Agentes metamórficos
Agentes del metamorfismo
Los agentes del metamorfismo son aquellos factores que transforman el protolito en una roca metamórfica, estos son el calor, la presión y la dinámica de fluidos químicos. Estos factores pueden actuar individualmente o en forma combinada. El grado de metamorfismo depende de la intensidad en que actúan estos agentes, el tipo de protolito y el tiempo.
Calor
El calor puede aumentar la velocidad de las reacciones químicas en los minerales del protolito. Los cuerpos intrusivos generados por la fusión parcial de la corteza continental son una de las más importantes fuentes de calor, especialmente los más grandes, como los stocks y los batolitos. Las dorsales oceánicas también son importantes aporte de calor para el metamorfismo llegando a abarcar grandes extensiones.
El enterramiento es otro factor que incrementa la temperatura debido a que el gradiente geotérmico. Adeicionalmente, mientras mayor sea la profundidad de enterramiento de una roca mayor será la presión a la cual está sometida debido a la carga litostática de los cuerpos suprayacentes. En estas altas presiones, los minerales pueden recristalizar en formas más compactas y, por lo tanto, más densas. En los procesos de subducción, las rocas pueden ser emplazadas hacia el interior de la corteza. En las cuencas sedimentarias, las rocas pueden enterrarse a grandes profundidades cuando hay depósito contínuo de sedimentos, lo que ocasiona una subsidencia litostática.
Además del gradiente geotérmico, el calor a grandes profundidades se relaciona también con la desintegración radiactiva de algunos elementos en los minerales y, por la convección del manto.
Presión
La presión causada en la corteza por el peso de las rocas y materiales suprayacentes a otros se denomina presión litostática y actúa en una sola dirección. La presión aumenta en relación con la profundidad. La presión litostática es similar a la presión hidrostática la cual es aquella que experimenta un cuerpo sumergido en un líquido. Cuando la presión litostática actúa con la misma intensidad en todas las direcciones se conoce como presión de confinamiento. La presión sobre la roca puede hacer que se cierren los espacios porosos reduciendo el volumen y volviéndola más densa. Las rocas también pueden experimentar un esfuerzo diferencial desde una dirección en los límites de las placas convergentes. Para los esfuerzos diferenciales, debido a la profundidad de enterramiento, las rocas adquieren un comportamiento dúctil debido al aumento de temperatura, por lo que los minerales tienden a alargarse y alinearse en dirección del esfuerzo. Los esfuerzos diferenciales son importantes para la clasificación de las rocas metamórficas debido a que generan la foliación.
La actividad de los fluidos
Entre los fluidos responsables del metamorfismo están el agua (H2O) y los componentes volátiles como el dióxido de carbono (CO2). Los fluidos que entran en contacto con los minerales pueden actuar como catalizadores fomentando la recristalización y son un vector de propagación iónica. Conforme aumente la temperatura los fluidos se vuelven más reactivos. Además, el agua está presente en cualquier región donde se produce metamorfismo y puede contener iones en solución que suelen aumentar la velocidad de las reacciones químicas. Por ejemplo, los principales minerales del basalto son minerales anhidros como olivino, piroxenos y feldespatos. Si esta roca es sometida a los procesos metamórficos donde el agua entra en contacto con la roca, entonces los minerales que conforman el basalto pueden hidratarse.
Las rocas sedimentarias comúnmente contienen espacios porosos en los cuales se alojan fluidos intersticiales compuestos por una solución acuosa compuesta de agua, gases, sales y otros elementos. Lo mismo pasa con los espacios en las fracturas de rocas ígneas. Además, algunos minerales como los anfíboles, las micas y otros del grupo de las arcillas contienen agua en sus redes cristalinas los cuales pueden llegar a deshidratarse al aumentar la transferencia de calor. Debido a las altas temperaturas, los fluidos liberados se mueven sobre las superficies de los minerales promoviendo el transporte iónico y con esto acelera las reacciones químicas.
Por ejemplo, en el metamorfismo de contacto, el calor del magma y la liberación de fluidos alteran a la roca encajonante. Cuando la roca encajonante contiene abundante cuarzo, como en el caso de una cuarzoarenita, se producen muy pocas alteraciones debido a que la sílice (SiO2) es poco reactiva. En cambio, si la roca encajonante es una caliza o dolomía estas tendrán cambios significativos debido a que el carbonato de calcio (CaCO3) es más reactivo. Si el cuerpo intrusivo es rico en sílice y la roca encajonante es una roca carbonatada, entonces se puede producir wollastonita (CaSiO3) y dióxido de carbono (CO2).
