Sesion 13

GEOLOGIA GENERAL
GEOLOGIA GENERAL
2015–II
SESION 13

ROCAS METAMORFICAS
Metamorfismo
hidrotermal a lo largo de
una dorsal
centrooceánica

ROCAS METAMORFICAS
El metamorfismo de contacto produce una zona de alteración denominada aureola alrededor de un
cuerpo ígneo intrusivo

ROCAS METAMORFICAS
Fuerzas compresivas de una magnitud inimaginable y temperaturas de centenares de
grados por encima de las condiciones de la superficie predominaron quizá durante miles o
millones de años y provocaron la deformación. Bajo esas condiciones extremas, las rocas
responden plegándose, fracturándose y fluyendo.
Extensas áreas de rocas metamórficas afloran en todos los continentes en unas regiones
relativamente planas denominadas escudos. Esas regiones metamórficas se encuentran
en Canadá, Brasil, África, India, Australia y Groenlandia. Además, las rocas metamórficas
son un componente importante de muchos cinturones montañosos, entre ellos los Alpes y
los Apalaches, donde constituyen una gran parte del núcleo cristalino de esas montañas.
Incluso las partes interiores estables de los continentes que están cubiertas por rocas
sedimentarias están sustentadas sobre rocas basales metamórficas.
En esos ambientes, las rocas metamórficas están muy deformadas y presentan intrusiones
de grandes masas ígneas. De hecho, partes significativas de la corteza continental terrestre
están compuestas por rocas metamórficas y rocas ígneas..

ROCAS METAMORFICAS
A diferencia de algunos procesos ígneos y sedimentarios que tienen
lugar en ambientes superficiales o próximos ala superficie, el
metamorfismo casi siempre ocurre en zonas profundas del interior de
la Tierra, fuera de nuestra observación directa.
Pese a este obstáculo significativo, los geólogos han desarrollado
técnicas que les han permitido aprender mucho sobre las condiciones
bajo las cuales se forman las rocas metamórficas. Por tanto, las rocas
metamórficas proporcionan importantes datos sobre los procesos
geológicos que actúan dentro de la corteza terrestre y el manto
superior.

ROCAS METAMORFICAS
METAMORFISMO
Las rocas metamórficas se forman a partir de rocas ígneas, sedimentarias o incluso de
otras rocas metamórficas. Por tanto, todas las rocas metamórficas tienen una roca
madre: la roca a partir de la cual se formaron.
El metamorfismo, que significa «cambio de forma», es un proceso que provoca
cambios en la mineralogía, la textura y, a menudo, la composición química de las
rocas.
El metamorfismo tiene lugar cuando las rocas se someten a un ambiente físico o
químico significativamente diferente al de su formación inicial. Se trata de cambios de
temperatura y presión (esfuerzo) y la introducción de fluidos químicamente activos.
En respuesta a esas nuevas condiciones, las rocas cambian gradualmente hasta
alcanzar un estado de equilibrio con el nuevo ambiente. La mayoría de los cambios
metamórficos ocurren bajo las temperaturas y presiones elevadas que existen en la
zona que empieza a unos pocos kilómetros por debajo de la superficie terrestre y se
extiende hacia el manto superior.

ROCAS METAMORFICAS
METAMORFISMO
El metamorfismo suele progresar de manera incremental, desde cambios ligeros
(metamorfismo de grado bajo) a cambios notables (metamorfismo de grado alto). Por
ejemplo, en condiciones de metamorfismo de grado bajo la roca sedimentaria común
lutita se convierte en una roca metamórfica más compacta denominada pizarra. Las
muestras de mano de ambas rocas son a veces difíciles de distinguir, lo cual ilustra que
la transición de sedimentaria a metamórfica suele ser gradual y los cambios pueden
ser sutiles.
En ambientes más extremos, el metamorfismo produce una transformación tan
completa que no puede determinarse la identidad de la roca fuente. En el
metamorfismo de grado alto, desaparecen rasgos como los planos de estratificación,
los fósiles y las vesículas que puedan haber existido en la roca original.

ROCAS METAMORFICAS
METAMORFISMO
Además, cuando las rocas en zonas profundas (donde las temperaturas son elevadas)
son sometidas a presiones dirigidas, se deforman lentamente y se produce una gran
variedad de texturas además de estructuras a gran escala como los pliegues.
En los ambientes metamórficos más extremos, las temperaturas se aproximan a las de
fusión de las rocas. Sin embargo, durante el metamorfismo la roca debe permanecer
esencialmente en estado sólido, pues si se produce la fusión completa, entraríamos en
el ámbito de la actividad ígnea.

ROCAS METAMORFICAS
METAMORFISMO
La mayor parte del metamorfismo ocurre en uno de estos tres ambientes:
1. Metamorfismo de contacto o térmico. Cuando una masa magmática intruye en las
rocas, Aquí, el cambio es impulsado por un aumento de la temperatura en el interior
de la roca huésped que rodea una intrusión ígnea.
2. El metamorfismo hidrotermal Implica alteraciones químicas que se producen
conforme el agua caliente rica en iones circula a través de las fracturas de las rocas.
Este tipo de metamorfismo suele estar asociado con la actividad ígnea que
proporciona el calor necesario para provocar las reacciones químicas y hace circular
estos fluidos a través de la roca.
3. Metamorfismo regional Durante la formación de montañas; grandes volúmenes de
rocas están sometidas a presiones dirigidas y a las elevadas temperaturas asociadas
con deformaciones a gran escala.

ROCAS METAMORFICAS
METAMORFISMO
El metamorfismo regional, que produce el mayor volumen de rocas metamórficas,
tiene lugar en los limites convergentes, donde las placas litosféricas colisionan.
Aquí, grandes segmentos de la corteza terrestre pliegan, se fallan y se metamorfizan
enormemente. Además, el enterramiento profundo, junto con el emplazamiento de
magmas que se originan en el manto, son los responsables de las temperaturas
elevadas que provocan zonas más intensas de metamorfismo.
Las rocas deformadas por metamorfismo regional tienen frecuentemente zonas de
metamorfismo de contacto, así como metamorfismo hidrotermal.

