clasificación y nomenclatura de las rocas metamórficas

Seminario 1.
CLASIFICACIÓN Y
NOMENCLATURA DE
LAS ROCAS
METAMÓRFICAS
¿Qué es una roca metamórfica?
Es el resultado de la transformación de
una roca (protolito) como resultado de la
adaptación a unas nuevas condiciones
ambientales que son diferentes de las
existentes durante el periodo de
formación de la roca premetamórfica.
Esencialmente en estado sólido (s.l.), y
consiste en:
a) nucleación y crecimiento de
nuevas especies minerales (blastesis),
b) recristalización y/o
descomposición de las ya existentes (SS,
cambios de composición),
c) cambios estructurales,
asistidas por una fase fluida intergranular.
Los factores que desencadenan el proceso
metamórfico son los cambios de:
T,
P,
y la presencia de fluidos químicamente
activos.
La importancia de las rocas metamórficas en la Tierra
¿Cómo se reconocen?
Para reconocer una roca metamórfica y clasificarla se deben conocer su textura
y su mineralogía principal. En función de la mineralogía principal es posible
obtener una relación de P y T que representan las condiciones a las cuales se
formó la roca. Pudiendo de esta manera deducir el proceso metamórfico que dió
origen a la roca objeto de estudio.
Objetivos del estudio de las rocas metamórficas
• Identificar sus protolitos (en base a la relativa constancia en la
composición global, que se refleja a su vez en la composición mineral) Æ
estudio mineralógico detallado Æ asociación mineral principal,
fases retrogradas y fases producto de alteración
y fases relictas.
• Obtener información sobre las condiciones ambientales y el contexto
geológico en el que tuvieron lugar las transformaciones metamórficas.
P, T y régimen de fluidos se estiman en base a las asociaciones
minerales neoformadas.
•El contexto deformacional esta relacionado con las texturas.
Todo esto se utiliza en la reconstrucción de las trayectorias
metamórficas que ayudan a comprender la historia geológica y el
contexto geodinámico en que se produjo el metamorfismo.
Criterios principales para clasificar y nombrar las
rocas metamórficas
• minerales presentes
• estructura de la roca
• naturaleza de la roca previa al metamorfismo
• condiciones genéticas del metamorfismo (usualmente en términos de P
y T, con o sin deformación)
• composición química de la roca.
Elementos del nombre de una roca metamórfica
Siguiendo los principios generales de la IUGS-SCMR se utiliza
A) Un término o nombre raíz, basado en:
a.1. características estructurales
• Esquisto
• Gneis
• Granofels (“granofelsita”)
a.2. identificación del probable protolito
a.3. Nombres específicos (términos históricamente bien
conocidos y comúnmente usados)
Los nombres raíz son modificados por
B) Prefijos y/o sufijos
- mineralógicos (esquisto con estaurolita)
- o texturales (pl-qtz-hbl esquisto con lineación)
a.1. nombre raíz basado en características estructurales
¾ Foliación: cualquier elemento de fábrica planar, penetrativo, distribución
paralela de minerales planares.
¾ Lineación: cualquier elemento de fábrica linear, alineación de elementos lineares
en la roca.
¾Clivaje (cleavage): tendencia que presenta una roca a partirse en planos
preferenciales. Todos los clivajes son foliaciones, pero no todas las foliaciones
corresponden a clivaje.
¾Esquistosidad: orientación preferente de granos o agregados de granos
minerales inequidimensionales producida por procesos metamórficos.
a.1. nombre raíz basado en características estructurales
Esquistosidad bien desarrollada, si los granos o agregados de granos
minerales inequidimensionales son muy abundantes y muestran un alto
grado de orientación preferente tanto a través de la roca como en zonas
repetitivas estrechamente espaciadas.
