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V GEOLOGÍA. 2º Bachillerato.
https://biologiageologiaiessantaclarabelenruiz.wordpress.com/2o-bachillerato/geologia/
IES Santa Clara.
GEOLOGÍA 2º BACHILLER
Dpto Biología y Geología
ROCAS METAMÓRFICAS
CONTENIDOS ROCAS METAMÓRFICAS
El origen de las rocas metamórficas. Tipos de metamorfismo. Facies
metamórficas y condiciones físico-químicas de formación.
Concepto de metamorfismo. Factores del metamorfismo.
Límites en la fisicoquímica del metamorfismo.
Tipos de metamorfismo.
Las rocas metamórficas. Criterios de clasificación y tipos.
Facies metamórficas.
El metamorfismo en relación con la tectónica de placas.
Estudio de los principales minerales y rocas del metamorfismo claves de
identificación.
Manejo del microscopio petrográfico, aplicado al análisis de las características
texturales y estructurales de las rocas metamórficas.
Reconocimiento de la importancia geotectónica de las rocas metamórficas.
Valoración de la contribución económica de los minerales y las rocas metamórficas.
Valoración de la explicación de los fenómenos metamórficos mediante la teoría de la
tectónica
Estándares de aprendizaje evaluables
Comprende el concepto de metamorfismo y los distintos tipos existentes,
asociándolos a las diferentes condiciones de presión y temperatura.
Comprende y explica los fenómenos ígneos, sedimentarios, metamórficos e
hidrotermales en relación con la Tectónica de Placas.
LAS ROCAS
Rocas metamórficas
se clasifican en
Rocas
sedimentarias Rocas magmáticas
Las rocas
magmáticas se
forman a partir de
magmas que
ascienden hacia la
superficie a través de
la corteza y se
enfrían.
TIPOS DE ROCAS
Las rocas metamórficas
se forman mediante un
proceso de
transformación
(metamorfismo) de
rocas ya existentes, en
el que estas son
sometidas a presiones
y temperaturas altas en
el interior de la corteza.
Las rocas
sedimentarias se
forman por la acción
de los procesos
geológicos exógenos,
en los que intervienen
la energía solar y la
gravedad. Por esa
razón, también se
llaman rocas
exógenas.
Es un agregado natural de
uno o más minerales
Endógenas Exógenas
“metamorfismo es la transformación de una roca en otra sin perder el
estado sólido original”
Metamorfismo
Proceso geológico mediante el cual
las rocas sufren una serie de
transformaciones mineralógicas que
dan lugar a las ROCAS
METAMORFICAS. Son
adaptaciones a nuevas condiciones
de Presión y Temperatura, y se
desarrollan en estado sólido.
Las transformaciones que sufren las rocas son de dos tipos:
Mineralógicas, ya que los minerales que las constituyen
dejan de ser estables, reaccionando entre sí y produciendo
reajuste internos, que conllevan la aparición de nuevos
minerales.
Texturales: en función de las condiciones a las que están
sometidos, se reorganizan los componentes de las rocas
modificándose la textura.
Es el proceso que produce
cambios en la mineralogía,
textura y en muchas
ocasiones a la estructura de
los minerales que forman la de
una roca.
Ocurre cuando una roca pre-
existente, ígnea, sedimentaria
o metamórfica, es sometida a
condiciones físicas y
químicas que son
significativamente
diferentes a aquellas en
donde se formo.
Básicamente por cambios en
la temperatura y presión.
http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1bachillerato/petrogeneticos/contenido4.htm
METAMORFISMO
Cualquier roca se puede transformar en roca
metamórfica
Ciclo de las rocas
Metamorfismo
Como resultado de las nuevas condiciones, la roca va cambiando gradualmente
hasta alcanzar un nuevo equilibrio.
La mayoría de las rocas metamórficas ocurren a altas temperaturas y altas
presiones que existen a varios kilómetros por debajo de la superficie terrestre.
