UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINAAo de la Diversificacin Productiva y del Fortalecimiento de la Educacin

INFORME N4

RECONOCIMIENTO DE ROCAS METAMRFICAS A PARTIR DE SUS PROPIEDADES FSICAS

Integrantes: Brando Baquerizo Ballarta Yvell Correa Mogolln Diego Fuentes Videira Laura Snchez Jauregui Lucia Galvez Aranda

La Molina, 21 de mayo del 2015I. INTRODUCCIN Continuando con el estudio de la petrologa y, luego de haber visto las diferentes clases de rocas gneas y sedimentarias, nos toca por ltimo, pero no menos importante, observar las rocas metamrficas. Estas son parte del ciclo de las rocas, mediante su fundicin y solidificacin pueden lograr convertirse en gneas, o si son erosionadas y sedimentan pueden convertirse en sedimentarias. Estas rocas cumplen un papel importante en la tierra: pueden ser usadas ornamentalmente, como el mrmol, en construccin de cubiertas como la pizarra o en industrias de vidrio y cermica como la cuarcita. Las rocas metamrficas tienen tal nombre por el hecho de que son rocas que pasaron por el proceso de metamorfismo. El metamorfismo consiste en el acomodamiento mineralgico y estructural de las rocas slidas a las condiciones fsicas y qumicas reinantes a profundidades inferiores a las zonas superficiales de meteorizacin y cementacin, y que son distintas de las condiciones bajo las cuales se formaron estas rocas.Estas rocas resultan de la transformacin de una roca (protolito), como resultado de la adaptacin a unas nuevas condiciones ambientales que son diferentes de las existentes durante el periodo de formacin de la roca premetamrfica. Los factores que hacen posible el metamorfismo son la presin, la temperatura, la presencia de una fase fluida o por esfuerzos tectnicos.La clasificacin de estas rocas se basa, fundamentalmente, en la composicin mineralgica, en la textura, cuyo factor ms importante es el tamao de grano y la presencia o no de foliacin, y en el tipo de roca inicial antes de producirse el proceso metamrfico.En el presente informe hablaremos acerca de ms caractersticas interesantes de las rocas metamrficas. Veremos algunas muestras, tambin las describiremos segn su grado de metamorfismo y discutiremos nuestra experiencia con la literatura respectiva del tema. Esto nos ayudara a aprehender los diferentes conocimientos sobre estas interesantes rocas y aplicarlos despus en alguna experiencia profesional y en s, en la vida real.

