Apunts de petrologia meta, Apuntes de Geología. Universitat de Barcelona (UB)
ferbcn02
ferbcn02

Apunts de petrologia meta, Apuntes de Geología. Universitat de Barcelona (UB)

35 páginas
1Número de descargas
8Número de visitas
Descripción
Asignatura: Petrologia Metamorfica, Profesor: montserrat liesa, Carrera: Geologia, Universidad: UB
20 Puntos
Puntos necesarios para descargar
este documento
Descarga el documento
Vista previa3 páginas / 35
Esta solo es una vista previa
3 páginas mostradas de 35 páginas totales
Descarga el documento
Esta solo es una vista previa
3 páginas mostradas de 35 páginas totales
Descarga el documento
Esta solo es una vista previa
3 páginas mostradas de 35 páginas totales
Descarga el documento
Esta solo es una vista previa
3 páginas mostradas de 35 páginas totales
Descarga el documento

APUNTS DE PETROLOGIA METAMÒRFICA Metamorfisme “Canvi de forma dominantment produït en l’estat sòlid” ·Procés que implica canvis en el contingut mineral i/o en la composició i/o microestructura. ·Adaptació a unes noves condicions físiques que difereixen de les condicions a les que la roca es va formar. I també son condicions que son diferents a les que es troben en la superfície de la terra. Els processos poden incloure fusió parcial i també poden incloure canvis químics en la composició de la roca. Causes del canvi: Pressió litostàtica i/o temperatura. Pressió d’esforços tectònics. Infiltració d’una fase fluida  Augment de la pressió de fluids. Efectes en la roca: Mineralogia Microestructura Composició química. *No es considera la diagènesi ni la alteració en la superfície de la terra. *Essencialment a l’estat sòlid. Abundància de les roques a l’escorça -Ígnies 65% -Sedimentàries 8% -Metamòrfiques 27% On es troben: -Major part a l’escorça terrestre Als continents ocupen un 60% del volum A la E. Oceànica es formen per alteració hidrotermal de Basalts -Mantell superior Peridotites amb textures metamòrfiques “ eclogites”.

Context Geodinàmic -El basalt al subduir es transforma en eclogites. -Metamorfisme de fons oceànic. -Metamorfisme dinàmic “Al voltant de fractures i de superficies locals”. -Metamorfisme regional “Zones enormes” -Metamorfisme de contacte “Zones mes locals”. -Zones de col·lisió. El metamorfisme i el cicle de les roques -Per que cal estudiar-les? “ Els minerals i les microestructures enregistren informació sobre...” Evolució de la terra. D’on provenen els magmes. Com es formen els orògens. Variables del Metamorfisme Temperatura Pressió (Litostàtica, d’esforços tectònics, de fluids) Fluids Variables internes “composició de la roca”

Temperatura ·La terra desprèn calor des de la seva formació. ·El calor es transmet perpendicularment a la superfície. ·El flux de calor a la base de la litosfera es constant. ·El flux de calor de la superfície terrestre no es constant. Per calcular la temperatura o el flux de calor.

1- Calor que arriba a la base de la litosfera. 2- Calor que es transmet per conducció a la litosfera (Llei de Fourier).

Geoterma: Variació de la temperatura en funció de la profunditat. -Cada geoterma esta definida per un gradient. -La calor que entra al volum crustal “d’escorça” es superior a la que surt. Les roques s’escalfen. Metamorfisme prògrad. -La calor que entra al volum crustal es inferior a la q surt. Les roques es refreden. Metamorfisme retrògrad. *El gradient geotèrmic: es el pendent de la geoterma a una profunditat donada. *El calor generat a la litosfera es deu a la desintegració radiactiva. INTRUSIÓ D’UNA ROCA ÍGNEA -Heterogeneització de les isotermes per culpa de la intrusió

Acció d’un encavalcament

Zones de Subducció Pla de BenioffOn es localitzen els terratrèmols. Uneix els punts mes freds “fràgils”. Zona on provablement es formarà una conca de rere-arc.