El metamorfismo ocurre gradualmente de metamorfismo de bajo a alto rango.
Durante el metamorfismo la roca debe permanecer esencialmente sólida (de lo
contrario seria magma).
ESQUISTO GNEIS MARMOL
Factores de metamorfismo
Presión
Presión litostática
Presión de fluidos
Presión dirigida o de estrés
Temperatura Presencia de
fluidos Tiempo
FACTORES QUE PRODUCEN EL METAMORFISMO
FACTORES QUE PRODUCEN EL METAMORFISMO
Las reacciones metamórficas están condicionadas por
variaciones de :
Presión.
Temperatura
En menor medida:
Por la presencia de una fase fluida.
Por la actuación de esfuerzos tectónicos.
La presión y la temperatura son los factores principales
del metamorfismo, mientras que los otros dos factores
citados, además de no estar siempre presentes, actúan como
catalizadores, favoreciendo las reacciones metamórficas.
TEMPERATURA
El aumento de temperatura que interviene en el
metamorfismo puede deberse a:
El gradiente geotérmico.
La proximidad de una intrusión magmática.
El rozamiento entre los dos bloques de una falla.
Temperatura
Su efecto se ve favorecido por la pérdida de
agua y la intervención de fluidos.
El intervalo de temperaturas oscila entre unos
150º y más de 700º
TEMPERATURA: Desde la superficie de
la tierra hacia el interior, la temperatura
crece por término medio 30ºC cada
kilómetro de profundidad => es el valor
del gradiente geotérmico medio => no es
un valor constante en todos los lugares =>
es mínimo en las zonas alejadas de los
bordes de placas litosféricas y en las fosas
oceánicas (6ºC/km) y máximo en las
dorsales y zonas de formación de
montañas, donde pueden alcanzar valores
de 100ºC/km. Este gradiente observado en
la corteza tampoco es constante con la
profundidad, de hecho disminuye con la
misma. De no ser así el núcleo terrestre
alcanzaría temperaturas de 200.000ºC, las
cuales son incompatibles con la existencia
de un núcleo en interno en estado sólido.
PRESIÓN
El aumento de presión puede deberse a:
El confinamiento (presión litostática o de carga): el peso de
las rocas suprayacentes, la acumulación de sedimentos o la
existencia de mantos de corrimiento.
El plegamiento, que introduce además una presión de
componente horizontal (presión tectónica, dirigida o de
estrés). los movimientos tectónicos (colisión continental,
zonas de subducción) pueden hacer variar la presión a la que
está sometida una roca. Produce cambios texturales y la
esquistosidad de las rocas.
La presencia de una fase fluida, que provoca una presión
conocida como presión de fluidos.
La Presión en geología se mide en bares o kilobares (1000 bares); 1bar= 1Kg/cm2
aproximadamente a 1 atmósfera = 1,033 kg/cm2.
La presión aumenta 0,3 Kilobares por kilómetro de profundidad.
Presión
Presión litostática, presión
tectónica (presiones
dirigidas) y presión de
fluídos.
Suele producir la
reorientación de los cristales:
foliación
Presencia de fluidos
Agua con iones, que
facilitan las reacciones
químicas y los cambios
mineralógicos
PRESIÓN DE CONFINAMIENTO: Suma de la
Presión litostática y la Presión de fluidos
La presión direccional, el
esfuerzo (estrés) diferencial:
Aumenta con la profundidad
Presión confinada en zonas
profundas aplica fuerzas en todas
direcciones
Las rocas también pueden estar
sujetas a esfuerzo que son
diferentes en diferentes
direcciones.
Por lo general, se acepta que el metamorfismo es un proceso isoquímico
(no hay introducción de componentes externos a la roca) y se produce
por cambios de presión y temperatura. Pero, en determinadas situaciones,
el metamorfismo se produce por la introducción de componentes
extraños a la roca (metamorfismo aloquímico o metasomatismo).
