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MANUAL DE
GEOLOGIA
PARA
INGENIEROS
Cap 13
GONZALO DUQUE
ESCOBAR
Metamorfismo es el cambio de una clase coherente de roca, en otra, por debajo de la zona
de intemperismo y por encima de la zona de fusión. Esos cambios dan el estado sólido
como consecuencia de intensos cambios de presión, temperatura y ambiente químico; los
cambios están asociados a las fuerzas que pliegan, fallan capas, inyectan magma y elevan o
deprimen masas de roca.
El cuadro siguiente, muestra de una manera aproximada las rocas metamórficas con sus
correspondientes rocas de base e intermedias. El orden en que se presenta cada serie de
rocas alude al grado de metarmorfismo en una escala creciente.
Cuadro 17. Rocas metamórficas.
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ROCAS METAMORFICAS
Los agentes del metamorfismo son tres: presión, temperatura y fluidos químicamente
activos. La presión puede ser de confinamiento o de origen tectónico; la temperatura puede
darse por gradiente geotérmico o por vecindad a cámaras magmáticas y los fluidos
químicamente activos pueden estar asociados a procesos magmáticos. Al menos dos de los
tres agentes señalados, por regla general, siempre están presentes.
Las arcillas compactadas, por ejemplo, pueden transformarse en pizarras hacia la parte
externa; cerca de la intrusión habrá nuevos minerales como la andalucita y más cerca se
formará una roca dura como la corneana.
La pizarra que se forma por metamorfismo de esas arcillas duras, bajo presiones bajas, tiene
integrantes minerales más pequeños que los de su roca madre, a menudo inapreciables a
simple vista. Erróneamente se supone que la exfoliación de la pizarra corresponde a las
líneas de asentamiento de la arcilla primitiva: lo que refleja la exfoliación es la dirección de la
presión a que fue sometida la arcilla durante su metamorfismo.
13.2.1 Clasificación general. Por regla general se puede hablar de metamorfismo regional
y de metamorfismo de contacto, que difiere no sólo por las condiciones alcanzadas en
presión y temperatura, sino también por los procesos que lo originan.
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ROCAS METAMORFICAS
13.2.2 Clasificación detallada. Con mayor detalle, el metamorfismo, para otros autores,
puede ser de cuatro tipos: de contacto, dinamometamorfismo, regional o general y
ultrametamorfismo.
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ROCAS METAMORFICAS
- Epizona (piso alto). Cuarcita, granito pizarroso, granito milonitizado, filita y pizarras. La
presión y temperatura son bajas.
- Catazona (piso profundo). Ortogneis, paragneis, granulita, grafito, gneis de hornblenda. Las
temperaturas están entre 1500 y 1600°C y hay fuerte presión.
Figura 83. Metamorfismo progradante. Estados antes, durante y después del proceso.
De esta manera, todas las rocas habrán sufrido un progresivo aumento de las condiciones
hasta alcanzar un máximo llamado clímax metamórfico que es más intenso en el centro del
domo que en la periferia, donde empieza cada vez a hacerse menos evidente. Así se dará
lugar a una zonación metamórfica.
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ROCAS METAMORFICAS
Las condiciones de presión y temperatura que alcanza una roca y su composición química,
determinan el tipo de minerales que se originan. Por tanto, las asociaciones minerales que
existen en una roca metamórfica indican las condiciones físicas alcanzadas. Estos
ambientes se dividen en zonas según las diferentes paragénesis (asociaciones) minerales
presentes. Cada zona queda limitada por la aparición, desaparición o sustitución de uno o
varios de ellos.
Los minerales del metamorfismo de bajo grado son: serpentina, talco, clorita y epidota; los
de metamorfismo de grado medio son: kyanita, andalucita, estaurolita, biotita y hornblenda, y
los de alto grado son: silimanita, forsterita, wollastonita y garnierita.