ROCAS METAMORFICAS
METAMORFISMO

ROCAS METAMORFICAS
FACTORES DE METAMORFISMO
Los agentes del metamorfismo son:
1.-El Calor
2.-La presión (esfuerzo)
3.-Fluidos químicamente activos
Durante el metamorfismo, las rocas suelen estar sometidas simultáneamente a los tres
agentes metamórficos. Sin embargo, el grado de metamorfismo y la contribución de
cada agente varían mucho de un ambiente a otro.

ROCAS METAMORFICAS
1.- El Calor como factor metamórfico
El factor más importante del metamorfismo es el calor, porque proporciona la energía
que impulsa los cambios químicos que provocan la recristalización de los minerales
existentes o la formación de minerales nuevos.
Cambios provocados por el calor.-El calor afecta a los materiales terrestres, en especial
a los que se forman en ambientes de bajas temperaturas, de dos maneras.
En primer lugar, fomenta la recristalización de granos minerales individuales, lo cual
sucede, en particular, con las arcillas, los sedimentos de grano fino y algunos
precipitados químicos.
Las temperaturas más elevadas provocan la recristalización cuando los granos más
finos tienden a unirse y formar granos de mayor tamaño de la misma mineralogía.

ROCAS METAMORFICAS
En segundo lugar, el calor puede aumentar la temperatura de una roca hasta el punto
en que uno o más de sus minerales ya no son químicamente estables. En estos casos,
los iones constituyentes tienden a distribuirse en estructuras cristalinas más estables
en el nuevo ambiente de alta energía. Las reacciones químicas de este tipo tienen
como consecuencia la creación de nuevos minerales con configuraciones estables que
tienen una composición global más o menos equivalente a la de los minerales
originales. (En algunos ambientes, los iones quizá migren hacia el interior o el exterior
de una unidad rocosa, modificando así su composición química general.)
En resumen, si tuviéramos que atravesar una región de rocas metamórficas (situada en
la superficie) desplazándonos en dirección al metamorfismo creciente, podríamos
esperar observar dos cambios atribuibles en gran medida al aumento de la
temperatura. El tamaño del grano de las rocas se incrementaría y la mineralogía se
transformaría de una manera gradual.

ROCAS METAMORFICAS
Fuentes de calor, el calor que causa el metamorfismo de las rocas procede principalmente de la
energía liberada por la desintegración radiactiva y la energía térmica almacenada en el interior
de la tierra. Recordemos que las temperaturas
Aumentan con la profundidad a un ritmo conocido como gradiente geotérmico (geo = Tierra;
therm = calor).
En la corteza superior, este incremento de la temperatura oscila entre 20 ºC y 30 ºC por
kilómetro. Por tanto, las rocas que se formaron en la superficie terrestre experimentarán un
aumento gradual de la temperatura conforme son transportadas (subducidas) a mayor
profundidad. Cuando se entierran a una profundidad de unos 8 kilómetros, donde las
temperaturas son de 150 ºC a 200 ºC, los minerales arcillosos tienden a inestabilizarse y
empiezan a recristalizar en minerales como la clorita y la moscovita, que son estables en este
ambiente. (La clorita es un mineral similar a la mica formado por el metamorfismo de silicatos
oscuros.) Sin embargo, muchos silicatos, en especial los que se encuentran en las rocas ígneas
cristalinas, como el cuarzo y el feldespato, permanecen estables a esas temperaturas. Por tanto,
las transformaciones metamórficas de estos minerales ocurren, en general, a profundidades
mucho mayores.

ROCAS METAMORFICAS
Los ambientes donde las rocas pueden ser transportadas a grandes profundidades y calentarse
son los bordes de placa convergentes, donde están siendo subducidos fragmentos de corteza
oceánica cargados de sedimentos. Además, es posible que las rocas sean enterradas en grandes
cuencas donde la subsidencia gradual da origen a acumulaciones muy gruesas de sedimentos. Se
sabe que en esos lugares, como por ejemplo el Golfo de México, se desarrollan condiciones
metamórficas cerca de la base de la cuenca.
Además, las colisiones continentales, que causan el engrosamiento de la corteza, hacen que las
rocas queden enterradas profundamente, donde las temperaturas elevadas pueden provocar la
fusión parcial.
El calor también puede ser transportado desde el manto hasta incluso las capas más someras de
la corteza. Las plumas ascendentes del manto, que afloran en las dorsales centro oceánicas, y el
magma generado por la fusión parcial del manto en las zonas de subducción son tres ejemplos.
En general, siempre que se forman magmas y éstos ascienden a un ritmo lento hacia la
superficie, se produce metamorfismo. Cuando intruye en rocas relativamente frías en zonas poco
profundas, el magma «cuece» la roca caja.

ROCAS METAMORFICAS
Ilustración del gradiente geotérmico y su papel en el metamorfismo. Obsérvese cómo el gradiente geotérmico
disminuye por la subducción de la litosfera oceánica comparativamente fría. Por el contrario, el calentamiento
térmico es evidente cuando el magma intruye en la corteza superior.

ROCAS METAMORFICAS
2.- Presión y Esfuerzo Diferencial
La presión, como la temperatura, también aumenta con la profundidad conforme
aumenta el grosor de las rocas suprayacentes. Las rocas enterradas están sometidas a
una presión de confinamiento, que es análoga a la presión hidrostática, donde las
fuerzas se aplican por igual en todas direcciones. Cuanto más se profundiza
En el océano, mayor es la presión de confinamiento.
Lo mismo ocurre en el caso de las rocas enterradas. La presión de confinamiento cierra
los espacios entre los granos minerales, dando lugar a una roca más compacta con una
mayor densidad. Además, a grandes profundidades, la presión de confinamiento
puede hacer que los minerales recristalicen en nuevos minerales con una estructura
cristalina más compacta. No obstante, la presión de confinamiento no pliega ni
deforma las rocas.
Además de la presión de confinamiento, las rocas pueden estar sometidas también a
presiones dirigidas. Eso sucede, por ejemplo, en los bordes de placa convergentes,
donde las placas litosfericas colisionan.

