Facies metamórficas

Facies
metamórficas
Metamorfismo progresivo Tiempo Gradualidad Reacciones endotérmicas Reacciones de deshidratación 200° C 400° C 600° C Mármol200° C Mármol400° C Mármol600° C Pizarra200° C Esquisto400° C Esquisto600° C Meta-­‐ar200° C Meta-­‐ar400° C Meta-­‐ar600° C Facies200 Facies400 Facies600 200° C 400° C 600° C … Tn Mármol200° C Mármol400° C Mármol600° C … Pizarra200° C Esquisto400° C Esquisto600° C … Meta-­‐ar200° C Meta-­‐ar400° C Meta-­‐ar600° C … Meta-­‐ba200° C Esquisto400° C Anfibolita600° C … … Rocan Gneiss200° C Gneiss400° C Gneiss600° C … Roca-­‐n200° C Roca-­‐n400° C Roca-­‐n600° C … Minerales indicadores
¿En ¿En q
qué ué ccondiciones ondiciones sse e fformó ormó u
una na rroca oca m
metamórfica etamórfica q
que ue con5ene io5ta, m
granate, estaurolita con5ene ccuarzo, uarzo, ffeldespato, eldespato, b
clorita, uscovita y bio5ta? y sillimanita? Facies200 Facies400 Facies600 200° C 400° C 600° C … Tn Cal + Chl … Rocan Cal + Hbl Cal + Cpx … Qtz + Chl + Ms Qtz + Ch + Bt Qtz + Bt + Grt … Qtz + Fs + Chl Qtz + Fs + Bt Qtz + Fs + Grt … Pl + Chl + Prh Pl + Chl + Ep … Qtz + Fs + Chl Qtz + Fs + Bt Qtz + Fs + Grt … Etc. … Etc. Pl + Hbl Etc. Antecedentes Tierras altas de Escocia Rocas pelíticas
•  George Barrow (1893-­‐1912): inicio del estudio del metamorfismo progresivo. •  CartograXa caracterizada por la presencia de minerales índice. •  Límites: aparición o desaparición de alguno de los minerales índice. •  Isograda: igual grado. •  Zona: espacio entre isogradas. Concepto de facies •  1915-­‐1921: Pen^ Eskola (finlandés) propone el concepto de facies metamórficas •  Aun no se disponía de información experimental o termodinámica sobre la estabilidad de los minerales metamórficos. •  Sin embargo Eskola reconoció que la P y la T determinaban las asociaciones minerales. •  Los trabajos originales de Eskola se basaron en el estudio de aureolas de contacto en Finlandia y Noruega, donde observó un zoneamiento de asociaciones minerales (p.e. A, B, C) reproducibles alrededor de diferentes plutones (de forma contemporánea a Goldschmidt) Lu5ta: Composición pelí5ca A B C Oslo: Kfs + Crd Orijärvi: Phl + Ms Metapelitas de la misma composición
Deducción de una posible reacción: 2 KMg3AlSi3O10(OH)2 + 6 KAl2AlSi3O10(OH)2 + 15 SiO2 = 3 Mg2Al4Si5O18 + 8 KAlSi3O8 + 8 H2O Es decir, las diferencias mineralógica entre dos litologías análogas solo podía explicarse con un contraste de las condiciones P-­‐T Propone el concepto de facies metamórficas con la finalidad de agrupar rocas, las cuales, se asume, han sido formadas en idénjcas condiciones P-­‐T. Alta P: minerales más densos, alta T: pérdida progresiva de volá5les Facies metamórfica Di+Cal+Tr+Zo Ky+Grt+St+Ms+Qtz Hb+Ep+Pl+Grt Definición •  Es el conjunto de las asociaciones minerales presentes en todas las rocas que han sido formadas en las mismas condiciones P-­‐T. Zona 2 Zona 1 Zona 3 Diagrama P-­‐T de las facies metamórficas o  Litologías máficas.
o  Límites basados en
las reacciones de
sistemas máficos.
o  Límites no
absolutos: difusos,
campos P-T.
o  Límites no solo
dependen de P y T
sino de la PH2O.
