Metamorfismo Y Rocas Metamorficas

INGENIERÍA CIVIL

INTRODUCCION

Este presente trabajo está orientado a dar a conocer una amplia y entendible información que como futuro ingenieros que vamos a ser nos compete manejar y entender el tema del Metamorfismo que es un proceso que sufren las rocas metamórficas.

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INGENIERÍA CIVIL

METAMORFISMO Y ROCAS METAMORFICAS

I.

METAMORFISMO El metamorfismo es la transformación de un tipo de roca en otro. Las rocas metamórficas se forman a partir de rocas ígneas, sedimentarias o incluso de otras rocas metamórficas. Por tanto, todas las rocas metamórficas tienen una roca madre: la roca a partir de la cual se formaron. Es un proceso que provoca cambios en la mineralogía, la textura y, a menudo, la composición química de las rocas. El metamorfismo tiene lugar cuando las rocas se someten a un ambiente físico o químico significativamente diferente al de su formación inicial. Se trata de cambios temperatura y presión (esfuerzo) y la introducción de fluidos químicamente activos. En respuesta a esas nuevas condiciones, las rocas cambian gradualmente hasta un estado de equilibrio con el nuevo ambiente. La mayoría de los cambios metamórficos ocurren bajo las temperaturas y presiones elevadas que existen en la zona que pieza a unos pocos kilómetros por debajo de la su terrestre y se extiende hacia el manto superior.

II.

FORMACIÓN DE ROCAS METAMÓRFICAS

Se forman cuando una roca de cualquier tipo es sometida a altas presiones y/o temperaturas. Las rocas metamórficas son las más complejas de todas, ya que cualquier roca puede ser sometida a este proceso, por ende sus procesos de generación pueden ser muy variados. Estas pueden formarse cuando las rocas se entierran bajo la superficie, sufriendo gran presión debido al peso de las rocas sobre ellas, y temperaturas más calientes a medida que se ubican a mayor profundidad; 2

INGENIERÍA CIVIL pueden originarse cuando un magma que llega calienta la roca, o incluso debido al impacto de un meteorito. De todos modos, algo que

todas

tienen en común es que sus componentes cambian. Se generan nuevos minerales y los que existían pueden desaparecer o recristalizarse, es decir, cambiar de forma, de tamaño, de orientación o de posición, dependiendo de las condiciones a las que se someta la roca y de cómo era esta originalmente. Incluso, cuando el metamorfismo alcanza niveles muy altos, la roca puede ser fundida y dar origen a magma, volviendo a comenzar el ciclo. Las rocas pueden ser tan variadas como podamos imaginar y el ciclo que lleva a su formación ha estado repitiéndose por millones de años, del cual solo podemos observar sus productos: las rocas que existen hoy. La máquina de crear rocas que es la Tierra seguirá funcionando, y quizás los geólogos del futuro intentarán descifrar cómo se formaron aquellas que verán mañana, mientras el proceso se siga repitiendo bajo sus pies. La mayor parte del metamorfismo ocurre en uno estos tres ambientes: 

Cuando una masa magmática intruye en las rocas, tiene lugar el metamorfismo de contacto o térmico. Aquí, el cambio es impulsado por un aumento de la temperatura en el interior de la roca huésped que rodea

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una intrusión ígnea. El metamorfismo hidrotermal implica alteraciones químicas que se producen conforme el agua caliente rica en iones circula a través de las fractura de las rocas. Este tipo de metamorfismo suele estar asociado con la actividad ígnea que proporciona el calor necesario para provocar las



reacciones químicas y hacer circular estos fluidos a través de la roca. Durante la formación de montañas grandes volúmenes de rocas están sometidas a presiones dirigidas y a las elevadas temperaturas asociadas con deformaciones a gran escala, del denominado metamorfismo regional.

3

INGENIERÍA CIVIL III.

AGENTES DEL METAMORFISMO Los cambios producidos en las rocas afectadas se deben a ciertos agentes tales como: Calor, presión o esfuerzos, y los fluidos químicamente activos CALOR: Es el agente fundamental del metamorfismo, ya que favorece y aumenta las velocidades de las reacciones químicas, que resultan de la recristalización de los minerales. Al mismo tiempo, según vayan en aumento este, los minerales que se forman pueden reaccionar con otros y dar lugar a composiciones meteorológicas totalmente diferentes.

