TEMA 6: METAMORFISMO Y ROCAS METAMÓRFICAS
1. Origen de las rocas metamórficas
Las rocas metamórficas se originan por las altas presiones y temperaturas que reinan en el interior de la Tierra.
El metamorfismo pertenece al grupo de los procesos geológicos internos o endógenos y desde el punto de vista
petrológico, estos procesos internos forman las rocas magmáticas y las rocas metamórficas.
1.1 Metamorfismo
El metamorfismo es el conjunto de transformaciones y reacciones que sufre una roca inicialmente sólida cuando
es sometida a condiciones de presión y temperatura distintas a las que existían durante su formación y también
a la acción de fluidos químicamente activos. Estas transformaciones afectan a su mineralogía, estructura y a su
composición química.
El metamorfismo afecta a rocas magmáticas, sedimentarias y a otras metamórficas. Todas las rocas
metamórficas proceden de una anterior denominada roca original.
Límites del metamorfismo
El metamorfismo ocurre en estado sólido sin que haya fusión de sus minerales porque a partir de esta fusión se
entra en los procesos magmáticos. Este es el límite superior del metamorfismo
El límite inferior es más difícil de establecer porque la frontera entre los procesos sedimentarios de
compactación y cementación, lo que se denomina diagénesis y los procesos metamórficos en condiciones de
bajas temperaturas y bajas presiones es una línea muy fina.
1.2 Factores del metamorfismo
Los procesos metamórficos son transformaciones fisicoquímicas complejas que vienen determinadas por el
aumento de temperatura y de la presión y por la composición química de la roca original y la presencia de fluidos
químicamente activos, que se denominan hidrotermales.
- Temperatura: el gradiente geotérmico es de 30ºC por cada km de profundidad. Este gradiente no
permanece constante sino que cambia con el grosor y la profundidad de la corteza: a partir de cierta
profundidad aumenta solo 10ºC por km y a unos 35 km de profundidad la temperatura varía entre 400º
y 700º C. La temperatura puede aumentar en zonas próximas a las dorsales debido al ascenso de
magmas y la proximidad a la cámara magmática. En zonas de subducción también aumenta la
temperatura por encima del gradiente debido a la fricción que provocan las litosfera que se desplazan
en el plano de Benioff.
- Presión: aumenta con la profundidad 0,3 kb por km de media, pero varía según las diferentes zonas
del planeta, siendo mayor en los límites convergentes de las placas. La presión tiene diferentes
orígenes:
➔ presión litostática debida a la carga de las rocas subyacentes: es el peso de las rocas que se
van depositando unas encima de otras (es directamente proporcional a la densidad de estas y
a su espesor)
➔ presión de fluidos: es la presión de los fluidos contenidos en las rocas porosas
➔ presión de confinamiento: se trata de la acción conjunta de la presión litostática y la presión de
fluidos
➔ presión dirigida: causada por fuerzas que actúan en unas direcciones determinadas; es una
presión de origen tectónico.
, - Fluidos hidrotermales (metasomatismo): los cambios metamórficos que transforman una roca en
otra son mineralógicos, texturales y estructurales y la composición química original se mantiene, los
que significa que se trata de un proceso isoquímico. Sin embargo, en ocasiones se aprecia que la
composición química de la roca resultante es diferente de la original, estas variaciones se deben a la
incorporación de sustancias externas disueltas en fluidos químicamente activos, principalmente
hidrotermales que se originan en la fase neumatolitica del magmatismo y circulan entre las rocas
metamórficas, afectándolas.
- Metasomatismo: se produce cuando hay un intercambio de iones entre los iones de los fluidos que se
originan durante la cristalización de un plutón magmático y la roca caja.
1.3 Condiciones físico-químicas del metamorfismo
Procesos metamórficos petrogenéticos
- Metamórficos: aparición de nuevos minerales por cambios en la textura y estructura sin que cambie la
composición química (andalucita).
