7.2: Clasificación de Rocas Metamórficas

Existen dos tipos principales de rocas metamórficas: las que se encuentran foliadas porque se han formado en un ambiente con presión dirigida o esfuerzo cortante, y las que no están foliadas porque se han formado en un ambiente sin presión dirigida o relativamente cerca de la superficie con muy poca presión en absoluto. Algunos tipos de rocas metamórficas, como la cuarcita y el mármol, que se pueden formar tanto si hay presión directa como si no, no suelen exhibir foliación porque sus minerales (cuarzo y calcita respectivamente) no tienden a mostrar alineación (ver Figura\(\PageIndex{8}\)).

Cuando una roca es exprimida bajo presión dirigida durante el metamorfismo es probable que se deforme, y esto puede resultar en un cambio de textura tal que los minerales aparecen alargados en la dirección perpendicular a la tensión principal (Figura\(\PageIndex{1}\)). Esto contribuye a la formación de foliación.

Figura\(\PageIndex{1}\) Los efectos texturales de la compresión durante el metamorfismo. En la roca original (izquierda) no hay alineación de minerales. En la roca exprimida (derecha) los minerales se han alargado en la dirección perpendicular a la compresión.

Cuando una roca se calienta y se aprieta durante el metamorfismo, y el cambio de temperatura es suficiente para que se formen nuevos minerales a partir de los existentes, existe una fuerte tendencia a que los nuevos minerales crezcan con sus ejes largos perpendiculares a la dirección de compresión. Esto se ilustra en la Figura\(\PageIndex{2}\), donde la roca madre es esquisto, con lecho como se muestra. Después de calentar y apretar, se han formado nuevos minerales dentro de la roca, generalmente paralelos entre sí, y la ropa de cama original ha sido borrada en gran parte.

Figura\(\PageIndex{2}\) Los efectos texturales de la compresión y el crecimiento mineral durante el metamorfismo regional. El diagrama de la izquierda es esquisto con ropa de cama inclinada hacia abajo a la derecha. El diagrama de la derecha representa el esquisto (derivado de ese esquisto), con cristales de mica orientados perpendiculares a la dirección principal de la tensión y el lecho original ya no es fácilmente visible.

La figura\(\PageIndex{3}\) muestra un ejemplo de este efecto. Esta gran roca tiene ropa de cama visible como bandas oscuras y claras que se inclinan abruptamente hacia la derecha. La roca también tiene una fuerte foliación pizarra, que es horizontal en esta vista (paralela a la superficie en la que se sienta la persona), y se ha desarrollado debido a que la roca estaba siendo apretada durante el metamorfismo. La roca se ha partido del lecho rocoso a lo largo de este plano de foliación, y se puede ver que otras debilidades están presentes en la misma orientación.

La compresión y el calentamiento solos (como se muestra en la Figura\(\PageIndex{1}\)) pueden contribuir a la foliación, pero la mayor parte de la foliación se desarrolla cuando se forman nuevos minerales y se ven obligados a crecer perpendicularmente a la dirección de mayor estrés (Figura\(\PageIndex{2}\)). Este efecto es especialmente fuerte si los nuevos minerales son laminares como la mica o alargados como anfíbol. Los cristales minerales no tienen que ser grandes para producir foliación. La pizarra, por ejemplo, se caracteriza por escamas alineadas de mica que son demasiado pequeñas para ver.

Figura\(\PageIndex{3}\) Una roca de pizarra en el costado del monte. Wapta en las Rocosas cerca de Field, BC. La ropa de cama es visible como bandas claras y oscuras inclinadas hacia la derecha (flechas amarillas). El escote pizarra es evidente por la forma en que se ha roto la roca (a lo largo de la superficie plana en la que está sentada la persona) y también por líneas de debilidad que son paralelas a esa misma tendencia (flechas rojas).