En las últimas fases de la consolidación magmática, se produce la
emisión de fluidos, con una composición rica en volátiles que pueden
reaccionar con la roca encajante.
Este fenómeno también se produce por la circulación de agua
subterráneas en las proximidades de un magma.
En el metamorfismo se produce el cambio en una o varias de las
condiciones de origen de las rocas, presión, temperatura o composición.
PRESENCIA DE FLUIDOS
La mayor parte de las rocas metamórficas tienen una composición química bastante similar a la roca de la cual se originó.
La composición de los minerales originales determina, en gran medida, el grado al que cada agente de metamorfismo producirá cambios.
La importancia de la roca original (roca madre)
El gradiente geotermal y como
este varia en las zonas de
subducción. Podemos ver como
es deformado por la subducción
de corteza oceánica fría y como
el magma lo levanta.
PARAGÉNESIS MINERAL
PARAGENESIS MINERAL: es la asociación de varias fases minerales estables en un
mismo intervalo de Presión y Temperatura.
Cuando ocurren las reacciones químicas, el tamaño del grano va creciendo
progresivamente. Cuanto mayor es el grado de metamorfismo mayor es el tamaño del
grano => Los minerales tienden a crecer de tamaño según progresa el metamorfismo
para así alcanzar los estados de mínima energía posible dentro del nivel energético
correspondiente a cada caso, y así disminuye la superficie de separación entre los
mismos => A este proceso de formación y crecimiento de los minerales se llama
blastesis.
Cuando las transformaciones mineralógicas suponen cada vez mayor grado de
metamorfismo (fase minerales a mayor temperatura y presión son estables), las
reacciones metamórficas producidas en este sentido son lentas y necesitan millones de
años => METAMORFISMO PROGRESIVO.
• RETROMETAMORFISMO: Son lentas, las reacciones de adaptación de las facies
estables a alta temperatura y presión a valores más bajos de estos parámetros.
P y T pueden tener un gran rango de
variación, por lo que tenemos distintos
grados de metamorfismo
Facies metamórfica: Conjunto de
minerales que definen las condiciones
de P y T a la que se forma una
determinada roca.
P
T
Facies metamórficas
Definido por el filandes Eskola (1915). Es una
extensión del concepto Paragénesis mineral => es
una asociación de una o varias paragénesis aparece
condicionada a los gradientes de presión y
temperatura y composición química de la roca.
Una facies por englobar una o más paragénesis,
contendrían varias zonas metamórficas y varios
minerales índice.
Se llama facies metamórfica: al conjunto de rocas o
asociaciones de minerales formadas en un mismo
intervalo de P y T.
Minerales índices y grado de metamorfismo
Cambios en mineralogía ocurren entre regiones de
bajo grado a alto grado de metamorfismo
Según su intensidad, el
metamorfismo puede dividirse en
tres zonas:
1. Epizona: es la zona más
externa. La temperatura es
menor de 300 ºC. En esta zona
las rocas características son las
pizarras.
2. Mesozona: zona intermedia.
Temperatura entre 300 y 500
ºC. Las rocas típicas son los
esquistos y micacitas.
3. Catazona: la zona más
interna. La temperatura es
mayor de 500 ºC y la presión
muy alta. La roca típica son los
gneis.
ZONAS DE METAMORFISMO
http://e-
ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/750/985/html/22_grado_de_metamorfismo.html
TIPOS DE METAMORFISMO
Brechificación o rotura
Texturas catacásticas, formando
“brechas de falla”
Recristalización
A partir de 300ºC se forman
nuevos cristales: mármol
Estructuras orientadas
Por presiones dirigidas: se forman
pizarras, esquistos…
Recristalización A partir de 300ºC
se forman nuevos cristales:
mármol.
