7.4: Metamorfismo regional

Como se describió anteriormente, el metamorfismo regional ocurre cuando las rocas se entierran profundamente en la corteza. Esto se asocia comúnmente con los límites convergentes de las placas y la formación de cadenas montañosas. Debido a que se requiere un entierro de 10 a 20 kilómetros, las áreas afectadas suelen ser grandes, miles de kilómetros cuadrados.

En lugar de centrarse en texturas metamórficas rocosas (pizarra, esquisto, gneis, etc.), los geólogos tienden a observar minerales específicos dentro de las rocas que son indicativos de diferentes grados de metamorfismo. Algunos minerales comunes en rocas metamórficas se muestran en la Figura\(\PageIndex{1}\), dispuestos en orden de los rangos de temperatura sobre los cuales tienden a ser estables. Los límites superior e inferior de los rangos son intencionalmente vagos porque estos límites dependen de una serie de factores diferentes, como la presión, la cantidad de agua presente y la composición general de la roca.

Figura Minerales índice\(\PageIndex{1}\) metamórfico y sus rangos de temperatura aproximados

Las partes sur y suroeste de Nueva Escocia se metamorfosearon regionalmente durante la Orogenia Devónica Acadia (alrededor de 400 Ma), cuando un bloque continental relativamente pequeño (el Meguma Terrane ^[1]) fue empujado hacia arriba contra el margen oriental existente de América del Norte. Como se muestra en la Figura\(\PageIndex{2}\), las rocas sedimentarias clásticas dentro de este terreno se metamorfosearon de manera variable, con el metamorfismo más fuerte en el suroeste (la zona de silimanita), y el metamorfismo progresivamente más débil hacia el este y el norte. Las rocas de la zona de silimanita probablemente se calentaron a más de 700°C, y por lo tanto deben haber enterrado a profundidades entre 20 y 25 kilómetros. Las rocas circundantes de grado inferior no fueron enterradas tan profundas, y las rocas dentro de la zona periférica de clorito probablemente no fueron enterradas a más de unos 5 kilómetros.

Figura Zonas metamórficas\(\PageIndex{2}\) regionales en el Meguma Terrane del suroeste de Nueva Escocia.

Una explicación probable para este patrón es que el área con las rocas de mayor grado fue enterrada debajo de la parte central de una cordillera formada por la colisión del Meguma Terrane con América del Norte. Como es el caso de todas las cadenas montañosas, la corteza se engrosó a medida que crecían las montañas, y fue empujada más abajo en el manto que la corteza circundante. Esto sucede porque la corteza terrestre está flotando sobre el manto subyacente y eso se conoce como una relación isostática. A medida que la formación de montañas agrega peso, la corteza en esa zona se hunde más hacia abajo en el manto para compensar el peso agregado. El patrón probable de metamorfismo en esta situación se muestra en sección transversal en la Figura\(\PageIndex{3}\) a, las montañas finalmente fueron erosionadas (más de decenas de millones de años), permitiendo que la corteza rebotara hacia arriba, exponiendo así la roca metamórfica (Figura\(\PageIndex{3}\) b).

Figura\(\PageIndex{3}\) una Sección transversal esquemática a través del Meguma Terrane durante el período Devónico. La corteza se engrosa debajo de la cordillera para compensar el peso agregado de las montañas de arriba y se ha hundido en el manto.

Figura\(\PageIndex{3}\) b Esquemática de la sección transversal actual a través del Meguma Terrane. Las montañas han sido erosionadas. A medida que perdían masa la base de la corteza rebotó gradualmente, empujando hacia arriba el núcleo de la región metamorfoseada de manera que las zonas metamórficas que alguna vez fueron profundamente enterradas quedan ahora expuestas en la superficie.

El metamorfismo en el Meguma Terrane de Nueva Escocia es solo un ejemplo de la naturaleza del metamorfismo regional. Obviamente existen muchos patrones diferentes de metamorfismo regional, dependiendo de las rocas madre, el gradiente geotérmico, la profundidad del entierro, el régimen de presión y la cantidad de tiempo disponible. El punto importante es que el metamorfismo regional ocurre sólo a profundidades significativas. La mayor probabilidad de alcanzar esas profundidades, y luego tener las rocas que alguna vez fueron enterradas finalmente expuestas en la superficie, es donde existieron cadenas montañosas y desde entonces han sido erosionadas en gran medida. Como esto sucede típicamente en los límites de las placas convergentes, las presiones dirigidas pueden ser fuertes, y las rocas metamorfoseadas regionalmente casi siempre están foliadas.

Ejercicio 7.4 Zonas metamórficas escocesas

Figura\(\PageIndex{4}\)

El mapa que se muestra aquí representa la parte del oeste de Escocia entre la falla Great Glen y la falla de Highland Boundary Fault. Las áreas sombreadas son roca metamórfica, y las tres zonas metamórficas representadas son granate, clorito y biotita.

Etiquete las tres áreas coloreadas del mapa con los nombres de zona apropiados (granate, clorito y biotita). Pista: consulte la Figura\(\PageIndex{1}\) anterior para determinar cuál de estas zonas podría representar el área periférica del metamorfismo de bajo grado, y cuál podría representar el área central del metamorfismo de grado superior.

Indicar qué parte de la región probablemente habría sido enterrada más profunda durante el metamorfismo.

El geólogo británico George Barrow estudió esta área en la década de 1890 y fue la primera persona en mapear zonas metamórficas a partir de sus ensamblajes minerales. A este patrón de metamorfismo se le conoce a veces como “barroviano”.

Consulte el Apéndice 3 para el Ejercicio 7.4 respuestas.

Descripciones de las imágenes

Descripción de la\(\PageIndex{1}\) imagen de la Figura: Rango de temperatura aproximado de minerales metamórficos: Clorita, 50 a 450°C. Moscovita, 175 a 625°C. Biotita, 350 a 725°C. Granate, 375 a 900°C. Andalusita, 400 a 850°C. Silimanita, 575 a 1000°C. [Volver a la Figura\(\PageIndex{1}\)]

Atribuciones de medios

• Figura\(\PageIndex{1}\), 7.4.3ab, 7.4.4: © Steven Earle. CC POR.
• Figura\(\PageIndex{2}\): Imagen editada por Steven Earle, después de Keppie, D, y Muecke, G, 1979, mapa metamórfico de Nueva Escocia, N.S. Dept. de Minas y Energía, Mapa 1979-006., y de White, C y Barr, S., 2012, Meguma Terrane revisted, Estratigrafía, metamorfismo, paleontología y procedencia, Geociencia Canadá, V. 39, No.1.

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1. ¡No, no es un error ortográfico! Un terreno es un bloque distintivo de corteza que ahora forma parte de un continente, pero se cree que proviene de otros lugares, y fue agregado por procesos placa-tectónicos.