ESCUELA PROFESIONAL DE

INGENIERIA CIVIL

GEOLOGIA

Semana 6

metamorfismo

ING. TORRES GONZALES YOVANA

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

METAMORFISMO:

El metamorfismo es el proceso transformador de la composición

mineralógica y textural (o ambas) de una rocas pre-existentes, (ígneas,

sedimentarias y metamórficas), generando un nuevo tipo de roca por

efecto principalmente, de temperatura y presión.

El proceso de metamorfismo es controlado por los factores de:

temperatura

presión

fluídos químicamente activos.

En todo este proceso cuenta también el tiempo geológico, ya que este

proceso se da en millones de años.

Factores. TEMPERATURA

La temperatura de metamorfismo es mayor a 200ºC y menor que la

temperatura de fusión de las rocas pre-existentes.

Ejemplo: granito funde a aproximadamente 625ºC y un basalto cercano a

900ºC

Gradiente Geotérmico: incremento de temperatura (promedio) 1ºC cada

33m de profundidad

Los incrementos de temperatura se deberán a:

intrusiones magmáticas

situaciones tectónicas de arco isla

profundidad dentro de la corteza terrestre

Como consecuencia de este incremento energético se generarán

reacciones químicas en solución sólida, generando minerales

metamórficos

Factores: PRESIÓN

La presión es el segundo factor en importancia y surge del peso propio

de los materiales supra-yacentes, su densidad y la profundidad.

Por lo tanto se considera:

presión litostática

presión de fluido y confinamiento

Presión litostática, se genera de la carga de los materiales en el

interior de la corteza y se ejerce en todos las direcciones.

Ejemplo:

Para una pila roca de 1km de potencia:

granito ejerce una presión de carga de 264 bar

basalto ejerce una presión de carga de 294 bar

agua ejerce una presión de carga de 98 bar

PRESIÓN DE FLUIDOS Y CONFINAMIENTO.

Actúa principalmente sobre materiales permeables y de alta

porosidad. La presión de fluido, sumada a la presión litostática,

resulta en la presión de confinamiento.

Las fuerzas distensivas generadas por la tectónica son

presiones dirigidas (fuerzas elásticas) que varían de 5-10 bar a

100 bar.

Generando alineación de minerales (foliación y/o esquistosidad)

y rotación de minerales

Factores: FLUIDOS ACTIVOS El fluido que actúa es el agua cargada de iones. Por acción de la presión ésta es liberada de las rocas y los minerales hidratados, reduciendo los espacios vacíos.

Por acción del incremento de temperatura también se da deshidratación y expulsión del agua.

Así se da la generación de nuevos minerales en solución sólida por recristalización.

TIPOS DE METAMORFISMO

De acuerdo a como actúan los principales factores de metamorfismo,

(temperatura y presión), y según la situación tectónica, se diferencian 3 tipos de

metamorfismo:

metamorfismo dinámico

metamorfismo de contacto

metamorfismo regional

METAMORFISMO DINÁMICO.

También conocido como dinamometamorfismo, donde el factor

predominante es la presión; la misma que es generada por condiciones de

tectonismo, Se presenta principalmente en zonas de falla o fractura y genera la

trituración y recristalización de minerales. Se conoce como cataclasis o

brechificación

METAMORFISMO DE CONTACTO. También llamado metamorfismo térmico

Predomina la temperatura sobre la presión; Se genera por la intrusión de cuerpos ígneos; Se genera una aureola de contacto con la roca encajante

La diferencia de temperatura entre la roca encajante y la masa magmática, genera la formación de minerales metamorficos. diagrama de metamorfismo de contacto

METAMORFISMO REGIONAL.

También llamado dinamotérmico.

Actúan igualmente la temperatura y la presión se da en grandes

extensiones territoriales, principalmente en cuencas sedimentarias y

áreas de subducción (límite convergente de placas) se distinguen

grados bajo, medio y alto de metamorfismo en función del incremento

de los factores con la profundidad.

Existen dos tipos de metamorfismo regional: de soterramiento

o hundimiento, que se debe a la sucesiva acumulación de sedimentos

en las cuencas sedimentarias dinamotermal, asociado a la situación de

subducción.

Según un carácter tectónico los lugares donde se puede dar

metamorfismo son:

Intraplacas tectónicas (de contacto, regional y dinámico).

Bordes de placas divergentes (por debajo de las peridotitas

del fondo oceánico) y por contacto.

Bordes de placas pasivo, habrá metamorfismo dinámico.

Bordes de placas convergentes (contacto, dinámico y

regional).

