Hernán SantosDepartamento de Geología

UPR-Mayagüez

G Geology MuseumeM

Las Rocas Metamórficas

“metamorfismo es la transformación de una roca en

otra”

Metamorfismo• Es el proceso que produce cambios en la

mineralogía, textura y en muchas ocasiones a la composición química 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 cambios en temperatura y presión.

Facies de Metamorfismo

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.

Metamorfismo

• 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).

Metamorfismo• Situaciones donde ocurre metamorfismo

– Metamorfismo de contacto- ocurre por un alza en la temperatura.

– Metamorfismo por alteración hidrotermal-alteración química por fluidos calientes ricos en iones de hierro.

– Metamorfismo regional• ocurre durante la formación de montañas (orogenia)• Produce una gran cantidad de roca metamórfica• Las rocas muestran zonas de metamorfismo de

contacto e hidrotermal.

Agentes de metamorfismo

• Calor– Es el agente mas importante– La recristalización resulta en nuevos minerales

que son estables a esas temperaturas– Dos fuentes de calor

• Metamorfismo de contacto

• Aumento en temperatura con la profundidad por el gradiente geotermal

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.

Agentes de metamorfismo

• La presión y el esfuerzo (stress) 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.

Presión en el metamorfismo

Agentes de Metamorfismo

• Fluidos químicamente activos

– Principalmente agua con otros componentes volátiles

– Aumenta la migración de iones

– Ayuda en la recristalización de minerales existentes

Agentes de Metamorfismo

• Fluidos químicamente activos

– La fuente de los fluidos, de donde salen

• El espacio poroso en las rocas sedimentarias

• Fracturas en rocas ígneas

• Minerales hidratados como las arcillas

Agentes de Metamorfismo• La importancia de la roca original (roca

madre)– 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

Tipos de Metamorfismo

Metamorfismo de contacto (metamorfismo termal)

• Resulta de un aumento en temperatura por intrusión de magma

• Una zona de alteración rodea la burbuja de magma, le llamamos aureola

Metamorfismo de Contacto

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

Metamorfismo Hidrotermal

Metamorfismo Regional

• Produce la mayor cantidad de rocas metamórficas

• Están asociadas al proceso de orogénesis o levantamiento de montañas.

Metamorfismo Regional

Ocurre cuando rocas son deformadas entre dos placas litosfericas 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 metamorfismoregional de las rocas. En ocasiones la temperatura aumenta tanto que puede derretir la roca. Por lo general el magma no llega a la superficie.

Metamorfismo por Soterramiento • Ocurre en las cuencas sedimentarias en

consecuencia de la solidificación de los sedimentos debido al soterramiento por los sedimentos sobreyacentes.

• La temperatura y la presión contribuyen al metamorfismo, la temperatura, puesto que la temperatura sube con la profundidad. Las rocas correspondientes son caracterizados por temperaturas de recristalización bajas y por la ausencia de deformaciones.

Metamorfismo por Soterramiento

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.

Metamorfismo a lo largo de Fallas o Cataclasis

• 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.

Metamorfismo a lo largo de fallas

Metamorfismo por ondas de choque

• 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.

Metamorfismo por ondas de choque

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Minerales índices y grado de metamorfismo

• Cambios en mineralogía ocurren entre regiones de bajo grado a alto grado de metamorfismo

Textura de Metamorfismo

• La textura de metamorfismo se refiere al tamaño, forma y arreglo de los minerales que componen la roca metamórfica.

• Foliaciones- cualquier arreglo linear de minerales o estructuras en la roca– Ejemplo de foliación

• Alineación paralela de minerales alargados o laminados

Texturas de Metamorfismo• Foliaciones

– Ejemplo de foliaciones• Alineación paralela de minerales

alargados o granos de la textura original

• Bandas de minerales• Clivaje de pizarra que hace que la roca

pueda ser partida en capas

Texturas de Metamorfismo• 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 stress en una dirección

Texturas metamórficas

• 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 metamórficas

• 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).

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• Alto grado de metamorfismo

Texturas metamórficas

• 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• Esta muestra nos enseña

la textura típica de las rocas néisicas.

• Podemos ver que los cristales de biotita (negros) alargados están separados de los silicatos claros de una forma segregada.

• Alto grado de metamorfismo.

Texturas metamórficas

• 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

• El mármol en una roca metamórfica no foliada.

• Esta compuesta de cristales equidimensionales.

• El mármol es el resultado del metamorfismo de calizas.

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 de las Rocas Metamórficas