Efectes del canvi de temperatura • Facilita reaccions amb minerals: Canvis en la mineralogia. • Deshidrata la roca • Promou la cristal·lització i l’increment de mida dels cristalls: Canvi de

microestructura. *Les roques metamòrfiques son metastables. PRESSIÓ LITOSTÀTICA “no deforma les roques” ·Promou la formació de minerals amb xarxes cristal·lines denses ·La roca no es deshidrata. ·l’efecte de la pressió es la formació de minerals mes densos a majors pressions “minerals d’empaquetaments tipus dodecaedre” PRESSIÓ D’ESFORÇOS TECTÒNICS “no hidrostàtica” -Deforma les roques A temperatura baixa Deformació fràgil A temperatura alta  Deformació dúctil

PRESSIÓ DE FLUIDS

·Format per aigua i diòxid de carboni (majoritàriament) ·Els fluids reforçen i catalitzen el metamorfisme Augmenten la quantitat de reaccions químiques. Canvia la composició del sistema. ·Recurs fluid Aigua atrapada als porus. Fluids magmàtics volàtils infiltrats en roques metamòrfiques Deshidratació de minerals aqüífers. Augment de la temperatura Fase fluida s’allibera La roca es deshidrata Augment de la pressió La fase fluida resta atrapada en la xarxa dels minerals La roca no es deshidrata. TIPUS DE METAMORFISMES EN FUNCIÓ DEL CONTEXT *Metamorfismes de pressió alta vs baixa *Metamorfismes de alt grau vs baix

TERMINOLOGIA I CLASSIFICACIÓ DE LES ROQUES METAMÒRFIQUES BASADES EN: • Característiques estructurals (vistes en mostra de ma) • Tipus de protòlit • Mineralogia • Sistema químic • Noms específics (comunament emprats i històricament atorgats)

Classificació de les característiques estructural ·Orientació de la fabrica • Esquist (Roques amb una ben definida i homogènia esquistositat) • Gneis (Roques amb esquistositat heterogènia) • Granofels (Roques sense esquistositat i amb noms específics).

*La estructura aporta la informació necessària per saber el tipus de metamorfisme. • Fabrica orientada (Metamorfisme regional, Esquistos, Gneisos) • Fabrica no orientada (Regional o de contacte; Granofels “Corneanes”)

Classificació segons la mida de gra absoluta • Gra fi • Gra groller

Classificació en funció del protòlit • Les roques s’anomenen amb el prefix meta • A) Per designar els principals grups composicionals. • B) Quan la roca metamòrfica preserva trets relictes.

1. La nomenclatura meta- és útil: (En roques de grau baix i en roques

poc deformades) “metapelita, metabasita, metagres...” Classificació en funció de la mineralogia • Percentatge modal (si te mes d’un 75% d’un mineral s’afegeix el sufix -ita)

“Quarsita...” • Minerals mes comuns • Associacions minerals (Composició de la roca, condicions de P i T).

MICROESTRUCTURES DE LES ROQUES METAMÒRFIQUES Aspectes descriptius • Tipomorfa o metamòrfica “Mes habitual” • Relicta (S’aprecien estructures de la roca anterior) • Sobreimposada (Coses que li han passat a la roca després del

metamorfisme) 1-Característiques dels grans Textura: -Mida -Forma -Vores dels grans 2-Arranjament dels grans Fàbrica: -Isòtropa (una característica conserva el mateix comportament en totes les direccions) -Anisòtropa (Completament diferent segons la orientació).

Que es una microestructura? Conjunt de característiques texturals “Forma, mida, vores dels grans” i de la fàbrica “arranjament i distribució” observables amb microscopi que presenten els minerals de la roca metamòrfica. *Resulta del creixement cristal·lí com a resposta a canvis en P,T, tectònica, P de fluids. Quan creix un mineral nou? Quan hi han canvis de P,T- Quan se sobrepassen les condicions de formació Per reacció entre minerals (a+bc+d) Creixement per coalescència “Bombolles d’escuma que s’ajunten donant una mes gran”.

*Microestructura d’equilibri “angles de 120” “Quarsos” -Recristalització per deformació “en els quarsos es forma extinció ondulant”. -La presència d’una fase fluida “precipita en una fase en una solució sobre saturada”. -Venes: Precipitació de quars dissolt en una fase fluida. Cinemàtica versus termodinàmica ·El creixement mineral està controlat per factors cinètics i genera les microestructures ·Les microestructures expliquen si els minerals metamòrfics creixen en equilibri termodinàmic . ·L’equilibri termodinàmic explica les relacions entre la composició i les condicions PiT en que es formen els minerals. Microestructures i història PTt ·Les microestructures també expliquen quin camí seguia la roca per assolir l’equilibri. ·Es conserva la fase d’alta T degut a que es deshidrata i la reacció no es reversible. ·Donen informació sobre la deformació que s’esdevenia. Això permet obtenir la cronologia relativa entre metamorfisme i deformació.