Los diversos tipos de rocas metamórficas foliadas, listadas por orden del grado o intensidad del metamorfismo y el tipo de foliación son: pizarra, fillita, esquisto y gneis (Figura\(\PageIndex{4}\)). Como ya se señaló, la pizarra se forma a partir del metamorfismo de bajo grado del esquisto, y tiene cristales microscópicos de arcilla y mica que han crecido perpendiculares al estrés. La pizarra tiende a romperse en láminas planas. La fillita es similar a la pizarra, pero normalmente se ha calentado a una temperatura más alta; las micas han crecido y son visibles como brillo en la superficie. Donde la pizarra es típicamente plana, la filita se puede formar en capas onduladas. En la formación de esquisto, la temperatura ha sido lo suficientemente caliente como para que los cristales individuales de mica sean lo suficientemente grandes como para ser visibles, y también pueden ser visibles otros cristales minerales, como cuarzo, feldespato o granate. En gneis, los minerales pueden haberse separado en bandas de diferentes colores. En el ejemplo mostrado en la Figura\(\PageIndex{4}\) d, las bandas oscuras son en gran parte anfíbulas mientras que las bandas de color claro son feldespato y cuarzo. La mayoría de los gneis tienen poca o ninguna mica porque se forma a temperaturas superiores a aquellas bajo las cuales las micas son estables. A diferencia de la pizarra y la fillita, que normalmente solo se forman a partir de barro, esquisto y especialmente gneis, se pueden formar a partir de una variedad de rocas madre, incluyendo barro, arenisca, conglomerado y una variedad de rocas ígneas volcánicas e intrusivas.

El esquisto y el gneis pueden ser nombrados sobre la base de minerales importantes que están presentes. Por ejemplo, un esquisto derivado del basalto suele ser rico en el clorito mineral, por lo que le llamamos esquisto de clorito. Uno derivado del esquisto puede ser un esquisto moscovita-biotita, o simplemente un esquisto de mica, o si hay granates presentes podría ser esquisto mica-granate. De igual manera, un gneis que se originó como basalto y está dominado por anfíbol, es un gneis anfíbol o, más exactamente, un anfibolito.

Figura\(\PageIndex{4}\) Ejemplos de rocas metamórficas foliadas: (A) Pizarra, (B) Fillita, (C) Esquisto, (D) Gneis.

Si una roca está enterrada a gran profundidad y encuentra temperaturas cercanas a su punto de fusión, puede derretirse parcialmente. La roca resultante, que incluye tanto material metamorfoseado como ígneo, se conoce como migmatita (Figura\(\PageIndex{5}\)).

Figura\(\PageIndex{5}\) Migmatite de Praga, República Checa

Como ya se señaló, la naturaleza de la roca madre controla los tipos de rocas metamórficas que pueden formarse a partir de ella bajo diferentes condiciones metamórficas. Los tipos de rocas que se pueden esperar que se formen en diferentes grados metamórficos a partir de diversas rocas parentales se enumeran en la Tabla 7.1. Algunas rocas, como el granito, no cambian mucho en los grados metamórficos inferiores debido a que sus minerales siguen siendo estables hasta varios cientos de grados.

Cuadro 7.1 Una guía aproximada de los tipos de rocas metamórficas que se forman a partir de diferentes rocas parentales en diferentes grados de metamorfismo regional.

Roca Parent	Grado muy bajo (150-300°C)	Grado bajo (300-450°C)	Grado medio (450-550°C)	Alto grado (por encima de 550°C)
Mudrock	pizarra	fillita	esquisto	gneis
Granito	sin cambios	sin cambios	casi ningún cambio	gneis de granito
Basalto	esquisto de clorito	esquisto de clorito	anfibolito	anfibolito
Arenisca	sin cambios	poco cambio	cuarcita	cuarcita
Caliza	poco cambio	mármol	mármol	mármol

Las rocas metamórficas que se forman bajo condiciones de baja presión o simplemente presión de confinamiento no se folian. En la mayoría de los casos, esto se debe a que no están enterrados profundamente, y el calor para el metamorfismo proviene de un cuerpo de magma que se ha trasladado a la parte superior de la corteza. Esto es metamorfismo de contacto. Algunos ejemplos de rocas metamórficas no foliadas son el mármol, la cuarcita y los hornfels.

El mármol es piedra caliza metamorfoseada. Cuando se forma, los cristales de calcita tienden a crecer y se destruyen todas las texturas sedimentarias y fósiles que pudieran haber estado presentes. Si la piedra caliza original era calcita pura, entonces el mármol probablemente será blanco (como en la Figura\(\PageIndex{6}\)), pero si tuviera diversas impurezas, como arcilla, sílice o magnesio, el mármol podría ser “veteado” en apariencia. El mármol que se forma durante el metamorfismo regional, y de hecho que incluye la mayoría del mármol, puede o no desarrollar una textura foliada, pero la foliación generalmente no es fácil de ver en mármol.