Esquistosidad pobremente desarrollada, si los granos o agregados de
granos minerales inequidimensionales están presentes en pequeñas
cantidades o muestran un bajo grado de orientación preferente, o si bien
desarrollada, ocurren en zonas ampliamente espaciadas.
¾ Textura esquistosa: caracterizada por la presencia de una esquistosidad bien
desarrollada.
¾ Textura gneísica: caracterizada por la presencia de una esquistosidad mal
desarrollada.
¾ Textura granofélsica: textura caracterizada por la ausencia de
esquistosidad.
a.1. nombre raíz basado en características estructurales
¾ Esquisto: RM con textura esquistosa. En rocas ricas en filosilicatos, se usa para
variedades de Ø medio a grueso. Ø fino a medio y Ø fino, filitas y pizarras.
¾ Gneis: RM con textura gneísica. No tiene connotación mineralógica aunque se
suele usar para rocas ricas en Fds (± Qtz).
¾ Granofels (“granofelsita”): RM con textura granofélsica.
a.2. nombre raíz basado en identificación del posible protolito
meta- Æ para rocas de origen sedimentario o ígneo en las que se
reconoce su origen (metagabro, metabasalto, metagrauwaca,
metasedimento). También de modo genérico para indicar que la roca es
metamórfica (metapelita).
Metapelita (RM con protolito lutítico)
Metabasita (RM con protolito ígneo básico)
Metabasalto (RM cuyo protolito es un basalto)
Meta-arenita (RM con protolito sedimentario terrígeno)
Metagranito
Metagabro
Metamarga,…
orto- Æ para rocas metamórficas que derivan de un protolito ígneo
(ortogneis).
• para- Æ para rocas metamórficas que derivan de un protolito
sedimentario (paragneis).
a.3. nombre raíz basado en nombres específicos
Anfibolita
Esquisto azul
Migmatita
Cataclasita*
Esquisto verde
Milonita*
Corneana
Filita
Pizarra
Cuarcita
Granulita
Roca calcosilicatada
Eclogita
Mármol
Serpentinita
Skarn
a.3. nombre raíz basado en nombres específicos
- rocas metamórficas cuarzo-pelíticas
PRINCIPALES
GRUPOS
COMPOSICIONALES
EN ROCAS
METAMÓRFICAS
- rocas metamórficas cuarzo-feldespáticas
- rocas metamórficas máficas
- rocas metamórficas ultramáficas
- rocas metamórficas carbonáticas
a.3. nombre raíz basado en nombres específicos
rocas metamórficas cuarzo-pelíticas
Derivan de rocas sedimentarias arcillosas (pelitas, cuarzopelitas, areniscas,
ortocuarcitas y cherts), y se caracterizan por cantidades importantes de SiO2,
Al2O3, FeO, MgO, K2O y H2O. El metamorfismo de rocas pelíticas da lugar a los
siguientes litotipos comunes:
Pizarra
Filita
Esquisto pelítico
Gneiss pelítico
Migmatita
Corneana
Micacita
Cuarcita
a.3. nombre raíz basado en nombres específicos
rocas metamórficas cuarzo-pelíticas
Filita: RM de grano fino a medio de metamorfismo de grado bajo
con esquistosidad perfecta por la disposición paralela de sus
filosilicatos. Las superficies de esquistosidad poseen un brillo
satinado característico.
Pizarra
Filita
Esquisto pelítico
Gneiss pelítico
Migmatita
Corneana
Micacita
Pizarra: RM de grano muy fino que presenta esquistosidad
pizarrosa. Normalmente se trata de una roca de metamorfismo de
grado muy bajo, aunque también puede aparecer en grado bajo.
Migmatita: roca silicatada heterogénea a meso-escala que
aparece en terrenos metamórficos de grado alto y muy alto.
Compuesta por partes oscuras (máficas), de apariencia
metamórfica, y claras (félsicas), de aspecto ígneo.
