Metamorfisme: Tipus, Processos i Roques Resultants

Metamorfisme

Definició i conceptes bàsics

El metamorfisme és el conjunt de canvis que es produeixen a les roques a causa de l'augment de pressió i temperatura. Dóna lloc a roques metamòrfiques. Aquests canvis sempre es produeixen en estat sòlid. Cal destacar que la diagènesi de les roques sedimentàries no és metamorfisme. La temperatura límit per a l'inici del metamorfisme és de 200 °C.

Factors que generen metamorfisme

Temperatura

L'augment de temperatura pot ser degut a:

• Gradient geotèrmic: increment de la temperatura amb la profunditat.
• Proximitat a una intrusió magmàtica:
  • Pot arribar fins als 1200 °C.
  • Afecta les roques preexistents o encaixants.
  • Com més a prop de la intrusió, més efecte.
• Fregament entre els dos blocs d'una falla: procés més ràpid i localitzat.

Pressió

• Pressió litostàtica o de càrrega: causada pel pes de les roques, augmenta amb la profunditat.
• Pressió poral: causada pels fluids que s'acumulen als espais buits de les roques (aigua, petroli...).
• Pressió de confinament: pressió litostàtica + pressió poral.
• Pressions dirigides:
  • Causades pel moviment de plaques en sentit horitzontal.
  • Alteren les roques i n'orienten els minerals, creant foliació o esquistositat.
  • A pressions molt elevades, es poden formar nous cristalls mitjançant la recristal·lització.

Canvis fisicoquímics

Les substàncies es poden trobar en diferents estats. Per exemple, l'aigua, en funció de les condicions de pressió i temperatura, es troba en un estat o un altre. Els minerals també poden presentar diferents estats en funció de les condicions a què se sotmeten. Si canvien les condicions, els minerals es poden transformar.

Transformació en minerals polimòrfics

No hi ha reaccions químiques. Els minerals presenten diferents estructures però la mateixa fórmula química. Cada mineral és estable a unes determinades condicions de pressió i temperatura.

Transformacions amb canvi químic

Canvia la composició química. Els minerals presenten diferent fórmula química.

Metasomatisme

Reaccions de les roques amb fluids (líquids o gasos) provinents dels magmes.

Gràcies als canvis que experimenten les roques a determinades condicions, podem conèixer les condicions del passat.

Canvis durant el metamorfisme

• Químics:
  • El volum tendeix a augmentar amb la temperatura.
  • Predominen les formes aplanades amb altes pressions durant molt temps.
  • L'orientació dels cristalls és perpendicular a la direcció de la pressió.
  • L'augment de pressió provoca el trencament de cristalls paral·lels a la pressió.

Intensitat de formació

• El trencament permet una major velocitat del metamorfisme, ja que augmenta la superfície de contacte.
• Els fluids com l'aigua o els gasos faciliten la dissolució dels minerals i les reaccions.

Classes de metamorfisme

• Regional
• Tèrmic o de contacte
• D'enterrament
• Dinàmic

Metamorfisme regional

Les zones de l'escorça terrestre sotmeses a esforços de compressió es pleguen i formen serralades. En funció de les condicions de pressió i temperatura es formaran uns tipus de roques o unes altres. Sempre amb foliació.

En funció del grau de metamorfisme:

• Epizona: superficial, baix metamorfisme.
• Mesozona: grau mitjà de metamorfisme.
• Catazona: alt grau de metamorfisme i es pot produir anatexia.

Metamorfisme tèrmic o de contacte

Les roques s'escalfen a causa d'una massa de magma que puja. Formació d'una aurèola metamòrfica: bandes concèntriques de roques metamòrfiques al voltant del magma solidificat. Les roques resultants es formen en funció de la roca encaixant que hi havia. Intrusió més gran, franges més amples. No hi ha foliació però es poden observar bandes. A vegades es produeix metasomatisme a causa dels fluids alliberats pel magma.

Metamorfisme d'enterrament

Causat pel pes de les roques que es van sedimentant els estrats superiors. Sí que hi ha foliació.

Metamorfisme dinàmic

Fregament i trituració de les roques en el pla de la falla. Les roques que es formen s'anomenen bretxes de falla o farina de falla. Milonita: roca formada per la unió dels fragments a causa de les grans pressions.

Migmatització i anatexia (límit entre metamorfisme i magmatisme)

Migmatització: fusió parcial

• Bandes clares: foses
• Bandes fosques: no foses

Dóna lloc a migmatites.

Anatexia: fusió total

Roques sense foliació (massives)

Afectades per un metamorfisme de contacte. Els seus minerals han recristal·litzat a causa de l'augment de temperatura i han augmentat de volum.

• Marbre i quarsita: provenen de calcàries i gresos rics en quars. Colors clars i textures granulars.
• Cornubianites: a partir de roques argiloses, composició variable. Textures granulars.
• Migmatites: metamorfisme de grau molt alt (fusió parcial). Bandes clares i fosques amb formes sinuoses.

Textures de les roques metamòrfiques

• Granoblàstica: grans més o menys equidimensionals, sense orientació definida.
• Lepidoblàstica: minerals orientats paral·lelament, foliació.
• Nematoblàstica: minerals orientats paral·lelament, forma d'agulla o prismàtica.
• Porfidoblàstica: cristalls grans rodejats de matriu de cristalls més petits amb orientació preferent.