- Hidrotermales: procesos donde intervienen soluciones acuosas de origen metamórfico que tienen la
capacidad de disolver, transportar y depositar minerales
- Supergenicos: procesos donde interviene agua infiltrada. En estos procesos destacan la solución, la
hidratación, la oxidación, la precipitación y las reacciones de iones en solución con iones de los
minerales (reemplazamiento)
1.4 Procesos metamórficos
● El calor provoca dos efectos
- recristalización: en sedimentos de grano fino (arcillas), las temperaturas elevadas hacen que
los más finos se unan en granos de mayor tamaño.
- cambios en las estructuras cristalinas: los iones constituyentes de algunos minerales se
distribuyen de manera distinta para adaptarse a las nuevas condiciones de temperatura.
● La presión produce un cambio en las rocas originales:
- cambios en las estructuras cristalinas: el peso de los materiales cierra los huecos entre los
minerales, dando lugar a una roca más compacta y con mayor densidad.
● Los fluidos compuestos por agua y CO2 participan de forma activa en los procesos metamórficos. Los
fluidos que se sitúan alrededor de los granos minerales lo hacen de dos formas:
- son catalizadores: al calentarse aceleran la velocidad de las reacciones químicas, facilitando
los procesos metamórficos.
- provocan la recristalización mediante el proceso de migración iónica
2. Los tipos de metamorfismo
2.1 Metamorfismo dinámico o cataclástico
El factor que interviene es la presión, tanto la presión litostática como la tectónica. La fuerte presión a la que se
someten las rocas produce alteraciones mecánicas en su estructura.
Suele deberse a fuertes presiones orogénicas tangenciales, y se trata de un fenómeno mecánico que provoca
trituración de las rocas (milonitización). En ocasiones se produce calentamiento de las rocas debido al
rozamiento en los planos de falla en los que se dan los movimientos relativos.
El proceso de trituración se denomina cataclasis o brechificación y la roca resultante catacastita o brecha de
falla, cuando la intensidad del proceso es baja y las rocas son poco consistentes. Suelen ocupar una banda con
una anchura variable. Cuando la cataclasis es muy intensa la roca resultante se denomina melatonina.
1. Origen de las rocas metamórficas
Las rocas metamórficas se originan por las altas presiones y temperaturas que reinan en el interior de la Tierra.
El metamorfismo pertenece al grupo de los procesos geológicos internos o endógenos y desde el punto de vista
petrológico, estos procesos internos forman las rocas magmáticas y las rocas metamórficas.
1.1 Metamorfismo
El metamorfismo es el conjunto de transformaciones y reacciones que sufre una roca inicialmente sólida cuando
es sometida a condiciones de presión y temperatura distintas a las que existían durante su formación y también
a la acción de fluidos químicamente activos. Estas transformaciones afectan a su mineralogía, estructura y a su
composición química.
El metamorfismo afecta a rocas magmáticas, sedimentarias y a otras metamórficas. Todas las rocas
metamórficas proceden de una anterior denominada roca original.
Límites del metamorfismo
El metamorfismo ocurre en estado sólido sin que haya fusión de sus minerales porque a partir de esta fusión se
entra en los procesos magmáticos. Este es el límite superior del metamorfismo
El límite inferior es más difícil de establecer porque la frontera entre los procesos sedimentarios de
compactación y cementación, lo que se denomina diagénesis y los procesos metamórficos en condiciones de
bajas temperaturas y bajas presiones es una línea muy fina.
1.2 Factores del metamorfismo
Los procesos metamórficos son transformaciones fisicoquímicas complejas que vienen determinadas por el
aumento de temperatura y de la presión y por la composición química de la roca original y la presencia de fluidos
químicamente activos, que se denominan hidrotermales.
- Temperatura: el gradiente geotérmico es de 30ºC por cada km de profundidad. Este gradiente no
permanece constante sino que cambia con el grosor y la profundidad de la corteza: a partir de cierta
profundidad aumenta solo 10ºC por km y a unos 35 km de profundidad la temperatura varía entre 400º
y 700º C. La temperatura puede aumentar en zonas próximas a las dorsales debido al ascenso de
magmas y la proximidad a la cámara magmática. En zonas de subducción también aumenta la
temperatura por encima del gradiente debido a la fricción que provocan las litosfera que se desplazan
en el plano de Benioff.
