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5° Naturales · Ciencias de la Tierra
Minerales y rocas · Las rocas

Las rocas metamórficas y el ciclo de las rocas

Una arcilla depositada en el fondo del mar puede acabar, millones de años después, convertida en una pizarra de techo o en un gneiss bandeado en lo alto de la cordillera de los Andes, sin haberse fundido nunca. ¿Cómo cambia una roca sin dejar de ser sólida? Ese cambio es el metamorfismo, y su intensidad queda registrada en los minerales que aparecen.

Qué es el metamorfismo

En un pozo profundo, la temperatura sube unos $30\ \text{°C}$ por cada kilómetro y el peso de las rocas de arriba comprime todo con presiones enormes. Los pozos más profundos del mundo (como el de Kola, con más de 12 km) apenas rasguñan la corteza, así que casi todo lo que sabemos de estas condiciones lo inferimos de las rocas que afloran. ¿Cómo consiguen los minerales reorganizarse en esas condiciones sin llegar a fundirse?

Diagrama presión-temperatura: diagénesis por debajo de unos 200 °C, campo del metamorfismo entre 200 y 700 °C con la roca en estado sólido, y fusión (anatexia) por encima de unos 700 °C. diagénesis metamorfismo fusión roca en estado sólido anatexia ≈ 200 °C ≈ 700 °C temperatura presión
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¿Qué es el metamorfismo? Diferencialo de la diagénesis y de la fusión, indicando el intervalo de condiciones en que tiene lugar.

¿Qué es el metamorfismo? Diferencialo de la diagénesis y de la fusión, indicando el intervalo de condiciones en que tiene lugar.

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Nombrá los tres factores del metamorfismo y explicá cómo actúa cada uno sobre los minerales de la roca.

Nombrá los tres factores del metamorfismo y explicá cómo actúa cada uno sobre los minerales de la roca.

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¿Qué es la recristalización de los minerales durante el metamorfismo y en qué se diferencia de la fusión de la roca?

¿Qué es la recristalización de los minerales durante el metamorfismo y en qué se diferencia de la fusión de la roca?

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Foliación y grado metamórfico

Serie de grado metamórfico creciente a partir de una lutita: pizarra con láminas muy finas de micas microscópicas, esquisto con micas visibles orientadas y gneiss con bandas claras de cuarzo y feldespato y bandas oscuras de micas. pizarra esquisto gneiss micas microscópicas micas visibles bandas claras y oscuras pizarrosidad esquistosidad bandeado grado metamórfico creciente: los minerales crecen

La pizarra se reconoce porque se rompe en lajas planas y sus granos no se ven a simple vista. En el esquisto ya se ven las láminas brillantes de mica, que se separan en hojuelas. En el gneiss los minerales claros (cuarzo y feldespato) y los oscuros (micas, anfíboles) se separan en bandas.

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¿Qué es la foliación y qué tipo de presión (litostática o dirigida) la produce? Poné un ejemplo de roca foliada.

¿Qué es la foliación y qué tipo de presión (litostática o dirigida) la produce? Poné un ejemplo de roca foliada.

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Distinguí pizarra y esquisto por su aspecto y su grado metamórfico. ¿Qué ocurre con el tamaño de las micas al pasar de una a otra?

Distinguí pizarra y esquisto por su aspecto y su grado metamórfico. ¿Qué ocurre con el tamaño de las micas al pasar de una a otra?

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Ordená la siguiente serie según el grado metamórfico creciente sobre una lutita: gneis, filita, pizarra y esquisto. Explicá qué cambios texturales y mineralógicos…

Ordená la siguiente serie según el grado metamórfico creciente sobre una lutita: gneis, filita, pizarra y esquisto. Explicá qué cambios texturales y mineralógicos acompañan al aumento de grado.

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¿Qué roca metamórfica procede de la transformación del granito y cuál de la caliza? ¿Por qué el mármol rara vez presenta foliación aunque se forme bajo presión dirigida?

¿Qué roca metamórfica procede de la transformación del granito y cuál de la caliza? ¿Por qué el mármol rara vez presenta foliación aunque se forme bajo presión dirigida?

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Distinguí pizarrosidad y esquistosidad: en qué grado metamórfico aparece cada una, qué minerales las definen y cómo se reconocen en la muestra de mano.

