Corneana

Corneana o Hornfels es el nombre del grupo para un conjunto de rocas metamórficas de contacto que han sido horneadas y endurecidas por el calor de masas ígneas intrusivas y se han vuelto masivas, duras, astilladas y, en algunos casos, extremadamente resistentes y duraderas. Estas propiedades se deben a cristales no alineados de grano fino con hábitos laminares o prismáticos, característicos del metamorfismo a alta temperatura pero sin deformación acompañante. El término se deriva de la palabra alemana Hornfels, que significa "piedra de cuerno", debido a su excepcional dureza y textura que recuerdan a los cuernos de animales. Los mineros del norte de Inglaterra se referían a estas rocas como piedras de afilar.

La mayoría de los hornfels son de grano fino y, si bien las rocas originales (como la arenisca, el esquisto, la pizarra y la caliza) pueden haber sido más o menos fisionables debido a la presencia de estratificación o planos de clivaje, esta estructura se borra o se vuelve inoperante en los hornfels.. Aunque muchos hornfels muestran vestigios de la ropa de cama original, la atraviesan tan fácilmente como a lo largo de ella; de hecho, tienden a separarse en fragmentos cúbicos en lugar de en placas delgadas. Los minerales laminares pueden ser abundantes pero están alineados al azar.

Hornfels se forma más comúnmente en la aureola de intrusiones graníticas en la corteza superior o media. Los Hornfels formados a partir del metamorfismo de contacto por la actividad volcánica muy cerca de la superficie pueden producir minerales inusuales y distintivos. A veces se producen cambios de composición provocados por los fluidos que desprende el cuerpo magmático (metasomatismo). La facies hornfels es la facies metamórfica que ocupa la porción de presión más baja del espacio metamórfico de presión y temperatura.

Los hornfels más comunes (los hornfels de biotita) son de color marrón oscuro a negro con un brillo algo aterciopelado debido a la abundancia de pequeños cristales de mica negra brillante. Los cuernos de lima suelen ser de color blanco, amarillo, verde pálido, marrón y de otros colores. El verde y el verde oscuro son los tintes predominantes de los hornfels producidos por la alteración de las rocas ígneas. Aunque en su mayor parte los granos constituyentes son demasiado pequeños para ser determinados a simple vista, a menudo hay cristales más grandes (porfiroblastos) de cordierita, granate o andalucita dispersos a través de la matriz fina, y estos pueden volverse muy prominentes en las caras erosionadas de la roca.

Estructura

La estructura de los hornfels es muy característica. Muy rara vez alguno de los minerales muestra forma cristalina, pero los pequeños granos encajan muy juntos como los fragmentos de un mosaico; por lo general son de dimensiones casi iguales. Esto se ha llamado pflaster o estructura de pavimento por la semejanza con el trabajo de pavimento en bruto. Cada mineral también puede contener partículas de los demás; en el cuarzo, por ejemplo, pueden aparecer en gran número pequeños cristales de grafito, biotita, óxidos de hierro, silimanita o feldespato. A menudo, la totalidad de los granos se vuelven semiopacos de esta manera. Los cristales más diminutos pueden mostrar rastros de contornos cristalinos; sin duda son de nueva formación y se han originado in situ. Esto nos lleva a creer que toda la roca ha sido recristalizada a alta temperatura y en estado sólido, de modo que las moléculas minerales tenían poca libertad para formar cristales bien individualizados. La regeneración de la roca ha sido suficiente para borrar la mayoría de las estructuras originales y reemplazar los minerales anteriores más o menos completamente por otros nuevos. Pero la cristalización se ha visto obstaculizada por la condición sólida de la masa y los nuevos minerales no tienen forma y no han podido rechazar las impurezas, sino que han crecido alrededor de ellas.

