8.1: Introducción

Módulo 8

Metamorfismo y Roca Metamórfica

Figura 1. En Black Canyon del Parque Nacional Gunnison, ¡el río Gunnison atraviesa rocas precámbricas de casi 2 mil millones de años! La mayoría de estas rocas son metamórficas y muestran evidencia de exposición a presiones y temperaturas extremas. Algunas de las rocas son ígneas y se forman a partir de magma que empujó su camino hacia arriba en grietas en la corteza terrestre, donde se enfrió y cristalizó. La roca metamórfica que domina las paredes del Cañón Negro se llama gneis (se pronuncia 'agradable'), y se mezcla con esquisto, otra roca que normalmente tiene cristales planos o alargados. Es posible que veas el intenso plegado de las bandas alternas de luz y oscuridad en esta foto adyacente. Estas rocas alguna vez fueron enterradas profundamente debajo de la superficie de la Tierra donde encontraron calor y presión extremos.

Introducción

En cualquier libro de texto introductorio sobre geología física, el lector encontrará la discusión sobre rocas metamórficas ubicadas después de los capítulos sobre rocas ígneas y sedimentarias, y por muy buenas razones. Las rocas metamórficas se forman por la alteración física y a veces química de una roca preexistente, ya sea ígnea o sedimentaria. En algunos casos, incluso las rocas metamórficas pueden ser alteradas en una roca metamórfica completamente diferente. Con rocas ígneas que se forman a partir del derretimiento producido por cualquier tipo de roca y una roca sedimentaria que se forma a partir del producto desgastado de cualquier tipo de roca, la alteración de cualquier roca para producir una metamórfica completa los componentes de lo que se conoce como el ciclo de la roca.

Básicamente, las rocas que encontramos hoy que clasificamos como ígneas, metamórficas o sedimentarias, podrían haber pertenecido a una clasificación rocosa diferente en el pasado, porque las rocas se reciclan a lo largo del tiempo geológico. Este ciclo es impulsado por el movimiento de las placas tectónicas. Es fácil ver que aumentar la temperatura de una roca puede producir magma, y que las rocas en la superficie de la Tierra pueden descomponerse en sedimentos que finalmente pueden litiarse en una roca sedimentaria. Pero, ¿cómo podemos transformar una roca sólida en una nueva roca, sin fundirla o convertirla en sedimento?

Todas las rocas se forman a ciertas temperaturas y presiones ya sea en la superficie de la Tierra o, más comúnmente, debajo de la superficie. Estas rocas son las más estables en las condiciones en las que se forman. Por lo tanto, cambiar las condiciones de temperatura y/o presión puede conducir a una roca diferente, una que cambió para ser estable bajo nuevas condiciones externas. Esta nueva roca que se forma en respuesta a los cambios en su entorno físico y químico se llama roca metamórfica; la palabra metamorfismo significa cambiar de forma, y para las rocas esto significa una recristalización de minerales (cristales) bajo condiciones de subsólidus (temperaturas demasiado bajas para la producción de fusión). Un cambio metamórfico también puede ocurrir si la composición de la roca es alterada por fluidos calientes y químicamente reactivos, provocando un cambio en el contenido mineral de la roca. Para distinguir entre la roca preexistente y la nueva metamórfica, se utiliza el término protolito, o roca madre, para describir la roca preexistente. Por lo tanto, todas las rocas metamórficas tienen al menos un protolito que se ha alterado durante el metamorfismo. En este módulo aprenderás que todas las rocas metamórficas se identifican por el contenido mineral y la textura de la roca; para las rocas metamórficas, la textura se refiere a la orientación de los minerales en la roca. Además, el tamaño del cristal también transmite información importante sobre las condiciones de temperatura durante el metamorfismo.