GRADOS DE METAMORFISMO

Grado de metamorfismo se refiere a la cantidad de transformación

tanto mineral como textural que sufre una roca debido al incremento de la

temperatura y presión de metamorfismo.

Los grados de metamorfismo son: bajo, medio y alto

El grado de metamorfismo está vinculado a las zonas de metamorfismo.

GENERACIÓN DE ROCAS METAMÓRFICAS

Las rocas metamórficas se generan por transformación mineralógica y

textural de rocas pre-existentes del tipo:

ígneas, sedimentarias y metamórficas.

Esto sucede según el tipo de metamorfismo que actúe y por lo tanto el factor

de metamorfismo que predomine.

Las rocas metamórficas son cristalinas al igual que las ígneas.

No presentan sustancias aglutinantes (cementos) que unan a los

minerales que las forman (rocas sedimentarias).

Presentan texturas y estructuras típicas de la acción de la presión.

ESQUISTOSIDAD:

Típica del metamorfismo, consiste en superficies paralelas de mayor o

menor espaciado, que genera mayor o menor fisilidad.

GRANULACIÓN.

Genera trituración de los minerales por causa

de la presión. Se puede dar sin que se produzcan

aberturas visibles (fallas y fracturas).

DEFORMACIÓN PLÁSTICA.

Es el cambio de forma, no elástico, de un sólido

sin fractura apreciable.

RECRISTALIZACIÓN.

Es la reagrupación de nuevos cristales.

METASOMATISMO.

Es una sustitución de iones entre un

fluído circulante y la roca encajante.

FOLIACIÓN.

En el metamorfismo

dinámico actúan presiones no

equilibradas y los minerales se

orientan perpendiculares al

sentido de la presión.

MASIVA.

Rocas con minerales de cuarzo, calcita y feldespato, en un

metamorfismo dinámico, no desarrollan foliación, o sea, no existe una

dirección preferencial.

Están constituidos por materiales sólidos, naturales e inorgánicos,

formados a partir de magma o de la alteración de minerales ya

existentes. Por tanto, cada uno tiene una estructura química que

depende de su composición, y unas propiedades físicas definidas.

En cuanto a la estructura química:

• Los minerales tienen sus átomos ordenados, formando una celda

unidad o celdilla elemental que se repite en su estructura interna, y

que da lugar a formas geométricas determinadas, no siempre

visibles a simple vista.

• Las celdas unidad forman cristales que se agrupan y forman una

estructura de red o malla cristalina.Los cristales que constituyen

minerales se forman, normalmente, con gran lentitud. Cuanto más

lenta es su formación, más ordenadas se encuentran sus partículas

y, por tanto, mejor es la cristalización.

CLASIFICACIÓN DE MINERALES

Existen diferentes criterios para clasificar los minerales. Según su

composición, una clasificación sencilla de minerales es:

1. Metalíferos: formados a partir del magma, son mena de metales. Son

minerales metalíferos: cobre y plata nativos, oligisto, limonita,

magnetita, pirita, casiterita, escalerita o blenda, bauxita, calcopirita,

malaquita, azurita, pechblenda, cinabrio

Limonita Blenda

Cinabrio Calcopirita

Azurita-Malaquita Bauxita Pirita

2. No metalíferos

a) Silicatos, minerales cuyo componente principal es el sílice. Se

forman a partir del magma que sube desde la Astenosfera. Son

minerales: olivino, almadía, augita, eclógica, hornablenda, talco,

biotita, moscovita, cuarzo, ortosa (feldespato), albita y anortita

(plagioclasas), arcillita.

.

Cuarzo Ortosa

Mica Talco

b) Sales minerales: formados a partir de sales que precipitan cuando se

evapora el agua de mares y océanos, o de la re cristalización de otros

minerales. Son minerales formados por precipitación: calcita,

magnesita, halita, silvina, selenita, yeso, anhidrita.

c) Otros componentes (nativos no metales, carbonatos y haluros):

formados a partir del magma o por re cristalización: fluorita, azufre,

grafito, calcita, aragonito, apatito

Hay minerales que son extraídos y utilizados para aprovechar

sus componentes químicos porque las propiedades de éstos

son útiles para la industria. El estudio de las propiedades

características de los minerales nos permite identificarlos y

clasificarlos. Una vez conocidas las propiedades de un

mineral, podemos saber de cual se trata usando guías o llaves

dicotómicas.

Entre las características básicas que debemos conocer de un mineral

se encuentran las siguientes:

•Químicas: disolución, reacción con ácidos…

•Físicas:

Densidad

mecánicas: dureza y tenacidad (fragilidad, ductilidad,

maleabilidad, plasticidad) y tipo de rotura.