Cuarcita
melanosoma
leucosoma
a.3. nombre raíz basado en nombres específicos
rocas metamórficas cuarzo-pelíticas
Pizarra
Filita
Esquisto pelítico
Corneana: RM originada por metamorfismo de contacto, masiva,
muy dura y recristalizada, de grano fino a medio, sin esquistosidad
p.e. corneana con And, corneana con Ep y Amp,…
Gneiss pelítico
Micacita: RM compuesta en mas de un 75% modal de mica.
Migmatita
Cuarcita: RM con mas de 80% de Qtz.
Corneana
Micacita
Cuarcita
a.3. nombre raíz basado en nombres específicos
rocas metamórficas cuarzo-feldespáticas
Derivan de rocas sedimentarias cuarzo-feldespáticas (arcosas y grauwacas) o
de rocas ígneas félsicas (granitoides y sus equivalentes volcánicos). Se
caracterizan por cantidades importantes de SiO2, Al2O3, K2O y Na2O. El
metamorfismo de rocas cuarzo-feldespáticas da lugar a los siguientes litotipos
comunes:
Esquisto feldespático
Gneis feldespático
a.3. nombre raíz basado en nombres específicos
rocas metamórficas máficas
Derivan de rocas ígneas máficas (gabros, coladas basálticas) e incluso de rocas
sedimentarias ricas en FeO, MgO y CaO. El metamorfismo de rocas máficas da
lugar a los siguientes litotipos comunes:
Esquisto verde
Esquisto azul
Anfibolita
Eclogita
Granulita máfica
a.3. nombre raíz basado en nombres específicos
rocas metamórficas máficas
Esquisto azul: esquisto de color azul por la presencia de Na-Amp
Esquisto verde
Esquisto azul
Anfibolita
Eclogita
Granulita
máfica
(Gln, Rbk, Crt).
Esquisto verde: esquisto de color verde por la presencia de
minerales como Chl, Tr-Act (Ca-Amp) y Ep.
Anfibolita: RM con/sin foliación, compuesta predominantemente
(75%) por Amp (debe constituir el 50% de los minerales máficos y
30% del total) y Pl, ± Qtz, Cpx, Grt, Ep, Bt, Ttn y Scp.
a.3. nombre raíz basado en nombres específicos
rocas metamórficas máficas
Eclogita: RM sin Pl compuesta +75% de Omp (Na-Px) y Grt.
Esquisto verde
Esquisto azul
Anfibolita
Eclogita
Granulita
máfica
Si Grt >75%, Æ Granatita con Omp
Si Omp >75%, Æ Onfacitita con Grt
Granulita: RM con una asociación mineral de alta-T,
dominada por minerales anhidros máficos. Ms ausente. Es
característica la presencia de Opx y la textura
granoblástica como un mosaico poligonal equidimensional.
a.3. nombre raíz basado en nombres específicos
rocas metamórficas ultramáficas
Resultado del metamorfismo de lherzolitas, harzburgitas, dunitas y otros tipos
de rocas ultramáficas de procedencia mantélica con composiciones globales
dominadas por SiO2, FeO, MgO y CaO. Si sufren procesos de hidratación dan
lugar a serpentinitas. Los litotipos mas comunes:
Serpentinita
Meta-harzburgita
Metalherzolita
Metadunita
a.3. nombre raíz basado en nombres específicos
Uso de términos ultramáficos.
Peridotita: Roca plutónica ultramáfica que tiene
Ol como constituyente esencial.
Harzburgita: Roca ultramáfica de la familia de
las peridotitas compuesta por Ol y Opx como
minerales esenciales.
Lherzolita: Roca ultramáfica de la familia de las
peridotitas compuesta por Ol, Opx y Cpx. Se
supone que es la roca más abundante en el manto
superior.
Wehrlita: Variedad de peridotita formada por Ol
y Cpx.
Websterita: Variedad de piroxenita con
cantidades similares de Opx y Cpx.