hornblenda piroxeno
actinolita hornblenda
Eskola, 1915, 1921; Turner, 1981 Diagrama P-­‐T de las facies metamórficas Protolito: basalto o gabro Facies Minerales o asociaciones diagnós5cas zeolita zeolitas especialmente laumonita prehnita-­‐
pumpellyita prehnita-­‐pumpellyita, prehnita-­‐
acjnolita, pumpellyita-­‐acjnolita esquisto verde albita-­‐tremolita/acjnolita-­‐clorita-­‐
epidota, cloritoide, sjlpnomelano anXbolita hornblenda-­‐plagioclasa granulita ortopiroxeno-­‐plagioclasa, ortopiroxeno-­‐feldespato-­‐K esquisto azul glaucofano, lawsonita, piroxeno jadeíjco, arogonito eclogita onfacita-­‐granate (sin plagioclasa) Vernon, 2008 Eskola, 1915, 1921; Turner, 1981 Comparación entre las facies metamórficas y las zonas “barrovianas” Rocas máficas Rocas pelí5cas Rocas calcosilicatadas facies de esquisto verde zona de biojta talco-­‐flogopita zona de granate tremolita, acjnolita, epidota, zoisita facies de epidota-­‐anfibolita zona de estaurolita facies de anfibolita zona de estaurolita-­‐cianita diópsido zona de sillimanita grosularita, escapolita facies de granulita zona de sillimanita-­‐Kfs forsterita Spear, 1993 Basalto 6 km, 350° C Paragénesis Basalto: pl+tr+chl+ep Lujta: ms+chl+qtz+bt Arenisca: qtz+pl+fsc Facies de esquisto verde Corteza superengrosada/subducida Corteza conjnental engrosada Corteza conjnental estándar Corteza oceánica/dorsales ¿Contexto tectónico? Facies y gradiente geotérmico Metamorfismo térmico Metamorfismo regional Metamorfismo asociado con subducción Facies y gradiente geotérmico Es conveniente considerar a las facies metamórficas en 3 grupos principales Facies de alta presión •  Esquisto azul y eclogita. •  Zonas de subducción. •  Gradientes geotérmicos “frios”. •  La faciesde eclogita se puede extender a condiciones geotérmicas “normales” Facies de mediana presión •  La mayor parte de las rocas metamórficas expuestas presentan facies de esquisto verde, anfibolita y granulita. •  Las facies de esquisto verde y anfibolita conforman el gradiente geotérmico spico. Facies de baja presión •  Facies de corneana de albita-­‐epidota, corneana de hornblenda y corneana de piroxeno: relacionadas a metamorfismo de contacto y a terrenos de metamorfismo regional con gradiente geotérmico muy alto. •  Facies de sanidinita: rara, asociada a las partes adyacentes a intrusivos básicos o en xenolitos. Plus: facies de bajo grado •  Facies de zeolita y prehnita-­‐pumpellyita se consideran de bajo grado y no siempre están representadas en terrenos metamórficos. •  Por ejemplo en terrenos de metamorfismo regional, la facies de menor grado suele ser la de esquisto verde. Series de facies Series de facies •  Miyashiro (1961) propone 5 series de facies, la mayoría se denomina de acuerdo a su respecjva localidad jpo. •  Secuencia de facies en terrenos metamórficos. • 
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1. Serie de facies de contacto (muy baja P) 2. Serie de facies jpo Buchan o Abukuma (baja P regional) 3. Serie de facies Barroviana (mediana P regional) 4. Serie de facies jpo Sanbagawa (alta P, moderada T) 5. Serie de facies Franciscana (alta P, bajaT) Series de facies St St Grt + Cpx + Rt Ventajas •  El concepto supone una subdivisión cualitajva del espacio P-­‐T metamórfico. •  Újl para una caracterización general del metamorfismo. •  CartograXa metamórfica de regiones extensas, debido a que las asociaciones diagnósjcas de cada de cada facies pueden ser idenjficadas en muestra de mano. Desventajas •  Los límites de las facies dependen ampliamente de la composición y de la abundancia de los volájles. •  Los límites son disjntos dependiendo del sistema litológico que se considere. Es decir la sensibilidad a los cambios P-­‐T es diferente en cada litología. •  Algunas litologías, especialmente los gneises cuarzo-­‐feldespájcos no registran un cambio mineralógico apreciable de una facies a otra.