Factors que controlen les microestructures

La difusió i la nucleació Els àtoms, ions o molècules belluguen a l’atzar dintre de la xarxa cristal·lina. Si es produeix un gradient de concentració (potencial químic) es produirà una transferència neta d’àtoms cap a una altra posició.

Difusió En general, la temperatura dona l’energia necessària per a que els àtoms o molècules saltin de la seva posició i formin un nucli nou. *Cal que es sobrepassin les condicions de 50ºC-100ºC. *La fase fluida intergranular transporta els àtoms o molècules. LLEI DE FICK Com es difonen els àtoms a través d’una roca? A través de les vores dels grans “difusió intergranular” A l’interior dels grans “difusió intragranular” *La difusió a les vores dels grans és més ràpida que a l’interior perquè hi ha menys transferiment de matèria.

NUCLEACIÓ Es la formació de cristalls diminuts (embrions) d’una fase mineral nova. Cal que existeixin llocs per nuclear. *En general, discontinuïtats i defectes del cristall. Dos grans tipus de nucleació: Homogènia Heterogènia *La nucleació es inversament proporcional a la difusió per tant quant mes grans els cristalls mes gran la difusió. Nucleació+Difusió ·Un cop format, un nucli es un “pou” capa a on es difonen tots els components que formaran el cristall. ·El material molt allunyat formarà un altre nucli. ·Els nous nuclis reeixiran si superen un radi crític. ·La quantitat de nuclis formats depèn de: La facilitat d’aquell material per formar nuclis. Del temps disponible per a que el material es difongui cap al nucli.

Nucleació a la aureola *En un context amb varies velocitats de difusió matriu+porfiroblast *Els cristalls de forma dendrítica tenen molt poca difusió, molta nucleació. El creixement esta controlat per la difusió dels nutrients cap al nou nucli a través del medi.

Les inclusions informen sobre la velocitat de creixement del porfiroblast. “Un cristall amb moltes inclusions s’anomena poiquiloblast”.

La difusió controla la forma dels cristalls:

ZONACIÓ *Si la difusió es baixa, els nutrients que s’incorporen al cristall no s’equilibren amb la resta del cristall i formaran molt possiblement zonacions. CORONES -Una fase queda aïllada de la resta de la roca. -La reacció s’avorta -Relicte armat o corona. -Això es deu a una difusió baixa. -Son característiques del metamorfisme retrògrad en roques d’alta temp.”Reaccions que van poc a poc , és a dir de baixa difusió”. -Si la difusió es ràpida es poden formar simplectites de textura vermicular “Corones de 2 minerals”. Ex: Anortita+CorindóEspinela+y 3-REGISTRE DE LA DEFORMACIÓ “relacions amb el creixement del mineral”

De que depèn la resposta d’una roca a la deformació? -Característiques originàries de la roca. -Factors ambientals: Pressió Temperatura ·T alta + velocitat de deformació baixa= Dúctils ·T baixa + velocitat de deformació alta= Fràgils Pressió de fluids V de formació -Mecanismes de deformació dominant Mecanismes intercristal·lins  Baixa T Mecanismes intracristal·lins  Alta T

·En una roca metamòrfica competeixen els processos: -Rotació mecànica -Pressió-dissolució -Cristal·lització -Nucleació orientada ·El procés dominant depèn de: -Litologia -Condicions PiT ·Durant la deformació els cristalls creixen orientats i reflecteixen la geometria de les fàbriques. ·Elements de fàbrica -Els minerals -Les venes -Les foses LA FOLIACIÓ

LA COMBINACIÓ DELS MECANISMES DE FOLIACIÓ I DE CRISTAL·LITZACIÓ DISTRIBUCIÓ DE LA DEFORMACIÓ “flancs alta deformació, xarneres baixa def.”