Para ilustrar la paragénesis de la roca, la reacción por la cual una caliza dolomítica con
pedernal a condiciones metamórficas de bajo grado, forma talco, es la siguiente:
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ROCAS METAMORFICAS
Las diferentes facies metamórficas caracterizan distintos tipos de metamorfismo. Así por
ejemplo, la de los esquistos azules se origina por metamorfismo de baja temperatura en
zonas de subducción; la de los esquistos verdes, anfibolitas y granulitas, por
metamorfismo regional de grado creciente, y la de las corneanas, por metamorfismo de
contacto.
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ROCAS METAMORFICAS
Figura 84. Esquema de Turner (1968): las facies metamórficas en relación con presión y
temperatura.
Para el metamorfismo regional, del de grado alto al de grado bajo, las facies son:
De anfibolita con ambientes entre 450 a 180°C; de anfibolita de epidota con ambientes
entre 250 a 450°C, y de esquisto verde con ambientes entre 150 a 250°C.
Pero una facies metamórfica no se define en función de un sólo mineral índice, sino por una
asociación de conjuntos minerales.
La facies zeolítica, que representa el grado más bajo de metamorfismo, incluye zeolitas,
clorita, moscovita y cuarzo. La de esquisto verde, la de más bajo grado en metamorfismo
regional, puede incluir clorita, epidota, moscovita, albita y cuarzo. La facies de anfibolita,
que prevalece en condiciones de metamorfismo medio a alto, comprende hornblenda,
plagioclasa y almandita, es una facies que tiene lugar donde prevalecen las condiciones
metamórficas de la estaurolita y la silimanita.
La facies de esquisto azul, representada por temperaturas bajas y alta presión, incluye
lawsonita, jadeita, albita, glaucófana, moscovita y granate. La facies de granulita, que refleja
las condiciones de máxima temperatura del metamorfismo regional, tiene como minerales
característicos constituyentes, la plagioclasa, la hiperestena, el granate y el dióxido. La
facies eclogita, representante de condiciones más profundas de metamorfismo, tiene como
mineral índice granates ricos en piropo y onfacita y conjuntos corrientes en diatremas de
kimberlita.
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ROCAS METAMORFICAS
13.5 TEXTURA
Figura 85. Acerca de las fábricas texturales. 1 Granular densa homogénea e isotrópica. 2
Granular no densa e isotrópica. 3 Granular clasto-soportada heterogénea e isotrópica.4
Granular matriz-soportada e Isotrópica. 5 Laminar orientada y alotrópica (ortotrópica). 6
Fibrosa no orientada e isotrópica. 7. Fibrosa orientada y alotrópica (ortotrópica). 8. Laminar
alotrópica. Curso de M. de Rocas. Alvaro Correa Arroyave. U. Nal de C.
Pero la textura alude, no sólo al tamaño, forma y orientación de los minerales, sino también
a su arreglo. Existen texturas orientadas y no orientadas, densas y no densas; las no
orientadas, cuando son densas, resultan entrabadas.
O FABRICA MINERAL
R TEXTURA
I NO ORIENTADA ORIENTADA
G
E CLASE GRAN ENTRA CEME CONS FOLIAD CEMEN CON
N O BADA NTAD O A TADA SOLI
A LIDADA DADA
I Cristalin Fino Basalto
a
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ROCAS METAMORFICAS
O FABRICA MINERAL
R TEXTURA
I NO ORIENTADA ORIENTADA
G
E CLASE GRAN ENTRA CEME CONS FOLIAD CEMEN CON
N O BADA NTAD O A TADA SOLI
A LIDADA DADA
G Grueso Granito
N Piroclás Fino Toba
E tica
O Grueso Aglom
erado
M Cristalin Fino Hornfel Pizarra
E a s
T
A Grueso Mármol Gneis
M Cataclá Fino Milonita Filonita
O stica
R Grueso Brecha Protomil
F onita
S Grano- Fino Lidita
E cristalin
a
D Grueso Caliza
I oolítica
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ROCAS METAMORFICAS
J. Montero, A. González, G. Angel. Caracterización del material rocoso, I Congreso
Suramericano de Mecánica de rocas, 1982.
Las rocas tienen comportamiento isotrópico cuando las texturas son no orientadas - éste es
el caso de las entrabadas - y comportamiento anisotrópico o alotrópico cuando tienen una o
varias orientaciones, respectivamente.