II. REVISIN BIBLIOGRFICA1. Rocas metamrficas: Definicin Las rocas metamrficas resultan de la transformacin de rocas preexistentes que han sufrido ajustes estructurales y mineralgicos bajo ciertas condiciones fsicas o qumicas, o una combinacin de ambas, como son la temperatura, la presin y/o la actividad qumica de los fluidos (agentes del metamorfismo). Estos ajustes, impuestos comnmente bajo la superficie, transforman la roca original sin que pierda su estado slido generando una roca metamrfica. La roca generada depende de la composicin y textura de la roca original, de los agentes del metamorfismo, as como del tiempo en que la roca original estuvo sometida a los efectos del llamado proceso metamrfico. 2. Tipos de metamorfismo:a) Dinamometamorfismo: El factor predominante en este proceso es la presin. Este tipo de metamorfismo se produce en la zona alrededor del plano de falla, ya que en ese lugar las rocas estn sometidas a grandes presiones. Las rocas suelen aparecer trituradas por la friccin provocada por el movimiento de los bloques. b) Metamorfismo de contacto:Tambin se le conoce como metamorfismo trmico. Es cuando se producen rocas metamrficas por el calor que desprende el magma, transformando las rocas adyacentes, pero sin llegar a fundirlas.c) Metamorfismo regional: Tambin se le denomina metamorfismo termodinmico. A grandes profundidades, la temperatura y la presin son muy elevadas. Estas condiciones se dan tambin en las zonas donde se forman las montaas (zonas orognicas). La combinacin de altas presiones y elevadas temperaturas origina la formacin de nuevas rocas.3. Factores de metamorfismo: a) Presin:Lapresinaumenta con la profundidad (aproximadamente 0.3 atmsferas por kilmetro, aunque vara de unas regiones de la litosfera a otras). Existen varios tipos de presin que participan en el metamorfismo terrestre: Presin litosttica:Es la presin que ejerce una columna de roca situada sobre un punto. Depende de la densidad y del espesor de la columna de roca. Es un tipo de presin que acta por igual en todas las direcciones. Si tenemos en cuenta que el espesor de la corteza continental no es igual que el de la corteza ocenica, resulta que las presiones a las que estn sometidas las rocas tampoco son iguales. As, en la corteza continental la presin que puede llegar a soportar las rocas puede ser de hasta 20 kilobares (en la base de los orgenos), mientras que la presin en la corteza ocenica es menor. Slo en la zona de subduccin la presin es muy alta. Presin dirigida:Es la presin ejercida por una fuerza sobre una masa rocosa. Es una presin que no se ejerce por igual en todas las direcciones, lo que provoca que las rocas se plieguen o se fracturen. Presin de fluidos:Es la fuerza que ejercen los fluidos que se encuentran en los poros de las rocas sobre los cristales adyacentes. Es un tipo de presin que a poca profundidad es igual a la presin litosttica. Presin de confinamiento:Es la presin resultante de sumar la presin litosttica y la presin de los fluidos.b) Temperatura:El gradiente geotrmico terrestre aumenta aproximadamente 33C por cada kilmetro que penetramos en la litosfera. Este valor no es constante, vara entre regiones y con la profundidad. De manera general, los procesos metamrficos se producen en un intervalo de temperatura de entre 150 y 1000C.El aumento de temperatura que interviene en el metamorfismo se debe a varias causas: La proximidad de la roca a una cmara magmtica. El ascenso de un magma desde el manto. El aumento del gradiente geotrmico con la profundidad. El rozamiento producido en las zonas de falla cuando los bloques se desplazan uno sobre el otro.c) Fluidos qumicamente activos:Se admite la necesidad de la presencia de fluidos hipognicos para explicar fenmenos metamrficos. La influencia sobre los procesos metamrficos de la fase fluida es muy importante, hasta el punto de que se puede casi afirmar que el metamorfismo es posible gracias a su presencia.La fase fluida acta como catalizadora de las reacciones, incrementando notablemente la cintica de las mismas al ser un medio adecuado para el transporte de iones.La difusin de iones en medio slido, es extraordinariamente lenta y sin la intervencin de un medio fluido, las asociaciones minerales quedaran en estado metaestable por largo tiempo sin que se ocasionaran transformaciones.

4. Texturas:a) Granoblstica:Los cristales forman un mosaico de granos ms o menos equidimensionales. Los contactos entre granos tienden a formar 120 en puntos donde se juntan tres de ellos. Esto se debe a que esta disposicin morfolgica en ms estable, ya que se minimiza la superficie total de contactos entre granos y por ende la energa de superficie, por comparacin con otras disposiciones que implican contactos al azar. Esta textura es comn en rocas monominerlicas como cuarcitas y mrmoles, as como en rocas de grado metamrfico muy alto como granulitas.b) Lepidoblstica:Est definida por minerales tabulares (en general filosilicatos, normalmente micas y cloritas) orientados paralelamente segn su hbito planar. El hecho de que esta textura presente orientacin preferente de sus componentes minerales supone que las rocas con esta textura presentan fbrica planar, lo que confiere a la roca la presencia de foliacin, segn la cual tiende a exfoliarse. Esta textura es la tpica de metapelitas (pizarras, micacitas, esquistos y gneises pelticos).c) Nematoblstica:Est definida por minerales prismticos o aciculares (inosilicatos, normalmente anfboles) orientados paralelamente segn su hbito elongado en una direccin. Las rocas con esta textura presentarn plano lineal, lo que igualmente les confiere lineacin, segn la cual las rocas tienden a escindirse. Esta textura es tpica de anfibolitas y algunos gneises y mrmoles anfiblicos.d) Porfidoblstica: Est definida por la presencia de blastos de tamao de grano mayor (porfidoblastos) que el resto de los minerales que forman la matriz en la que se engloban. La matriz por su parte puede tener cualquiera de las texturas anteriores (grano-, lepido- o nematoblstica), o una combinacin de ellas. Cualquier tipo de roca metamrfica puede tener textura porfidoblstica, y los porfidoblastos pueden ser de cualquier mineral que la forme.