Deshidratación y
descarbonatación,
Favorecen la presencia de fluidos
Cambios mineralógicos
Procesos metamórficos
Tipos de Metamorfismo y Tectónica de Placas
• Según la composición química:
Metamorfismo isoquímico: no hay cambio químico
Metasomatismo: hay cambios en la composición, debido al
aporte de fluidos.
•Según los valores de P y T:
Ondas de choque o de impacto.
Enterramiento.
Hidrotermal.
Dinámico o de presión, dinamometamorfismo: se forman
rocas llamadas milonitas y brechas de falla
Térmico o de contacto: por intrusión ígnea, formando una
“aureola metamórfica”. Se llaman pizarras mosqueadas y
corneanas.
Regional o termodinámico: intervienen a la vez T y P, y se da
generalmente en zonas de subducción.
• Con tres tipos: de grado bajo, medio y alto.
• El metamorfismo de enterramiento es de baja T y alta P.
METAMORFISMO DE IMPACTO
Metamorfismo de impacto: Se produce en zonas donde se ha producido un choque de meteoritos. Se producen temperaturas y presiones muy elevadas en breves momentos. El resultado es un vidrio muy brechificado, en el que pueden aparecer minerales poco comunes.
http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/1bachillerato/petrogeneticos/contenido4.htm
TIPOS DE METAMORFISMO
• Es caracterizado por condiciones de temperatura y presión extremadamente altas (por ejemplo p = unos 10 a 100 kbar) y es producido por ondas de choques por un impacto de meteorito.
• En parte el metamorfismo de ondas de choque produce formas de cuarzo de alta presión como coesita y stipoverita y estructuras de deformación típicas como fracturas cónicas en las rocas.
TIPOS DE METAMORFISMO
Esta foto muestra un
metaconglomerado el cual al ser
sometido a alta presión y alta
temperatura deja de ser
quebradizo y se convierte en
dúctil deformándose.
Ocurre en las cuencas sedimentarias en consecuencia de la solidificación de los
sedimentos debido al soterramiento por los sedimentos supradyacentes.
La Tª y la P contribuyen al metamorfismo, aumentan con la profundidad. Las rocas correspondientes son
caracterizados por temperaturas de recristalización bajas y por la ausencia de
deformaciones.
Metamorfismo Hidrotermal
Alteración química
causada cuando fluidos
calientes ricos en
minerales disueltos,
circulan por las
fracturas y grietas de la
roca.
Es común encontrar
este tipo de
metamorfismo en la
cordillera dorsal
oceánica.
TIPOS DE METAMORFISMO
TIPOS DE METAMORFISMO
DINAMOMETAMORFISMO
Es el resultado de la deformación intensa que tiene lugar por las altas presiones en las zonas de falla. La fricción entre los bloques provoca, por un lado, la trituración de la roca (cataclasis ) y, por otro, calor debido al rozamiento. La roca resultante de la trituración se denomina cataclastita o brecha de falla y ocupa una banda de anchura variable que depende de la intensidad del proceso y de la litología. cuando la cataclasis es muy intensa y los fragmentos llegan a ser microscópicos, la roca resultante se denomina milonita.
PRESION
CARACTERISTICAS GENERALES
SE DESARROLLA EN ZONAS ANGOSTAS DE INTENSA DEFORMACION.
LA PRESION ES EL FACTOR PRINCIPAL DEL METAMORFISMO.
A veces al aumentar la temperatura por rozamiento puede conducir a una fusión de la
milonita obteniéndose una roca de aspecto vítreo confundible con una roca ígnea.
Es caracterizado por la deformación de la roca sin influencia grande de efectos térmicos. Cataclasis se produce, cuando los esfuerzos deformadores sobrepasan la capacidad de la roca de deformarse plásticamente
BRECHA DE FALLA – FRAGMENTOS ANGULARES
GRANDES (DEATH VALLEY, CA)
TIPOS DE METAMORFISMO
METAMORFISMO TÉRMICO O DE CONTACTO
Es un fenómeno esencialmente térmico que se produce alrededor de los cuerpos ígneos que instruyen en la corteza terrestre, produciéndose principalmente dentro de las zonas orogénicas y en niveles relativamente altos y con un grado bajo de metamorfismo regional.
