Las Rocas Metamórficas
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Las rocas metamórficas
Las rocas metamórficas se forman a partir de otras rocas por efecto de la presión y de la temperatura.
De forma similar, si cocemos en un horno arcilla a elevadas temperaturas, sin que llegue a fundirse, se transformará en otro material que conocemos con el nombre de cerámica.
Rocas metamórficas son la pizarra, el esquisto, el gneis, el mármol, la cuarcita, la migmatita y la eclogita.
Metamorfismo
Se denomina metamorfismo —del griego μετά (meta, 'cambio') y μορφή (morph, 'forma')— a la
transformación sin cambio de estado de la estructura o la composición química o mineral de
una roca cuando queda sometida a condiciones de temperatura o presióndistintas de las que la
originaron o cuando recibe una inyección de fluidos.1 Al cambiar las condiciones físicas, el material
rocoso pasa a encontrarse alejado del equilibrio termodinámico y tenderá, en cuanto obtenga energía
para realizar la transición, a evolucionar hacia un estado distinto, en equilibrio con las nuevas
condiciones.2 Se llaman metamórficas a las rocas que resultan de esa transformación.3 Entre los
factores que afectan el metamorfismo están:4
La estructura (fábrica) y composición de la roca original.
La presión y la temperatura en la que evoluciona el sistema.
La presencia de fluidos.
El tiempo.
Se excluyen del concepto de metamorfismo los cambios diagenéticos que les ocurren a los sedimentos
y a las rocas sedimentarias a menores temperaturas y presiones, aunque es muy difícil establecer el
límite entre la diagénesis y el metamorfismo.5 En el extremo contrario, si se llega a producir la fusión
formándose un magma, la roca que resulte no será metamórfica, sino magmática.6 A veces las
condiciones dan lugar a una fusión sólo parcial y el resultado es una roca mixta, una migmatita, con
partes derivadas de la solidificación del fundido y partes estrictamente metamórficas.7
Se distingue entre un metamorfismo progresivo, que ocurre cuando la roca queda sometida a presiones
y temperaturas más altas que las de origen, y un metamorfismo regresivo (o retrógado), cuando la roca
pasa a condiciones de menor energía que cuando se originaron.8
Agentes del metamorfismo[editar]
Los agentes que intervienen en el metaformismo son el calor, la presión, la presencia de fluidos, la
naturaleza previa de la roca que se va a ver afectada y el tiempo:4
El calor puede proceder del contacto con un magma en migración, de la fricción entre placas
tectónicas o del peso asociado a un enterramiento profundo, el cual produce compactación por
recristalización que disipa energía en forma de calor.
La presión puede ser vertical y derivar del enterramiento, o tener otra dirección y deberse a la
convergencia de placas o a la acción de fallas.
Los fluidos circulantes derivan de la diferenciación de magmas ascendentes, o son disoluciones
acuosas alimentadas desde la superficie pero calentadas en regiones profundas. Aunque la
composición se basa en el agua, sustancias disueltas en ella pueden desempeñar un papel
fundamental en la transformación química de las rocas.
La composición inicial de la roca es importante. Una arenisca con gran cantidad de cuarzo sujeta a
condiciones altas de presión y temperatura se convertirá en una cuarcita; pero si la roca inicial es
una caliza, se convertirá en un mármol.
El tiempo es un factor importante, ya que hay procesos metamórficos que lo requieren.
