Què és el metamorfisme?
El metamorfisme engloba tots aquells processos pels quals una roca es transforma en una altra, conservant l’estat sòlid, quan és sotmesa a un augment de la pressió i la temperatura.
Aquesta transformació es reflecteix en canvis en la seva composició mineralògica i en modificacions en la seva textura.
Limits del metamorfisme
Es considera que el límit inferior del metamorfisme comença quan acaba la diagènesi (150oC).
El límit superior del metamorfisme és la fusió de les roques, procés anomenat anatèxia, que origina un magma.
Factors físics del metamorfisme
Els factors que influeixen en el metamorfisme són la pressió i la temperatura.
Per quantificar el metamorfisme s’utilitza el terme grau de metamorfisme. (Argila, pissares, fil.lites, esquists, gneis, granit)
Pressió litostàtica
deguda al pes dels materials. Augmenta amb la profunditat, redueix la porositat de les roques i facilita el creixement de minerals d’estructura cristal·lina més compacta, per la cual cosa augmenta la densitat de les roques.
Pressió dirigida
És la produïda per esforços tectònics(entre plaques).
Les roques sotmeses a pressions dirigides, s’acurcen en la direcció de major pressió i s’allarguen en la direcció perpendicular a aquesta pressió. Com a conseqüència, les roques implicades tendeixen a plegar-se.
És la causant de la formació de plecs i fractures (orogènesi).
Pressió de fluids
És la causada pels líquids i gasos que hi ha entre els porus de les roques.
Si la pressió de fluids se suma a la pressió litostàtica s’anomena pressió de confinament.
La temperatura
És el principal agent ja que facilita la ruptura dels enllaços dels minerals i permet la mobilitat (d’ions, àtoms i molècules) per formar nous minerals.
L’efecte de la temperatura en els processos metamòrfics comença fer-se notar cap als 150 - 200oC. Per dalt dels 800oC comença la fusió de la roca.
La calor pot afectar a les roques de dues maneres. Quines?
En primer lloc, l’augment de temperatura fomenta la recristal·lització dels minerals existents: els granets més fins tendeixen a reagrupar-se i formar grans de tamany més gran. En aquest cas no varia la composició mineralògica, només la forma i el tamany dels cristalls.
• En segon lloc, el calor pot augmentar la temperatura d’una roca fins al punt en què alguns dels seus minerals ja no són químicament estables. En aquest cas, els ions constituents tendeixen a distribuir-se en estructures cristal·lines més estables en el nou ambient d’alta energia. Les reaccions químiques d’aquest tipus tenen com a conseqüència la formació de nous minerals .
Quins canvis físics pot experimentar una roca?
Canvis de color: Com que canvia la composició mineral de la roca el color també es modifica. S’hi poden formar vetes o bandes, o bé aparèixer un color homogeni diferent a l’original.
Canvis en la densitat: Les altes pressions fan desaparèixer els espais buits que donen porositat a la roca, i per tant, augmenta la densitat. També s’hi ha una reestructuració de les xarxes cristal·lines d’alguns minerals, es forma una estructura més compacta i densa.
Canvis en la tenacitat: Els grans minerals units dèbilment passen a estar soldats fermament , i per tant , la roca és més tenaç (menys fràgil)
Canvis en la textura: Durant el procés metamòrfic alguns minerals creixen i arriben a tenir grans dimensions. S’anomenen porfiroblasts. El procés de creixement de minerals durant el metamorfisme s’anomena blastesi.
Canvis en l’estructura: En moltes roques ígnies o sedimentàries els components estan desordenats. Però durant el metamorfisme és molt freqüent que els cristalls s’orientin, i això dóna un aspecte laminat o bandat.
Minerals de les roques metamòrfiques
Apareixen pràcticament tots els minerals fonamentals de les roques ígnies, a més apareixen tota una sèrie de minerals exclusius, són els minerals indicadors. (Clorita: pressió i temperatura baixa, Estaurolita: pressió i temperatura moderades, Granats: pressió y T en diferents varietats, Wol·lastonita)
Minerals índex
En metamorfisme s’anomenen minerals índexs tots aquells que apareixen en unes condicions de pressió i temperatura molt determinades, de manera que poden indicarnos amb força exactitud l’interval de pressió i temperatura en el que s’ha produït el metamorfisme sofert per la roca. (Andalusita: Baixa pressió i temperatura. Sil·limanita: Pressió i temperatura moderada. Distena: Pressió i temperatua altes.)
Quin paper juga la pressió en el metamorfisme?
L’augment de pressió provoca canvis estructurals en les roques.
Els minerals s’orienten amb l’eix major perpendicular a la direcció de l’esforç i es disposen paral·lels, formant estructures que constitueixen la foliació.
Pot ser paral·lela (causada per pressió litostàtica) o replegada (pressió dirigida)
- En roques de gra fi (argiles) els minerals s’orienten segons plans i es forma la pissarrositat.
- Quan augmenta la mida dels grans les bandes es fan més irregulars i rugoses i es forma l’esquistositat.
- Si el metamorfisme és molt intens, els minerals són més grans i hi ha bandes fosques i clares. Es forma el bandat gnèssic.
Tipus de metamorfisme
Estàtic o d’enfonsament Dinàmic Regional De contacte Hidrotermal
Metamorfisme i tecnònica de plaques
A dorsals, rift continental i punts calents es produeix metamorfisme tèrmic (ascens de magma) i metasomatisme (ascens de fluids).
A les falles tectòniques i de transformació metamorfisme dinàmic.
A les zones de subducció i de col·lisió continental es produeix metamorfisme tèrmic i regional
Roques metamòrfiques
El tipus de roca formada depèn de la composició química de la roca original i del tipus de metamorfisme que actuï.
Roques formades a partir de les argiles: pissarres, fil.lites, esquits, geneisos
Metamorfisme d’enfonsament
s’esdevé a zones de prismes d’acreció i conques sedimentàries, s’origina un procés de forta compressió de materials, les roques resultants tenen una estructura de foliació molt marcada, esquistos (pissarra)
Metamorfisme dinàmic
Zona: Falles de grans dimensions
Procés: Trituració de roques
Estructura resultant: Estructura granoblàstica caòtica. Es produeixen canvis texturals
(Milonites)
Metamorfisme hidrotermal
Zona: Proximitats d’una cambra magmàtica
Procés: Mineralitzacions produïdes per fluids emesos pel magma
Estructura resultant: Mineralitza-cio ns caòtiques que envaeixen la roca encaixant i originen nous minerals
Metamorfisme regional
Zona: Extenses àrees en límits de placa destructiu
Procés: Increment de pressió i temperatura
Estructura resultant: Foliació
Es formen nous minerals (marbre, quarsites)
Metamorfisme tèrmic o de contacte
Zona: Proximitat d’una cambra magmàtica
Procés: Fort escalfament de les roques (aurèola de metamorfisme)
Estructura resultant: Estructura granoblàstica fina
Es formen nous minerals
No actuen esforços tect. (Corniana)