III. MATERIALES Y MTODOS Se utilizaron muestras de rocas metamrficas del GGEO y otras proporcionadas por el profesor. El principal mtodo fue la observacin sensorial de cada roca. Adems se experiment con cido clorhdrico para determinar la presencia de carbonato de calcio. Mediante una tabla se clasificaron las rocas segn su textura, color, composicin mineralgica y grado de metamorfismo.

IV. RESULTADOS

Tabla N1: Caractersticas fsicas de las rocas metamrficasMues-traCOLORTEXTURARx con HCLMINERALESMETAMOR-FISMONOMBRE

1Matriz gris y fenocristales blancosPorfidoblsticaNoSilicatosMedioMetandesita

2BlancoGranoblsticaSiCarbonatos (calcita)MedioMrmol

3Blanco humoGranoblsticaNoSilicatos (cuarzo) y minerales arcillososAlto o medioCuarcita

4Rosado con bandas oscurasLepido-nematoblsticaNoAnfboles, biotita, feldespatos potsicos AltoGneis rosado Charcani

5PlomoGranoblsticaNoMinerales arcillososBajo o medioHornfel

6Blanco con bandas oscurasLepidoblsticaNoSilicatos (cuarzo, biotita)AltoGneis Iscaybamaba

7Plomo con destellosLepidoblsticaNoSilicatos laminaresMedioEsquisto

8Marrn verdosoLepidoblsticaNoFilosilicatos y minerales arcillososMedio a bajoFilita

9NegroLepidoblsticaNoSilicatos (cuarzo, feldespato), minerales arcillosos (clorita) y moscovitaBajoPizarra

10Negro con bandas blancasNematoblsticaNoSilicatos (anfboles:horblenda; feldespatos)AltoAnfibolita

11BlancoGranoblstica NoCarbonatos (calcita, doloma) y silicatosAltoSkarn

Tabla N2: Protolito y tipo de metamorfismo de distintas rocas metamrficasNombreTexturaTamao de granoTipo de metamorfismoProtolito

PizarraAumento del metamorfismoFoliadaMuy finoRegionalLimonita, lutita, ceniza volcnica.

FilitaFinoRegionalLimonita, lutita, pizarra

EsquistoMedio a gruesoRegionalLimonita, carbonatos, rocasgneas mficas, lutita, filita

GneisMedio a gruesoRegional o DinmicoLimonita, areniscas, gneas flsicas.

MigmatitaMedio a gruesoRegional con magmatismogneas flsicas mezcladas consedimentarias