Ópticas: brillo, color visible, color de la raya, refringencia,

luminiscencia.

Eléctricas y magnéticas: conducción electricidad,

piezoelectricidad, piroelectricidad, imantación.

Otras: sabor, olor, radiactividad.

Las rocas están formadas por agregados de minerales, como el granito,

o por un solo mineral, como la sal gema.

La formación de rocas es muy lento y sigue diferentes procesos

CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEGÚN SU ORIGEN

Según su origen, las rocas se pueden clasificar en tres

tipos:

ígneas,

sedimentarias y

metamórficas.

Estas rocas no son permanentes sino que están en constante

cambio y evolución, formando parte del llamado ciclo de las

rocas.

MAGMÁTICAS O ÍGNEAS

Se forman a partir del enfriamiento del magma procedente del interior

de la Tierra, de la parte fluida del manto denominada Astenosfera. El

magma puede enfriarse tanto dentro como fuera de la corteza terrestre,

lo que produce rocas con diferentes tipos de texturas.

a) Granulada: cuando el magma se enfría lentamente, y cada mineral

cristaliza formando granos visibles con tamaños semejantes.

b) Porfídica: cuando el magma se enfría en distintos tiempos, primero

lentamente y luego con más rapidez.

c) Vítrea o porosa: cuando el magma se enfría con gran rapidez, por lo

que no se forman cristales o éstos son microscópicos, quedando

una masa amorfa, a veces con aspecto de vidrio. Algunas rocas

volcánicas tienen textura espumosa o porosa debido a un

enfriamiento rápido con salida de gases con gran presión

Según el lugar o profundidad a la que se enfría el magma, se distinguen

tres tipos de rocas ígneas

Tipos Descripción Enfriamie

nto

Tamaño

granos Textura Rocas

Volcánicas o

extrusivas

El magma se enfría cuando sale a la

superficie a través de un volcán.

En contacto con el aire, el enfriamiento es

muy rápido, por lo que los materiales no

cristalizan o cristalizan muy poco.

A veces, durante el enfriamiento, la salida

rápida de gases provoca la formación de

rocas porosas.

Muy

rápido

Microscópic

os o sin

cristales

Vítrea

Basalto, riolita,

piedra pómez o

pumita, lapilli,

obsidiana.

Filonianas

El magma se enfría ocupando grietas y

formando vetas o filones. El enfriamiento

puede ser en varias fases diferentes, por

ejemplo, un enfriamiento lento seguido de

uno más rápido.

Lento -

rápido

Grandes y

microlitos

Porfídic

a

Aplitas y pegmatitas,

pórfidos y doloritas.

Plutónicas o

intrusivas

El magma se enfría lentamente en el

interior de la Tierra, antes de salir a la

superficie. Esto provoca la formación de

rocas con granos más o menos uniformes.

Lento Mayores de Granula

r

Granito, dioritas,

sienita, gabros,

serpentinas,

peridotitas.

ROCAS ÍGNEAS

SEDIMENTARIAS

Se forman a partir de materiales que proceden de la erosión de otras

rocas. Estos materiales son transportados y depositados en el fondo de

ríos o mares en capas o estratos. Una vez sedimentados, los materiales

sufren un proceso de litificación o diagénesis. El proceso consiste en la

compactación (cambio de volumen) y la cementación de sedimentos y,

en muchos casos, en la recristalización o metasomatismo (cambio de un

mineral en otro: la caliza en dolomía) de materiales hasta formar la roca

Tipos Descripción Rocas

Detríticas

Se forman a partir de la sedimentación y

compactación de clastos (fragmentos o

partículas de diferentes tamaños y procedentes

de otras rocas de) que se acumulan por acción de

la gravedad en el fondo de lagos, mares o

desiertos.

Según el tamaño (de mayor a menor) y

composición del grano:

- con cantos rodados: conglomerados

(pudingas y brechas);

- con granos de cuarzo: areniscas

(ortocuarcitas, grauvacas, gres);

- con granos de arcilla: pelitas o lutitas

(arcillita, caoliníticas), pizarra

llicorella.

De precipitación

química

Evaporitas

Se forman en el fondo de mares, lago salados o

desiertos a partir de la evaporación del agua y la

posterior precipitación y sedimentación de las

sales minerales que contiene.

Según las sales que precipitan: halita,

anhidrita, carnalita, silvina y yeso.

Carbonatadas Se forman a partir de precipitados carbonatados.