ROCAS METAMORFICAS
Aquí, las fuerzas que deforman la roca son desiguales en distintas direcciones y se las
denomina esfuerzo diferencial.
A diferencia de la presión de confinamiento, que «comprime» la roca por igual en
todas las direcciones, los esfuerzos diferenciales son mayores en una dirección que en
las demás. Las rocas sometidas a esfuerzo diferencial se acortan en la dirección de la
mayor presión y se alargan en la dirección perpendicular a dicha presión. Como
consecuencia, las rocas implicadas suelen plegarse o aplastarse (como cuando se pisa
una pelota de goma).
A lo largo de los bordes de placa convergentes, el mayor esfuerzo diferencial se ejerce
más o menos horizontalmente en la dirección del movimiento de las placas, y se aplica
la menor presión en la dirección vertical. Por consiguiente, en estos lugares la corteza
se acorta (horizontalmente) y engrosa mucho (verticalmente).

ROCAS METAMORFICAS
En los ambientes superficiales, donde las temperaturas son comparativamente bajas,
las rocas son frágiles y tienden a fracturarse cuando son sometidas a esfuerzos
diferenciales.
La deformación continuada tritura y pulveriza los granos minerales en fragmentos
pequeños. Por el contrario, en ambientes de temperaturas elevadas las rocas son
dúctiles. Cuando las rocas exhiben un comportamiento dúctil, sus granos minerales
tienden a aplanarse y a alargarse cuando son sometidos a un esfuerzo diferencial.
Eso explica su capacidad para deformarse fluyendo (más que fracturándose) para
generar pliegues complicados. Como veremos, el esfuerzo diferencial también
representa un importante papel en el desarrollo de las texturas metamórficas.

ROCAS METAMORFICAS
La presión (esfuerzo) como agente
metamórfico. A. En un ambiente
deposicional, conforme aumenta la presión
de confinamiento, las rocas se deforman al
reducir su volumen. B. Durante la
formación de montañas, el esfuerzo
diferencial acorta y deforma los estratos
rocosos.

ROCAS METAMORFICAS
2.- Fluidos Químicamente Activos
Se cree que los fluidos compuestos principalmente de agua y otros componentes
volátiles, como el dióxido de carbono, representan un papel importante en algunos
tipos de metamorfismo. Los fluidos que rodean los granos minerales actúan como
catalizadores y provocan la recristalización fomentando la migración iónica. En
ambientes cada vez más calientes, estos fluidos ricos en iones se vuelven
proporcionalmente más reactivos. Cuando se unen dos granos minerales, la parte de
sus estructuras cristalinas que se toca es la que recibe una mayor presión.
Los iones situados en estos puntos son fácilmente disueltos por los fluidos calientes y
migran a lo largo de la superficie del grano hacia los espacios porosos situados entre
los granos. Así, los fluidos hidrotermales contribuyen a la recristalización de los granos
minerales disolviendo material procedente de las regiones sometidas a esfuerzos
elevados y precipitando (depositando) este material en zonas sometidas a esfuerzos
bajos. Como consecuencia, los minerales tienden a recristalizar y a alargarse más en
una dirección perpendicular a los esfuerzos de compresivos.

ROCAS METAMORFICAS
2.- Fluidos Químicamente Activos
Cuando los fluidos calientes circulan libremente a través de las rocas, puede producirse
intercambio iónico entre dos capas rocosas adyacentes o los iones pueden migrar a grandes
distancias antes de acabar depositándose. Esta última situación es especialmente habitual
cuando consideramos los fluidos calientes que escapan durante la cristalización de un
Plutón ígneo. Si la composición de las rocas que rodean el Plutón es claramente distinta de
la de los fluidos invasores, puede producirse un intercambio considerable de iones entre los
fluidos y la roca caja. Cuando eso sucede, se produce un cambio de la composición global
de las rocas circundantes. En estos casos el proceso metamórfico se denomina
metasomatismo.
¿Cuál es el origen de estos fluidos químicamente activos?
El agua es muy abundante en los espacios porosos de la mayoría de rocas sedimentarias, así
como en fracturas de las rocas ígneas. Además, muchos minerales como las arcillas, las
micas y los anfíboles están hidratados, por tanto, contienen agua en sus estructuras
cristalinas. Las temperaturas elevadas asociadas con metamorfismo de grado bajo a
moderado causan la deshidratación de estos minerales.

ROCAS METAMORFICAS - TEXTURAS
Recordemos que el término textura se utiliza para describir el tamaño, la forma
y la distribución de las partículas que constituyen una roca. La mayoría de rocas
ígneas y muchas rocas sedimentarias están compuestas de granos minerales
que tienen una orientación aleatoria y, por tanto, parecen iguales cuando se
observan desde cualquier dirección.
Por el contrario, las rocas metamórficas deformadas que contienen minerales
con hábito planar (micas) y/o minerales alargados (anfíboles) en general
muestran alguna clase de orientación preferente en la que los granos minerales
presentan un alineamiento paralelo a subparalelo.
Como un puñado de lápices, las rocas que contienen minerales alargados
orientados en paralelo unos con respecto a los otros tendrán un aspecto
distinto al observarse lateralmete o frontalmente. Se dice que una roca que
muestra una orientación preferente de sus minerales posee foliación.

FOLIACION
El término foliación (foliatus = en forma de hoja) se refiere a cualquier disposición
planar (casi plana) de los granos minerales o los rasgos estructurales del interior de
una roca. Aunque hay foliación en algunas rocas sedimentarias e incluso en unos pocos
tipos de rocas ígneas, es una característica fundamental de las rocas que han
experimentado metamorfismo regional, es decir, unidades rocosas que se han plegado
y se han de formado enormemente.
En los ambientes metamórficos, la foliación es provocada, en última instancia, por los
esfuerzos compresivos que acortan las masas rocosas, haciendo que los granos
minerales de las rocas preexistentes desarrollen alineamientos paralelos o casi
paralelos. Son ejemplos de foliación el alineamiento paralelo de los minerales con
hábito planar y/o los minerales alargados; el alineamiento paralelo de las partículas
minerales y los cantos aplanados; el bandeado composicional donde la separación de
los minerales oscuros y claros genera un aspecto laminar, y la pizarrosidad cuando las
rocas se separan con facilidad en capas delgadas y tabulares a lo largo de superficies
paralelas.