MrmolNo foliadaMedio a gruesoRegional o de contactoCaliza

CuarcitaMedio a gruesoRegional o de contactoArenisca de cuarzo

HornfelFinoDe contactoLimonita, gneas

SkarnGruesoDe contactoCaliza o Doloma

Taba N3: Grado de metamorfismo segn la temperaturaGrado de metamorfismo

Bajo200-450 C

Medio450-650 C

Alto650 C hasta la fusin

V. DISCUSIONES En la Tabla N1 se muestra que la nica muestra que reacciona al cido clorhdrico es el mrmol, pues esta roca proviene de la caliza, y est compuesta por carbonatos, los cuales reaccionan fcilmente con el HCl, expulsando CO2 a manera de burbujeo. Las dems muestras no tienen carbonatos o lo contienen en mnimas cantidades y mezclados con otros elementos. Encontramos que la mayora de las rocas era de textura lepidoblstica, por su alta presencia de micas y textura laminar, como el gneis, esquisto, filita y pizarra; siendo la principal diferencia entre cada una de estas el tamao del grano. Las muestras de rocas metamrficas se originaron por distintos tipos de metamorfismo, lo que usualmente les confiere cierto tipo de textura. Por ejemplo el mrmol, la caliza y el hornfel se originaron por metamorfismo de contacto o regional, y presentan textura granoblstica. En cambio, rocas con textura lepidoblstica generalmente son formadas a partir de metamorfismo regional o dinmico. En el caso de la muestra de pizarra: presenta un color negro, debido al alto contenido de materia orgnica. Adems, el color de los minerales que la componen no influye necesariamente en el color final de la roca, sino que un factor determinante son los procesos por los que haya pasado durante el metamorfismo. La composicin mineralgica de la pizarra es principalmente de clorita (aluminosilicato) y moscovita (mica). Estos minerales son producidos a partir de los minerales arcillosos del protolito (lutita), los cuales tienden a recristalizarse en un intervalo de temperatura de 150 a 200C, convirtindose en minerales ms estables a dicha temperatura. La pizarra tambin contiene pequeos cristales de cuarzo y feldespatos, pero estos no sufren alteracin a la temperatura y presin del proceso. La filita presenta un grado de metamorfismo entre la pizarra y el esquisto. Sus minerales planares son ms grandes que los de la pizarra, pero no lo bastante como para ser fcilmente identificables a simple vista. Aunque la filita es similar a la pizarra, esta puede distinguirse con facilidad por su brillo satinado y su superficie ondulada. La filita, normalmente est compuesta por cristales muy finos de moscovita, clorita o ambas. Adems, bajo el efecto del metamorfismo regional de grado bajo, ocasionado por un aumento de temperatura o una mayor actividad de los fluidos, las pizarras pasan a filitas. Respecto al esquisto, este por tener un grado de metamorfismo medio, los minerales pueden formar cristales un poco ms grandes y ser observados a simple vista. Por ejemplo en la muestra se pueden observar micas, las cuales le dan un brillo nacarado en ciertas partes. El gneis presenta bandeamientos intercalados de minerales claros (cuarzo y feldespatos) y oscuros (minerales ferromagnesiamos) debido a las migraciones inicas producidas por las altas temperaturas, y a la afinidad entre las molculas de un mismo mineral. El gneis Charcani es parte de un conjunto denominado Complejo Basal de la Costa. Est constituido por bandas claras de coloracin rosada compuestas por cuarzo y feldespatos potsicos; y por bandas oscuras de coloracin verdosa a negra debido al alto contenido de anfboles y biotita, de grano fino a muy fino. Sin embargo el gneis de Iscaybamba presenta una coloracin blanca con bandas oscuras por la abundante presencia de cuarzo y feldespatos plagioclasa (parte clara de la roca). En el complejo Iscaybamaba tambin se puede hallar anfibolitas metavolcnicas, metagrauvacas y granitos.Tanto el Complejo Iscaybamba como el Complejo basal de la Costa estn rodeados de rocas gneas, por lo que se puede deducir que el gneis Charcani y el de Iscaybmaba provienen de rocas gneas, denominndose ortogneis. Para determinar si un gneis es de origen gneo o sedimentario, el bandeamiento no determina si es un paragneis o un ortogneis, ya que ambos lo tienen. Para poder diferenciarlos se puede tomar en cuenta las rocas que predominan alrededor de estas rocas metamrficas. Otro factor para saber el origen del protolito es la cantidad de silicato de aluminio y de corindn que posea la muestra. Sin embargo Shaw (1972) estableci un factor diferenciador determinante (DF), cuya frmula es:DF: 10,44 - 0.21SiO2 - 0,32Fe2O3 (Fe total) 0.98MgO + 0.55CaO + 1,46 Na2O + 0.54K2O; cuando DF > 0 el protolito es gneo, en cambio si DF < 0 el protolito es sedimentario. La anfibolita esta principalmente compuesta por anfboles y feldespatos plagioclasa. Algunas estn casi totalmente formadas por hornblenda, aunque la muestra presentaba franjas delgadas de minerales claros (plagioclasa), por lo que se menciona que posee una textura gnisica. Las anfibolitas pueden ser productos metamrficos de rocas gneas bsicas o de rocas carbonatadas arcillosas. El origen del protolito es difcil de estimar debido a que como el metamorfismo de la anfibolita puede ser de medio a alto, la roca de origen est expuesta a elevadas presiones y temperaturas, originando una recristalizacin y por consecuencia la formacin de cristales ms grandes y visibles. Es decir, que si se tiene una anfibolita de origen basltico, los minerales de esta pueden convertirse en grandes y visibles debido a la recristalizacin sufrida; llegando a ser complicado muchas veces distinguir una anfibolita de gabro o de basalto. En el caso de la cuarcita, se observ que presenta una textura granoblstica, es decir, sus minerales se encuentran en forma de mosaico, esto se debe a que su protolito (arenisca de cuarzo) sufri una presin uniforme, provocando que los granos mantengan la orientacin aleatoria durante la compactacin. Con respecto a su color, presenta tonalidades pardas claras, infiriendo que las partes ms claras se deben al cuarzo y las pardas a los feldespatos como la ortosa; aunque tambin puede contener minerales accesorios como el granate, grafito e incluso oro. Por qu la roca blanca parecida al mrmol no reaccion con HCl? Puede ser que sea mrmol, pero un mrmol formado por un considerable porcentaje de minerales dolomticos, los cuales no reaccionan con HCl a temperatura ambiente, sino con un precalentamiento del reactivo y a la vez, una mayor concentracin del cido y a una trituracin fina de la muestra. El skarn es una roca que se forma por metasomatismo de contacto, dada entre una intrusin magmtica y su roca encajante, que puede estar formada por calizas o dolomas. Debido al metasomatismo, hay una intrusin de silicatos u otros minerales (como magnesio, manganeso, etc.) a la roca sedimentaria, que pueden modificar la composicin mineralgica (se forman nuevos minerales como el granate, wollastonita o epidota) como tambin, la composicin qumica de la roca. Si la muestra fuese un skarn, hay dos posibles razones por la que esta no pueda reaccionar con el cido clorhdrico: Si es un skarn formado por caliza, esta no reaccionara porque, durante el metasomatismo pudo haber una intrusin de Mg, Si, Al y Fe, los cuales se uniran a la calcita y formaran otros minerales, los cuales ya no reaccionara con el HCl. Tambin, puede suceder, que el calcio de la calcita se desplace a la intrusin magmtica, originando un skarn con bajo contenido de calcio, dificultando la reaccin con el HCl. Si es un skarn dolomtico, se necesitara un aumento de temperatura y concentracin del HCl para que probablemente reaccione. Nuestra muestra de metandesita, presentaba una matriz de color gris con fenocristales blancos, por lo que presenta una textura porfidoblstica. Debido, a esas caractersticas se determin que proviene de una andesita porfirtica. La metandesita se origina en zonas donde se produce metamorfismo de contacto o de carga de bajo grado. En estas zonas, parte de las rocas conservan sus caractersticas originales y son difciles de identificar. Las rocas hornfel tienen texturas granoblsticas, aunque en muchas de ellas se aprecia con claridad la esquistosidad regional, esta se produce al hornearse y endurecerse por el calor de las masas gneas intrusivas. La mayora de loshornfelsson de grano fino, y mientras que los de las rocas originales (tales como lascalizas,areniscasopizarras) pueden ser ms o menos visibles (estratos) en funcin de la existencia o no de planos de fractura, este tipo de estructura se inutiliza en lashornfels. Adems la ausencia de foliacin viene determinada por la ausencia de presiones dirigidas, porque en estemetamorfismoslo acta la temperatura. Esta temperatura produce recristalizaciones en los componentes minerales de la roca original. Independientemente de la composicin de la roca madre, estas recristalizaciones dan lugar a rocas compactas, densas, que rayan al cristal y de fractura concoidal.