13.6.1 Pizarra y filita. Ambas asociadas a margas y lutitas; en la primera el grano es más
fino y la foliación microscópica, en la segunda el grano es más grueso a causa del mayor
metamorfismo y la foliación se hace visible en hojas grandes y delgadas. La fábrica mineral
en ambas es entrabada y anisotrópica. La pizarra tiene color de gris a negro y puede
también ser verdoso, amarillento, castaño y rojizo. La pizarrosidad característica puede ser o
no paralela a los planos de las capas de las margas originales. Se encuentran cristaloblastos
muy finos con fractura acicular y superficies sedosas reflectivas.
13.6.2 Esquisto. Puede provenir de rocas sedimentarias o ígneas como el basalto; posee
metamorfismo de mayor grado que pizarras y filitas; según el material sea laminado o
fibroso, variará su comportamiento; tiene mayor clivaje que los anteriores y menor que los
gneises; pueden ser micaesquistos biotítico o moscovítico -los más importantes- y esquistos
cuarzoso y calcáreo. Los más importantes, asociados a rocas ígneas ferromagnesianas, son
los esquistos talcosos, clorítico, de hornblenda y anfibolita. Los esquistos por regla general
tienen una fábrica mineral entrabada y anisotrópica, con textura cristalina.
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ROCAS METAMORFICAS
magnitud variable y esquistos pelíticos y básicos. En la región de Génova y Barragán,
esquistos lawsoníticos y glaucofánicos. En la región Lisboa-Palestina (Caldas) hay esquistos
cuarzosos, grafíticos, de color negro, con segregación de cuarzo lechoso y metamorfismo de
la facies de esquisto verde, además de esquistos anfibolíticos de textura fina y anfibolitas
granatíferas.
Anfibolitas escasas con hornblenda verde y microclina con textura enrejada, aparecen en la
región central de la Serranía de la Macarena, e intercalaciones de anfibolita cloritizada en su
región meridional. También hay anfibolitas con hornblenda y plagioclasa cálcica, fino-
granulares oscuras y con foliación, al parecer de edad paleozoica, en la carretera Medellín-
El Retiro. Hay masas protuberantes de serpentinitas de color gris verdoso a oliva pálido,
estructuras de malla, ocasionalmente con granulaciones de magnetita, en el Cabo de la Vela
próximo a la falla Cuisa. Hay metabasaltos del cretáceo inferior en fajas alargadas y
orientadas, en la región de Yarumal.
13.6.4 Gneises. Rocas de metamorfismo de alto grado formadas a partir de rocas ígneas o
sedimentarias, por lo que existen muchas variedades (gneis de plagioclasa-biotita,
hornblendífero o de piroxe-granate, etc.). Si proviene de roca ígnea como granito o sienita,
se denomina granítico o sienítico: el grano es grueso y el clivaje de roca; puede ser
ortogneis, si se asocia a plutones, o paragneis si la roca base es sedimentaria o arcillosa.
Aquí las bandas de cuarzo y feldespatos alternarán con minerales oscuros, fibrosos o
laminares. Además de los cristaloblastos que conforman las bandas, la roca con una textura
cristalina muestra mica diseminada y una fábrica mineral entrabada anisotrópica.
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ROCAS METAMORFICAS
13.6.5 Mármol. Proviene de calizas y dolomías (los más escasos) por lo que el mineral
dominante es calcita o dolomita; macroscópicamente no muestra foliación porque los granos
tienen el mismo color y así la alineación no es visible, pero a la lupa muestra la exfoliación
de la calcita, salvo si sus granos llegan a ser muy pequeños. El mármol puro, es blanco
nieve; el negro, lo es por materia bituminosa; el verde, por hornblenda, clorita o talco; el rojo,
por óxido de hierro. Esta roca se explica por metamorfismo regional o de contacto. Su
textura es cristalina y la fábrica mineral es entrabada isotrópica.
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ROCAS METAMORFICAS
sólida y fluida sedimentarias teorías desiertos
orogénicas
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Los minerales Tiempo Sismos Geomorfología los suelos
geológico
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