PRESION: Este agente produce cambios importantes en las rocas, comprimiendo los átomos que forman los minerales, lo que da lugar a un empaquetamiento más apretado, esto origina una recristalización de los minerales existentes y además la formación de nuevos minerales, principalmente anhidros y más densos.

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LOS

FLUIDOS

QUIMICAMENTE ACTIVOS: El agua es el fluido activo principal, ayudada por el bióxido de carbono, los ácidos bórico, clorhídrico y fluorhídrico y otras emanaciones de los plutones magmáticos que actúan como catalizadores o disolventes y facilitan las reacciones químicas. En ambientes cada vez más calientes, estos fluidos ricos en iones se vuelven proporcionalmente más reactivos. Cuando se unen dos granos minerales, la parte de sus estructuras cristalinas que se toca es la que recibe una mayor presión. ¿Cuál es el origen de estos fluidos Químicos activos? El agua es muy abundante en los espacios porosos de la mayoría de rocas sedimentarias, así como en fracturas de las rocas ígneas. Además, muchos minerales, las arcillas, las micas y los anfíboles están hidratadas: agua) y, por tanto, contienen agua en sus estructuras cristalinas. Las 5

INGENIERÍA CIVIL temperaturas elevadas asociadas con metamorfismo de grado bajo a moderado causan la deshidratación de estos minerales. Una vez expulsada, él se mueve a lo largo de las superficies de los granos individuales y está disponible para facilitar el transporte iónico.

IV.

TIPOS DE METAMORFISMO 

METAMORFISMO DE CONTACTO

También conocido como metamorfismo térmico, ocurre cuando la transformación de las rocas se debe principalmente a las altas temperaturas a las que se ven sometidas.12 Esto se da cuando un magma intruye un cuerpo rocoso, y las altas temperaturas metamorfizan las rocas encajantes, formando una aureola de contacto.12 Esta aureola se dispone alrededor del cuerpo intrusivo, siendo el metamorfismo de mayor grado cuanto más cerca nos encontramos del plutón.13 Las rocas que forman la aureola se denominan corneanas, y se caracterizan por ser de grano fino con textura idioblástica o hipidioblástica (es decir, con cristales bien formados o parcialmente formados). El tamaño de la aureola depende de unos factores que controlan la transferencia de calor desde el plutón hasta la roca encajante. Estos factores son los siguientes: 6

INGENIERÍA CIVIL  

Temperatura y tamaño de la intrusión. La conductividad térmica de la roca encajante, que va a controlar la

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tasa a la que el calor se va transferir por conducción. La temperatura inicial de la roca encajante. El calor latente de cristalización del magma. El calor de las reacciones metamórficas. La cantidad de agua y la permeabilidad de la roca encajante, ya que la presencia de agua pueden provocar que el calor se transmita por convección.



METAMORFISMO REGIONAL

Se produce por el efecto simultáneo de un aumento de la presión y de la temperatura durante largos períodos de tiempo en grandes áreas de la corteza terrestre con gran actividad tectónica, como los límites de las placas litosféricas. También influyen la presencia de fluidos en las rocas que se van a metamorfizar, y las tensiones originadas por el movimiento de las placas tectónicas. Las condiciones en las que se produce el metamorfismo regional abarcan un rango de presiones de entre 2 kbar y 10 kbar y un rango de temperaturas de entre 200 °C y 750 °C.

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INGENIERÍA CIVIL Normalmente el crecimiento de los cristales durante el metamorfismo regional está acompañado de una deformación originada por causas tectónicas. Esto provoca que muchas rocas sometidas a este tipo de metamorfismo

presenten

foliación,

es

decir,

que

sus

minerales

constituyentes se orienten según la dirección de las presiones dirigidas que sufren. Según el grado de foliación, se distinguen tres tipos de rocas: Pizarras: Se forman cuando el metamorfismo es de grado bajo. Esquistos: Se forman cuando el metamorfismo es de grado medio. Gneises: Se forman cuando el metamorfismo es de grado alto.