VI. CONCLUSIONES Segn el tipo de metamorfismo presente en el gnesis de las rocas, es posible predecir algunas caractersticas, como por ejemplo la textura. La foliacin de las rocas se desarrolla generalmente por un esfuerzo o tensin dirigida, la cual causa un movimiento y disposicin de los minerales en la roca. La metandesita es una roca de textura porfidoblstica compuesta principalmente por silicatos, originada por un metamorfismo de grado medio. El mrmol es una roca de textura granoblstica compuesta principalmente por minerales carbonatados (calcita), originada por un metamorfismo de grado medio. La cuarcita es una roca de textura granoblstica compuesta principalmente de silicatos (cuarzo) y minerales arcillosos, originada por un metamorfismo de grado alto o medio. El gneis rosado (Charcani) una roca de textura lepido-nematoblstica compuesta principalmente por anfboles y feldespatos potsicos, originada por un metamorfismo de grado alto. El gneis rosado (Charcani) y el gneis de Iscaybamba son rocas de textura lepido-nematoblstica compuestas principalmente por feldespatos potsicos (gneis Charcani) y silicatos (cuarzo), originados por un metamorfismo de grado alto. El hornfel es una roca de textura granoblstica compuesta principalmente por minerales arcillosos, originada por un metamorfismo de grado bajo o medio. El esquisto es una roca de textura lepidoblstica compuesta principalmente por silicatos laminares, originada por un metamorfismo de grado medio. La filita es una roca de textura lepidoblstica compuesta principalmente por filosilicatos y minerales arcillosos, originada por un metamorfismo de grado medio a bajo. La pizarra es una roca de textura lepidoblstica compuesta principalmente por silicatos (cuarzo, feldespatos), minerales arcillosos (clorita) y moscovita, originada por un metamorfismo de grado bajo. Es posible confundir la pizarra con la filita: los minerales planares de la filita son ms grandes que los de la pizarra, pero no lo bastante como para ser fcilmente identificables a simple vista. Pero, la filita, a diferencia de la pizarra, presenta un brillo satinado o sedoso. Las siguientes rocas se ordenan de menor a mayor de tamao de grano: pizarra, filita, esquisto. La anfibolita es una roca de textura nematoblstica compuesta principalmente por silicatos (anfboles: hornblenda, feldespatos), originada por un metamorfismo de grado alto. El skarn es una roca de textura granoblstica compuesta principalmente por minerales calco-silicatados, originada por un metamorfismo de grado alto. De todas las rocas observadas durante la experiencia; la nica que reaccion con el cido clorhdrico (HCl) fue el mrmol. Esto debido a su composicin (minerales carbonatados: calcita). Existen diferentes tipos de gneis segn la roca que dio su origen: ortogneis (si es de origen gneo) o paragneis (si es de origen sedimentario). El skarn, a pesar de poseer componentes carbonatados (sea caliza o dolomita), no reacciona con el cido clorhdrico (HCl); debido al metasomatismo ocurrido en su formacin.