Tipos de metamorfismo[editar]
Existen varios tipos de metamorfismo debido a la diversidad de causas que lo producen. Una
clasificación genética (por el origen) del metamorfismo distingue entre metamorfismo de
contacto (debido al calor que transmite a una roca un cuerpo intrusivo); metamorfismo dinámico o
cataclástico, debido a presiones dirigidas por la acción de fallas, ymetamorfismo regional, la forma más
importante, donde se produce una transformación extensa y profunda por la acción simultánea de
temperaturas y presiones altas, como ocurre en bordes de placa convergentes.1 Hay además
un metamorfismo hidrotermal, debido a la penetración de fluidos calientes y químicamente activos,9 y
un metamorfismo de choque, un fenómeno localizado que se produce por el impacto
de meteoritos y cometas contra la superficie rocosa del planeta.10 Existen otros tipos de metamorfismo
menos frecuentes, como el metamorfismo de rayos o el metamorfismo de incendio.11
Metamorfismo de contacto[editar]
Diagrama en el que se muestra unplutón (1) con la roca encajante que no ha sufrido metamorfismo (3) y laaureola de
contacto (2).
Artículo principal: Metamorfismo de contacto
También conocido como metamorfismo térmico, ocurre cuando la transformación de las rocas se debe
principalmente a las altas temperaturas a las que se ven sometidas.12 Esto se da cuando un
magma intruye un cuerpo rocoso, y las altas temperaturas metamorfizan las rocas encajantes, formando
una aureola de contacto.12 Esta aureola se dispone alrededor del cuerpo intrusivo, siendo el
metamorfismo de mayor grado cuanto más cerca nos encontramos del plutón.13 Las rocas que forman la
aureola se denominan corneanas, y se caracterizan por ser de grano fino con textura
idioblástica o hipidioblástica (es decir, con cristales bien formados o parcialmente formados).14
El tamaño de la aureola depende de unos factores que controlan la transferencia de calor desde el
plutón hasta la roca encajante.14 Estos factores son los siguientes:14
Temperatura y tamaño de la intrusión.
La conductividad térmica de la roca encajante, que va a controlar la tasa a la que el calor se va
transferir por conducción.
La temperatura inicial de la roca encajante.
El calor latente de cristalización del magma.
El calor de las reacciones metamórficas.
La cantidad de agua y la permeabilidad de la roca encajante, ya que la presencia de agua puede
provocar que el calor se transmita porconvección.
Metamorfismo regional[editar]
El gneis es la roca más común generada por metamorfismo regional.
Artículo principal: Metamorfismo regional
Se produce por el efecto simultáneo de un aumento de la presión y de la temperatura durante largos
períodos de tiempo en grandes áreas de la corteza terrestre con gran actividad tectónica, como los
límites de las placas litosféricas.1 También influyen la presencia de fluidos en las rocas que se van a
metamorfizar, y las tensiones originadas por el movimiento de las placas tectónicas.15 Las condiciones
en las que se produce el metamorfismo regional abarcan un rango de presiones de entre 2 kbar y 10
kbar y un rango de temperaturas de entre 200 °C y 750 °C.15
Normalmente el crecimiento de los cristales durante el metamorfismo regional está acompañado de una
deformación originada por causas tectónicas.16 Esto provoca que muchas rocas sometidas a este tipo de
metamorfismo presenten foliación, es decir, que sus minerales constituyentes se orientan según la
dirección de las presiones dirigidas que sufren.17 Según el grado de foliación, se distinguen tres tipos de
rocas:17
Pizarras : Se forman cuando el metamorfismo es de grado bajo.
Esquistos : Se forman cuando el metamorfismo es de grado medio.
Gneises : Se forman cuando el metamorfismo es de grado alto.
Solamente las rocas que contienen micas desarrollan foliación, por lo que las cuarcitas, los mármoles y
las anfibolitas carecen de ella.17
Dentro del metamorfismo regional se distinguen tres zonas que se diferencian entre sí por las
condiciones de presión y temperatura:17
Región de baja temperatura y alta presión: Estás regiones se localizan en las zonas de subducción.
Región de alta temperatura y alta presión: En los núcleos de los orógenos, donde la profundidad de
enterramiento es muy grande, y abundan las intrusiones de andesita.
Región de baja temperatura y baja presión: En zonas más superficiales de los orógenos.
Metamorfismo dinámico[editar]
Brecha de falla localizada en elÁrea de conservación nacional Red Rock Canyon, Nevada (Estados Unidos).
