Ambientes metamórficos
AMBIENTES METAMÓRFICOS
Tipos de metamorfismo
De acuerdo con el ambiente geológico en el que se produce el metamorfismo este se puede clasificar como local, si ocurre en centímetros hasta unos pocos kilómetros, y regional, grandes extensiones geográficas de cientos o miles de kilómetros. De acuerdo con estos dos grupos se pueden distinguir los siguientes tipos de metamorfismo:
Metamorfismo local:
De contacto
De impacto (choque)
Dinámico (cataclástico)
Hidrotermal
Metasomatismo
Retrógrado
Optálico
Metamorfismo regional:
Regional dinamotérmico
Regional burial (sepultamiento o litostático)
En dorsales meso-oceánico (suboceánico)
Metamorfismo de contacto
Este metamorfismo se produce por la conductividad térmica de un magma al intrusionar una roca generando una zona de alteración circundante denominada aureola de metamorfismo. Las altas temperaturas y la liberación de fluidos intersticiales del magma provocan la cristalización de nuevos minerales de la roca encajonante. El grado de metamorfismo, así como el grosor de la aureola de metamorfismo dependen del tamaño y disponibilidad de agua del intrusivo, la composición de la roca encajonante, así como la diferencia de temperatura entre el cuerpo magmático y la roca encajonante.
Los intrusivos de menor tamaño como los sills darán como resultado aureolas de metamorfismo de centímetros de espesor. En cambio, el enfriamiento de intrusivos de gran volumen como los batolitos puede liberar abundante fluido intersticial por lo que la aureola de contacto puede penetrar cientos de metros en la roca encajonante. Un caso similar ocurre si el magma está rodeado por rocas con un grado de permeabilidad o muy reactivas como las calizas. El calor de estos grandes cuerpos intrusivos puede alcanzar los 1,000 °C. Mientras más alejadas se encuentren las rocas del cuerpo intrusivo disminuye el grado de metamorfismo.
Debido a que el principal agente de este tipo de metamorfismo es la transferencia de calor y se carece de deformación mecánica, las rocas resultantes tendrán escasez de foliaciones. El metamorfismo de contacto no está asociado a algún ambiente tectónico específico y puede suceder en cualquier lugar con intrusiones magmáticas. Los geiseres del Parque Nacional de Yellowstone, en Wyoming (EUA) están asociados a este tipo de metamorfismo. Los yacimientos de minerales metálicos como oro, plata, plomo, zinc, cobre y molibdeno están asociados al metamorfismo de contacto.
Metamorfismo de impacto
El metamorfismo de impacto o de choque se genera por la acción de un cuerpo celeste al estrellarse sobre la superficie de la Tierra. Las rocas que bordean el cráter de impacto llegan a metamorfosearse en cuestión de segundos debido a la alta presión y la temperatura causada por las ondas de impacto. Los minerales asociados a este tipo de metamorfismo son la coesita y la stishovita que son polimorfos del cuarzo que se caracterizan por su alta densidad.
Metamorfismo dinámico
El metamorfismo dinámico, también conocido como cataclástico o de dislocación, es aquel que ocurre en los planos de fallas o zonas de desplazamiento cortical lateral de márgenes entre placas tectónicas donde se ejercen altas presiones diferenciales. La cizalla produce cambios en la textura de las rocas generando brechas de fricción y milonitas. En este tipo de metamorfismo se tiene una baja acción del calor. La tensión deviatórica varía dependiendo de las propiedades de los minerales. Por ejemplo, bajo un mismo régimen de esfuerzos, el cuarzo experimenta menor deformación que la calcita debido a que el cuarzo primero presenta mayor cohesión que el segundo.
Metamorfismo hidrotermal
Este tipo de metamorfismo se genera cuando las soluciones calientes ricas en iones circulan a través de la roca provocan cambios mineralógicos. El metamorfismo hidrotermal tiene mayor presencia en las dorsales oceánicas donde el agua de mar interactúa con las rocas recién formadas del piso oceánico. Esto genera que el basalto se altere a roca verde, las cuales tienen esta coloración debido a la presencia de minerales como epidota y clorita. Muchos depósitos minerales, como algunos yacimientos de oro, están asociados a este tipo de metamorfismo. También está asociado con el metamorfismo de contacto debido a que se tiene una fuente de calor y la circulación de elementos volátiles a través de la roca.
