Tipos de metamorfismo

Metamorfismo de contacto

A poca profundidad dentro de la corteza (generalmente menos de 6 km) las fuentes de calor responsables del metamorfismo de contacto son cuerpos de magma caliente (por ejemplo, intrusiones ígneas) que elevan la temperatura de las rocas circundantes. Estos efectos térmicos generalmente se restringen a las zonas de contacto de las intrusiones, de ahí el término metamorfismo de contacto. Sin embargo, a veces se liberan fluidos calientes de las intrusiones y penetran en las rocas que las rodean a lo largo de las fracturas y producen zonas metamórficas de contacto. Los factores determinantes que rigen el alcance del metamorfismo de contacto son el tamaño de la intrusión y su temperatura. Los magmas básicos son mucho más calientes que los magmas ácidos y, por lo tanto, tendrán un mayor efecto térmico. Además, una gran intrusión contiene mucho más calor que un cuerpo pequeño similar a un dique y su efecto en las rocas rurales circundantes será mucho mayor y más generalizado.

Las rocas rurales que rodean grandes cuerpos calientes de magma se calientan, iniciando reacciones minerales y formando nuevos minerales. Las rocas adyacentes a diques y alféizares delgados son simplemente horneadas y endurecidas y no experimentan grandes cambios mineralógicos y/o texturales. Los plutones grandes dan lugar a zonas aureolas de contacto dentro de las cuales las rocas del campo se metamorfosean térmicamente, con las más cercanas a los plutones experimentando más calor que las más lejanas (por lo tanto, tienen un grado metamórfico más alto). A medida que los plutones grandes tardan millones de años en enfriarse, las rocas rurales circundantes también se mantienen calientes durante decenas de miles de años, lo que permite que las reacciones químicas continúen hasta completarse.

Facies metamórficas de contacto

Las facies metamórficas producidas por metamorfismo de contacto en orden de grado creciente son las siguientes:

• Hornfels de epidota de albita
• Hornfels de Hornblenda
• Hornfels de piroxeno
• Sanidinita

Metamorfismo dinámico

Las rocas metamórficas dinámicas están restringidas a zonas estrechas adyacentes a fallas o empujes. Las altas tensiones de cizallamiento asociadas con fallas y empujes aplastan las rocas adyacentes. El aumento de temperatura se produce por calor de fricción generado dentro de la zona de falla. Las altas tensiones de cizallamiento pueden ser de corta o larga duración, dependiendo de la actividad de la falla o empuje. El metamorfismo dinámico implica un alto esfuerzo cortante, alta presión, alta tensión, alta presión parcial del fluido y temperatura variable. En muchos casos, el agua desempeña un papel fundamental.

Las rocas trituradas en zonas de falla se conocen como brechas de falla que consisten en fragmentos angulares de la roca del país en una matriz de roca triturada o en polvo, cementada con cuarzo y/o calcita. Los fluidos se mueven fácilmente a lo largo de las zonas de falla entre los límites del grano y a través de grietas y fisuras. Estos fluidos son capaces de transportar grandes cantidades de sílice, carbonatos y otros minerales en solución.

La pseudotaquilita es una roca de la zona de falla que es negra y vítrea. Por lo general, se presenta como diques estrechos y venas y se forma por fusión por fricción de la roca del país. Las milonitas son rocas parcialmente recristalizadas con una foliación pronunciada que se producen por cizallamiento intenso durante movimientos a gran escala a lo largo de fallas y empujes. Los diferentes tipos de roca producidos por el metamorfismo dinámico varían con la profundidad de la superficie, ya que, con el aumento de la profundidad, tanto la presión circundante como la temperatura aumentan.

Metamorfismo regional

La mayoría de las rocas metamórficas ocurren en cinturones de montaña plegables o áreas cratónicas. Tales rocas cubren grandes áreas de la corteza terrestre y, por lo tanto, se denominan rocas metamórficas regionales. Surgen por la acción combinada de calor, presión de enterramiento, estrés diferencial, tensión y fluidos en rocas preexistentes. Las rocas resultantes siempre están deformadas (como resultado de la tensión diferencial) y comúnmente exhiben pliegues, fracturas y hendiduras. Grandes cantidades de intrusiones graníticas también están asociadas con rocas metamórficas regionales. Las rocas metamórficas regionales más comunes son pizarras, esquistos y gneis. El metamorfismo regional cubre una amplia gama de condiciones de temperatura y presión de 200° C a 750° C y 2 kbar a 10 kbar (o 5 km a 35 km de profundidad).

