Bajo la influencia de la presión, la alta temperatura, la eliminación o la introducción de sustancias en las rocas (sedimentarias, magmáticas, metamórficas, cualquiera) después de su formación, se producen procesos de cambio, y esto es el metamorfismo. Dichos procesos se pueden dividir en dos grandes grupos: metamorfismo local y profundo. Este último también se llama regional, y el primero, metamorfismo local. Depende de la escala del proceso.
Metamorfismo local
El metamorfismo local es una categoría demasiado grande, y también se subdivide en metamorfismo hidrotermal, es decir, temperatura baja y media, contacto y autometamorfismo. Este último es el proceso de cambio en las rocas ígneas después de la solidificación o endurecimiento, cuando son afectadas por soluciones residuales, que son producto del mismo magma y circulan en la roca. Ejemplos de tal metamorfismo son la serpentinización de dolomitas, rocas ultramáficas y rocas básicas, y la cloritización de diabasas. El siguiente tipo se caracterizaya por su nombre.
El metamorfismo de contacto ocurre en los límites de las rocas huésped y el magma fundido, cuando actúan las temperaturas y los fluidos (gases inertes, boro, agua) provenientes del magma. Un halo o zona de impactos de contacto puede estar de dos a cinco kilómetros del magma solidificado. Estas rocas de metamorfismo a menudo exhiben metasomatismo, donde una roca o mineral es reemplazado por otro. Por ejemplo, póngase en contacto con skarns, hornfelses. El proceso hidrotermal de metamorfismo ocurre cuando las rocas se alteran debido a soluciones térmicas acuosas que se liberan a través de la solidificación y cristalización de una erupción. Aquí también los procesos de metasomatismo son de gran importancia.
Metamorfismo regional
El metamorfismo regional ocurre en grandes áreas donde la corteza terrestre es móvil y está sumergida bajo la influencia de procesos tectónicos en grandes áreas hasta una profundidad. Esto resulta en presiones particularmente altas y altas temperaturas. El metamorfismo regional transforma calizas y dolomitas simples en mármoles y granitos, dioritas, sienitas en granitos, gneises, anfibolitas y esquistos. Esto se debe a que a medianas y grandes profundidades tales temperaturas y presiones indican que la piedra se ablanda, funde y vuelve a fluir.
Las rocas de metamorfismo de este tipo se distinguen por su orientación: cuando fluyen texturas masivas, se vuelven rayadas, lineales, de pizarra, gnéisicas, y todos los puntos de referencia se dan en relación con la dirección del flujo. Las profundidades pequeñas no lo permiten. Porque el metamorfismo de las rocas nos muestrarocas trituradas, de esquisto, arcillosas o deshilachadas. Si las rocas alteradas se pueden asociar con algunas líneas, podemos hablar de metamorfismo de dislocación cercano a la falla local (dinamometamorfismo). Las rocas formadas por este proceso se denominan milonitas, lutitas, kakiritas, cataclasitas, brechas. Las rocas ígneas que han pasado por todas las etapas del metamorfismo se denominan orthorocks (estos son orthoschists, orthogneises, etc.). Si las rocas del metamorfismo son sedimentarias, se denominan para-rocas (estas son parasquistas o paragneises, etc.).
Facies de metamorfismo
Bajo ciertas condiciones termodinámicas del curso del metamorfismo, se distinguen grupos de rocas, donde las asociaciones minerales corresponden a estas condiciones - temperatura (T), presión total (Рtotal), presión parcial del agua (P H2O).
Los tipos de metamorfismo incluyen cinco fascias principales:
1. Pizarras verdes. Esta fascia se produce a una temperatura inferior a doscientos cincuenta grados y la presión tampoco es demasiado alta, hasta 0,3 kilobares. Se caracteriza por biotita, cloruro, albita (plagioclasas ácidas), sericita (moscovita de escamas finas) y similares. Por lo general, esta fascia se superpone a rocas sedimentarias.
2. La fascia de epidota-anfibolita se obtiene con una temperatura de hasta cuatrocientos grados y una presión de hasta un kilobar. Aquí, los anfíboles (a menudo actinolita), epidota, oligoclasa, biotita, moscovita y similares son estables. Esta fascia también se puede ver en rocas sedimentarias.
3. La fascia de anfibolita se encuentra en cualquier tiporocas, tanto ígneas como sedimentarias y metamórficas (es decir, estas fascias ya han estado sujetas a metamorfismo: epidota-anfibólica o fascia de esquisto verde). Aquí, el proceso metamórfico tiene lugar a temperaturas de hasta setecientos grados centígrados, y la presión sube a tres kilobares. Esta fascia se caracteriza por minerales como plagioclasa (andesina), hornblenda, almandino (granate), diópsido y otros.
4. La fascia de granulita fluye a una temperatura de más de mil grados con una presión de hasta cinco kilobares. Los minerales que no contienen hidroxilo (OH) cristalizan aquí. Por ejemplo, enstatita, hiperstena, piropo (granate magnésico), labrador y otros.