Piroxenita: Rocas plutónica ultramáfica que
tienen piroxeno como mineral esencial.
Hornblendita: Roca plutónica ultramáfica cuyo
componente principal es la Hbl.
Hornblendita
olivínica
a.3. nombre raíz basado en nombres específicos
rocas metamórficas ultramáficas
Serpentinita: RM compuesta en +75% por
minerales del grupo de la serpentina (Atg, Ctl,
Lz).
a.3. nombre raíz basado en nombres específicos
rocas metamórficas carbonáticas
Resultado del metamorfismo de calizas, dolomías, margas y pelitas calcáreas. El
metamorfismo de calizas y dolomías da lugar a mármoles y el de margas y
pelitas calcáreas da lugar a calcoesquistos o calciesquistos. Los litotipos mas
comunes:
Mármol
Calcoesquisto
Roca calcosilicatada
Skarn
a.3. nombre raíz basado en nombres específicos
rocas metamórficas carbonáticas
Mármol: RM compuesta por + 50% de minerales carbonatados
Mármol
Calcoesquisto
Roca calcosilicatada
Skarn
(Cal, Dol, Arg). Mármol puro, + 95% de minerales carbonatados.
Mármol con Tr Æ -T
Mármol con Di Æ T intermedia
Mármol con Ol Æ +T
Roca calcosilicatada: RM compuesta por carbonatos (< 50% )
junto con silicatos cálcicos como Ep, Zo, Ves, Di, Ca-Grt, Wo,
An, Scp o Ca-Amp.
Skarn: roca formada por metasomatismo inducido por
intrusiones magmáticas sobre rocas calizas o dolomías y que
están constituidas por carbonatos, cuarzo y una gran variedad
de silicatos cálcicos como Wo, Di, Grs, Ep, etc.
a.3. nombre raíz basado en nombres específicos
Cuarcita
Corneana
Granulita
Filita
Qtz
Esquisto verde
Anfibolita
Mármol
Pizarra
Amp
Pl
Eclogita
Esquisto azul
Omp
Grt
Serpentinita
Nombres de las rocas de falla
Foliación
Sin foliación
Cohesión
Porcentaje
de matriz
Nombre
No
cohesivas
>70%
Harina de falla
<70%
Brecha de falla
<50%
Protocataclasita
50-90%
Mesocataclasita
>90%
Ultracataclasita
<50%
Protomilonita
50-90%
Mesomilonita
>90%
Ultramilonita
Cohesivas
Con
foliación
Cohesivas
Una misma RM puede tomar tres nombres correctos,
- nombre sistemático/estructural (en funcion de las características
estructurales: esquisto, gneis, granofels (“granofelsita”))
- nombre basado en el protolito (meta-, orto-, para-)
- nombre no sistemático/especifico (términos históricamente bien
conocidos y comúnmente usados: anfibolita, mármol, serpentinita…)
¿Qué nombre le damos a una roca metamórfica entonces?
La elección de un nombre u otro dependerá de la información disponible o
de los aspectos que se quieran destacar
De nuevo seguimos los principios generales de la IUGS-SCMR
Procedimiento General
Pasos 1 y 2. relativos al uso de nomenclatura no sistemática (nombre especifico)
Pasos 3 y 4. relativos al uso de nomenclatura sistemática (nombre básico)
a) Nombres basados en el protolito si la roca esta débilmente metamorfizada
b)
si la roca contiene >75% de un mineral Æ añadir sufijo –ita al nombre del
mineral
c)
si la roca ajusta a la definición de un nombre especifico bien conocido,
generalmente es apropiado usarlo
d)
si el contexto o génesis de la roca es conocido o se desea enfatizar este, usar
un nombre especifico (puede llevar sufijos minerales o estructurales)
Paso 1.¿tiene la
roca una clara
micro- y/o
mesoestructura
metamórfica?
No
¿Es apropiado un
nombre basado en el
protolito?