Distinguí pizarrosidad y esquistosidad: en qué grado metamórfico aparece cada una, qué minerales las definen y cómo se reconocen en la muestra de mano.

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Tipos de metamorfismo

Si comparás una pizarra plegada de una zona de cordillera, una roca endurecida y compacta pegada a un cuerpo granítico y una banda de roca triturada en una falla, vas a ver minerales y texturas muy distintos. ¿Qué ambientes geológicos provocan estas transformaciones tan dispares?

Corte geológico de una intrusión de granito en profundidad rodeada por una aureola de metamorfismo de contacto formada por corneanas sin foliación, dentro de pizarras foliadas encajantes; flechas indican el calor que sale del magma. pizarras (foliadas) aureola de contacto (corneanas) calor las corneanas no están foliadas: domina el calor del magma granito (intrusión)

En la Argentina tenés buenos ejemplos de cada contexto. En los Andes, donde la placa de Nazca se hunde bajo Sudamérica, se dan condiciones de metamorfismo regional. Alrededor de los cuerpos graníticos de las Sierras de Córdoba pueden aparecer aureolas de contacto. Y las zonas de falla profundas de las sierras exhiben milonitas.

Metamorfismo de impacto

Hay un cuarto tipo, mucho más raro y local: el metamorfismo de impacto. Un meteorito que choca contra la Tierra produce presiones y temperaturas enormes en fracciones de segundo, y las rocas del lugar se transforman por el golpe, sin tiempo para que haya recristalización lenta. Se lo reconoce en el límite K/T (hace unos 66 millones de años), asociado a la extinción de los dinosaurios.

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¿Qué es el metamorfismo de contacto y dónde se produce? ¿Qué estructura forma alrededor de una intrusión ígnea?

¿Qué es el metamorfismo de contacto y dónde se produce? ¿Qué estructura forma alrededor de una intrusión ígnea?

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¿Qué son las corneanas y qué características presentan (grano fino, dureza, ausencia de foliación)? ¿A partir de qué rocas se generan?

¿Qué son las corneanas y qué características presentan (grano fino, dureza, ausencia de foliación)? ¿A partir de qué rocas se generan?

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¿Qué es una milonita y en qué tipo de zonas se forma? ¿Qué proceso de deformación la produce?

¿Qué es una milonita y en qué tipo de zonas se forma? ¿Qué proceso de deformación la produce?

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Distinguí metamorfismo regional, de contacto y dinámico, y relacioná cada uno con un contexto concreto de la tectónica de placas.

Distinguí metamorfismo regional, de contacto y dinámico, y relacioná cada uno con un contexto concreto de la tectónica de placas.

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Serpentinitas y rocas ultramáficas

Las rocas ultramáficas (como la peridotita) son rocas ígneas muy pobres en sílice y ricas en olivino y piroxenos. Se forman originalmente en el manto superior, a gran profundidad. Si el agua marina se infiltra en la corteza oceánica (por ejemplo, cerca de una dorsal) y reacciona con el olivino, la peridotita se hidrata y se transforma en serpentinita, sin fundirse. Por eso, cuando aparece una serpentinita en superficie, indica que se trata de un fragmento de manto y de corteza oceánica que fue empujado sobre un continente durante una colisión: una ofiolita, huella de un océano que se cerró.

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El metamorfismo regional acompaña a las orogenias. Explicá por qué la compresión y el enterramiento de grandes espesores de rocas elevan a la vez la presión y la…

El metamorfismo regional acompaña a las orogenias. Explicá por qué la compresión y el enterramiento de grandes espesores de rocas elevan a la vez la presión y la temperatura.

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Las serpentinitas proceden de la hidratación de rocas ultramáficas como las peridotitas. Explicá qué son las rocas ultramáficas, dónde se forman originariamente y qué…

Las serpentinitas proceden de la hidratación de rocas ultramáficas como las peridotitas. Explicá qué son las rocas ultramáficas, dónde se forman originariamente y qué contexto geológico indica su presencia en superficie.

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El ciclo de las rocas y la tectónica

El ciclo de las rocas funciona porque la tectónica de placas lo mueve. La subducción lleva rocas a profundidad (metamorfismo, fusión). Los arcos volcánicos y las dorsales generan rocas ígneas. Las orogenias levantan rocas que luego se erosionan, y las cuencas acumulan sedimentos.