FOLIACION
Estos distintos tipos de foliación se pueden formar de muchas maneras distintas, como:
1. Rotación de los granos minerales alargados o de hábito planar hacia una nueva
orientación.
2. Recristalización de los minerales para formar nuevos granos que crecen en la dirección de
la orientación preferente.
3. Cambios de forma en granos equidimensionales a formas alargadas que se alinean en
una orientación preferente.
De estos mecanismos, el más fácil de imaginar es la rotación de los granos minerales. En la
Figura 1 se ilustran los mecanismos por medio de los cuales rotan los minerales alargados o
con hábito planar. Nótese que el nuevo alineamiento es más o menos perpendicular a la
dirección del acortamiento máximo. Aunque la rotación física de los minerales planares
contribuye al desarrollo de la foliación en el metamorfismo de grado bajo, en ambientes
más extremos dominan otros mecanismos.

FOLIACION
Figura 1 Rotación mecánica de granos minerales planares o alargados. A. Los granos minerales
existentes mantienen su orientación aleatoria si la fuerza se aplica uniformemente. B.
Conforme el esfuerzo diferencial hace que las rocas se aplasten, los granos minerales rotan
hacia el plano de aplastamiento..

FOLIACION
Recordemos que la recristalización es la creación de nuevos granos minerales a partir
de los antiguos. Durante la transformación de la lutita en pizarra, los minúsculos
minerales arcillosos (estables en la superficie) recristalizan en diminutos microcristales
de clorita y mica (estables a temperaturas y presiones más elevadas).
En algunos lugares los granos antiguos se disuelven y migran a un lugar distinto, donde
precipitan y forman nuevos granos minerales. Los crecimientos de nuevos granos
minerales tienden a desarrollarse sobre cristales antiguos de estructura similar por lo
que crecen con la misma orientación que los más antiguos. De esta manera, el nuevo
crecimiento «imita» el de los granos antiguos y potencia cualquier orientación
preferente anterior. Sin embargo, la recristalización que acompaña a la deformación
suele tener como resultado una nueva orientación preferente. Conforme las masas
rocosas pliegan y, en general, se acortan durante el metamorfismo, los minerales
alargados y de hábito planar tiende a recristalizar perpendicularmente a la dirección
del esfuerzo máximo.

FOLIACION
Los mecanismos que modifican las formas de los granos individuales son especialmente
importantes para desarrollo de las orientaciones preferentes de las rocas que contienen
minerales como el cuarzo, la calcita y el olivino. Cuando la presión actúa sobre estos minerales,
desarrollan granos alargados que se alinean en una dirección paralela al aplastamiento máximo
(Figura2). Este tipo de deformación se produce en ambientes con temperaturas elevadas donde
predomina la deformación dúctil(en oposición a la fracturación frágil).
Conforme unidades de la estructura cristalina de un mineral se deslizan las unas con respecto a
las otras a lo largo de planos específicos, puede producirse un cambio en la forma del grano,
deformando así el grano, como se muestra en la Figura 2B. Este tipo de flujo plástico de estado
sólido gradual implica un deslizamiento que altera la red cristalina a medida que cambian las
posiciones de los átomos o los iones. En general, esto implica la rotura de los enlaces químicos
existentes y la formación de enlaces nuevos. Además, la forma de un mineral puede cambiar
conforme los iones se mueven desde un punto a lo largo del borde del grano que está sometido
a una gran presión hacia una posición en el mismo grano con menor presión (Figura 2C). Este
tipo de deformación sucede por la transferencia de masa de un lugar a otro. Como cabría
esperar, los fluidos químicamente activos colaboran con este mecanismo, que es un tipo de
recristalización.

FOLIACION
Figura 2 Desarrollo de las orientaciones
preferentes en minerales como el cuarzo, la
calcita y el olivino. A. La deformación dúctil
(aplastamiento) de estos granos minerales más o
menos equidimensionales puede producirse de
dos maneras. B. El primer mecanismo es un flujo
plástico en estado sólido que implica el
deslizamiento intracristalino de unidades
individuales en el interior de cada grano. C. El
segundo mecanismo implica la disolución del
material procedente de áreas de esfuerzo
elevado y la deposición de ese material en
lugares de bajo esfuerzo. D. Ambos mecanismos
modifican la forma de los granos, pero el
volumen y la composición de cada grano
permanece, en esencia, igual.

TEXTURAS FOLIADAS
Existen varios tipos de foliación, dependiendo del grado de metamorfismo y de
la mineralogía de la roca original.
Consideraremos tres de ellos:
1.-Pizarrosidad
2.-Esquistosidad
3.-Bandeado Gnéisico.

TEXTURAS FOLIADAS
1.- Pizarrosidad (slaty cleavage)
El término pizarrosidad se refiere a las superficies planares muy juntas a lo largo de las
cuales las rocas se separan en capas delgadas y tabulares cuando se las golpea con el
martillo. La pizarrosidad aparece en varias rocas metamórficas pero se observa mejor
en las pizarras que exhiben una propiedad de separación excelente.
Según el ambiente metamórfico y la composición del protolito, la pizarrosidad se
desarrolla de diferentes maneras. En un ambiente metamórfico de grado bajo, se sabe
que la pizarrosidad se desarrolla cuando los estratos de lutita (y las rocas sedimentarias
relacionadas) son metamorfizadas y plegadas para formar una pizarra. El proceso
empieza cuando los granos planares se pliegan y se doblan, generando pliegues
microscópicos que tienen flancos (lados) más o menos alineados (Figura3). Una
ulterior deformación intensifica este nuevo alineamiento a medida que los granos
antiguos se rompen y recristalizan preferentemente en la dirección de la orientación
recién desarrollada. De esta manera, se desarrollan en la roca estrechas zonas
paralelas donde se concentran las briznas de mica.

TEXTURAS FOLIADAS
1.- Pizarrosidad (slaty cleavage)
Figura 3 Desarrollo de un tipo de
pizarrosidad. A medida que la lutita
va experimentando un intenso
plegamiento (A,B) Y metamorfismo
para formar pizarra, las escamas de
mica en desarrollo se doblan en
micro pliegues. C. Un ulterior
metamorfismo provoca la
recristalización de los granos de
mica a lo largo de los flancos de
estos pliegues para intensificar la
foliación. D. La muestra de mano de
pizarra ilustra la pizarrosidad y su
orientación en relación con las
superficies de estratificación
anteriores..