Hay tres facies metamórficas dentro de las rocas metamorfoseadas regionales, que de menor a mayor grado son:

• Lista verde: se puede dividir en zonas de clorito y biotita. El término greenschist recibe su nombre de las propias rocas, ya que muchas de estas facies son de color gris verdoso y tienen una textura esquistosa (disposición paralela de minerales plateados).
• Anfibolita: se puede dividir en las zonas de granate y estaurolita. El término anfibolita recibe su nombre de los minerales constituyentes más comunes de esta facies, minerales del grupo anfibólico.
• Granulita: se puede dividir en las zonas de cianita y sillimanita. El término granulita refleja la textura más común de estas rocas: granular.

Metamorfismo regional de alta presión

En algunas partes del mundo, los cinturones de montaña plegables geológicamente jóvenes (Cenozoico y Mesozoico) contienen secuencias de rocas sedimentarias metamorfoseadas de grano fino y rocas volcánicas básicas que contienen anfiboles azules inusuales. Estas rocas son comúnmente esquistosas, pueden tener un color azul característico, y se denominan blueschistas. Estos se forman a baja temperatura pero en condiciones de alta presión en las zonas de colisión de las losas de subducción.

Cuando las losas oceánicas subductoras se arrastran hasta profundidades superiores a 50 kilómetros, el basalto se metamorfosea a presiones muy altas para formar una roca densa con la misma composición química a granel pero diferente mineralogía (predominantemente piroxeno y granate) y textura. Estas rocas se llaman eclogitas.

Cinturones metamórficos

El metamorfismo regional ocurre en amplias áreas de la corteza terrestre. Las secuencias metamórficas más comunes en rocas relativamente jóvenes (p. ej. menores de 450 Ma (millones de años)) se producen en cinturones de montaña plegables producidos por procesos tectónicos asociados con el desarrollo de estos cinturones. Llamamos a estas regiones cinturones metamórficos. Dentro de estas secuencias, las rocas metamórficas regionales de grado superior generalmente ocurren dentro de las regiones de la corteza inferior y las de grado inferior ocurren en la corteza superior. Las regiones cratónicas más antiguas (también llamadas escudos) también contienen numerosas secuencias metamórficas regionales. Tanto las regiones más antiguas como las más jóvenes contienen abundantes exposiciones de rocas graníticas cuya formación está fuertemente vinculada al metamorfismo.

Cinturones metamórficos en Australia

La geología del este de Australia está dominada por varios de estos cinturones de montaña plegables. Los más grandes son los cinturones plegables de Lachlan y Nueva Inglaterra. Ambos cinturones plegables contienen rocas metamórficas regionales de grado relativamente bajo, junto con numerosas intrusiones graníticas. El Cinturón Plegable de Nueva Inglaterra contiene pequeñas cantidades de blueschistas y eclogitas que se formaron en las zonas de colisión de las losas de subducción. Estas correas plegables se han formado durante cientos de millones de años mediante procesos tectónicos de placas.

Metamorfismo retrógrado

Muchas rocas metamórficas contienen evidencia de cambios minerales retrógrados, es decir, alteración de minerales de grado superior en minerales de grado inferior. Muchos de estos cambios implican hidratación y son el resultado de una disminución de la temperatura y el aumento de la actividad del agua. El metamorfismo retrógrado se produce normalmente por metamorfismo regional repetido donde un episodio de grado inferior se superpone a uno de grado superior. La mayoría de los eventos regresivos son probablemente solo una consecuencia del enfriamiento del sistema metamórfico después de que se ha alcanzado el metamorfismo máximo (es decir, el sistema tiene que enfriarse con el tiempo y, a medida que la región se eleva con el tiempo, tanto la presión como la temperatura se reducen drásticamente). Los minerales secundarios producidos durante el metamorfismo retrógrado generalmente ocurren como bordes fibrosos alrededor, inclusiones dentro y granos pseudomorfos después de los minerales metamórficos de grado superior. Un buen ejemplo de metamorfismo regresivo es la aparición de serpentinitas. Estos se forman por hidratación a baja temperatura de roca ultramáfica (que contiene minerales compuestos principalmente de magnesio y hierro), comúnmente en zonas de subducción.