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Tema 6. LAS ROCAS SE TRANSFORMAN: EL METAMORFISMO
1. CONCEPTO DE METAMORFISMO
2. CAUSAS DEL METAMORFISMO
3. EFECTOS DEL METAMORFISMO
4. TEXTURA DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS
5. EJEMPLOS DE ROCAS METAMÓRFICAS
1. CONCEPTO DE METAMORFISMO
El metamorfismo es el conjunto de
cambios que sufre una roca debido al
aumento de temperatura y/o presión, siempre
en estado sólido.
La roca que se forma es metamórfica
y la roca preexistente de la que procede
puede ser magmática, sedimentaria u otra
metamórfica.
2. CAUSAS DEL METAMORFISMO
El metamorfismo puede producirse por aumento de temperatura o de presión, que
pueden actuar separados o juntos, con lo que se distinguen tres tipos de metamorfismo:
térmico (sólo temperatura), dinámico (sólo presión) y regional (temperatura y presión).
2.1 Metamorfismo térmico o de
contacto
Se produce por aumento
de temperatura. La presión influye
poco o nada.
En
las
zonas
de
subducción y en las dorsales hay
masas de magma que ascienden
desde zonas profundas, lo que
provoca que las rocas circundantes
frías se calienten y se transformen
en metamórficas. El metamorfismo
térmico comienza cuando la roca
llega a unos 200 ºC, y puede
alcanzar hasta 500 ºC o más.
Alrededor de la masa
magmática caliente que está
ascendiendo se forma una banda
periférica de roca metamórfica
(aureola de contacto), con un
metamorfismo más intenso cuanto
más cerca esté del magma, y un
grosor que varía desde pocos
centímetros
hasta
varios
kilómetros.
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2.2 Metamorfismo dinámico
Se produce por aumento de presión; la temperatura no interviene o es poco importante.
Ocurre en zonas con fallas o pliegues cerca de la superficie, donde las rocas están
sometidas a presiones que les provocan cambios metamórficos. Esto ocurre en los límites
conservativos, áreas orogénicas, partes superficiales de las zonas de subducción, etc.
2.3 Metamorfismo regional o termodinámico
Se produce debido a valores
elevados de temperatura y presión.
Suele ocurrir en grandes regiones y a
gran profundidad, como zonas de
subducción
y
grandes
cuencas
sedimentarias.
En las zonas de subducción, las
rocas sedimentarias allí formadas y las
rocas de la placa que subduce,
descienden a zonas profundas de la
corteza y pueden alcanzar altas
temperaturas (200-700 ºC) y elevadas
presiones (2.000-10.000 atm), lo que les
provoca cambios metamórficos. Si se
alcanzan temperaturas mayores (8001.000 ºC), las rocas se funden y se
transforman en magma.
En cuencas sedimentarias muy
grandes, como el mar, se pueden
acumular series estratigráficas de gran
espesor (hasta 20 km) debido al
hundimiento por subsidencia. A 10 km
de profundidad pueden alcanzarse 300
ºC debido al gradiente geotérmico, y
2.000 atm de presión debido al peso de
los estratos superiores, lo que provoca
que las rocas sedimentarias se
transformen en metamórficas. Si esas
rocas metamórficas siguen hundiéndose,
se funden y se transforman en magma.
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3. EFECTOS DEL METAMORFISMO
3.1. Efectos del aumento de temperatura
- La estructura cristalina de un mineral cambia a otra diferente que resiste mejor las nuevas
temperaturas (recristalización), formándose un mineral nuevo, ej. mica biotita → granate
- Los cristales microscópicos de un mismo mineral se unen entre sí formándose otros iguales
pero de mayor tamaño, más resistentes a las nuevas temperaturas (recristalización), aunque
el mineral sigue siendo el mismo, ej. en la caliza, los cristales microscópicos de calcita se unen
formando otros mayores y visibles, también de calcita, formándose mármol.
- Al alcanzarse temperaturas de cientos de grados, el agua que hay en las rocas (tanto en los
huecos entre los minerales como formando parte de la composición química de los minerales)
se calienta y se escapa, en estado líquido o gaseoso. Cuando un mineral pierde agua
(deshidratación) se transforma en otro mineral distinto.
mica moscovita → ortosa + H2O
(yeso) CaSO4 .2 H2O → (anhidrita) CaSO4 + 2 H2O
- El agua que circula por las grietas de las rocas, en estado líquido o gaseoso, puede ser
absorbida por otros minerales (hidratación) o puede romper la composición química de otros
minerales (hidrólisis), formándose en ambos casos minerales nuevos.
ortosa + H2O → caolinita
olivino + H2O → serpentina
- El agua que circula por los huecos de las rocas lleva también CO2 y diversos iones disueltos,
los cuales pueden reaccionar con los minerales presentes en la roca, formándose minerales
nuevos (ej. talco, granate, mica biotita).
serpentina + CO2 → talco
anortita + K → mica biotita
- La temperatura disminuye la rigidez de la roca, y la vuelve más plástica.
3.2. Efectos del aumento de presión
- Disminuyen los huecos entre los minerales, y con ello el volumen de la roca (compactación).
- Los minerales se alinean paralelos entre sí y perpendiculares a la dirección de la presión,
disponiéndose en capas paralelas (reorientación).
- La estructura cristalina de algunos minerales cambia y se hace más densa para resistir las
nuevas presiones (recristalización), apareciendo minerales nuevos de mayor densidad.
mica biotita (densidad: 3 g/cm 3) → granate (densidad: 3-4 g/cm3).
- El agua que existe en las rocas (en los huecos o en los propios minerales) se escapa y se
desplaza por las grietas de la roca, llevando disueltos CO2 y diversos iones, lo que provoca
diversos tipos de reacciones químicas (deshidratación, hidratación, hidrólisis, etc.)
formándose minerales nuevos, ej. talco, granate, galena o magnetita.
- La presión puede provocar pequeños pliegues si la roca tiene suficiente plasticidad.
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4. TEXTURA DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS
La textura es el aspecto que presenta una roca según el tamaño y disposición de sus
minerales. Las rocas metamórficas pueden presentar dos texturas principales:
- Foliada: originada por aumento de la presión. La roca muestra bandas paralelas debido a que
los minerales se alinean en capas paralelas entre sí y perpendiculares a la dirección de la
presión, ej. pizarra.
- Granular o granuda: originada por aumento de la temperatura. La roca contiene muchos
cristales visibles o casi visibles, debido a que los cristales pequeños preexistentes se han
soldado formando otros mayores, ej. mármol.
5. EJEMPLOS DE ROCAS METAMÓRFICAS
Originadas por aumento de temperatura.
A partir de caliza o dolomía se forma mármol, con grandes granos de calcita o dolomita
recristalizados, normalmente de color claro.
A partir de arenisca se forma cuarcita, con grandes granos de cuarzo recristalizados,
también de color blancuzco.
A partir de rocas plutónicas con mucho olivino (peridotita o gabro) se forma
serpentinita, con mucha serpentina y de color verdosa.
Originadas por aumento de presión y temperatura.
A partir de arcilla se forma pizarra, de granos (clastos) muy pequeños y normalmente
de color negro; si sigue aumentando la presión, la pizarra se transforma en esquisto, con
minerales algo mayores y con mucha mica; y si continúa el aumento de presión se forma
gneis, con algunos minerales aún mayores y disposición en capas claras (cuarzo y feldespato)
y oscuras (mica biotita).
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