Fijate que las rocas endógenas (ígneas y metamórficas) se forman en el interior de la Tierra, mientras que las exógenas (sedimentarias) se forman en la superficie. El ciclo conecta ambos mundos, y tiene muchos atajos: una roca metamórfica puede volver a metamorfizarse, una ígnea puede metamorfizarse sin haber sido sedimento, y una roca puede fundirse sin pasar por ningún otro estado intermedio.

Animación de una zona de subducción: un sedimento viaja sobre la placa que desciende, cambia de color al metamorfizarse y al fundirse en la elipse de fusión, y el magma sube desde ahí hasta el volcán del arco; después el ciclo se reinicia. sedimentos (fosa)metamorfismofusiónarco volcánico
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Un estudiante de geología afirma lo siguiente al observar el esquema del ciclo litológico: «Para que se forme una roca metamórfica (3) es imprescindible que la roca pase…

Un estudiante de geología afirma lo siguiente al observar el esquema del ciclo litológico: «Para que se forme una roca metamórfica (3) es imprescindible que la roca pase previamente por la fase de sedimentación (2) a partir de una ígnea (1); además, todo magma (4) se origina directamente por la fusión de una roca metamórfica previa (3)».

  1. a) A partir de la dinámica de placas en un orógeno de colisión, rebatí de forma razonada ambas afirmaciones diseñando «atajos» o trayectorias alternativas entre los reservorios litológicos que demuestren que el ciclo no es una secuencia cerrada ni unidireccional.
  2. b) Si la roca metamórfica 3 procede directamente de una roca ígnea 1 sin pasar por el estado sedimentario 2 (roca ortoderivada), ¿qué criterios petrológicos, geoquímicos o de fábrica permitirían distinguirla en el campo de una roca paraderivada (originada a partir de 2)?
  3. c) En el tránsito de 3 a 4 por anatexia cortical, el fundido generado no logra salir a la superficie y cristaliza en profundidad dando lugar a 1. Predecí la roca plutónica resultante si el protolito era una metapelita rica en aluminio y explicá qué textura desarrollará debido a la velocidad de enfriamiento.
1 2 3 4 a b c d
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Reto del tema. Biografía litológica de tu entorno. ¿Qué historia geológica cuentan los materiales de tu entorno cotidiano? Vas a actuar como consultor ambiental…

Reto del tema. Biografía litológica de tu entorno.

¿Qué historia geológica cuentan los materiales de tu entorno cotidiano? Vas a actuar como consultor ambiental elaborando una «biografía petrológica» de tu zona en cuatro fases:

  1. Mapeo digital y muestreo: Accedé al visor cartográfico del SEGEMAR (Servicio Geológico Minero Argentino). Localizá tu municipio e identificá dos litologías presentes en el sustrato geológico. Agregá una tercera roca de uso ornamental o constructivo fotografiada en tu calle o edificio.

  2. Clasificación petrográfica: Diseñá una tabla comparativa donde clasifiques las tres muestras (deben representar los grupos ígneo, sedimentario y metamórfico), detallando su textura observable, composición mineralógica estimada y ambiente genético de formación.

  3. Modelización del ciclo litológico: Elaborá un diagrama de flujo que relacione tus tres rocas dentro del ciclo petrogenético, justificando las transformaciones termodinámicas ($P$ y $T$) o procesos exógenos necesarios para que unas deriven en otras.

  4. Dictamen de sostenibilidad: Redactá una propuesta razonada (máximo $1,5$ páginas) en la que valores la idoneidad y el impacto ambiental del aprovechamiento de las rocas locales frente a materiales prefabricados de importación.

Se valorará:

  • Precisión en la extracción e interpretación de los datos cartográficos del visor oficial del SEGEMAR.

  • Corrección conceptual en la clasificación textural y genética de las tres litologías.

  • Coherencia científica al integrar y relacionar las rocas seleccionadas en el ciclo litológico.

  • Solidez argumentativa en la propuesta ambiental y de sostenibilidad territorial.

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Volvé al principio: la arcilla pasó, con más presión y temperatura, a pizarra (grado bajo) o a gneiss (grado alto) recristalizando en estado sólido; nunca llegó a fundirse.

Resumen

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