Metasomatismo
El metasomatismo implica la intensa modificación de la química en roca original debido a que se tienen abundantes fluidos interactuando durante el metamorfismo. Los fluidos que interactúan transportan iones desde dentro y fuera de la roca. Los cambios en la composición química del protolito producidos por el metasomatismo son mayores en comparación con los del metamorfismo hidrotermal. El metasomatismo muchas veces tiene lugar en el metamorfismo de contacto de una roca carbonatada y un cuerpo intrusivo.
Metamorfismo optálico
El metamorfismo optálico fue propuesto por Tyrrell en 1929 para la fusión incipiente de las rocas que se encuentran en contacto con derrames volcánicos o diques de escaso volumen. Sin embargo, este término se encuentra en desuso por la Subcomisión sobre la Sistemática de Rocas Metamórficas de la Unión Internacional de Ciencias Geológicas (IUGS-SCMR) por considerarlo dentro del metamorfismo de contacto.
Metamorfismo retrógrado
El metamorfismo retrógrado o diaftóresis ocurre cuando la asociación mineralógica de rocas de facies de altas presiones y temperaturas cambian a otras de condiciones inferiores, generalmente, más hidratadas. Es decir, en las rocas que han sido transformadas en ambientes extremos se revierte estos cambios conforme decrecen las condiciones de presión y temperatura. Este tipo de metamorfismo puede ser local o regional.
Metamorfismo regional dinamotérmico
La mayoría de las rocas metamórficas son resultado de este tipo de metamorfismo el cual involucra a grandes extensiones de los cuerpos rocosos y altas condiciones de presión. El metamorfismo regional dinamotérmico u orogénico (o simplemente, metamorfismo regional) se produce principalmente en zonas donde se genera deformación de las rocas como son los límites convergentes donde hay colisión de placas tectónicas o en las zonas subducción. Este tipo de metamorfismo, generalmente, ocasiona la foliación de las rocas metamórficas ocasionado por los grandes esfuerzos diferenciales involucrados. Los orógenos formados por la colisión de placas continentales como los Apalaches, los Alpes y el Himalaya tienen en sus “raíces” rocas metamórficas de este tipo.
Metamorfismo burial
El metamorfismo burial, de sepultamiento o de enterramiento tiene lugar en las cuencas sedimentarias como resultado de una continua sedimentación y derrames volcánicos que puedan presentarse lo que ocasiona que los materiales que se encuentran más abajo sean sometidos a regímenes de presión y temperatura más altos que en la superficie. En este metamorfismo se suelen alcanzar temperaturas mayores a los 150° C que corresponde con el límite de la diagénesis y el metamorfismo de bajo grado. El agua intersticial en los sedimentos facilita la recristalización y precipitación de nuevos minerales. La saturación de agua hace que los sedimentos se comporten de manera dúctil, lo que resulta en una tensión uniforme durante el metamorfismo burial. Por lo tanto, este tipo de metamorfismo conlleva poca deformación mecánica, por lo que las rocas generadas carecen de foliación. La textura puede parecer la de una roca sedimentaria prácticamente inalterada llegando a diferenciarse por la asociación de minerales, estudios en secciones delgadas o por rayos X.
Generalmente, no hay perturbaciones térmicas ni deformaciones por esfuerzos deviatóricos. El metamorfismo de entierro es anorogénico y ocurre en el interior de las placas. Un ejemplo actual es el Golfo de México. Los efectos posteriores de la orogénesis borran todas las evidencias del metamorfismo burial, como los sedimentos depositados del río Misisipi.
Metamorfismo en dorsales meso-oceánicas
Este tipo de metamorfismo tiene lugar en las dorsales meso-oceánicas durante la formación de piso oceánico. El calor generado y la circulación de fluidos, principalmente agua, propician que las rocas basálticas se transformen en rocas verdes y en anfibolitas.
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