5. La fascia de eclogita pasa a las temperaturas más altas: más de mil quinientos grados, y la presión puede ser de más de treinta kilobares. Piropo (granate), plagioclasa, onfacita (piroxeno verde) son estables aquí.
Otro panel
Una variedad de metamorfismo regional es el ultrametamorfismo, cuando las rocas se derriten total o parcialmente. Si es parcialmente, esto es anatexis, si es completamente, esto es palingenesia. También se distingue la mimatización, un proceso bastante complejo en el que las rocas se forman en capas, donde las rocas ígneas se alternan con relictos, es decir, el material de origen. La granitización es un proceso generalizado, donde el producto final es una variedad de granitoides. Este es, por así decirlo, un caso especial del proceso general de formación de granito. Aquí necesitamos la introducción de potasio, sodio, silicio y la eliminación de calcio, magnesio, hierro con los álcalis más activos, agua ydióxido de carbono.
La diaforesis o metamorfismo regresivo también está muy extendida. Las asociaciones de minerales formadas a altas presiones y temperaturas son reemplazadas por sus fascias de baja temperatura. Cuando la fascia de anfibolita se superpone a la fascia de granulita, y a la fascia de esquisto verde y epidota-anfibolita, etc., se produce la diaforesis. Es en el proceso de metamorfismo cuando aparecen los depósitos de grafito, hierro, alúmina y similares, y se redistribuyen las concentraciones de cobre, oro y polimetales.
Procesos y factores
Los procesos de cambio y renacimiento de las rocas ocurren en periodos de tiempo muy largos, se miden en cientos de millones de años. Pero incluso factores de metamorfismo no demasiado intensos y significativos conducen a cambios verdaderamente gigantescos. Los principales factores son, como ya se mencionó, presiones y temperaturas que actúan simultáneamente con diferentes intensidades. A veces un factor u otro prevalece bruscamente. La presión también puede actuar sobre las rocas de diferentes maneras. Puede ser integral (hidrostático) y dirigido unilateralmente. Un aumento de temperatura aumenta la actividad química, todas las reacciones se aceleran por la interacción de soluciones y minerales, lo que conduce a su recristalización. Así comienza el proceso de metamorfismo. El magma al rojo vivo penetra en la corteza terrestre, ejerce presión sobre las rocas, las calienta y trae consigo muchas sustancias en estado líquido y vapor, y todo esto facilita las reacciones con las rocas huésped.
Los tipos de metamorfismo son diversos, así como diversas son las consecuencias de estos procesos. ENEn cualquier caso, los viejos minerales se transforman y se forman otros nuevos. A altas temperaturas, esto se llama hidrometamorfismo. Un aumento rápido y brusco de la temperatura de la corteza terrestre ocurre cuando el magma se eleva y se entromete en ella, o puede ser el resultado de la inmersión de bloques enteros (áreas grandes) de la corteza terrestre durante procesos tectónicos a grandes profundidades. Hay una fusión insignificante de la roca, que sin embargo hace que los minerales y las rocas cambien la composición química y mineral y las propiedades físicas, a veces incluso cambia la forma de los depósitos minerales. Por ejemplo, la hematita y la magnetita se forman a partir de hidróxidos de hierro, el cuarzo a partir del ópalo, se produce un metamorfismo del carbón: se obtiene grafito y la piedra caliza se recristaliza repentinamente en mármol. Estas transformaciones tienen lugar, aunque durante mucho tiempo, pero siempre de forma milagrosa, lo que proporciona a la humanidad depósitos de minerales.
Procesos hidrotermales
Cuando hay un proceso de metamorfismo, no solo las altas presiones y temperaturas afectan sus características. Se asigna un papel muy importante a los procesos hidrotermales, en los que intervienen tanto las aguas juveniles liberadas por el enfriamiento de los magmas como las aguas superficiales (vandosas). Los minerales más típicos aparecen así en rocas metamorfoseadas: piroxenos, anfíboles, granates, epidota, cloritas, micas, corindón, grafito, serpentina, hematites, talco, amianto, caolinita. Ocurre que predominan ciertos minerales, son tantos que hasta los nombres reflejan la magnitud del contenido: gneises piroxénicos, gneises anfíboles, biotitapizarras y similares.
Todos los procesos de formación de minerales, tanto magmáticos como pegmatiticos y metamorfismos, pueden caracterizarse como un fenómeno de paragénesis, es decir, la presencia conjunta de minerales en la naturaleza, que se debe a la similitud de su proceso de formación. y condiciones similares, tanto fisicoquímicas como geológicas. La paragénesis muestra la secuencia de las fases de cristalización. Primero: fusión magmática, luego restos de pegmatita y emanaciones hidrotermales, o estos son sedimentos en soluciones acuosas. Cuando el magma entra en contacto con las rocas básicas, las cambia, pero se cambia a sí mismo. Y si se producen cambios en la composición de la roca intrusiva, se denominan cambios de endocontacto, y si cambian las rocas huésped, se denominan cambios de exocontacto. Las rocas que han sufrido metamorfismo constituyen una zona o halo de cambios, cuya naturaleza depende de la composición del magma, así como de las propiedades y composición de las rocas huésped. Cuanto mayor es la discrepancia en la composición, más intenso es el metamorfismo.