METAMORFISMO DINÁMICO

El

factor

dominante

en

el

metamorfismo

dinámico

(o

dinamometamorfismo) es la presión, provocada por el movimiento entre bloques o placas que genera la acción de las fallas. Las rocas que se generan en este proceso se llaman brechas de falla o cataclastitas, y se caracterizan por la presencia de cantos englobados por una matriz, generados por trituración (cataclasis). Si la cataclasis es muy intensa, la deformación es dúctil en vez de frágil, formándose una milonita, que se caracteriza por ser una roca dura cuyos granos preexistentes fueron deformados y recristalizados. 8

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La forma en que se va a ver afectada la roca va a depender de los siguientes factores:      

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Granulometría, tipo de roca y composición. Densidad, porosidad y permeabilidad. Si la roca presenta bandeados, esquistosidad... Tasa de deformación impuesta. Composición y presión de los fluidos presentes. Orientación de la red cristalina.

METAMORFISMO HIDROTERMAL

Es un proceso geológico en donde sedimentos o rocas sufren los efectos de la circulación de fluidos de agua a altas temperaturas que son químicamente activos. La alteración hidrotermal afecta la composición mineral y la velocidad de ciertas reacciones. La alteración hidrotermal ocurre a relativamente bajas temperaturas y presiones si se compara con otros tipos de metamorfismos. La espilita y la serpentinita son ejemplos de rocas que se forman producto de alteración hidrotermal. 9

INGENIERÍA CIVIL 

METAMORFISMO METASOMATICO

Es un proceso geológico que corresponde la sustracción o adición de componentes químicos a una roca mediantes fluidos acuosos con el requisito de que la roca debe mantenerse en el estado sólido. Se considera un tipo de metamorfismo. Los dos tipos principales de metasomatismo son el infiltracional y el difusional. 

METAMORFISMO DE CHOQUE

También llamado metamorfismo de impacto, ocurre por el efecto de ondas de choque producidas por impactos meteóriticos, explosiones nucleares o ensayos de laboratorio. En este tipo de metamorfismo se alcanzan presiones de hasta 1.000 kbar. Se han reconocido cinco fases correspondientes a distintas intensidades: 0, Ia, Ib, II y III. En las fases 0, Ia y Ib, el cuarzo presenta rasgos planares (PFs), PDFs, y mosaicismo, más abundantes en fases más altas. En las fases II y III se empiezan a formar polimorfos de alta presión de la sílice (coesita y stishovita). Otros minerales característicos de estas fases de metamorfismo de choque son la ringwoodita, la jadita, la majorita y la lonsdaleíta.

Red cristalina de la coesita, un mineral derivado del cuarzo, que se forma cuando las condiciones de presión son muy altas, como en los impactos meteoríticos. Los átomos rojos son oxígeno, y los grises silicio. APLICACIONES DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS (GENERALIDADES)

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INGENIERÍA CIVIL ROCA

APLICACIONES

PIZARRA

SE UTILIZAN FUNDAMENTALMENTE PARA TECHADOS, SOBRE TODO LAS QUE PRESENTAN BUENA PIZARROSIDAD Y SON BASTANTE SILÍCEAS

GNEIS

SE USAN ÚNICAMENTE COMO MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN RURAL, Y PARA POSTES Y CERCADOS

MÁRMOL

COMO SILLARES Y MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN EN GENERAL. SON MUY COTIZADOS, LOS DE GRANO FINO, COMO PIEDRA ORNAMENTAL.

CUARCITA

SON MUY BUENAS COMO ÁRIDOS Y CAPA DE DRENAJE EN CARRETERAS. BALASTO DE FERROCARRILES Y PARA LA FABRICACIÓN DE VIDRIO.

BIBLIOGRAFIA: 11

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https://es.wikipedia.org/wiki/Metamorfismo http://html.rincondelvago.com/rocas-metamorficas.html http://es.slideshare.net/tigreaxul/rocas-metamorficas-14742853 https://es.wikipedia.org/wiki/Metamorfismo#/media/File:Gneiss.jpg http://geologiablogg.blogspot.pe/p/blog-page_1987.html http://es.slideshare.net/lobi7o/trabajo-con-ever

ÍNDICE: 12

INGENIERÍA CIVIL

INTRODUCCION………………………………………………………………………….1 METAMORFISMO………………………………………………………………..............2 FORMACIÓN DE ROCAS METAMÓRFICAS………………………………………....2 AGENTES DEL METAMORFISMO……………………………………………………..4 TIPOS DE METAMORFISMO……………………………………………………………7 APLICACIONES DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS………………………………………..12 BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………………………13

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