El factor dominante en el metamorfismo dinámico (o dinamometamorfismo) es la presión, provocada por
el movimiento entre bloques o placas que genera la acción de las fallas.18 Las rocas que se generan en
este proceso se llaman brechas de falla o cataclastitas, y se caracterizan por la presencia de cantos
englobados por una matriz, generados por trituración (cataclasis).18 19 Si la cataclasis es muy intensa, la
deformación es dúctil en vez de frágil,20 formándose una milonita,21 que se caracteriza por ser una roca
dura cuyos granos preexistentes fueron deformados y recristalizados.22 La forma en que se va a ver
afectada la roca va a depender de los siguientes factores:22
Granulometría , tipo de roca y composición.
Densidad , porosidad y permeabilidad.
Si la roca presenta bandeados, esquistosidad...
Tasa de deformación impuesta.
Composición y presión de los fluidos presentes.
Orientación de la red cristalina.
Metamorfismo de enterramiento[editar]
Esquema de una cuenca sedimentaria con un gran espesor desedimentos. En las zonas más profundas se produce un
metamorfismo de enterramiento.
Se produce debido al aumento de temperatura y presión que sufren los sedimentos a 10.000-
12.000 metros de profundidad en la corteza terrestre.21 La temperatura y la presión aumentan según los
siguientes gradientes:23
Presión → 3,5 kbar por cada 10 km de profundidad.
Temperatura → 20-30°C por cada kilómetro de profundidad.
Esto implica que en las cuencas en las que el espesor de sedimentos es elevado se pueden superar los
300 °C en profundidad.24 Las rocas que sufren este metamorfismo suelen carecer de foliación, la
transformación mineralógica es incompleta y preservan gran parte de sus rasgos originales.25
Metamorfismo hidrotermal y metasomatismo[editar]
Artículos principales: Alteración hidrotermal y Metasomatismo.
Se produce cuando hay una interacción entre las rocas y agua caliente químicamente activa.9 Es un
metamorfismo asociado a la presencia de fluidos calientes que contienen gran cantidad de iones
disueltos.26 Si debido a la interacción de la roca con los fluidos hay sustracción o adición de compuestos
químicos, se denomina metasomatismo.26 Aunque se produzcan cambios en la composición química de
las rocas, se mantiene constante el volumen molar, tratándose de un proceso isocórico.27 Un ejemplo
de reacción química que se produce en los procesos de metasomatismo es la transformación
del olivino en serpentina si hay presencia de agua:27
Metamorfismo de choque[editar]
Red cristalina de la coesita, unmineral derivado del cuarzo, que se forma cuando las condiciones depresión son muy
altas, como en losimpactos meteoríticos. Los átomosrojos son oxígeno, y los grises silicio.
También llamado metamorfismo de impacto, ocurre por el efecto de ondas de choque producidas
por impactos meteoríticos, explosiones nucleares o ensayos de laboratorio.10 En este tipo de
metamorfismo se alcanzan presiones de hasta 1.000 kbar.28 Se han reconocido cinco fases
correspondientes a distintas intensidades:28 0, Ia, Ib, II y III. En las fases 0, Ia y Ib, el cuarzo
presenta rasgos planares (PFs), PDFs, ymosaicismo, más abundantes en fases más altas.28 29 En
las fases II y III se empiezan a formar polimorfos de alta presión de
la sílice(coesita y stishovita).28 Otros minerales característicos de estas fases de metamorfismo de
choque son la ringwoodita, la jadita, la majorita y la lonsdaleíta.28
A escala macroscópica, uno de los rasgos más característicos es la presencia
de brechas.30 Estas brechas de impacto proceden del material expulsado por el meteorito al caer
(ejecta), o del fondo del cráter.30 También es frecuente la presencia de conos astillados, que son
fracturas cónicas que se forman con presiones de entre 20 y 200 kbar, y cuyos ápices suelen
apuntar hacia la fuente de las ondas de choque.31