Caliza (carbonato cálcico), margas

(arcillosa y carbonatos), dolomítas (calizas

y magnesio), estalactitas, estalagmitas y

travertinos.

Silíceas Se forman a partir de restos silíceos de seres

vivos microscópicos de radiolarios o diatomeas. Trípoli, geyseritas.

Organógenas

Bioquímicas

Se forman por la actividad de organismos

acuáticos o por acumulaciones de caparazones y

partes duras de los animales, tanto carbonatadas

como silíceas.

Lumaquelas, calizas numulíticas, calizas

coralinas, estromatolitos, cretas, toba y

diatomita.

Orgánicas

Se forman a partir de restos de seres vivos, tanto

vegetales como animales (plancton marino)

transformados por bacterias en medios

anaerobios.

Carbones (turba, lignito, hulla y antracita) y

petróleo.

•Según su origen, las rocas sedimentarias se pueden clasificar en:

METAMÓRFICAS Se forman a partir de otras rocas, sobre todo sedimentarias, cuando

sufren procesos de transformación química producidos por la acción de

agentes geológicos externos como la presión, la temperatura o la

combinación de ambos factores. Por tanto, el tipo de roca depende del

mineral que se transforma y del grado de transformación que ha sufrido.

Existen tres tipos de ambientes de metamorfización:

AMBIENTE DESCRIPCIÓN AGENTE ROCAS

Dinámico

Se originan en zonas de formación de montañas o de fallas,

debido al rozamiento que origina grandes presiones en la

misma dirección de la orogenia.

Presión Milonita,

pizarras

Térmico o

de contacto

Se forman por acción del magna caliente cuando entra en

contacto con rocas sedimentarias. Suele ocurrir en las

zonas cercanas donde se forman rocas plutónicas.

Temperat

ura

Cuarcita,

corniana,

esquistos,

mármol

Regional

Se forman por la acción de grandes presiones y altas

temperaturas que actúan en zonas geosinclinales (cuencas

de sedimentación progresiva) cuando se produce el

choque de placas tectónicas.

Presión y

temperatu

ra

Pizarras,

esquistos,

cuarcita,

mármol, gneis

Según el aspecto, las rocas metamórficas se clasifican en:

• Textura foliada: la roca se rompe en láminas: Pizarras, esquistos,

gneis.

• Textura no foliada: mármol, cuarcita, serpentinita

LAS ROCAS NOS PERMITEN CONOCER LA EDAD DE LA TIERRA

Para conocer la edad de la Tierra se utilizan diferentes métodos

de datación, como el análisis radiactivo de restos de isótopos presentes

en las rocas y el análisis magnético que tiene en cuenta las variaciones

en la polarización magnética de las rocas. Una ayuda en la datación es el

estudio de los fósiles que forman parte de algunas rocas.

Los fósiles nos permiten datar las rocas; es decir, saber en qué

época empezaron a formarse. De una roca formada por nummulites

podemos decir que empezó a formarse entre los periodos Paleoceno y

Oligoceno, hace unos 56 millones de años aproximadamente.

Eon Era Periodo Época

Edad

(millones de

años)

Cambios

geológicos

Fósiles

característicos

Seres vivos

característico

s

Precámbrico

Azoica 4.500 Formación de la

Tierra Sin vida

Arcaica 3.500 Primeras rocas

Estromatolitos

(Algas y

bacterias)

Unicelulares

Proterozo

ica 2.500

Huellas,

impresiones

Primeros

pluricelulares

Fanerozoico

Paleozoic

a

Cámbrico

Ordovícico

Silúrico

Devónico

Carbonífer

o

Pérmico

570

480

428

400

350

270

Plegamientos:

caledoniano

(Escandinavia,

Brasil,

Australia…) y

herciniano

(Urales, Atlas

Andes…)

Trilobites y

helechos

Helechos,

equisetos,

invertebrados

, grandes

peces

Mesozoic

a

Triásico 140

Era de gran

actividad

erosiva y

sedimentaria Ammonites y

belemnites

Aves,

mamíferos,

plantas con

flores

Jurásico 245 Fragmentación

de Pangea II y

separación de

continentes

Grandes

reptiles

Cretácico 205 Extinción

dinosaurios

Cenozoic

a

Terciario

Paleoceno

Eoceno

Oligoceno

Mioceno

Plioceno

65

50

30

21

4

Plegamiento

alpino

(Himalaya,

Pirineos,

Alpes…)

Nummulites y

turritellas

Grandes

mamíferos y

plantas

actuales Cuaternari

o

Pleistocen

o 1,8 Glaciaciones

Holoceno 0,01 Post-glaciación