Composiciones de hornfels

Pelítico

Las arcillas, las pizarras sedimentarias y los esquistos producen hornfels de biotita en los que el mineral más conspicuo es la mica de biotita, cuyas pequeñas escamas son transparentes al microscopio y tienen un color marrón rojizo oscuro y un fuerte dicroísmo. También hay cuarzo y, a menudo, una cantidad considerable de feldespato, mientras que el grafito, la turmalina y los óxidos de hierro se encuentran con frecuencia en menor cantidad. En estos hornfels de biotita, los minerales, que consisten en silicatos de aluminio, se encuentran comúnmente; suelen ser andalucita y silimanita, pero también aparece cianita en hornfels, especialmente en las que tienen carácter esquistoso. La andalucita puede ser rosa y luego a menudo pleocroica en secciones delgadas, o puede ser blanca con los recintos oscuros en forma de cruz de la matriz que son característicos de la quiastolita.

En las rocas de este grupo también se encuentra cordierita, no raramente, y puede tener los contornos de prismas hexagonales imperfectos que se dividen en seis sectores cuando se ven con luz polarizada. En hornfels de biotita, una tenue franja puede indicar el lecho original de la roca inalterada y corresponde a pequeños cambios en la naturaleza del sedimento depositado. Más comúnmente hay una mancha clara, visible en las superficies de las muestras de mano. Las manchas son redondas o elípticas, y pueden ser más claras o más oscuras que el resto de la roca. En algunos casos son ricos en grafito o materia carbonosa;en otros están llenos de mica parda; algunas manchas consisten en granos de cuarzo bastante más gruesos que los que se encuentran en la matriz. Es bastante notable la frecuencia con que reaparece este rasgo en las pizarras y hornfels menos alterados, sobre todo porque parece cierto que las manchas no son siempre de la misma naturaleza u origen. Los cuernos de turmalina se encuentran a veces cerca de los márgenes de los granitos de turmalina; son de color negro con pequeñas agujas de chorl que bajo el microscopio son de color marrón oscuro y ricamente pleocroicas. Como la turmalina contiene boro, debe haber alguna penetración de vapores del granito en los sedimentos. Las rocas de este grupo se ven a menudo en los distritos mineros de estaño de Cornualles, especialmente cerca de las vetas.

Carbonato

Un segundo gran grupo de hornfels son los hornfels calcosilicatos que surgen de la alteración térmica de calizas impuras. Los lechos más puros recristalizan como mármoles, pero donde ha habido originalmente una mezcla de arena o arcilla se forman silicatos calcáreos, como diópsido, epidota, granate, esfena, vesuvianita y escapolita; con estas flogopitas, a menudo se producen varios feldespatos, piritas, cuarzo y actinolita. Estas rocas son de grano fino y, aunque a menudo tienen bandas, son duras y mucho más duras que las calizas originales. Son excesivamente variables en su composición mineralógica, y muy a menudo se alternan en finas vetas con hornfels de biotita y cuarcitas endurecidas. Cuando se perfunden con vapores bóricos y fluóricos del granito, pueden contener mucha axinita, fluorita y datolita, pero los silicatos altiminosos están ausentes en estas rocas.

Máfico

A partir de diabasas, basaltos, andesitas y otras rocas ígneas se produce un tercer tipo de hornfels. Se componen esencialmente de feldespato con hornblenda (generalmente de color marrón) y piroxeno pálido. La esfena, la biotita y los óxidos de hierro son otros constituyentes comunes, pero estas rocas muestran una gran variedad de composición y estructura. Cuando la masa original se descompuso y contenía calcita, zeolitas, clorita y otros minerales secundarios, ya sea en vetas o en cavidades, generalmente hay áreas redondeadas o vetas irregulares que contienen una serie de nuevos minerales, que pueden parecerse a los de los hornfelses de silicato de calcio anteriores. descrito. Las estructuras porfídicas, fluidales, vesiculares o fragmentarias originales de la roca ígnea son claramente visibles en las etapas menos avanzadas de hornfelsing, pero se vuelven menos evidentes a medida que avanza la alteración.

