EL METAMORFISMOI. DEFINICIONES

Es un conjunto de procesos geolgicos que ocurren en zonas profundas de la corteza terrestre, a grandes temperaturas y presiones , que cambian la textura o la composicin mineralgica de las rocas, o ambas cosas, estas transformaciones tienen lugar al estado slido sin cambiar la qumica global de las rocas (reacciones isqumicas). Las rocas originales, de cuya transformacin han resultado las rocas metamrficas pueden ser de cualquier tipo, incluso rocas metamrficas que experimentan nuevas transformaciones. Algunos procesos metamrficos, como los debidos a impactos metericos, a deformacin intensa en fracturas o al enterramiento progresivo en cuencas sedimentarias, pueden tener lugar en el interior de las placas litosfricas. Sin embargo los procesos metamrficos que afectan a grandes porciones de la corteza y alcanzan grados importantes de transformacin, siempre tienen lugar en el borde de las placas.Se le considera un proceso geolgico transformativo a diferencia de la meteorizacin que es destructiva y la diagnesis que es constructiva.

II. LOS FACTORES DEL METAMORFISMO

1. Temperatura. Al profundizar progresivamente debajo de creciente nmero de estratos de sedimentos, las rocas van sufriendo temperaturas cada vez ms elevadas. Se puede distinguir tres fuentes de calor:a) el calor del interior de la Tierra o geotrmico, que se manifiesta por una elevacin media de temperatura de un grado por cada 30 m aproximadamente a medida que se profundiza hacia el interior. Es el grado o gradiente geotrmico. Se puede estimar que la temperatura alcanzada a 10 km de profundidad es de 250 a 300. b) Las deformaciones mecnicas debidas principalmente a los plegamientos son generadores de calor.c) Las intrusiones magmticas.

Cualesquiera sean sus causas, la sola elevacin de la temperatura no es un factor determinante del metamorfismo.

2. Presin. Al mismo tiempo que aumenta la temperatura de las rocas con la profundidad, las presiones que sufren se elevan progresivamente. Estas presiones se deben a ciertas causas.a) El confinamiento (presin isosttica): el peso de las rocas supra yacentes, la acumulacin de sedimentos o la existencia de mantos de corrimiento.b) Los empujes orognicos que conducen a las deformaciones de la corteza crean una presin orientada cuyos efectos son mucho ms intensos que los debidos simplemente a la carga.La presin orientada es uno de los factores de la esquistosidad y la de la foliacin. En efecto, favorece la formacin de los minerales alargados tan frecuentes en las rocas cristaloflicas.

Efectos de la presin y la temperatura.Las presiones y temperaturas a las que se ven sometidas las rocas en el proceso metamrfico pueden provocar los siguientes efectos: - Se forman nuevos minerales que son estables en las nuevas condiciones a las que se ve sometida la roca. - Expulsin de voltiles (por el aumento de temperatura) - Recristalizacin: se rompe la red cristalina (sin perder el estado slido) y se forma una nueva red, ms estable en las nuevas condiciones. - Orientacin de los minerales de la roca perpendicularmente a la fuerza que acta; como consecuencia, los minerales adquieren una orientacin paralela y por eso aparecen en la roca planos de exfoliacin, pizarrosidad o esquistosidad, como ocurre en las pizarras y en los esquistos.

3. Los fluidos qumicamente activos. Como es sabido los magmas contienen grandes cantidades de gases y vapores de agua que al penetrar a travs de la red intergranular de las rocas desempean un papel importante en el metamorfismo de las rocas sobre las cuales actan.El agua es el fluido activo principal, ayudada por el bixido de carbono, los cidos brico, clorhdrico y fluorhdrico y otras emanaciones de los plutones magmticos que actan como catalizadores o disolventes y facilitan las reacciones qumicas y el ajuste mecnico y promueve la recristalizacin de los minerales, que forman configuraciones ms estables. Estos fluidos conocidos como mineralizadores actan con dos efectos principales:a) Favorecen las reacciones entre los distintos minerales que constituyen la roca original, pero sin cambiar la composicin qumica global y formando nuevos minerales estables en las nuevas condiciones geolgicas. A este proceso se llama propiamente metamorfismo.b) Introducen iones diferentes en la roca, que al reaccionar con los minerales de sta, formarn nuevos minerales de tal manera que la composicin qumica final ser diferente a la composicin original. A este proceso se le conoce como metasomatismo.4. Duracin. El factor tiempo tiene importancia tal en geologa, que sera por dems ilusorio pensar que no interviene en el metamorfismo. Una presin brutal y de corta duracin provoca el aplastamiento de las rocas (milonitizacin), mientras que una presin ms dbil pero de larga duracin tiene efectos importantes sobre la red cristalina.

