¿Qué es el Metamorfismo?
El metamorfismo es un proceso geológico interno que consiste en el conjunto de transformaciones y reacciones que sufre una roca original sólida cuando es sometida a condiciones de presión, temperatura y a la acción de fluidos químicamente activos. Estas transformaciones afectan a su mineralogía y estructura, pero generalmente no a su composición química global, a menos que ocurra un proceso de metasomatismo.
Diagrama de Fases
Es la representación gráfica de los intervalos de presión y temperatura en los que es estable un compuesto. Las fases son las distintas formas en que aparece el mismo compuesto según la presión y la temperatura. Las líneas de separación entre las distintas fases delimitan el campo de estabilidad de cada una de ellas.
Límites del Metamorfismo
El metamorfismo ocurre en estado sólido, sin que haya una fusión de sus minerales, ya que a partir de su fusión se entra en los procesos magmáticos. Este sería el límite superior del metamorfismo (alta temperatura, 500-700 ºC). El límite inferior son los procesos sedimentarios, a los que se les denomina diagénesis, en condiciones de bajas temperaturas (150-200 ºC) y bajas presiones.
Factores del Metamorfismo
Los procesos metamórficos son transformaciones fisicoquímicas que vienen determinadas por el aumento de la temperatura, de la presión y la presencia de fluidos químicamente activos, denominados fluidos hidrotermales.
Temperatura
El gradiente geotérmico es de aproximadamente 30 ºC por cada kilómetro. Este gradiente no permanece constante, sino que cambia con el grosor y la profundidad de la corteza: a partir de cierta profundidad aumenta solo 10 ºC por kilómetro, y a unos 35 km la temperatura varía entre los 400 y 700 ºC. La temperatura aumenta en las zonas próximas a las dorsales debido al ascenso de magmas (1200 ºC) y disminuye con la distancia y el tiempo. Por otro lado, en las zonas de subducción también aumenta la temperatura por encima del gradiente.
Presión
Aumenta con la profundidad, aproximadamente 0.3 kbar por km, pero varía según las diferentes zonas. Se distinguen varios tipos:
- Presión litostática: Debida al peso de los materiales suprayacentes. Aumenta con la profundidad.
- Presión de fluidos: Contenida en los poros de las rocas.
- Presión de confinamiento: Es la acción conjunta de la presión litostática y la presión de fluidos.
- Presión dirigida: Causada por fuerzas que actúan en unas direcciones determinadas; es una presión de origen tectónico.
Metasomatismo
Se produce por la acción de fluidos calientes químicamente activos. Si su composición química es muy diferente a la de la roca que recibe la intrusión (denominada roca caja), se produce un intercambio de iones entre ambos que altera la composición de esta última. Este proceso afecta a rocas muy solubles, como las calizas y los mármoles, originando rocas llamadas skarns.
Tipos de Metamorfismo
Metamorfismo progresivo
Ocurre cuando las transformaciones mineralógicas suponen un grado cada vez mayor de presión y temperatura.
Metamorfismo isoquímico
Es el metamorfismo debido solamente al calor y la presión y que no introduce cambios en la composición química global de la roca.
Metamorfismo metasomático
Se produce cuando hay un cambio notable en la composición química de la roca, debido a aportes de nuevos elementos a través de fluidos.
Dinamometamorfismo
Se produce en las zonas de fractura con movimientos importantes entre los bloques. La energía mecánica invertida se utiliza en parte en la trituración (cataclasis) de la roca y en parte se transforma en calor debido al rozamiento. Suele ser muy restringido en el espacio, ocupando una banda de anchura variable. Las rocas originadas son:
- Brechas de falla: Cuando el proceso no es demasiado intenso y/o las rocas son relativamente blandas.
- Milonitas: Cuando el proceso es muy intenso y los fragmentos llegan a ser microscópicos.