VII. BIBLIOGRAFA Servicio Geolgico Mexicano. http://portalweb.sgm.gob.mx/museo/es/rocas/rocas-metamorficas. Revisado el 17 de mayo de 2015. Universidad de Granada. http://www.ugr.es/~agcasco/msecgeol/secciones/petro/pet_met.htm#text. Revisado el17 de mayo del 2015. Instituto Nacional de Defensa Civil. http://bvpad.indeci.gob.pe/doc/estudios_CS/Region_Arequipa/arequipa/arequipa_Imisti.pdf. Revisado el 16 de mayo del 2015. Universidad Autnoma de Madrid. https://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/jaimefa/jaimecuevas/tema4(2).pdf. Revisado el17 de mayo del 2015. Rojas Caballero, D., & Pardes ngeles, J. (2013). Compendio de Geologa General. Lima: Macro EIRL. Bastida, F. (2005). Geologa: Una visin moderna de las ciencias de la Tierra. Volumen I. Espaa: Ediciones TREA. Tarbuck, E. J; Lutgens, F. K; Tasa, D. (2010). Ciencias de la Tierra. Octava edicin. Madrid: Pearson Educacin S.A. Ministerio de Energa y Minas. http://intranet2.minem.gob.pe/web/archivos/dgaam/estudios/cerroverde/Capitulo3.pdf. Revisado el 20 de mayo del 2015. Ministerio de Transportes y Comunicaciones https://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/asuntos/proyectos/pvis/tramo_2/eisa/4.2.4_Geologia.pdf. Revisado el 20 de mayo del 2015.

VIII. ANEXOSMetandesitaMrmolCuarcita

Gneis rosado Charcani

Hornfel Gneis Iscaybamba

Esquisto Filita Pizarra

Anfibolita Skarn