III. AMBIENTES METAMRFICOSEl metamorfismo tiene lugar cuando las rocas estn sometidas a nuevas condiciones diferentes a las de su formacin, ante esta situacin las rocas cambian gradualmente hasta alcanzar un estado de equilibrio con el nuevo ambiente. El metamorfismo ocurre siempre en tres ambientes:a) El ambiente en el cual la roca preexisten est cerca o en contacto con una masa gnea, aqu los cambios se deben principalmente a las elevadas temperaturas del material magmtico. Este ambiente da lugar al metamorfismo de contacto.b) El ambiente orognico en el cual da lugar a la formacin de cordilleras, donde las rocas estn sometidos a presiones dirigidas y a elevadas temperaturas asociadas con deformaciones tectnicas. En este ambiente tiene lugar el metamorfismo regional.c) El ambiente en el cual predomina zonas de fallas, aqu las rocas se rompen y pulverizan debido a los esfuerzos al producirse el desplazamiento de las fallas, este ambiente da lugar al metamorfismo cata clstico o dinmico.

IV. CAMBIOS PRODUCIDOS POR EL METAMORFISMO

El grado de metamorfismo se refleja en la textura y la mineraloga. Los cambios producidos son los siguientes:a) Aumento en el tamao de los minerales, llamado recristalizacin.b) Desarrollo de nuevos modelos estructurales, especialmente de los que muestran disposicin paralela de los minerales, que sern como consecuencia de la direccin de las fuerzas compresionales.c) Cambios de texturas que difieren de las rocas originales tanto gneas como sedimentarias. Esta reorganizacin de los minerales proporciona una textura distintiva, como la textura foliada que depende del grado de metamorfismo y de la mineraloga de la roca original, se considera tres principalmente; pizarrosidad, esquistosidad y bandeado gnisico.d) Reorganizacin parcial de los componentes qumicos para formar un nuevo conjunto mineral. El caso de los minerales de arcillas recristalizan para formar cristales de mica, o el caso de la combinacin del cuarzo con la calcita para dar lugar a la wollastonita, en ambos casos, la composicin qumica global de la roca afectada no cambia.

V. LAS FORMAS DEL METAMORFISMO

A) El dinamometamorfismoEl dinamometamorfismo o metamorfismo dinmico est caracterizado por la deformacin y la recristalizacin por el efecto de los esfuerzos y, de manera habitual, est acompaado por una disminucin en el tamao de los cristales. El termino milonita se emplea para designar rocas que han sufrido dinamometamorfismo; las milonitas se localizan, por lo general, en zonas de fallas cabalgamientos y reas de cizalla.El dinamometamorfismo afecta de manera progresiva las rocas gneas y metamrficas preexistentes y, en condiciones muy intensas, puede llegar a destruir cualquier traza de estructura original.

B) El metamorfismo de contactoEl metamorfismo de contacto (o termometamorfismo) afecta las rocas encajantes en torno a una intrusin de rocas gneas al aportar su emplazamiento un aumento de temperatura. Las rocas metamrficas formadas en su contacto configuran una aureola de metamorfismo en torno a la intrusin, o al grupo de intrusiones, que representa la fuente calorfica; por lo general se desarrollan zonas metamrficas concntricas.Tpicamente el metamorfismo de contacto produce corneanas (por su fractura de aspecto crneo), rocas cuyos minerales metamrficos cristalizan acoplndose entre s, sin orientacin preferente por la ausencia de una presin orientada.

Roca corneana.