TEXTURAS FOLIADAS
1.- Esquistocidad
Bajo regímenes de presión y temperatura más extremos, los pequeños granos de mica
y clorita de las pizarras empiezan a crecer mucho. Cuando estos minerales planares
crecen lo bastante como para poder observarse a simple vista y exhiben una estructura
planares o laminar, se dice que la roca muestra un tipo de foliación llamada
esquistosidad. Las rocas con esta textura se denominan esquistos.
Además de los minerales planares, el esquisto suele contener partículas deformadas
de cuarzo y feldespato que aparecen como granos planos o en forma de lente
escondidos entre los grano de mica.

TEXTURAS FOLIADAS
1.- Esquistocidad

TEXTURAS FOLIADAS
3.- Bandeado Gnéisico
Durante el metamorfismo de grado alto, las migraciones iónicas pueden
provocar la segregación de los minerales, como se muestra en la Figura 4.
Obsérvese que los cristales oscuros de biotita y los silicatos claros (cuarzo y
feldespato) están separados, dando a la roca un aspecto bandeado, conocido
como bandeado gnéisico. Las rocas metamórficas con este tipo de texturas se
denominan gneises.
Aunque son foliados, los gneises no se separarán en planos con tanta facilidad
como las pizarras y algunos esquistos. Los gneises que sí se lajan tienden a
romperse en una dirección paralela a su foliación y muestran superficies ricas
en mica parecidas al esquisto.

TEXTURAS FOLIADAS
3.- Bandeado Gnéisico
Figura 4. Esta roca muestra
una textura gnéisica.
Obsérvese que los granos
oscuros de biotita y los
silicatos claros están
segregados, dando a la roca
un aspecto bandeado o
estratificado.

TEXTURAS FOLIADAS
Otras Texturas Metamórficas
Las texturas porfidoblásticas se desarrollan en una gran variedad de tipos de
rocas y de ambientes metamórficos cuando los minerales del protolito
recristalizan y forman nuevos minerales. Durante la recristalización algunos
minerales metamórficos, como el granate, la estaurolita y la andalucita,
desarrollan invariablemente una pequeña cantidad de cristales muy grandes.
Por el contrario, minerales como la moscovita, la biotita y el cuarzo suelen
formar una gran cantidad de granos muy pequeños. Por consiguiente, cuando
el metamorfismo genera los minerales granate, biotita y moscovita en el mismo
ambiente, la roca contendrá cristales grandes (porfidoblástos) de granate
embebidos en una matriz de grano fino compuesta de biotita y moscovita.

TEXTURAS FOLIADAS
Otras Texturas Metamórficas
Las Texturas Porfidoblásticas
Micaesquisto granatífero. Los cristales
rojo oscuro del granate
(porfidoblastos) están incrustados en
una matriz clara de micas de grano
fino.

FOLIADAS

POCO FOLIADAS

NO FOLIADAS

ROCAS FOLIADAS
PIZARRAS
La pizarra es una roca foliada de grano muy fino (menos de 0,5 milímetros)
compuesta por pequeños cristales de mica demasiado pequeños para ser
visibles. Por tanto, en general el aspecto de la pizarra no es brillante y es muy
parecido al de la lutita. Una característica destacada de la pizarra es su
tendencia a romperse en láminas planas.
La pizarra se origina casi siempre por el metamorfismo en grado bajo de lutitas
y pelitas. Con menor frecuencia, también se produce por el metamorfismo de
las cenizas volcánicas. El color de la pizarra depende de sus constituyentes
minerales.
Las pizarras negras (carbonáceas) contienen materia orgánica, las pizarras rojas
deben su color al óxido de hierro y las verdes normalmente contienen clorita.

ROCAS FOLIADAS
PIZARRAS

ROCAS FOLIADAS
FILITA
La Filita representa una gradación en el grado de metamorfismo entre la pizarra
y el esquisto. Sus minerales planares son más grandes que los de la pizarra,
pero no lo bastante como para ser fácilmente identificables a simple vista.
Aunque la filita parece similar a la pizarra, puede distinguirse con facilidad por
su brillo satinado y su superficie ondulada.
La filita, normalmente, muestra pizarrosidad y está compuesta
fundamentalmente por cristales muy finos de moscovita, clorita o ambas.

ROCAS FOLIADAS
FILITA

ROCAS FOLIADAS
Esquisto
Los esquistos son rocas metamórficas de grano medio a grueso en
las que predominan los minerales planares. Habitualmente, las
micas moscovita y biotita, que exhiben una lineamiento planar que
da a la roca su textura foliada. Además, los esquistos contienen
cantidades menores de otros minerales, a menudo cuarzo y
feldespato.
Hay esquistos formados principalmente de minerales oscuros
(anfíboles). Como las pizarras, el protolito de muchos esquistos es
la lutita, que ha experimentado un metamorfismo de grado me dio a
alto durante los episodios importantes de formación de montañas.

ROCAS FOLIADAS
Esquisto
El término esquisto describe la textura de una roca y se utiliza para describir las
rocas que tienen una gran variedad de composiciones químicas. Para indicar la
composición, se utilizan también los nombres de sus minerales. Por ejemplo, los
esquistos formados fundamentalmente por las micas moscovita y biotita se
denominan mica esquistos. Dependiendo del grado de metamorfismo y de la
composición de la roca original, los mica esquistos contienen a menudo
minerales índices, algunos de los cuales son exclusivos de las rocas
metamórficas. Algunos minerales índices comunes que aparecen como
porfiroblastos son el granate, la estaurolita y la sillimanita, en cuyo caso la roca
se denomina mica esquisto granatífero, mica esquisto estaurolítico y así
sucesivamente.
Además, los esquistos pueden estar formados en gran medida por los minerales
clorita o talco, en cuyo caso de denominan, respectivamente, esquistos
cloríticos(esquistos verdes) y talco esquistos. Los esquistos cloríticos y talco
esquistos pueden formarse cuando rocas con una composición basáltica
experimentan metamorfismo. Otros contienen el mineral grafito, que se utiliza
para las «minas» de los lapiceros, para elaborar las fibras de grafito(utilizadas
en las cañas de pescar) y como lubricante (normalmente para cerraduras).

ROCAS FOLIADAS
Esquisto
ESQUISTO MICÁCEO

ROCAS FOLIADAS
Esquisto
Mica esquisto. Esta muestra de esquisto está
compuesta principalmente de moscovita y
biotita.