Si
Nombre basado en el protolito utilizando el
prefijo meta-. Usar sufijos mineralógicos y/o
estructurales si se considera oportuno.
No
Si
Paso 2. ¿es apropiado usar un nombre especifico por alguna
de las siguientes razones?
a) Roca compuesta +75% modal de un mineral
b) el contenido mineral y/o la estructura se ajustan a un
nombre especifico
c) se conoce el contexto y/o génesis y para enfatizarlo.
Si
Si
No
Añadir el sufijo –ita al nombre del
mineral. Usar sufijos mineralógicos o
estructurales si se considera
oportuno.
Selecciona el nombre de la tabla de
específicos. Usar sufijos
mineralógicos o estructurales si se
considera oportuno.
Paso 3. ¿la roca posee esquistosidad?
No
Si
Paso 4. ¿la esquistosidad esta bien
desarrollada?
No
Si
la roca tiene estructura
esquistosa
La roca es un esquisto. Usar
sufijos mineralógicos apropiados.
la roca tiene estructura
gneísica
La roca es un gneiss. Usar
sufijos mineralógicos
apropiados.
la roca tiene estructura
granofélsica
La roca es un granofels. Usar
sufijos mineralógicos
apropiados.
Uso de sufijos minerales
Constituyentes minerales mayores Æ todos deben ser sufijados. Pero los minerales esenciales,
inherentes a la definición de la roca, no deben añadirse al nombre.
Constituyentes minerales menores Æ es opcional, se recomienda para constituyentes minerales
críticos que proporcionan información adicional acerca de las condiciones del metamorfismo.
Uso de otros sufijos, prefijos y calificadores generales recomendados
por la SCMR.
- términos de Ø. (fanerítica, afanítica).
- micro-, meso-, macro-.
- ácido (>63% SiO2), intermedio (52-63%), básico (45-52%), ultrabásico (<45%).
- términos de color para rocas y minerales (leuco-, melano-)
-±
- “-ita”
- mono-mineral, bi-mineral, tri-mineral,... (numero de minerales que forman el 95% de la roca).
- “principalmente compuesto de”. (minerales que forman mas del 50% del volumen de la roca).
- “principalmente compuesto del mineral A y el mineral B”. (minerales mayores que forman juntos
mas del 50% del volumen de la roca).
- “principalmente compuesto del mineral A ± mineral B”. (mineral A mayor y B, presente o
ausente, que forman juntos mas del 50% del volumen de la roca).
Uso de otros sufijos, prefijos y calificadores generales recomendados
por la SCMR.
- constituyente principal (mineral presente en contenido modal ≥50%).
- constituyente mayor (mineral presente en contenido modal ≥5%).
- constituyente menor (mineral presente en contenido modal <5%).
- constituyente esencial (mineral presente en cantidad suficiente para satisfacer la definición de
la roca).
- constituyente crítico, asociación de fases crítica (su presencia o ausencia distingue condiciones
de formación de la roca y/o la composición química de la roca).
- minerales félsicos (término global para el cuarzo, feldespatos y feldespatoides modal).
- minerales máficos (término global para minerales ferromagnesianos y no félsicos).
- meta-.
- orto-.
- para-.
Terminología basada en condiciones del metamorfismo.
Presión, temperatura y grado
“alta temperatura” o “ baja presión” se usan comúnmente como calificadores para añadir información genérica
de las condiciones P-T del metamorfismo. La SCMR recomienda emplearlos de modo consistente con las P y T
indicadas en la figura. El “grado metamórfico” suele emplearse también como indicador aproximado de las
condiciones P-T, la SCMR recomienda usar los rango de grado que se indican en la figura con referencia a la
máxima T alcanzada.
Terminología basada en condiciones del metamorfismo.
Facies metamórficas
En RM existe una relación sistemática entre composición global y asociación mineral en
equilibrio para unas determinadas condiciones P-T.
