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Alberto Sedano Ramón
Tema4: Metamorfismo y rocas metamórficas.
Concepto de metamorfismo.
Es el proceso de transformación mineralógica y estructural de las rocas en estado
sólido en respuesta a condiciones físicas y químicas distintas a las iniciales.
Sin embargo, las transformaciones que tienen lugar en el campo de la
meteorización y la diagénesis son excluidas.
El metamorfismo se puede dar en cualquier tipo de roca exterior siendo unas
más sensibles que otras.
El aumento de temperatura se debe al confinamiento de las rocas en la corteza,
este confinamiento es mayor a medida que los sedimentos agrupados en cuencas
terrestres van recibiendo materiales, también se debe a bloques fallados cuyo
movimiento produce el aumento de la temperatura.
La presión ejercida es debida al peso de los materiales adyacentes, pudiendo
deberse también a las compresiones tectónicas.
En el caso en el que intervienen fluidos de composición y fenómenos variables
que varían la composición química de la roca, el metamorfismo recibe el nombre de
metamorfismo metasomático: metasomatismo.
Procesos metamórficos.
El metamorfismo ocurre en rocas formadas anteriormente pero no excluye que
haya fluidos de naturaleza acuosa, los cuales favorecen las reacciones entre los
materiales y sirven para que los iones se movilicen, pero estas reacciones no guardan
relación por lo que solo se produce una solución. Así, estas rocas no están en equilibrio
y tienden a reorganizarse de acuerdo con las nuevas condiciones termodinámicas.
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Por debajo de 250-300 ºC la velocidad de reacción es tan pequeña que no se
producen resultados importantes, por lo que los procesos son sedimentos diagenéticos.
Por encima de 300 ºC comienzan las principales transformaciones metamórficas:
-Brechificacion: domina la presión dirigida como consecuencia de los rozamientos entre
porciones de la corteza cuando se deslizan (fallas). Es estos casos los materiales se
hayan triturados y las rocas son cataclásticas.
-Reorientación: cuando la presión es bastante acusada, los materiales se trituran y
rompen y se orientan por la ley del mínimo esfuerzo.
-Deshidratación: al aumentar la temperatura moviliza el agua entre los granos y tienden
a emigrar en forma líquida o gaseosa. Se moviliza el agua de los minerales hidratados.
Ejemplo: SO4Ca2H2OSO4Ca+H2O
-Recristalización: apenas la temperatura sube (250-300 ºC) pero se deja stir la
movilidad de las partículas, debido a ello pueden reorganizarse y agruparse aumentando
el grano y la cristalización de la roca.
-Reajustes mineralógicos: si aumenta mucho la temperatura y la composición química
global lo favorece, pueden llevarse a cabo en el mineral ciertas reacciones químicas.
Ejemplo: CO3CaCaO+CO2
Composición química de las rocas metamórficas.
En las rocas metamórficas se encuentran todos los minerales de las rocas ígneas
excepto los bajos en sílice, además se encuentran algunos minerales que nos pueden
indicar el intervalo de presión y temperatura en el que se ha desarrollado el
metamorfismo. Ejemplo: cuarzo, feldespatos potásicos, plagioclasas, las micas,
moscarita, micas oscuras indicadoras de temperaturas bajas, biotita, alorita, granates y
epidotitas típicas del metamorfismo de contacto.
Mineral índice.
Son aquellos minerales que aparecen en condiciones bien determinadas de
presión y temperatura, por ello pueden servir de testimonio de que esas condiciones se
han dado en la roca que las contengan.
El valor radica, como vemos, en que no sean más o menos abundantes sino que
estén presentes en la roca.
-Metamorfismo de contacto (mineral índice):
·Wollastonita: CO3Ca+SiO2SiO4Ca+CO2
·Cordierita: Tª300/400 ºC (moscovita + biotita + cuarzo).
·Sanidina: feldespato potásico.
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-Metamorfismo regional:
·Biotita: separa el metamorfismo de grado medio del bajo.
·Almandino
·Andalucita
·Estaurolita
·Sillimanita: se forma a temperaturas altas (grado alto).
·Feldespato potásico: su aparición indica metamorfismo de alto grado.
Isógrados del metamorfismo.
Sirven para designar un cierto grado de metamorfismo mediante la aparición de
un determinado mineral índice. Es por tanto una línea en un mapa que nos indica la
aparición de un cierto mineral índice reflejando un cambio especifico en la asociación
mineral y por tanto una reacción química.
Tipos de metamorfismos.
Los criterios son por un lado las condiciones termodinámicas de temperatura y
presión y por otro lado el enlace con el resto de los fenómenos de la dinámica cortical,
lo que nos lleva a relacionarlos con diferentes condiciones de las placas litosféricas.