ROCAS FOLIADAS
Gneis
Gneis es el término aplicado a las rocas metamórficas bandeadas de
grano medio a grueso en las que predominan los minerales alargados
y granulares (en oposición a los planares).Los minerales más
comunes en el gneis son el cuarzo, el feldespato potásico y la
plagioclasa rica en sodio. La mayoría de gneises también contienen
cantidades menores de biotita, moscovita y anfíbol que desarrollan
una orientación preferente. Algunos gneises se rompen a lo largo de
las capas de los minerales planares, pero la mayoría se rompe de una
manera irregular.
Recordemos que, durante el metamorfismo de grado alto, los
componentes claros y oscuros se separan, dando a los gneises su
aspecto bandeado o laminar característico. Así, la mayoría de gneises
están formados por bandas alternantes de zonas blancas o rojizas
ricas en feldespato y capas de minerales ferromagnesianos oscuros.
Estos gneis es bandeados suelen mostrar evidencias de deformación,

ROCAS FOLIADAS
Gneis
La mayoría de los gneises tienen una composición félsica y a menudo
derivan de granitos o de su equivalente afanítico, la riolita. Sin
embargo, muchos se forman a partir del metamorfismo de grado alto
de lutitas.
En este caso, los gneises representan la última roca de la secuencia
de pizarras, filitas, esquistos y gneises. Como los esquistos, los
gneises pueden incluir también grandes cristales de minerales índice
como el granate y la estaurolita.
También aparecen gneises compuestos mayoritariamente por
minerales oscuros como los que forman el basalto. Por ejemplo, una
roca rica en anfíbol que tenga una textura gnéisica se denomina
anfibolita.

ROCAS METAMORFICAS TEXTURAS
ROCAS NO FOLIADAS
Mármol
El mármol es una roca metamórfica cristalina de gran o grueso que deriva de
calizas o dolomías. El mármol puro es blanco y está compuesto esencialmente
por calcita. Dado su atractivo color y su relativa blandura (dureza de 3),el
mármol es fácil de cortar y moldear.
El mármol blanco es particularmente apreciado como material para crear
monumentos y estatuas. Por desgracia, dado que mármoles básicamente
carbonato cálcico, es fácilmente atacado por la lluvia ácida. Algunos
monumentos históricos y lápidas muestran y a una intensa meteorización
química. La roca a partir de la cual se forma el mármol a menudo contiene
impurezas que tienden a colorear la piedra. Por tanto, el mármol puede ser rosa,
gris, verde o incluso negro y puede contener gran diversidad de minerales
accesorios(clorita, mica, granate y, normalmente, wollastonita).Cuando el
mármol se forma a partir de caliza interestratificada con lutitas, aparece
bandeado y muestra una foliación visible. Si se deforman, estos mármoles
desarrollan unos pliegues muy apretados y ricos en micas quedan a la roca un
diseño bastante artístico. Por tanto, estos mármoles decorativos se han
utilizado como piedra de construcción desde los tiempos prehistóricos.

ROCAS NO FOLIADAS
Mármol

ROCAS NO FOLIADAS
Cuarcita
La cuarcita es una roca metamórfica muy dura forma da a partir de
arenisca rica en cuarzo. Bajo las condiciones de metamorfismo de
grado moderado a elevado, los granos de cuarzo de la arenisca se
funden como briznas de vidrio. La recristalización están completa que
cuando se rompe, la cuarcita se escinde a través de los granos de
cuarzo originales, en lugar de hacerlo a lo largo de sus límites. En
algunos casos se conservan estructuras sedimentarias del tipo de la
estratificación cruzada y dan a la roca un aspecto bandeado.
La cuarcita pura es blanca, pero los óxidos de hierro pueden producir
tintes rojizos o rosados, mientras que los granos de minerales oscuros
pueden colorearla de gris.

ROCAS NO FOLIADAS
Cuarcita
La cuarcita es una roca metamórfica no
foliada
Formada a partir de la arenisca rica en
cuarzo. La microfotografía muestra los
granos de cuarzo entrelazados típicos de
la cuarcita

ROCAS NO FOLIADAS
Cuarcita

ROCAS METAMORFICAS -AMBIENTES
Hay algunos ambientes en los que se produce metamorfismo. La mayoría se encuentra en las
proximidades de los límites de placa y muchos se asocian con la actividad ígnea.
Consideraremos los siguientes tipos de metamorfismo::
1. Metamorfismo térmico o de contacto
2. Metamorfismo hidrotermal
3. Metamorfismo regional
4. Metamorfismo de enterramiento
5. Metamorfismo de impacto
6. Metamorfismo dinámico.

1.-Metamorfismo térmico o de contacto
El metamorfismo térmico o de contacto se produce como consecuencia
del aumento de la temperatura cuando un magma invade una roca caja.
En este caso se forma una zona de alteración denominada
aureola(aureolus=halodorado) en la roca que rodea el cuerpo magmático.
Las intrusiones pequeñas, como diques delgados y sillas, tienen aureolas
de tan sólo unos pocos centímetros de grosor. Por el contrario, los
cuerpos magmáticos que forman los batolitos masivos pueden crear
aureolas metamórficas que se extienden a lo largo de varios kilómetros.
Además del tamaño del cuerpo magmático, la composición mineral de la
roca huésped y la disponibilidad de agua afectan en gran medida alta
maño de la aureola. En rocas químicamente activas, como las calizas, la
zona de alteración puede tener 10 kilómetros de grosor. Estas grandes
aureolas suelen tener distintas zonas metamórficas. Cerca del cuerpo
magmático, se puede informar minerales de temperatura elevada como el
granate, mientras que los minerales de grado bajo como la clorita se
forman en lugares más alejados.

El metamorfismo de contactos e reconoce fácilmente sólo
cuando se produce en la superficie o en un ambiente
próximo a la superficie, donde el contraste de temperaturas
entre el magma y la roca caja es grande.
Durante el metamorfismo de contacto los minerales de arcilla
se calientan como si estuvieran colocados en un horno
pueden generar una roca muy dura y de grano fino. Dado que
las presiones dirigidas no son un factor fundamental para la
formación de estas rocas, generalmente no tienen foliación.
El nombre aplicado a la amplia variedad de rocas
metamórficas compactas y no foliadas formadas durante el
metamorfismo de contacto es el de corneanas (hornfels).

