesmetam#rficos. 5etr#logos metam#rficas estncada $ez ms interesados en elmetamorfismo, es decir, el cambio en s"

mismo, y por lo tanto en la comprensi#n dec#mo el patr#n obser$ado lleg# a ser tal. Elaumento de los esfuerzos, con instrumentos yt!cnicas desarrolladas recientemente, ahora seestn realizando para caracterizarcuantitati$amente los patrones a menudo muycomple%os en rocas metam#rficas. El arte dela petrograf"a, la cual por muchos fueconsiderado obsoleto, se ha puesto de modade nue$o, como el foco cambia de ser alde$enir.

Las figuras +< ilustran algunos de loscambios ms importantes &ue pueden tenerlugar durante el metamorfismo. Fstasincluyen cambios en mineralog"a ycomposici#n mineral *figs. +, ;,microestructura *@ig. >, y composici#n de laroca *@ig. . Tal cambios pueden tenerefectos profundos en las propiedades f"sicas,tales como densidad *@ig. +, la porosidad, lafuerza, y el modo de deformaci#n *cf.Escart"n et al. ;00+. 1 tra$!s de sus efecto de

propiedades de las rocas, metamorfismopuede influir significati$amente la forma enla corteza terrestre responde cuando sesomete a las fuerzas de la tect#nica de placas.1fecta el modo como las monta9as se formany e$olucionan *@isher ;00; y por lo tantotambi!n la e$oluci#n de los paisa%es en lasuperficie de la Tierra.

Las propiedades de las rocas metamorficasafectan a la forma en como las placasocenicas se doblan y se subducen durante lacolisi#n con un continente *Escart"n et al.,;00+ 3anero et al. ;00>, y a tra$!s de susefectos sobre la migraci#n de fluidos,metamorfismo tambi!n influye en ladiferenciaci#n &u"mica de la corteza de laTierra, incluyendo la formaci#n de dep#sitosde mineral importantes *por e%emplo, 5hillipsy 5o?ell ;00.

CAUSAS Y PRECIOS

Metamorfismo ocurre cada $ez &ue una rocase somete a condiciones en las &ue suasociaci#n mineral ya no est estable *ya seapor razones termodinmicas o cin!ticas. Ensistemas &ue carecen de fluido, la $elocidadde cambio es generalmente demasiado lentopara tener un efecto significati$o sobre laspropiedades de la roca *5utnis y Gohn ;0+0este n'mero. En este n'mero de elementos,estamos principalmente interesados enmetamorfismo &ue tiene un efecto directo oindirecto sobre la e$oluci#n de la cortezaterrestre, en una escala &ue es obser$able enel campo, y por lo tanto en metamorfismo enpresencia de l"&uidos.

Como se9ala Connolly *;0+0 este n'mero,metamorfismo durante una subida de latemperatura *metamorfismo progrado es &uenormalmente se asocian con la producci#n defluido a tra$!s de reacciones dedesgasificaci#n metam#rfica, donde el aguaestructural se libera de minerales *@ig. ;. En

este caso, la tasa de calefacci#n controla la$elocidad de metamorfismo y por lo tanto latasa de producci#n de l"&uido.

Calefacci#n a gran escala asociada contect#nica de placas es un proceso lento. Hnaumento de temperatura de unos pocosgrados por cada mill#n de a9os produce flu%osde fluidos promedio del orden de +0 a +0 m>

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m; s+, mientras &ue el fluido &ue producenLas reacciones se lle$an a cabo en realidad.1un&ue esto puede parecer una pe&ue9acantidad, la $erdadera $elocidad de migraci#nde fluido a tra$!s los poros o fracturas de laroca es apro/imadamente igual al flu%o Iporosidad. :ncluso para una porosidadrelati$amente alta de +J, la $erdadera$elocidad de migraci#n de l"&uido ser"a delorden de 0,> m I a9o, y si el fluido estcentrado en los canales preferidos, la$elocidad local aumentar"a a'n ms. 5or lotanto, incluso durante el metamorfismoregional progrado, caudales de fluido y losprocesos de transporte relacionados con elflu%o asociados pueden, por lo menoslocalmente, ser significati$o en escalas de

tiempo humanos.

La producci#n de l"&uido impulsado porfuentes de calor local, tales como intrusiones"gneas *metamorfismo de contacto, puede sera'n ms rpido. 2urante el desarrollo de lasgrandes pro$incias "gneas la colocaci#n degrandes $ol'menes de magma en cuencassedimentarias a menudo resulta en laliberaci#n de fluidos metam#rficos con lastarifas y en cantidades tales &ue puedan

incluso afectar el clima global y causargrandes perturbaciones en la biosfera, comopor e%emplo durante el e$ento de e/tinci#np!rmicotrisico. *$ensen y Gamt$eit ;0+0este n'mero.

En contraste con metamorfismo progrado,el cual produce fluidos a una $elocidadcontrolada por el transporte de calor,metamorfismo retrgradoest normalmenteasociado con el consumo de l"&uido. Estosucede cuando una roca metam#rfica formada

a ele$adas temperaturas se e/pone a fluido detemperatura ms ba%a. Db$iamente, la tasapuede ser limitada por la $elocidad desuministro de fluido. En algunos casos, enparticular cuando el suministro de fluido escontrolado por la acti$idad s"smica y lageneraci#n de fractura las redes, las tasas demigraci#n de fluidos pueden ser mucho

mayores &ue los asociados al metamorfismoprogrado.

1 migraci#n rpida aumenta la probabilidadde &ue el l"&uido entre en contacto con la rocaen condiciones le%os del e&uilibrio. En tales

situaciones, los cambios de $olumenasociados con la rpida reacci#n conducen agrandes perturbaciones del campo deesfuerzos locales. 5or lo tanto, elmetamorfismo retr#grado es un proceso muydinmico, en el &ue la reacci#n, ladeformaci#n, y el transporte estn"ntimamente unidos. 1 menudo resulta enpatrones llamati$os, tales como frentesmetasomticos, estructuras de recambiocomple%os *5utnis y Gohn ;0+0, y la reacci#n

impulsada por patrones de fractura *figura

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