Conjunto de ensamblajes minerales en rocas metamórficas formadas bajo presiones y temperaturas similares
Eclogite
Blueschist
Greenschist
Prehnite-Pumpellyite
Zeolite
Granulite
Amphibolite
Hornfels
Sanidinite
P (kbar)
T (°C)
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Gráfico 1. Diagrama que muestra las facultades metamorfóricas en el espacio de la temperatura de presión. El dominio del El gráfico corresponde a circunstancias dentro de la corteza y manto superior de la Tierra.
Una facies metamórfica es un conjunto de asociaciones minerales en rocas metamórficas formadas bajo presiones y temperaturas similares. Esta asociación es típica de lo que se forma en condiciones correspondientes a un área en el gráfico bidimensional de temperatura vs. presión (véase el diagrama en la Figura 1). Por lo tanto, las rocas que contienen ciertos minerales pueden vincularse a ciertos entornos tectónicos, momentos y lugares en la historia geológica del área. Los límites entre las facies (y las áreas correspondientes en el gráfico de temperatura vs. presión) son amplios debido a su naturaleza gradual y aproximada. El área del gráfico correspondiente a la formación de rocas con los valores más bajos de temperatura y presión es el rango de formación de las rocas sedimentarias, a diferencia de las rocas metamórficas, en un proceso denominado diagénesis.
Definición histórica
El término «facies» fue utilizado por primera vez para entornos sedimentarios específicos en rocas sedimentarias por el geólogo suizo Amanz Gressly en 1838. De forma análoga a estas facies sedimentarias, el petrólogo finlandés Pentti Eskola propuso varias facies metamórficas en 1920. La clasificación de Eskola fue perfeccionada por el geólogo neozelandés Francis John Turner a lo largo de su carrera. Una obra clásica de Turner fue el libro que publicó en 1948 titulado «Evolución mineralógica y estructural de las rocas metamórficas». Turner continuó trabajando en este campo, perfeccionando las clasificaciones de facies metamórficas hasta el final de su carrera a principios de la década de 1970.Diagramas triangulares que muestran el contenido de aluminio (A), calcio (C) y hierro (F) de las fases principales (puntos oscuros) en rocas metamórficas en diversas facultades. Las líneas grises gruesas son equilibrios de fase estables.Diagramas triangulares que muestran el contenido de aluminio (A), hierro (F) y magnesio (M) de las fases principales (puntos oscuros y, cuando la composición puede variar, rayas). Las líneas grises gruesas representan el equilibrio entre fases.
Principios subyacentes
Las diferentes facies metamórficas se definen por la composición mineralógica de una roca. Cuando la temperatura o la presión en un cuerpo rocoso cambian, la roca puede cambiar a una facies diferente y algunos minerales se vuelven estables, mientras que otros se vuelven inestables o metaestables. La reacción de los minerales depende de la cinética de la reacción, la energía de activación de la reacción y la cantidad de fluido presente en la roca.Los minerales de una roca metamórfica y sus relaciones de edad pueden estudiarse mediante microscopía óptica o electrónica de barrido en secciones delgadas de la roca. Además de la facies metamórfica de una roca, un terreno completo puede describirse con las abreviaturas LT, MT, HT, LP, MP, HP (de baja, media o alta; presión o temperatura). Desde la década de 1980, el término UHP (ultra alta presión) se ha utilizado para rocas que experimentaron presiones extremas.Los minerales que crecen en una roca también dependen de la composición original del protolito (la roca original antes de la metamorfosis). Las rocas carbonatadas tienen una composición diferente a la de la lava basáltica, y los minerales que pueden crecer en ellas también son diferentes. Por lo tanto, una metapsammita y una metapelita tendrán composiciones mineralógicas diferentes aunque se encuentren en la misma facies metamórfica.
Índice de minerales
Cada facies metamórfica posee minerales índice que la permiten reconocerla. Esto no significa que estos minerales sean necesariamente visibles a simple vista, ni siquiera que existan en la roca; si la roca no tiene la composición química adecuada, no cristalizarán.Los minerales índice más típicos son los polimorfos de aluminosilicato (Al2SiO5, todos ellos nesosilicatos). La andalucita es estable a baja presión, la cianita es estable a alta presión pero a temperaturas relativamente bajas, y la silimanita es estable a alta temperatura.