- Pseudotaquilitas: La elevación de la temperatura puede llegar a producir una fusión parcial o total, obteniéndose una roca de aspecto vítreo.
Metamorfismo de contacto o térmico
Es esencialmente térmico y se produce cuando un magma asciende a zonas más superficiales. Afecta exclusivamente a las rocas más próximas al cuerpo intrusivo, originando unas aureolas concéntricas bien marcadas, que se denominan “aureolas metamórficas”. Cada aureola se caracteriza por la presencia de un determinado mineral índice. El tamaño de la aureola depende de dos factores:
- Relación entre la temperatura de la intrusión y la roca encajante.
- Tamaño del plutón.
Rocas originadas:
- Pizarras moteadas: Cuando el proceso ha afectado a una pizarra y esta conserva su estructura primaria.
- Cornubianitas: Cuando el proceso es muy intenso y puede llegar a desaparecer la estructura primaria de la roca.
Metamorfismo de impacto
Lo produce el choque de meteoritos en la superficie terrestre.
Metamorfismo regional
Se produce por elevadas temperaturas, presiones y deformaciones que se alcanzan en las zonas de subducción.
Anatexia
Es un proceso de fusión parcial de la roca. Sucede cuando la presión (hasta 10 kbar) y la temperatura (500-700 ºC) en el interior de la Tierra alcanzan valores muy elevados. Si hay una mezcla de silicatos con agua, la temperatura de fusión disminuye y se produce una fusión parcial de las rocas metamórficas.
Minerales Índice y Grado Metamórfico
Los minerales metamórficos que se van formando en equilibrio con unas condiciones de presión y temperatura específicas se les llama minerales índice. El grado metamórfico se refiere a las condiciones de temperatura y presión a las que las rocas se han formado.
- Rocas de grado bajo: Formadas a temperaturas bajas, inferiores a 200 ºC.
- Rocas de grado intermedio: Formadas entre 200 y 600 ºC.
- Rocas de grado alto: Han superado los 600 ºC.
Facies Metamórficas
Una facies metamórfica es un conjunto de minerales que se forman bajo las mismas condiciones de presión y temperatura. Estas asociaciones permiten medir la intensidad del metamorfismo.
Textura de las Rocas Metamórficas
La textura se define como el tamaño, forma y distribución de las partículas minerales que constituyen una roca. Cuando los minerales de la roca presentan una orientación preferente, se dice que tiene foliación.
Texturas Metamórficas Foliadas
La foliación la provocan esfuerzos compresivos que oprimen las masas de roca, haciendo que los minerales adopten alineaciones paralelas. Las texturas foliadas más importantes son:
- Pizarrosidad: Disposición de superficies planas muy juntas a lo largo de las cuales las rocas se separan en capas delgadas. Por ejemplo, las pizarras.
- Esquistosidad: Textura planar o laminar. Por ejemplo, los esquistos.
- Bandeado gnéisico: Apariencia bandeada por la segregación de minerales claros y oscuros. Por ejemplo, los gneises.
Blastesis: A la par que se producen las reacciones químicas, el tamaño del grano de la roca va creciendo progresivamente. Ejemplo de secuencia por aumento de grado: Arcillas → pizarras → filitas → esquisto → gneis → migmatita.
Texturas Metamórficas no Foliadas
- Granoblástica: Los cristales constituyen un mosaico de granos de igual dimensión. Se puede confundir con la textura plutónica granuda. Ej: cuarcitas, mármoles y corneanas (metamorfismo regional o de contacto).
- Lepidoblástica: Los cristales minerales son laminares y aparecen orientados y paralelos entre sí. Ej: micacitas y algunos gneises.
- Nematoblástica: Los cristales minerales son prismáticos, con cierto grado de orientación. Ej: anfibolitas.
- Porfiroblástica: Cristales de mayor tamaño (porfiroblastos) rodeados por otros más pequeños (matriz). Ej: cualquier tipo de roca metamórfica.