El metamorfismo de contacto produce una zona de alteración
denominada aureola alrededor de un cuerpo ígneo intrusivo

2.-Metamorfismo Hidrotermal
Una alteración química llamada metamorfismo hidrotermal ocurre
cuando los fluidos calientes, ricos en iones circulan a través de las
fisuras y las fracturas que se desarrollan en la roca. Este tipo de
metamorfismo está estrechamente relacionado con la actividad ígnea,
ya que proporciona el calor necesario para hacer circulares tas
soluciones ricas en iones. Por tanto, el metamorfismo hidrotermal
suele producirse en regiones en las que hay grandes plutones.
Conforme estos grandes cuerpos magmáticos se enfrían y se
solidifican, se expulsan los iones que no se incorporan a las
estructuras cristalinas de los silicatos recién formados, así como los
volátiles restantes(agua).Estos fluidos ricos en iones se denominan
soluciones (solut=disolver)hidrotermales(hydra=agua;
therm=calor).Además de alterar químicamente la roca caja, los iones
de las disoluciones hidrotermales a veces precipitan y forman una
variedad de depósitos minerales económicamente importantes.

Si estas rocas caja son permeables, como sucede con las rocas
carbonatadas como la caliza, estos fluidos pueden extenderla aureola
varios kilómetros. Además, estas soluciones ricas en silicatos
pueden reaccionar con los carbonatos y producir una variedad de
minerales silicatados ricos en calcio que forman a roca llamada
skarn. Recordemos que el proceso metamórfico que altera la
composición química general de una unidad rocosa se denomina
metasomatismo.
Conforme aumentaba nuestro conocimiento de la tectónica de
placas, era cada vez más claro que la mayor incidencia del
metamorfismo hidrotermal tiene lugar a lo largo de las dorsales
centro oceánicas. Aquí, a medida que las placas se separan, el
magma que aflora procedente del manto genera nuevo fondo
oceánico. Cuando el agua percola a través de la corteza oceánica
joven y caliente, se calienta y reacciona químicamente con las rocas
basálticas recién formadas.

El resultado es la conversión de los minerales ferromagnesianos,
como el olivino y el piroxeno, en silicatos hidratados, como la
serpentina, la clorita y el talco. Además, las plagioclasas ricas en
calcio del basalto se van enriqueciendo cada vez más en sodio a
medida que la sal (NaCl) del agua marina intercambia iones sodio por
iones calcio.
También se disuelven de la corteza recién formada grandes
cantidades de metales, como hierro, cobalto, níquel, plata, oro y
cobre. Estos fluidos calientes y ricos en metales acaban ascendiendo
a lo largo de las fracturas y brotan del suelo oceánico a temperaturas
de alrededor de 350, generando nubes llenas de partículas
denominadas fumarolas oceánicas. Al mezclarse con el agua marina
fría, los sulfuros y los carbonatados que contienen estos metales
pesados precipitan y forman depósitos metálicos, algunos de los
cuales tienen valor económico.

2.-Metamorfismo Regional
La mayoría de rocas metamórficas se forman durante el metamorfismo
regional asociado con la formación de montañas. Durante esos
acontecimientos dinámicos, se deforman intensamente grandes segmentos
de la corteza terrestre a lo largo de los bordes de placa convergentes. Esta
actividad suele tener lugar cuando la litosfera oceánica es subducida y
produce arcos insulares o arcos volcánicos continentales y durante las
cisiones continentales. (Más adelante en este capítulo se trata el
metamorfismo asociado con las zonas de subducción, en la sección titulada
«Metamorfismo y tectónica de placas».)
El metamorfismo asociado con las colisiones continentales implica la
convergencia de un límite de placa activo con un límite continental pasivo,
como se muestra en la Figura5. En general, este tipo de colisiones provoca
la deformación intensa de grandes segmentos de la corteza terrestre por las
fuerzas compresionales asociadas con el movimiento convergente de las
placas. Los sedimentos y las rocas de la corteza que forman los límites de
los bloques continentales que colisionan se pliegan y se fracturan, haciendo
que estos bloques se acorten y se engrosen como una alfombra arrugada
(Figura5).

En este suceso suelen intervenir las rocas cristalinas del basamento
continental,así como las partes de la corteza oceánica que antes formaban el
fondo de una cuenca oceánica.
El engrosamiento general de la corteza se traduce en unas censo ligero en el
que las rocas deformadas se elevan por encima del nivel del mar y forman
terreno montañoso. Del mismo modo, el engrosamiento de la corteza tiene
como consecuencia el enterramiento profundo de grandes cantidades de roca,
y aquellos bloques de corteza se colocan los unos debajo de los otros. Aquí, en
las raíces de las montañas, las temperaturas elevadas provocadas por el
enterramiento profundo son las responsables de la actividad metamórfica más
productiva e intensa en el interior de un cinturón montañoso. A menudo, estas
rocas enterradas en las profundidades se calientan hasta el punto de fusión.
Como consecuencia, se acumula magma hasta formar cuerpos suficientemente
grandes como para ascender e intruirlas rocas metamórficas y sedimentarias
suprayacentes(Figura5).Por consiguiente, los núcleos de muchas cordilleras
montañosas están formados por rocas metamórficas plegadas y fracturadas
entrelazadas con cuerpos ígneos. Con el tiempo, esas masas rocosas
deformadas son elevadas, la erosión elimina material suprayacente para dejar
expuestas las rocas ígneas y metamórficas que comprenden el núcleo central

Figura 8.18 El metamorfismo regional se
produce cuando las rocas son comprimidas
entre dos placas convergentes durante la
forma.de
montañas.