Secuencia
Las transformaciones de contacto son más pronunciadas en las intrusiones ácidas ricas en ingredientes volátiles. Las rocas huésped se pueden organizar en la siguiente secuencia (a medida que disminuye el grado de metamorfismo): arcillas y lutitas, calizas y dolomitas (rocas carbonatadas), luego rocas ígneas, tobas volcánicas y rocas tobáceas, areniscas, rocas silíceas. El metamorfismo de contacto aumenta con el aumento de la porosidad y fisuración de la roca, ya que en ellas circulan fácilmente gases y vapores.
Y siempre,absolutamente en todos los casos, el espesor de la zona de contacto es directamente proporcional a las dimensiones del cuerpo intrusivo, y el ángulo es inversamente proporcional donde la superficie de contacto forma un plano horizontal. El ancho de los halos de contacto suele ser de varios cientos de metros, a veces hasta cinco kilómetros, en casos muy raros incluso más. El grosor de la zona de exocontacto es mucho mayor que el grosor de la zona de endocontacto. Los procesos de metamorfismo en la formación de metales de la zona de exocontacto son mucho más diversos. La roca de endocontacto es de grano fino, a menudo porfídica, y contiene más metales no ferrosos. En el exocontacto, la intensidad del metamorfismo disminuye bastante bruscamente, alejándose de la intrusión.
Subespecies de metamorfismo de contacto
Echemos un vistazo más de cerca al metamorfismo de contacto y sus variedades: metamorfismo térmico y metasomático. Normal - térmico, ocurre a una presión bastante baja y alta temperatura, no hay una entrada significativa de nuevas sustancias de una intrusión que ya se está enfriando. La roca se recristaliza, a veces se forman nuevos minerales, pero no hay un cambio significativo en la composición química. Las lutitas arcillosas pasan suavemente a hornfelses y las calizas a mármoles. Los minerales rara vez se forman durante el metamorfismo térmico, a excepción de los depósitos ocasionales de grafito y apatito.
El metamorfismo metasomático es claramente visible en los contactos con cuerpos intrusivos, pero sus manifestaciones a menudo se registran en aquellas áreas donde se desarrolló el metamorfismo regional. tales manifestacionesmuy a menudo se puede asociar con depósitos minerales. Puede ser mica, elementos radiactivos y similares. En estos casos se produjo la sustitución de minerales, que procedió con la participación obligatoria de soluciones líquidas y gaseosas y estuvo acompañada de cambios en la composición química.
Dislocación y metamorfismo de impacto
Hay muchos sinónimos para metamorfismo de dislocación, por lo que si se menciona metamorfismo cinético, dinámico, cataclástico o dinamometamorfismo, estamos hablando de lo mismo, lo que significa la transformación mineral estructural de la roca cuando las fuerzas tectónicas actúan sobre ella. en zonas de perturbaciones puramente discontinuas durante el plegamiento montañoso y sin participación de magma. Los principales factores aquí son la presión hidrostática y simplemente el estrés (presión unilateral). De acuerdo con la magnitud y la proporción de estas presiones, el metamorfismo de dislocación recristaliza la roca total o parcialmente, pero completamente, o las rocas son trituradas, destruidas y también recristalizadas. El resultado es una variedad de lutitas, milonitas, cataclasitas.
El metamorfismo de impacto o impacto se produce a través de una poderosa onda de choque meteorítica. Este es el único proceso natural donde se pueden observar estos tipos de metamorfismo. La principal característica es la aparición instantánea, gran pico de presión, temperatura superior a mil quinientos grados. Luego se establecen fases de alta presión para una serie de compuestos: ringwoodita, diamante, stishovita, coesita. Las rocas y los minerales son triturados,se destruyen sus redes cristalinas, aparecen cristales y minerales diaplécticos, se derriten todas las rocas.
Valores de metamorfismo
En un estudio profundo de las rocas metamórficas, además de los principales tipos de cambios enumerados anteriormente, a menudo se utilizan otros significados de este concepto. Este, por ejemplo, es el metamorfismo progrado (o progresivo), que procede con la participación activa de procesos endógenos y conserva el estado sólido de la roca sin disolución ni fusión. Acompañado por la aparición de asociaciones de minerales de mayor temperatura en el lugar de existencia de los de baja temperatura, aparecen estructuras paralelas, recristalización y liberación de dióxido de carbono y agua de los minerales.
El metamorfismo regresivo (o retrógrado, o monodiáforesis) también se tiene en cuenta. En este caso, las transformaciones de los minerales son causadas por la adaptación de las rocas metamórficas y las rocas magmáticas a las nuevas condiciones en etapas más bajas de metamorfismo, lo que condujo a la aparición de minerales de baja temperatura en lugar de los de alta temperatura. Se formaron durante procesos previos de metamorfismo. El metamorfismo selectivo es un proceso selectivo, los cambios ocurren selectivamente, solo en ciertas partes de la secuencia. En este caso, la heterogeneidad de la composición química, características de la estructura o textura, y similares.