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C) El metamorfismo regional o metamorfismo general.Se produce siempre en relacin con las zonas de subduccin, afectando a grandes extensiones de roca, circunstancia a la que debe su nombre. Puede considerarse como el efecto simultneo de presin 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 metamorfizadas. Esta gradacin de la intensidad del metamorfismo provoca la aparicin de series de rocas metamrficas en los macizos montaosos afectados por este tipo de metamorfismo. La ms conocida de estas series es la que se forma a partir de un sedimento arcilloso, que est formada por los siguientes trminos:

El metamorfismo regional presenta una serie de zonas de metamorfismo, clasificacin muy utilizada pero anticuada: bajo o epizona en superficie con presin y temperatura bajas; medio o mesozona, con presin y temperatura moderada y alto o catazona a profundidad en que la presin y temperatura son altas. Esta clasificacin es evidentemente subjetiva ya que no hay criterios que permiten separarlas; en la actualidad no se usa.Tipos de metamorfismo regionala) Alta presin y baja temperatura. Se produce en las zonas de subduccin (fosa ocenica) La presin se genera por la convergencia de las placas Las rocas se ven sometidas a intensas deformaciones y desorganizacin de su estructura original Las rocas tpicas se denominan esquistos azules La baja temperatura se debe a la corteza ocenica que se sumerge.b) Alta temperatura y baja o media presin. Se produce en plano de Benioff (borde de placa) como consecuencia de la elevacin de la temperatura asociada a los magmas que se generan en ese lugar cuando se funde parcialmente la placa subsidente. Aparecen minerales ndice que definen zonas metamrficas Cuando la temperatura se eleva considerablemente las rocas sufren fusiones parciales que dan lugar a la formacin de migmatitas (Roca metamrfica de alto grado).

D) Metasomatismo El metamorfismo es un proceso isoqumico, sin que se lleve a cabo intercambio de elementos con el medio. El Metasomatismo implica sustitucin de elementos de una roca por otros. Esto se produce por los fluidos que aportan los magmas y que impregnan las rocas sustituyndolas parcialmente As se generan yacimientos minerales. Las mineralizaciones tienen aspecto masivo y catico, sustituyendo a parte de la roca Este proceso es muy frecuente en las calizas pero puede darse en otras rocas Las rocas resultantes, con o sin mineralizaciones se denominan SKARNS.

E) El metamorfismo por enterramiento Proceso en el que interviene la presin que resulta del p eso de una columna de materiales a partir de 10.000 / 12.000 m. de profundidad (3 kb.) Afecta a la base de la corteza y a los sedimentos de cuencas ocenicas Los minerales caractersticos son los silicatos de calcio y magnesio hidratados (zeolitas) y la jadeta Las zonas metamrficas pueden tener varios kilmetros de espesor Las rocas tienen estructuras planas (esquistosidad de carga) y gran facilidad para la exfoliacin Si estas rocas son sometidas a esfuerzos tectnicos, la esquistosidad tectnica es posible que borre a la anterior.

VI. VARIACIONES DEL METAMORFISMO EN EL TIEMPO

Metamorfismo progresivo: transformaciones mineralgicas que suponen cada vez un mayor grado de metamorfismo Las fases minerales son estables a alta presin y a alta temperatura Las reacciones metamrficas son lentas y necesitan periodos de millones de aos Retro metamorfismo: Adaptacin de fases minerales estables a alta presin y temperatura a valores ms bajos de estos parmetros. Son reacciones muy lentas ya que no hay energa para romper los enlaces de las redes cristalinas de los minerales que no llegan a desaparecer totalmente.

VII. METAMORFISMO Y LA TECTNICA DE PLACAS

Aun cuando el metamorfismo se asocia con los tres tipos de lmites de placas es ms comn a lo largo de las mrgenes de placas convergentes , debido a que en este limite la temperatura presin aumenta como resultado de las colisiones de placas . A lo largo de algunas zonas convergentes los bloques continentales colisionan para formar cadenas montaosas, en estos ambientes, las fuerzas compresionales comprimen deforman los bordes de las placas as como los sedimentos que se han acumulado a lo largo de las mrgenes continentales, ejemplo de las cordilleras de los Alpes, los Apalaches y el Himalaya, estas cadenas montaosas estn constituidas de rocas deformadas y sometidas a metamorfismo por las colisiones de placas.