Agentes del metamorfismo
Los agentes del metamorfismo son aquellos factores que transforman el protolito en una roca metamórfica, estos son el calor, la presión y la dinámica de fluidos químicos. Estos factores pueden actuar individualmente o en forma combinada. El grado de metamorfismo depende de la intensidad en que actúan estos agentes, el tipo de protolito y el tiempo.
Calor
El calor puede aumentar la velocidad de las reacciones químicas en los minerales del protolito. Los cuerpos intrusivos generados por la fusión parcial de la corteza continental son una de las más importantes fuentes de calor, especialmente los más grandes, como los stocks y los batolitos. Las dorsales oceánicas también son importantes aporte de calor para el metamorfismo llegando a abarcar grandes extensiones.
El enterramiento es otro factor que incrementa la temperatura debido a que el gradiente geotérmico. Adeicionalmente, mientras mayor sea la profundidad de enterramiento de una roca mayor será la presión a la cual está sometida debido a la carga litostática de los cuerpos suprayacentes. En estas altas presiones, los minerales pueden recristalizar en formas más compactas y, por lo tanto, más densas. En los procesos de subducción, las rocas pueden ser emplazadas hacia el interior de la corteza. En las cuencas sedimentarias, las rocas pueden enterrarse a grandes profundidades cuando hay depósito contínuo de sedimentos, lo que ocasiona una subsidencia litostática.
Además del gradiente geotérmico, el calor a grandes profundidades se relaciona también con la desintegración radiactiva de algunos elementos en los minerales y, por la convección del manto.
Presión
La presión causada en la corteza por el peso de las rocas y materiales suprayacentes a otros se denomina presión litostática y actúa en una sola dirección. La presión aumenta en relación con la profundidad. La presión litostática es similar a la presión hidrostática la cual es aquella que experimenta un cuerpo sumergido en un líquido. Cuando la presión litostática actúa con la misma intensidad en todas las direcciones se conoce como presión de confinamiento. La presión sobre la roca puede hacer que se cierren los espacios porosos reduciendo el volumen y volviéndola más densa. Las rocas también pueden experimentar un esfuerzo diferencial desde una dirección en los límites de las placas convergentes. Para los esfuerzos diferenciales, debido a la profundidad de enterramiento, las rocas adquieren un comportamiento dúctil debido al aumento de temperatura, por lo que los minerales tienden a alargarse y alinearse en dirección del esfuerzo. Los esfuerzos diferenciales son importantes para la clasificación de las rocas metamórficas debido a que generan la foliación.
La actividad de los fluidos
Entre los fluidos responsables del metamorfismo están el agua (H2O) y los componentes volátiles como el dióxido de carbono (CO2). Los fluidos que entran en contacto con los minerales pueden actuar como catalizadores fomentando la recristalización y son un vector de propagación iónica. Conforme aumente la temperatura los fluidos se vuelven más reactivos. Además, el agua está presente en cualquier región donde se produce metamorfismo y puede contener iones en solución que suelen aumentar la velocidad de las reacciones químicas. Por ejemplo, los principales minerales del basalto son minerales anhidros como olivino, piroxenos y feldespatos. Si esta roca es sometida a los procesos metamórficos donde el agua entra en contacto con la roca, entonces los minerales que conforman el basalto pueden hidratarse.
Las rocas sedimentarias comúnmente contienen espacios porosos en los cuales se alojan fluidos intersticiales compuestos por una solución acuosa compuesta de agua, gases, sales y otros elementos. Lo mismo pasa con los espacios en las fracturas de rocas ígneas. Además, algunos minerales como los anfíboles, las micas y otros del grupo de las arcillas contienen agua en sus redes cristalinas los cuales pueden llegar a deshidratarse al aumentar la transferencia de calor. Debido a las altas temperaturas, los fluidos liberados se mueven sobre las superficies de los minerales promoviendo el transporte iónico y con esto acelera las reacciones químicas.
Por ejemplo, en el metamorfismo de contacto, el calor del magma y la liberación de fluidos alteran a la roca encajonante. Cuando la roca encajonante contiene abundante cuarzo, como en el caso de una cuarzoarenita, se producen muy pocas alteraciones debido a que la sílice (SiO2) es poco reactiva. En cambio, si la roca encajonante es una caliza o dolomía estas tendrán cambios significativos debido a que el carbonato de calcio (CaCO3) es más reactivo. Si el cuerpo intrusivo es rico en sílice y la roca encajonante es una roca carbonatada, entonces se puede producir wollastonita (CaSiO3) y dióxido de carbono (CO2).