- Presión: aumenta con la profundidad 0,3 kb por km de media, pero varía según las diferentes zonas
del planeta, siendo mayor en los límites convergentes de las placas. La presión tiene diferentes
orígenes:
➔ presión litostática debida a la carga de las rocas subyacentes: es el peso de las rocas que se
van depositando unas encima de otras (es directamente proporcional a la densidad de estas y
a su espesor)
➔ presión de fluidos: es la presión de los fluidos contenidos en las rocas porosas
➔ presión de confinamiento: se trata de la acción conjunta de la presión litostática y la presión de
fluidos
➔ presión dirigida: causada por fuerzas que actúan en unas direcciones determinadas; es una
presión de origen tectónico.
, - Fluidos hidrotermales (metasomatismo): los cambios metamórficos que transforman una roca en
otra son mineralógicos, texturales y estructurales y la composición química original se mantiene, los
que significa que se trata de un proceso isoquímico. Sin embargo, en ocasiones se aprecia que la
composición química de la roca resultante es diferente de la original, estas variaciones se deben a la
incorporación de sustancias externas disueltas en fluidos químicamente activos, principalmente
hidrotermales que se originan en la fase neumatolitica del magmatismo y circulan entre las rocas
metamórficas, afectándolas.
- Metasomatismo: se produce cuando hay un intercambio de iones entre los iones de los fluidos que se
originan durante la cristalización de un plutón magmático y la roca caja.
1.3 Condiciones físico-químicas del metamorfismo
Procesos metamórficos petrogenéticos
- Metamórficos: aparición de nuevos minerales por cambios en la textura y estructura sin que cambie la
composición química (andalucita).
- Hidrotermales: procesos donde intervienen soluciones acuosas de origen metamórfico que tienen la
capacidad de disolver, transportar y depositar minerales
- Supergenicos: procesos donde interviene agua infiltrada. En estos procesos destacan la solución, la
hidratación, la oxidación, la precipitación y las reacciones de iones en solución con iones de los
minerales (reemplazamiento)
1.4 Procesos metamórficos
● El calor provoca dos efectos
- recristalización: en sedimentos de grano fino (arcillas), las temperaturas elevadas hacen que
los más finos se unan en granos de mayor tamaño.
- cambios en las estructuras cristalinas: los iones constituyentes de algunos minerales se
distribuyen de manera distinta para adaptarse a las nuevas condiciones de temperatura.
● La presión produce un cambio en las rocas originales:
- cambios en las estructuras cristalinas: el peso de los materiales cierra los huecos entre los
minerales, dando lugar a una roca más compacta y con mayor densidad.
● Los fluidos compuestos por agua y CO2 participan de forma activa en los procesos metamórficos. Los
fluidos que se sitúan alrededor de los granos minerales lo hacen de dos formas:
- son catalizadores: al calentarse aceleran la velocidad de las reacciones químicas, facilitando
los procesos metamórficos.
- provocan la recristalización mediante el proceso de migración iónica
2. Los tipos de metamorfismo
2.1 Metamorfismo dinámico o cataclástico
El factor que interviene es la presión, tanto la presión litostática como la tectónica. La fuerte presión a la que se
someten las rocas produce alteraciones mecánicas en su estructura.
Suele deberse a fuertes presiones orogénicas tangenciales, y se trata de un fenómeno mecánico que provoca
trituración de las rocas (milonitización). En ocasiones se produce calentamiento de las rocas debido al
rozamiento en los planos de falla en los que se dan los movimientos relativos.
El proceso de trituración se denomina cataclasis o brechificación y la roca resultante catacastita o brecha de
falla, cuando la intensidad del proceso es baja y las rocas son poco consistentes. Suelen ocupar una banda con
una anchura variable. Cuando la cataclasis es muy intensa la roca resultante se denomina melatonina.
