3 Condiciones de los procesos metamórficos Variables del metamorfismo 1. Temperatura 2. Presión: presión litostá:ca, presión dirigida 3. Composición 4. Ac:vidad de fluidos 5. Tiempo Temperatura Puede considerarse como el principal agente del metamorfismo • Promueve la recristalización • Permite rebasar barreras de energía (transformaciones metamórficas) • La difusión y la velocidad de reacción aumentan con la temperatura (ciné@ca química) Barrera de energía +T Caliza fosilífera Mármol Recristalización: modificación de los límites de grano, engrosamiento. El proceso puede durar millones de años Presión litostá:ca • Presión litostá:ca: columna litosférica • Igual en todas direcciones • Comportamiento hidrostá:co • P= ρ g z +P Tu papá ha estado presionado úl:mamente Ejercicio • • • • • 1 Pa= 1 kg/ ms2; 100,000 Pa= 1 bar g= 9.8 m/s2 ρgranito= 2.7 g/cm3 ρbasalto= 3.0 g/cm3 ρperido:ta= 3.3 g/cm3 • Para 10 km (corteza superior) ¿cual es la P? • ¿Cual es la presión en la base de una cuenca sedimentaria de 5 km de profundidad? • ¿Cual es la presión en la base de una corteza con:nental promedio de composición granodiorí:ca? Presión dirigida • La presión no siempre es hidrostá:ca • Esfuerzos direccionales • Son responsables de la estructura de las rocas metamórficas. Estra@ficación Estra@ficación Foliación Anecdotario… acerca de la P Ernst 1960´s • Los esfuerzos direccionales poseen valores de presión _picamente bajos (10-­‐100 bar), insuficientes para afectar el equilibrio mineral de las rocas. Composición: protolito Composición de roca total (:po de roca) Ac:vidad de Fluidos • H2O, CO2, O2, H2 • Aceleran las reacciones • Par:cipan en reacciones metamórficas Olivino Serpen:na Tiempo • ¿Cuánto :empo requiere el metamorfismo? • Madurez metamórfica 10-­‐50 Ma Las condiciones de la corteza evolucionan a través del :empo de acuerdo al contexto tectónico Ortogneisses con Bt y Ep. Donghai, norte del terreno Sulu. Liu y Liou, 2011. Procesos metamórficos Simplificación para recordar… T + P + d + X + f + t = T= temperatura P= presión litostá:ca d= deformación; presión dirigida X= composición del protolito f= ac:vidad de los fluidos t= :empo; duración y evolución del metamorfismo Estructura geotérmica de la Tierra Gradiente geotérmico T= T0K+Q0z-­‐A0z2 T0= temperatura inicial Q0= flujo de calor A0= producción de calor K= conduc:vidad térmica z= profundidad Evolución de la geoterma a través del @empo Mapa geotérmico Estructura térmica superficial Modelos térmicos Perturbación de la geoterma Perturbación de la geoterma Margen ac:vo Intrusión magmá:ca Tipos de metamorfismo Tipos de metamorfismo Principal variable (P-­‐T) • Metamorfismo térmico • Metamorfismo dinámico • Metamorfismo dinamo-­‐ térmico Basado en Winter, 2001 Contexto geológico • Metamorfismo de contacto • Metamorfismo regional • Metamorfismo relacionado a zonas de falla • Metamorfismo de impacto • Metamorfismo hidrotermal Metamorfismo de contacto Principalmente térmico… Metamorfismo regional Dinamo-­‐térmico… Metamorfismo orogénico Metamorfismo relacionado a fallas Principalmente dinámico… Someras: zona de falla con brechamiento (cataclasis), pseudotaquilitas Profundas: zona de falla con cizalla dúc:l-­‐frágil, dúc:l, milonitas, angostas o anchas Metamorfismo hidrotermal Principalmente térmico y relacionado a flujo de volá@les… Metamorfismo de impacto Presión ultra-­‐alta… Regímenes P-­‐T del metamorfismo Evolución del metamorfismo Tiempo Gradualidad Reacciones endotérmicas Reacciones de deshidratación Trayectoria metamórfica ENTERRAMIENTO EXHUMACIÓN Trayectoria metamórfica y retrogresión Camino _picamente diferente a la progresión Irreversibilidad Tiempo Gradualidad-­‐repen:na Reacciones de Hidratación si hay fluidos Trayectorias metamórficas