La intrusión provoca el desarrollo de aureolas
metamórficas, concéntricas en relación con el Plutón. En éstas aureolas suelen definirse diferentes zonas determinadas por la aparición, en dirección perpendicular al contacto intrusivo
Las rocas resultantes del metamorfismo de contacto se
denominan corneanas o cornubianitas (por su fractura de aspecto córneo).
TEMPERATURA
CARACTERISTICAS GENERALES
SE DESARROLLA EN AREAS ADYACENTES A CUERPOS PLUTONICOS.
A BAJAS TEMPERATURAS
Como respuesta a este incremento de temperatura se forma una serie de minerales, cada uno de los cuales es estable en un intervalo de temperaturas => se llaman MINERALES INDICE (que no son exclusivos del metamorfismo de contacto, sino también del regional y del enterramiento). Un mineral típico del metamorfismo de contacto es la andalucita. En las proximidades del plutón sillimanita. Hacia los bordes minerales micaceos como biotita, moscovita, clorita.
clorita ---> biotita ---> andalucita ---> sillimanita
Con su aparición definen bandas, cada banda es una ZONA METAMORFICA donde predomina un determinado mineral índice. Se denominan CORNEANAS o CORNUBIANITAS a las rocas resultantes del metamorfismo de contacto.
La roca encajante en la cual intruye la roca ignea sufre una elevación de la temperatura, que será mayor
cuanto mayor sea la masa que intruye. Paralelamente el calentamiento llegará hasta mayores distancias. El
calentamiento no se produce de forma instantánea sino que transcurren centenares de miles de años, ya que
las rocas son muy malas conductoras del calor.
Los cuerpos igneos de pequeño volumen irradian todo su calor enfriándose mucho antes que los plutones grandes, por lo que las reacciones metamórficas no
tienen tiempo de producirse y no se forma la aureola correspondiente.
http://www.geovirtual2.cl/geologiageneral/ggcap06a.htm
Metamorfismo de
Contacto
TIPOS DE METAMORFISMO
METAMORFISMO REGIONAL O DINAMOTÉRMICO (METAMORFISMO
GENERAL)
Se produce siempre en relación con las zonas de subducción , afectando a grandes extensiones de roca, circunstancia a la que debe su nombre. Puede considerarse como el efecto simultáneo de presión y temperatura.
En las zonas afectadas por este tipo de metamorfismo, se observa que la intensidad del proceso es progresiva, desde zonas superficiales con metamorfismo poco intenso, a zonas profundas, intensamente metamorfoseadas.
Esta gradación de la intensidad del metamorfismo provoca la aparición de series de rocas metamórficas en los macizos montañosos afectados por este tipo de metamorfismo .
TEMPERATURA PRESION SUSTANCIAS QUIMICAMENTE
ACTIVAS
CARACTERISTICAS GENERALES
SE DESARROLLA EN AREAS EXTENSAS CUBRE MUCHOS KILOMETROS DE
EXTENSION Y PROFUNDIDA. EN REGIONES INESTABLES DE LA CORTEZA
TERRESTRE. ACTUAN LOS TRES FACTORES DEL
METAMORFISMO. PRODUCE LA MAYOR CANTIDAD DE
ROCAS METAMÓRFICAS ESTÁN ASOCIADAS AL PROCESO DE
OROGÉNESIS O LEVANTAMIENTO DE MONTAÑAS.
Ocurre cuando rocas
son deformadas entre
dos placas litósfericas
en colisión.
En este caso la raíz de la montaña esta sometida a tanta presión por la
profundidad a la que se encuentra y el peso de la roca encima que en
combinación con la temperatura generada causa metamorfismo
regional de las rocas. En ocasiones la temperatura aumenta tanto que
puede derretir la roca. Por lo general el magma no llega a la superficie.
