metamorfismo


El metamorfismo es el cambio de minerales o textura geológica (disposición distinta de minerales) en rocas preexistentes ( protolitos ), sin que el protolito se funda en magma líquido (un cambio de estado sólido ). [1] El cambio ocurre principalmente debido al calor, la presión y la introducción de fluidos químicamente activos. Los componentes químicos y las estructuras cristalinas de los minerales que componen la roca pueden cambiar aunque la roca permanezca sólida . Cambios en o justo debajo de la superficie de la Tierra debido a la meteorización o diagénesisno se clasifican como metamorfismo. [2] El metamorfismo suele ocurrir entre la diagénesis (máximo 200 °C) y la fusión (~850 °C). [3]

Los geólogos que estudian el metamorfismo se conocen como "petrólogos metamórficos". Para determinar los procesos subyacentes al metamorfismo, se basan en gran medida en la mecánica estadística y la petrología experimental .

Existen tres tipos de metamorfismo: de contacto , dinámico y regional . El metamorfismo producido con condiciones crecientes de presión y temperatura se conoce como metamorfismo progresivo . Por el contrario, la disminución de la temperatura y la presión caracterizan el metamorfismo retrógrado .

Las rocas metamórficas pueden cambiar sin derretirse. El calor hace que los enlaces atómicos se rompan y los átomos se muevan y formen nuevos enlaces con otros átomos , creando nuevos minerales con diferentes componentes químicos o estructuras cristalinas ( neocristalización ), o permitiendo la recristalización . [3] Cuando se aplica presión, los granos algo aplanados que se orientan en la misma dirección tienen una configuración más estable.

El límite inferior de temperatura en lo que se considera un proceso metamórfico generalmente se considera de 100 a 200 ° C; [4] esto excluye los cambios diagenéticos debido a la compactación y la formación de rocas sedimentarias .

El límite superior de las condiciones metamórficas está relacionado con el inicio de los procesos de fusión en la roca. La temperatura máxima para el metamorfismo suele ser de 700 a 900 ° C, según la presión y la composición de la roca. Las migmatitas son rocas formadas en este límite superior, que contienen vainas y vetas de material que ha comenzado a fundirse pero que no se ha segregado completamente del residuo refractario. Desde la década de 1980 se ha reconocido que las rocas rara vez están lo suficientemente secas y tienen una composición lo suficientemente refractaria para registrar sin derretirse temperaturas metamórficas "ultra altas" de 900 a 1100 ° C. El proceso metamórfico generalmente ocurre a presiones entre 100 y 300  MPa , la profundidad a la que ocurren estas presiones depende del tipo de roca que esté aplicando la presión. [5]


Representación esquemática de una reacción metamórfica . Abreviaturas de minerales: act = actinolita ; chl = clorito ; ep = epidota ; gt = granate ; hbl = hornblenda ; plag = plagioclasa . Dos minerales representados en la figura no participan en la reacción, pueden ser cuarzo y K-feldespato . Esta reacción tiene lugar en la naturaleza cuando una roca máfica pasa de facies de anfibolita a facies de esquisto verde .
Una imagen de sección delgada con polarización cruzada de un granate - mica - esquisto de Salangen , Noruega, que muestra la fuerte tensión de la estructura de los esquistos. El cristal negro (isotrópico) es granate, las hebras de color rosa-naranja-amarillo son mica moscovita y los cristales marrones son mica biotita . Los cristales grises y blancos son cuarzo y feldespato (limitado) .
Una aureola metamórfica en las Montañas Henry, Utah. La roca grisácea en la parte superior es la intrusión ígnea, que consiste en granodiorita porfídica del lacolito de las Montañas Henry , y la roca rosada en la parte inferior es la roca sedimentaria del país, una limolita. En el medio, la limolita metamorfoseada es visible como la capa oscura (~5 cm de espesor) y la capa pálida debajo de ella.
Facies metamórficas con respecto a la temperatura y la presión.
Diagramas de compatibilidad ACF (aluminio-calcio-hierro) que muestran equilibrios de fase en rocas máficas metamórficas en diferentes circunstancias de PT (facies metamórficas). Los puntos representan fases minerales, las líneas grises finas son equilibrios entre dos fases. Abreviaturas minerales: act = actinolita ; cc = calcita ; chl = clorito ; di = diópsido ; ep = epidota ; glau = glaucofano ; gt = granate ; hbl = hornblenda ; ky = cianita ; ley = lawsonita ; plag = plagioclasa ; om = onfacito ; opx = ortopiroxeno ; zo =zoisita
(Izquierda) Granos orientados aleatoriamente en una roca antes del metamorfismo. (Derecha) Los granos se alinean ortogonalmente al estrés aplicado si una roca se somete a estrés durante el metamorfismo