Petrologia metamòrfica

OBJECTIUS

1. Dibuixar i descriure les característiques texturals de les làmines petrogràfiques proporcionades.

2. Interpretar els processos geològics associats a la formació de les roques metamòrfiques.

MATERIAL

– Llapis 2HB i goma

– Llapis de colors

– Retolador de punta fina negra

FONAMENTS

Les roques metamòrfiques s’han format a partir d’altres roques que han estat sotmeses a condicions d’altes pressions i d’altes temperatures. Els minerals de la roca original pateixen tota una sèrie de canvis químics i cristal·lins com a conseqüència de les noves condicions de temperatura i pressió i dels fluids que hi circulen. Durant el metamorfisme alguns minerals inestables desapareixen o canvien la seva estructura cristal·lina, i es formen uns altres minerals (blasts) que es troben en equilibri químic d’acord amb les noves condicions. Es parla de reaccions metamòrfiques, reaccions químiques en les que té lloc una reorganització dels àtoms per formar nous minerals, canviar la composició química i/o modificar la proporció modal dels reactius, fet que pot comportar la seva destrucció o consumició total. Els reactius i els productes d’aquestes reaccions poden ser en fase sòlida (minerals) o en fase fluida (H₂O, CO₂, fosos).

Les principals reaccions metamòrfiques són:

A. Entre sòlids sense fase fluïda:

• Transformacions polimòrfiques (canvia l’estructura cristal·lina però no la composició mineral):
  • Cianita – Sil·limanita – Andalusita (Al₂Si0₅)
  • Calcita – Aragonita (CaCO₃)
  • Grafit – Diamant (C)
  • Quars – Cristobalita – Tridimita (SiO₂)
  • Ortosa – Microclina – Sanidina (KAlSi₃O₈)
• Transferència neta de massa (els àtoms es reorganitzen en diferents minerals):
  • Albita (NaAlSi₃O₈) = Jadeita (NaAlSi₂O₆) + Quars (SiO₂)
• Bescanvi catiònic (transferència de cations com el Ferro i el Magnesi per formar diferents silicats):
  • Clinopiroxè – Granat – Biotita
• Dissociació mineral:
  • FA (alta T) = Kf + Ab

B. Entre sòlids amb fase fluïda:

• Hidratació / Deshidratació (pèrdua o guany d’ions hidroxil (OH^–)):
  • Moscovita (KAl₃Si₃O₁₀(OH)₂) = Ortosa (KAlSi₃O₈) + Corindó (Al₂O₃) + Aigua (H₂O)
• Carbonatació / Descarbonatació (pèrdua o guany d’ions carbonat (CO₃⁼)):
  • Calcita (CaCO₃) + Quars (SiO₂) = Wollastonita (CaSiO₃) + Diòxid de carboni (CO₂)
• De fusió:
  • Ab + Kf + Sil + Qtz + H₂O = L
• Oxidació – reducció:
  • 6 Fe₂O₃ = 4 Fe₃O₄ + O₂

Aquestes reaccions metamòrfiques es produeixen en condicions molt determinades, estudiades a partir de diferents diagrames de fases. Les associacions dels diferents minerals que es formen en les diferents condicions de pressió i temperatura determinen les anomenades fàcies metamòrfiques, que permeten classificar les diferents roques metamòrfiques:

La textura de la roca canvia com a conseqüència de l’augment de la temperatura (normalment es produeix un augment de la mida dels cristalls de certs minerals) i de l’augment de la pressió (normalment es produeix una reorientació dels cristalls segons les direccions dels esforços principals). Aquests canvis texturals permeten classificar les roques metamòrfiques de manera simple per al seu reconeixement ràpid al camp, però no aporten massa informació genètica:

A. Roques foliades:

• Pissarra (afanítica, fosca i mat)
• Fil·lita (fanerítica de gran molt fi, d’aspecte lluent per la presència de miques)
• Esquist (fanerítica de gra groller)
• Gneis (bandejada, amb franges fosques de miques que s’adapten a franges clares de quars i feldspat)
• Migmatita (bandejada, amb franges clares de fusió que s’intercalen entre blocs foscos)

B. Roques no foliades:

• Corniana (massissa, fosca, amb blasts)
• Quarsita (granoblàstica i equigranular de quars)
• Marbre (granoblàstica i equigranular de calcita o dolomita amb o sense impureses)

PROTOCOL

Per a cada làmina petrogràfica:

1. Dibuixa separadament els elements representatius de la textura (cal escollir detalls de la làmina i reproduir-los en dibuixos a major escala). Indica’n l’escala.

2. Descriu les característiques texturals de la roca incidint especialment en aquells aspectes dibuixats.

3. Interpreta la roca de manera argumentada.

Per a cada mostra de mà de roca metamòrfica proporcionada pel professor:

4. Dibuixa una part de la roca que sigui representativa de la seva textura. Indica’n l’escala.

5. Descriu les característiques texturals de la roca incidint especialment en aquells aspectes dibuixats.

6. Interpreta la roca de manera argumentada.

Làmina 1 (longitud 7 mm):

Ca (calcita)

Làmina 2 (longitud 7 mm):

Mo (moscovita), Qtz (quars), Ep (epidota)

Làmina 3 (longitud 7 mm):

Mo (moscovita), Qtz (quars)

Làmina 4 (longitud 2 mm):

Làmina 5 (longitud 7 mm):

Qtz (quars)

Làmina 6 (longitud 2 mm):

Mo (Moscovita), Gr (granat), Qtz (quars)