En algunos distritos se encuentran rocas hornfelsadas que han adquirido una estructura esquistosa a través del cizallamiento, y estas forman transiciones a esquistos y gneises que contienen los mismos minerales que los hornfels, pero tienen una estructura esquistosa en lugar de hornfels. Entre estos se pueden mencionar los gneises de cordierita y sillimanita, los micaesquistos de andalucita y cianita, y aquellas rocas esquistosas de calcita-silicato que se conocen como cipolinas. Generalmente se admite que estos son sedimentos que han sufrido alteración térmica, pero las condiciones exactas bajo las cuales se formaron no siempre están claras. Las características esenciales del hornfelsing se atribuyen a la acción del calor, la presión y los vapores permeantes, regenerando una masa rocosa sin producir fusión (al menos a gran escala). Se ha argumentado, sin embargo, que a menudo hay un cambio químico extenso debido a la introducción de materia del granito en las rocas que lo rodean. La formación de nuevo feldespato en los hornfelses se señala como evidencia de esto. Si bien esta felspatización puede haber ocurrido en algunas localidades, parece notoriamente ausente en otras. La mayoría de las autoridades en la actualidad consideran que los cambios son puramente de naturaleza física y no química.

Facies metamórfica de Hornfels

eclogitaesquisto azulesquisto verdePrehnita- PumpellyitaZeolitaGranulitaanfibolitaHornfelssanidinitaP(kbar)temperatura (°C)0100200300400500600700800900100002468101214dieciséis1820

Facies metamórficas en el espacio presión-temperatura. Las diversas facies hornfels ocupan la región de baja presión del espacio.

La facies hornfels ocupa la porción del espacio metamórfico de presión-temperatura de menor presión y baja a alta temperatura. Se subdivide en un régimen de baja temperatura de albita-epidota hornfels, un régimen de temperatura media de hornblenda hornfels, un régimen de alta temperatura de piroxeno hornfels y un régimen de sanidinita de temperatura ultra alta. Este último a veces se considera como una facies separada. Las presiones máximas rondan los 2 kbar y las temperaturas rondan los 300-500 C para la facies hornfels de albita-epidota, 500-650 C para la facies hornblenda hornblenda, 650-800 C para la facies hornfels piroxeno y superiores a 800 C para la facies sanidinita..

Los minerales reales presentes en cada facies dependen de la composición del protolito. Para un protolito máfico, la facies hornfels de albita-epidota se caracteriza por albita y epidota o zoisita con actinolita y clorita menores. Esto da paso a hornblenda, plagioclasa, piroxeno y granate en la facies de hornblenda hornfels, que a su vez da paso a ortopiroxeno, augita, plagioclasa y rastros de granate característicos en la facies de piroxeno hornfels y facies de sanidinita, siendo los dos últimos indistinguibles por esta composición del protolito.

Para un protolito ultramáfico, la facies de albita-epidota se caracteriza por serpentina, talco, tremolita y clorita, dando paso a forsterita, ortopiroxeno, hornblenda, clorita y espinela de aluminio menor característica y magnetita en la facies de hornblenda, que a su vez da paso a forsterita, ortopiroxeno, augita, plagioclasa y espinela de aluminio en la facies de hornfels de piroxeno. La facies de sanidinita para esta composición difiere de la facies de hornfels de piroxeno solo en la desaparición de la espinela de aluminio.

Para un protolito pelítico, la secuencia es cuarzo, plagioclasa, moscovita, clorita y cordierita en facies de albita-epidota; cuarzo, plagioclasa, moscovita, biotita, cordierita y andalucita en la facies de hornblenda hornfels; y cuarzo, plagioclasa, ortoclasa, andalucita, sillimanita, cordierita y ortopiroxeno en la facies de hornfels de piroxeno. La facies de sanidinita presenta cuarzo, plagioclasa, sillimanita, cordierita, ortopiroxeno, zafirina y espinela de aluminio.

Para un protolito calcáreo, la secuencia es calcita, dolomita, cuarzo, tremolita, talco y forsterita para la facies hornfels de albita-epidota; calcita, dolomita, cuarzo, tremolita, diópsido y forsterita para la facies hornblenda hornfels; calcita, cuarzo, dipósido, forsterita y wollastonita para la facies de hornfels de piroxeno; y calcita, cuarzo, diópsido, forsterita, wollastonita, monticellita y akermanita para la facies de sanidinita.

Propiedades acústicas

Los Hornfels tienen la capacidad de resonar cuando son golpeados. Michael Tellinger había descrito estas piedras en Sudáfrica, también conocidas como "piedras anulares" debido a su capacidad para sonar como una campana. Las Piedras Musicales de Skiddaw son un ejemplo de un litófono hecho de hornfels.