Figura\(\PageIndex{6}\) Mármol con cristales de calcita visibles (izquierda) y afloramiento de mármol bandeado (derecha).

La cuarcita es arenisca metamorfoseada (Figura\(\PageIndex{7}\)). Está dominado por el cuarzo, y en muchos casos, los granos de cuarzo originales de la arenisca se sueldan entre sí con sílice adicional. La mayoría de la piedra arenisca contiene algunos minerales arcillosos y también puede incluir otros minerales como el feldespato o fragmentos de roca, por lo que la mayoría de la cuarcita tiene algunas impurezas con el cuarzo.

Figura\(\PageIndex{7}\) Cuarcita de las Montañas Rocosas, encontrada en el río Bow en Cochrane, Alberta.

Incluso si se forma durante el metamorfismo regional, la cuarcita (como el mármol) no tiende a verse foliada porque los cristales de cuarzo no se alinean con la presión direccional. Por otro lado, es probable que cualquier arcilla presente en la arenisca original se convierta en mica durante el metamorfismo, y es probable que cualquier mica de este tipo se alinee con la presión direccional. Un ejemplo de esto se muestra en la Figura\(\PageIndex{8}\). Los cristales de cuarzo no muestran alineación, pero las micas están todas alineadas, lo que indica que hubo presión direccional durante el metamorfismo regional de esta roca. Dado que estas micas son muy pequeñas, esta roca no parecería estar foliada a simple vista.

Figura Sección delgada\(\PageIndex{8}\) ampliada de cuarcita en luz polarizada. Los cristales blancos, grises y negros de forma irregular son todos de cuarzo. Los cristales pequeños, delgados y de colores brillantes son de mica. Esta roca está foliada, aunque podría no parecer si se examina sin un microscopio, por lo que debe haberse formado bajo condiciones de presión directa.

Hornfels es otra roca metamórfica no foliada que normalmente se forma durante el metamorfismo de contacto de rocas de grano fino como la piedra fangosa o la roca volcánica (Figura\(\PageIndex{9}\)). En algunos casos, los hornfels tienen cristales visibles de minerales como la biotita o la andalucita. Si los hornfels se formaban en una situación sin presión dirigida, entonces estos minerales estarían orientados aleatoriamente, no alineados entre sí, como lo serían si se formaran con presión dirigida.

Figura\(\PageIndex{9}\) Hornfels de la región de Novosibirsk de Rusia. Las bandas oscuras y claras son ropa de cama. La roca ha sido recristalizada durante el metamorfismo de contacto y no muestra foliación. (escala en centímetros).

Ejercicio 7.2 Nombrar rocas metamórficas

Proporcione nombres razonables para las siguientes rocas metamórficas basadas en la descripción:

1. Una roca con cristales visibles de mica y con pequeños cristales de andalucita. Los cristales de mica son consistentemente paralelos entre sí.
2. Una roca muy dura con aspecto granular y brillo vítreo. No hay evidencia de foliación.
3. Una roca de grano fino que se divide en láminas onduladas. Las superficies de las láminas tienen un brillo a ellas.
4. Una roca que está dominada por cristales alineados de anfíbol.

Consulte el Apéndice 3 para las respuestas del Ejercicio 7.2.

Atribuciones de medios

• Figuras 7.2.1 7.2.2, 7.2.3, 7.2.4abd: © Steven Earle. CC POR.
• Figura\(\PageIndex{4}\) c: Detalle de esquisto © Michael C. Rygel. CC BY-SA.
• Figura\(\PageIndex{5}\): Migmatita en Geoparque de Albertov © Chmee2. CC POR.
• Figura\(\PageIndex{6}\) (derecha): Un afloramiento de mármol bandeado por el USGS. Dominio público.
• Figura\(\PageIndex{7}\): © Steven Earle. CC POR.
• Figura\(\PageIndex{8}\): © Sandra Johnstone. CC POR.
• Figura\(\PageIndex{9}\): Carnfels por Fed. Dominio público.