En resumen, el metamorfismo es el proceso por el cual una roca preexistente (el protolito) es alterada por un cambio de temperatura, presión, o por contacto con fluidos químicamente reactivos, o por cualquier combinación de estos tres parámetros. El proceso de alteración es un evento de recristalización, donde los minerales iniciales de la roca (cristales) han cambiado de tamaño, forma y/o composición en respuesta a estas nuevas condiciones externas. El resultado final es una nueva roca (metamórfica) que tiene una apariencia alterada, a veces sorprendentemente diferente de lo que solía ser antes de que ocurriera el metamorfismo. La roca metamórfica con la que terminas depende en gran medida de la roca con la que empezaste antes del evento metamórfico. De importancia secundaria es el agente de cambio metamórfico: ¿la recristalización fue resultado del aumento de temperatura, presión, o ambos? ¿O estaban involucrados fluidos químicamente reactivos?

También hay que considerar cuán altas fueron las temperaturas y presiones, ya que el metamorfismo puede ocurrir en un rango de condiciones de temperatura y presión. Sin embargo, como se mencionó en el párrafo anterior, el metamorfismo ocurre bajo condiciones subsólidas, lo que significa que las temperaturas elevadas que promueven la recristalización de una roca no son lo suficientemente altas como para provocar la fusión.

Seleccione una imagen para verla más grande

Figura 2. Los mapas muestran la distribución norteamericana de la roca metamorfa.

Figura 3. Mirada a la pared pintada — Pared pintada llamada así por los muchos diques graníticos de colores claros que aparecen a algunos como pinceladas de artistas sobre un lienzo de rocas metamórficas oscuras. De hecho, los diques graníticos son intrusiones ígneas en las rocas metamórficas más antiguas. [1]

Figura 4. Rocas metamórficas inclinadas verticalmente cerca de Carn Eighe en las Tierras Altas del Norte de Escocia. Estas rocas pertenecen al Grupo Glenfinnan (parte del Supergrupo Moine), y son de edad Neoproterozoica.

Figura 5. Rocas cerca del faro de Permaquid en Maine.Bandas del tipo de roca metamórfica llamada gneis, coronadas por una vena pegmatita de color claro, en Pemaquid Point, cerca del faro de Pemaquid en Maine, Estados Unidos. El gneis pertenece a la Formación Bucksport, formada originalmente como roca sedimentaria durante el periodo Silúrico (hace unos 440 a 430 millones de años). Entonces, durante el período devónico, la roca sedimentaria se calentó y aplastó, lo que transformó la roca en gneis. Si bien la pegmatita no ha sido fechada con precisión, puede ser de edad devónica.

Figura 6. Long's Peak enmarcado por afloramiento rocoso metamórfico Desde Trail Ridge Road, Parque Nacional de las Montañas Rocosas, CO

Figura 7. Roca metamórfica y Kings Canyon Road (Autopista 180) La roca metamórfica es remanente de una antigua cordillera: la Cordillera de Nevada, situada en el borde occidental de Laurasia, el supercontinente Jurásico Tardío del norte.

Figura 8. Phyllita en el Precámbrico de Tennessee, EUA. Se trata de un afloramiento de Metcalf Phyllita en las Grandes Montañas Humeantes. Es una de las muchas unidades estratigráficas en el Supergrupo Ocoee de ~50,000 pies de grosor. El Ocoee tiene considerables depósitos de arenisca y esquisto originalmente depositados como arenas y lodos en una antigua trinchera oceánica. Se forman trincheras a lo largo de las zonas de subducción, donde una placa tectónica compuesta por litosfera oceánica delgada y pesada se sumerge en el manto debajo de otra placa tectónica de litosfera oceánica o litosfera continental gruesa y ligera. Las rocas en la Phyllita de Metcalf eran originalmente lutitas, pero se han metamorfoseado a filitas. La fillita es una roca metamórfica foliada de grado bajo a intermedio dominada por mica. A menudo tiene superficies de foliación arrugadas y arrugadas.