Otros tipos de metamorfismo
Existen otros tipos de metamorfismo que generan cantidades
comparativamente menores de rocas metamórficas en concentraciones
localizadas.
Metamorfismo de enterramiento.- El metamorfismo de enterramiento se
produce en asociación con acumulaciones muy gruesas de estratos
sedimentarios en una cuenca subsidente. Aquí, se pueden alcanzar las
condiciones metamórficas de grado bajo en las capas inferiores. La presión
de confinamiento y el calor geotérmico provocan la recristalización de los
minerales y modifican la textura o la mineralogía de las rocas sin
deformación apreciable.
La profundidad necesaria para el metamorfismo de enterramiento varía de
un lugar a otro, según el gradiente geotérmico predominante. El
metamorfismo de grado bajo suele empezar a profundidades de alrededor

No obstante, en las zonas que muestran gradientes geotérmicos elevados,
como en las proximidades del mar Salton en California y en la parte
septentrional de Nueva Zelanda, las perforaciones han permitido recoger
minerales metamórficos a una profundidad de sólo unos pocos kilómetros.
Metamorfismo dinámico.-Cerca de la superficie, las rocas se comportan
como un sólido frágil. Por consiguiente, el movimiento a lo largo de una zona
de falla fractura y pulveriza las rocas(Figura8.19). El resultado es una roca
poco consistente denominada brecha de falla que está compuesta por
fragmentos de roca rotos y aplastados. Los movimientos de la falla de San
Andrés en California han creado una zona de brecha de falla y de otros tipos
de roca parecidos de más de 1.000 kilómetros longitud y con una anchura de
hasta 3 kilómetros.

En algunas zonas de falla poco profundas, también se produce un material
suave, no cementado, parecido a la arcilla denominado harina de falla. La
harina de falla se forma por el triturado y la pulverización del material rocoso
durante el movimiento de la falla. El material triturador es resultante
experimenta una alteración ulterior por el agua subterránea que se infiltra a
través de la zona de falla.
Gran parte de esa intensa deformación asociada con las zonas de falla se
produce a grandes profundidades y, por tanto, a temperaturas elevadas. En ese
ambiente, los minerales preexistentes se deforman dúctilmente.
Conforme los grandes bloques de roca se mueven en direcciones opuestas, los
minerales de la zona de falla tienden a formar granos alargados que dan a la
roca un aspecto foliado o lineado. Las rocas que se forman en estas zonas de

Brecha de falla compuesta de
fragmentos angulares grandes.
Este afloramiento, situado en Titus
Canyon, Death Valley, California,
se produjo en una zona de falla

Metamorfismo de impacto.-
El metamorfismo de impacto (o de choque) se produce cuando unos
proyectiles de gran velocidad llamados meteoritos (fragmentos de cometas o
asteroides) golpean la superficie terrestre. Tras el impacto, la energía cinética
del meteorito se transforma en energía térmica y ondas de choque que
atraviesan las rocas de alrededor. El resultado es una roca pulverizada.
Fracturada y a veces fundida. Los productos de estos impactos, llamado
seyecta, son mezclas de roca fragmentada y fundida ricas en vidrio parecidas
a las bombas volcánicas.
En algunos casos, se encuentran una forma muy densa de cuarzo (coesita) y
diamantes minúsculos. Estos minerales de alta presión proporcionan pruebas
convincentes de que han debido alcanzarse menos brevemente, en la
superficie de la Tierra, presiones y temperaturas al menos tan elevadas como
las existentes en el manto superior

ZONAS METAMORFICAS
ROCAS METAMORFICAS
En las zonas afectadas por metamorfismo, suelen existir variaciones
sistemáticas en la mineralogía y la textura de las rocas que puede observarse
al atravesar la región. Estas diferencias tienen una clara relación con las
variaciones en el grado de metamorfismo experimentado en cada zona
metamórfica.
Variaciones de textura
Por ejemplo, cuando empezamos con una roca sedimentaria rica en arcillas
como la lutita, un aumento gradual de la intensidad metamórfica va
acompañado de un aumento general del tamaño del grano. Por tanto,
observamos que la lutita se transforma en pizarra de grano fino, que a su vez
forma filita y, a través de la recristalización continua, genera un esquisto de
grano grueso. Bajo condiciones más intensas, puede desarrollarse una textura
gnéisica con capas de minerales oscuros y claros

ZONAS METAMORFICAS
lustración idealizada del metamorfismo regional
progresivo. De izquierda a derecha, pasamos de
un metamorfismo de grado bajo (pizarra) a un
metamorfismo de grado alto (gneis)

MINERALES INDICE Y GRADO METAMORFICO
Además de los cambios de textura, encontramos cambios correspondientes de
mineralogía conforme nos desplazamos de las zonas de metamorfismo de grado
bajo a las de metamorfismo de grado alto. Una transición idealizada en la
mineralogía que se produce como consecuencia del metamorfismo regional de
lutitas se muestra El primer mineral nuevo que se forma a medida que la lutita se
transforma en pizarra es la clorita.
A temperaturas más elevadas empiezan a dominar las partículas de moscovita y
biotita. Bajo condiciones más extremas, las rocas metamórficas pueden contener
granate y cristales de estaurolita. A temperaturas próximas a las del punto de
fusión de la roca, se forma sillimanita. Esta última es un mineral metamórfico de
alta temperatura utilizado para fabricar porcelanas refractarias como las
empleadas en las bujías.
ROCAS METAMORFICAS

ROCAS METAMORFICAS
A través del estudio de las rocas metamórficas en sus ambientes
naturales(llamado estudio de campo) y a través de estudios experimentales, los
investigadores han descubierto que ciertos minerales son buenos indicadores del
ambiente metamórfico en el cual se formaron. Utilizando esos minerales índice, los
geólogos distinguen entre diferentes zonas de metamorfismo regional. Por
ejemplo, la clorita empieza a formarse cuando las temperaturas son relativamente
bajas, menos de 200oC.
Por tanto, las rocas que contienen cloritas(normalmente las pizarras) son
conocidas como rocas de grado bajo. Por el contrario, la sillimanita se forma sólo
en ambientes muy extremos donde la temperatura supera los 600 oC y las rocas
que la contienen son consideradas de grado alto Cartografiando las zonas donde
están los minerales índice, los geólogos cartografían de hecho zonas con distinto
grado de metamorfismo. Grado es un término utilizado en un sentido relativo para
referirse a las condiciones de temperatura (o a veces de presion) a las que las
rocas han sido sometidas.

ROCAS METAMORFICAS
La transición típica en la mineralogía que se produce por metamorfismo
progresivo de una lutita.

ROCAS METAMORFICAS
Zonas de intensidades metamórficas

Sesion 13

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