Assemblages minerales
Zeolite facies
La facies zeolítica es la facies metamórfica con el grado metamórfico más bajo. A menor temperatura y presión, los procesos en la roca se denominan diagénesis. Esta facies recibe su nombre de las zeolitas, tectosilicatos fuertemente hidratados. Puede presentar las siguientes asociaciones minerales:En rocas metaígneas y grauvacas:
heulandita + analcita + cuarzo ± minerales de arcilla
laumontita + albite + cuarzo ± clorito
En metapelitas:
muscovite + clorito + albite + cuarzo
Facies prehnite-pumpellyite
La facies de prehnita-pumpellyita presenta una presión y temperatura ligeramente superiores a las de la facies de zeolita. Recibe su nombre de los minerales prehnita (un filosilicato de Ca-Al) y pumpellyita (un sorosilicato). La prehnita-pumpellyita se caracteriza por las asociaciones minerales:En rocas metaígneas y grauvacas:
La facies de esquisto verde se presenta a baja presión y temperatura. Recibe su nombre por la textura esquistosa típica de las rocas y el color verde de los minerales clorita, epidota y actinolita. Los conjuntos minerales característicos son:En metabases:
La facies de anfibolita es una facies de presión media y temperatura media a alta. Recibe su nombre de los anfíboles que se forman en tales circunstancias. Presenta las siguientes asociaciones minerales:En metabases:
dolomita + calcita + tremolita ± talc (presión más baja y temperatura)
dolomita + calcita + diopside ± forsterita (más alta presión y temperatura)
Granulite facies
La facies granulita presenta el mayor grado de metamorfismo a presión media. La profundidad a la que se presenta no es constante. Un mineral característico de esta facies y de la facies piroxeno-hornblenda es el ortopiroxeno. La facies granulita se caracteriza por las siguientes asociaciones minerales:En metabases:
sapphirine + orthopyroxene + K-feldspar + cuarzo ± osumilita (a muy alta temperatura)
Facies de ultratemperatura
Blueschist facies
La facies de esquisto azul se presenta a temperaturas relativamente bajas pero a alta presión, como ocurre en rocas en una zona de subducción. Esta facies recibe su nombre de la naturaleza esquistosa de las rocas y de los minerales azules glaucofano y lawsonita. La facies de esquisto azul forma las siguientes asociaciones minerales:En metabases:
La facies de eclogita es la que se encuentra a mayor presión y temperatura. Recibe su nombre de la roca metabásica eclogita. La facies de eclogita presenta las siguientes asociaciones minerales:En metabases:
La facies de albita-epidota-hornfels es una facies a baja presión y temperaturas relativamente bajas. Recibe su nombre de dos minerales, albita y epidota, aunque también son estables en otras facies. Hornfels es una roca formada por metamorfismo de contacto, un proceso que se caracteriza por altas temperaturas pero bajas presiones y profundidades. Esta facies se caracteriza por los siguientes minerales:En metabases:
albite + epidote + actinolita + clorito + cuarzo
En metapelitas:
muscovite + biotita + clorito + cuarzo
En el ensamblaje calcáreo:
Calcita + talco + cuarzo
Hornblende-hornfels facies
La facies hornblenda-hornfels presenta las mismas bajas presiones, pero temperaturas ligeramente superiores, que la facies albita-epidota. Si bien recibe su nombre del mineral hornblenda, su apariencia no se limita a esta facies. La facies hornblenda-hornfels presenta las siguientes asociaciones minerales:En metabases:
La facies de piroxeno-hornfels es la facies metamórfica de contacto con las temperaturas más altas y, al igual que la facies de granulita, se caracteriza por el mineral ortopiroxeno. Se caracteriza por las siguientes asociaciones minerales:En metabases:
ortopyroxene + clinopyroxene + plagioclase ± olivina o cuarzo
La facies de sanidinita es una facies poco común de temperaturas extremadamente altas y baja presión. Solo se alcanza en ciertas circunstancias de metamorfismo de contacto. Debido a la alta temperatura, la roca experimenta fusión parcial y se forma vidrio. Esta facies recibe su nombre del mineral sanidina. Se caracteriza por las siguientes asociaciones minerales:En metapelitas:
corderita + mullita + sanidina + tridimita (a menudo alterada a cuarzo) + vidrio
En carbonatos:
wollastonita + anorthita + diopside
monticellite + melite ± calcite, diopside (también laberinto, espurrita, merwinita, larnita y otros raros Ca- o Ca-Mg-silicates).
Tectonic setting
Las ecologitas y los esquistos azules se asocian con zonas de subducción. Las granulitas se asocian con arcos volcánicos.
Véase también
Serie metamorfica
Metamorfismo
Cuadrícula Petrogenética
Referencias
^ a b c d eEsenciales de Geología, 3a edición, Stephen Marshak
^Turner, Francis John (1948). Evolución minera y estructural de las rocas metamorfóricas. págs. 1 a 332.
Eskola, Pentti Eelis, 1920: "Las facies minerales de las rocas"
Phillpots, Anthony R., 1990: Principios de Igneous y Metamorfic Petrology
Duff, P. McL. D., 1996; Principios de Holmes sobre Geología Física
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