Facies Metamórfica: “conjunto de asociaciones minerales que en distintas
composiciones globales representan unas condiciones especificas de
metamorfismo” (Turner, 1981). Permite una clasificación genética y estimación de
las condiciones del metamorfismo a partir de observaciones petrográficas
sencillas.
!!! Ojo !!!
a)
los criterios mineralógicos, así como la
nomenclatura, se han basado en
asociaciones minerales en composiciones
máficas. En composiciones no máficas, no
hay asociaciones diagnósticas – problemas!
b) no existe consenso sobre el numero y tipo de
facies. Adoptaremos la versión simplificada
y terminología recomendada por la SCMR
Facies
Rocas máficas
Metapelitas
Ceolitas
ƒLaumontita (mas común), analcita, heulandita,
wairakita. (abundantes relictos).
ƒInterestratificados arcillosos.
(AP)
ƒLawsonita + albita.
(BP)
ƒPrehnita + pumpellyita ± clorita ± albita ± epidota
(zona de mas baja temperatura).
ƒPumpellyita + actinolita (zona de mas alta
temperatura).
(AP)
ƒActinolita + epidota ± albita ± clorita ± stilpnomelana
(zona de mas baja temperatura).
ƒHornblenda ± actinolita + albita + clorita + epidota ±
granate (zona de mas alta temperatura).
ƒClorita + moscovita + albita (zona de baja temperatura).
ƒClorita + moscovita + biotita + albita.
ƒCloritoide, paragonita + moscovita + albita.
ƒGranate + clorita + moscovita + biotita + albita (zona de
mas alta temperatura).
(BP)
ƒAlbita + epidota + actinolita + clorita.
ƒActinolita + oligoclasa.
ƒMoscovita + biotita + clorita.
ƒHornblenda + plagioclasa ± epidota ± granate.
ƒEstaurolita, distena ó sillimanita + moscovita (zona de mas
baja temperatura).
ƒSillimanita + feldespato-K ± moscovita + cordierita ó
granate.
ƒSillimanita + granate + cordierita (feldespato-K ausente).
(BP)
•Hornblenda + plagioclasa ± cumingtonita
•Cordierita + clorita + biotita + moscovita.
•Andalucita + biotita + moscovita.
•Cordierita + andalucita + moscovita (zona de mas alta
temperatura).
(AP)
ƒGranate + clinopiroxeno + cuarzo + plagioclasa ±
hornblenda.
ƒGranate + clinopiroxeno + ortopiroxeno + plagioclasa ±
hornblenda.
ƒDistena + feldespato-K.
ƒCordierita + granate + feldespato-K ± sillimanita ±
hiperstena
ƒHiperstena, safirina + cuarzo (alta temperatura).
(BP)
•Clinopiroxeno + ortopiroxeno + plagioclasa ± olivino ±
hornblenda.
•Cordierita + andalucita + feldespato-K + hiperstena.
•Corindón + magnetita + anortita, vidrio (cuarzo ausente;
alta temperatura).
Esquistos azules
(AP)
ƒGlaucofana + lawsonita.
ƒFengita + clorita ó talco + granate (biotita ausente).
ƒCloritoide magnésico, carfolita.
Eclogitas
(AP)
ƒOnfacita + granate (plagioclasa y lawsonita ausentes).
ƒTalco + distena ± granate ± fengita.
Corneanas
piroxénicas
(BP)
ƒClinopiroxeno + ortopiroxeno + plagioclasa (olivino
estable con plagioclasa)
ƒ(ver granulitas BP)
Sanidinitas
(BP)
ƒPigeonita
ƒLabradorita rica en K
ƒ(ver granulitas BP)
Sub-esquistos
verdes
(prehnitapumpellyita)
Esquistos verdes
(AP)
Anfibolitas
Granulitas
•Illita/moscovita + clorita + albita + cuarzo.
•Estilpnomelana, pirofilita.