Figura 9. Pizarra en el Precámbrico de Minnesota, EUA. Se trata de un afloramiento de pizarra, una roca metamórfica foliada compuesta por minerales arcillosos. La pizarra es producto del metamorfismo de bajo grado del esquisto. El lecho de esquisto original es visible en muestras de pizarra en esta localidad. Las superficies planas que miran al espectador en la foto de arriba son planos de foliación.

Figura 10. Gneis Augen. El gneis es una roca metamórfica foliada de alto grado que consiste en bandas alternas de minerales de color claro y oscuro (a menudo cuarzo y mica de biotita). La superficie que se muestra arriba consiste en gneis precambrianos. El afloramiento circundante es gneis con algunas zonas de cizallamiento y fallas menores. Alguna epidota está presente en bandas y vainas pequeñas. Observe las masas de cuarzo en forma de ojo en la parte media de la foto. El gneis con masas minerales aproximadamente en forma de ojo se llama gneis augen (el augen es alemán para los ojos).

Figura 11. Cuarcita y esquisto cerca de Kerguinou en Crozon, Bretaña, Francia

Figura 12. El esquisto de Vishnu es un complejo metamórfico que forma la roca del sótano del Gran Cañón. Tiene poco más de 1.700 millones de años.

Objetivos del módulo

Al finalizar este módulo podrás:

1. Resumir los factores que influyen en la naturaleza de las rocas metamórficas y los mecanismos para la formación de la foliación, si están presentes.
2. Clasificar las rocas metamórficas en función de su textura y contenido mineral, y explicar los orígenes de estas diferencias.
3. Describir los diversos escenarios en los que se forman las rocas metamórficas y explicar los vínculos entre la tectónica de placas y el metamorfismo.
4. Resumir los importantes procesos del metamorfismo regional, y explicar cómo las rocas que fueron metamorfoseadas a profundidades de 10 km o 20 km ahora se pueden encontrar en la superficie de la Tierra.
5. Resumir los importantes procesos de metamorfismo de contacto y metasomatismo, y explicar el papel clave de los fluidos hidrotermales.

---

Resumen de Actividades

Consulte el Horario de Trabajo para conocer las fechas de disponibilidad y fechas de vencimiento.

Asegúrese de leer las instrucciones de todas las actividades de este módulo antes de comenzar para que pueda planificar su tiempo en consecuencia. Se espera que trabajes en este curso a lo largo de la semana.

Leer

Geología Física por Steven Earle

• Capítulo 7 (Metamorfismo y Roca Metamórfica)

Asignación del Módulo 8: Laboratorio de Roca Metamórfica

10 puntos

Después de completar la lectura, puedes comenzar a trabajar en Asignación del Módulo 8 — Laboratorio de Roca Metamórfica

Cuestionario del Módulo 8

10 puntos

El Cuestionario del Módulo 8 tiene 10 preguntas de opción múltiple y se basa en el contenido de las lecturas del Módulo 8 y la Asignación 8.

El cuestionario vale un total de 10 puntos (1 puntos por pregunta). Tendrás solo 10 minutos para completar el cuestionario, y puedes realizar este cuestionario solo una vez. Nota: ¡ese no es tiempo suficiente para buscar las respuestas!

Asegúrese de comprender completamente todos los conceptos presentados y estudiar para este cuestionario como si fuera a ser supervisado en un aula, o probablemente se encontrará sin tiempo.

Lleve un registro del tiempo y asegúrese de revisar los resultados completos de su cuestionario después de haberlo enviado para una calificación.

Sus Preguntas y Preocupaciones...

Por favor contáctame si tienes alguna duda o inquietud.

Preguntas generales del curso: Si tu pregunta es de carácter general tal que otros alumnos se beneficiarían de la respuesta, entonces dirígete al área de discusiones y publícalo como hilo de preguntas en el área de discusión “Preguntas generales del curso”.

Preguntas personales: Si su pregunta es personal, (por ejemplo, con respecto a mis comentarios específicamente a usted), entonces envíeme un correo electrónico desde dentro de este curso.