De presión (cataclástica): se puede dar en diferentes tipos de la corteza
litosférica, vamos a referir al movimiento de bloques de la corteza terrestre de
presiones orientadas. Esta es la razón por la que también se llama metamorfismo
dinámico y los cambios en las rocas afectan a la temperatura.
Este metamorfismo consiste especialmente en una progresiva saturación de los
minerales y en una disminución del grano. Se piensa que es de baja temperatura
y los cambios mineralógicos son de poca importancia.
Los tipos de rocas que van a dar lugar son brechas tectónicas milonitas (rocas
cementadas movilizadas por el incremento de temperatura), blastomilonitas
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(proceso cataclástico mediante el cual se forma texturas cristales) y
ultramilonitas (se funde primero de la roca y se dan texturas de flujo y
exquitosidades).

Térmico (de contacto): se puede dar siempre que ocurra un incremento de
temperatura en una porción de la corteza terrestre no yendo acompañado esto de
una presión importante.
El caso más característico es el de una masa magmática que se instruye en rocas
más frías dándose en la zona de contacto deshidratación, recristalización y
reajustes mineralógicos.
Se obtienen rocas corneadas de grano fino y sin textura ordenada. Los minerales
más frecuentes se dan a 400-540-600 ºC.

Regional: cuando las condiciones varían y afectan a la temperatura y a la presión
se da el metamorfismo regional. Las modificaciones pueden ser importantes y es
difícil conocer la naturaleza de la roca primitiva. Mediante análisis se puede
hallar si la roca es ígnea o sedimentaria, cuando se llega a firmar la génesis se
puede utilizar para las rocas metamórficas heredadas de las rocas ígneas.
Se utiliza el prefijo “orto” si deriva de sedimentos de rocas ígneas y se deriva de
sedimentos peliticos se utiliza el prefijo “para”. De acuerdo al quimismo de las
rocas afectadas vamos a diferenciar varios grupos:
-Rocas metamórficas derivadas de sedimentos peliticos: abundancia de micas,
cloritas y granates.
-Rocas cuarzofeldespáticas: areniscas, rocas ígneas acidas y básicas, baja
concentración de micas y granates.
-Rocas calcáreas: el metamorfismo las transforma en mármoles.
-Rocas básicas y ultrabásicas: se originan de rocas constituidas por cloritas,
epidotita…
Los procesos metamórficos, en especial los de tipo regional se desarrollan
durante abundante tiempo y no es de extrañar que varíen las condiciones
termodinámicas como las reacciones y cristalización.
El metamorfismo regional se ha convenido en establecer grado de intensidad
dependiendo del incremento de presión y temperatura, la cual define los grados medio,
bajo y alto definido mediante los minerales índice.
Grado metamórfico.
Se refiere a la intensidad del metamorfismo que ha influido en la roca.
Dependiendo de que los incrementos de P y T sean bajos medios o altos se habla de
metamorfismo muy bajo, bajo, medio y alto.
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Facies metamórficas.
Lo definió Eskola para designar para designar las asociaciones minerales
(paragénesis) originadas o estables en intervalos de presión y temperatura, esta
asociación será muy distinta según la composición química de la roca. Una roca
metamórfica la podemos colocar en una parte del diagrama y averiguar su temperatura y
presión. Principales minerales de las faciesfotocopias.
Tipos de metamorfismo.
-Met. De placas convergentes.
-Met. De zonas de Intraplaca.
-Met. De fondo oceánico.
-Met. De márgenes continentales.
Texturas de las rocas metamórficas.
Los procesos metamórficos producen cambios en las rocas: aumento de
densidad, cristales más grandes, reorientación de minerales en estado natural laminares
o bordeados y transformación de minerales de baja a alta temperatura.
Los cambios estructurales que se producen con metamorfismo de grado bajo se
compactan más y aumenta su densidad. Ejemplo: rutitapizarra.
Las presiones dirigidas hacen que los minerales de la arcilla se reorganicen en
una composición más compacta típica de las pizarras. Esta reorganización proporciona
una textura diferente y da lugar a una serie de texturas extremas de presión que provoca
que los granos minerales de una roca hagan mucho más que realinearse. La presión
puede hacer que los minerales cristalicen y la recristalización forme minerales más
grandes. La foliación es cuando un porcentaje de minerales que adaptan a una
disposición laminar y se colocan paralelos a la roca.
La alineación mineral resultante proporciona al mineral una agrupación en líneas
o bandas llamadas foliación. La foliación dependiendo del metamorfismo va a dar lugar
a una pizarrosidad que es cuando o durante la formación de una lutita en una pizarra los
materiales arcillosos se cristalizan y se alinean en superficies planares.
Esquistosidad es cuando bajo regímenes especiales de presión y temperatura
aumentan los cristales de mica. Dando al mineral un aspecto escamoso.
Aparte hay otros tipos de texturas granuladas que están formadas por un solo
mineral y cuyos cristales tienen un ámbito equigranular. Ejemplo: mármolcalita.
También se dan texturas granuladas blásticas en las que los cristales presentan
formas parecidas y sin orientación preferente.
Texturas cristaloblásticas que se dan cuando los cristales se desarrollan a partir
de núcleos de condensación.
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Texturas porfidoblásticas que son cristales de mayor dimensión a los del resto.
Texturas lepidoblásticas que se dan cuando hay abundancia de cristales de forma
laminar como micas.
Texturas nematobásticas que se dan cuando hay abundancia de minerales de
ámbito alargado y parecen una alineación.