TEXTURAS DEL METAMORFISMO
Rocas metamórficas
Foliaciones
Las foliaciones se pueden formar de
distintas maneras
Minerales rotados o alargados.
Recristalización de minerales en una
dirección preferida.
Cambio de forma de granos
equidimensionales a granos alargados
y alineados.
Foliaciones como resultado de
estrés en una dirección
Texturas de las foliaciones
– Clivaje pizarroso
En forma de superficies planas y bien cerca uno del otro permitiendo que la roca parta a lo largo de estas superficies.
Se puede desarrollar de diferentes formas dependiendo de las condiciones metamórficas y la roca original.
Pizarra
La pizarra tiene:
• Granos bien finos
• Clivaje excelente
• Generada de un grado de metamorfismo bajo de la roca lutita, lodolita o arcillolita
Texturas de las foliaciones
-Clivaje de esquisto
Minerales aplanados que no se pueden diferenciar uno del otro y que exhiben una estructura en capas
A estas rocas se le conoce como esquistos
Esquistos de mica
Estos esquistos de micas
están compuestos casi
en su totalidad por
mica, (moscovita y
biotita).
Alto grado de
metamorfismo
• Texturas de las foliaciones
– Néisica (gneiss)
• Ocurre en alto grado de metamorfismo, la migración de iones resulta en la segregación de los minerales
• Las rocas néisicas exhiben bandas.
Gneis
.
Podemos ver que los cristales de biotita (negros) alargados están separados de los silicatos claros de una forma segregada.
Alto grado de metamorfismo.
cuarzo + feldespato (claros)
biotita (oscuros)
GNEIS DEFORMADO Y PLEGADO,
CALIFORNIA
Rocas metamorficas
bandeadas de grano medio a
grueso
Predominan los minerales
alargados y granulares (no
planares)
Metamorfismo de alto grado
A menudo compuestos de
capas de color claro ricas en
feldespatos y bandas de
minerales oscuros
ferromagnesianos
Otras texturas metamórficas
– Las rocas metamórficas que no son foliadas se les conoce como las “no-foliadas”
Se desarrollan en ambientes donde la deformación es mínima.
Por lo general compuestas de minerales equidimensionales.
– Textura porfidoblástica
Cuando cristales de gran tamaño se encuentran rodeados de una matriz de minerales pequeños.
Mármol
Roca metamórfica no foliada.
Compuesta de cristales equidimensionales.
Resultado del metamorfismo de calizas y dolomias.
Cuarcita
• La cuarcita también es
una roca metamórfica
no foliada.
• Esta compuesta de
cristales
equidimensionales.
• Se forma del
metamorfismo de
areniscas de cuarzo.
Esquistos de mica y granate
Los cristales de granate
están rodeados de
pequeños cristales de
mica en una textura
porfiroblástica.
Alto grado de
metamorfismo.
CLASIFICACIÓN ROCAS METAMÓRFICAS
PIZARRAS
GEOLOGÍA. CARENAS FERNÁNDEZ, María Beatriz. GINER ROBLES,
Jorge Luis. GONZÁLEZ YÉLAMOS, Javier. POZO RODRÍGUEZ, Manuel.
Editorial Paraninfo.
BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA. PEDRINACI, Emilio. GIL, Concha. GÓMEZ
DE SALAZAR, José María. Editorial SM.
http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/750/984/html/2_tex
tura_de_las_rocas_magmticas.html
http://es.slideshare.net/pedrohp19/magmatismo-10335837
http://slideplayer.es/slide/141960/
http://www.geovirtual2.cl/geologiageneral/ggcap06a.htm
https://es.slideshare.net/EDU3364/metamorfismo-y-rocas-
metamrficas?from_action=save
http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/1bachillerato/petrog
eneticos/contenido4.htm
BIBLIOGRAFÍA. PÁGINAS WEB.