Conclusió: ·Zones d’alta deformació -Els cristalls es dissolen en fluids aquosos -Ex: flancs de plecs -Se situen fases minerals que suporten graus de deformació elevats. ·Zones de baixa deformació: -Son dominis en extensió o dilatació *Xarneres de les crenulacions *Venes “Controlades per la obertura de fractures” *Ombres de pressió *Boudins -Precipitació del material dissolt. Porfiroblastos ·Les inclusions preserven la fàbrica de la matriu en el moment de formar-se el porfiroblast. ·Tenen la mida de gra que presentaven els minerals de la matriu en el moment que van ser incloses. Informen sobre la deformació i la temporalitat entre el metamorfisme i la deformació. 4-REGLA DE LES FASES Equilibri mineral -Les roques metamòrfiques presenten associacions minerals que es repeteixen sistemàticament. -A través d’una àrea es poden preveure les variacions de minerals -Isograda: Línies que separen zones amb un mateix metamosrfisme.

-En funció dels minerals que presenti una zona sabrem quin tipus de metamorfisme es tracta. -Les associacions minerals reflecteixen les condicions físiques (Sobretot PiT) a les que una roca estava sotmesa quan es va formar. -L’aplicació de la termodinàmica permet entendre els processos lligats a la formació de les roques. Associacions minerals en equilibri -Les associacions minerals que es preserven millor son les formades a l’estadi d’alta temperatura assolida per la roca ja que la difusió es mes ràpida i la fase fluida intergranular facilita la reacció.

-Conjunt de fases minerals en contacte mutu que tenen lloc en una porció químicament homogènia d’una roca i entre els quals no observa cap signe de reemplaçament d’un mineral per un altre. -S’interpreta que s’ha format a unes condicions determinades de pressió i de temperatura.

Com reconeixem una associació mineral en equilibri? -No s’observen textures de reemplaçament d’un mineral per un altre. -Els minerals presenten vores dels grans llises -No s’observen textures en corona, simplectites, relictes blindats, textures de desmescla o d’exsolució, zonació mineral ni de pseudomorfisme. -La roca compleix la regla de les fases. LA REGLA DE LES FASES Determina el nombre de fases que pot haver-hi en un sistema en equilibri en funció del nombre de components i de les condicions externes (sobretot P, T i presència de fases fluïdes). Sistema químic: -Fracció de matèria hipotètica considerada pel seu estudi aïllada pel medi que l’envolta. -L’escala del sistema pot ser un grup d’àtoms, de minerals, unes roques,... Que es una fase? Constituent físicament separable d’un sistema. “Gel/aigua/Vapor d’aigua” “Andalusita, sil·limanita, cianita”. Que es un component? Constituent químic necessari per formar fases minerals del sistema considerat. *Des del punt de vista de la regla de les fases és el nombre mínim de components químics de major rang per definir totes les fases.

Components independents “o components del sistema” La composició d’un component no es pot expressar en termes d’un altre.

Components de fase -Components que formen part d’una fase -No independents entre ells. Variables d’estat -Variables que descriuen l’estat del sistema i que es poden modificar sense que canvi el nombre de fases que poden coexistir. -Variables intensives: No depenen de la massa total del sistema. “T,P,densitat,...” -Variables extensives: depenen de la massa total del sistema. “entropia, V, n,...” -L’equilibri químic depèn només de les variables intensives.

*En un sistema en equilibri, el nombre de fases no pot superar el nombre de components independents determinats a partir de la composició global de la roca. REPRESENTACIÓ MINERAL GRÀFICA Per que? -Per a visualitzar les relacions entre variables extensives i intensives del sistema químic. 2 Tipus de diagrames -Diagrames composicionals o Chemogràfics. -Diagrames de fases. *Balanç de masses Diagrames Chemogràfics Composició de la roca i composició de la fase mineral. 1 Relacions entre fases i components 2Relacions entre fases “Reaccions minerals i assemblatges minerals” 3 Relacions entre la roca i la composició de les fases Diagrames de fases Mostren: La estabilitat mineral “Condicions a les quals diferents fases poden aparèixer en equilibri”. Conecten: Minerals i la composició massiva de la roca amb les variables intensives (PiT casi sempre) Basats: En la regla de les fases. Representació de sistemes de dos components:

Representació de sistemes de tres components *Hi han diagrames ternaris per a minerals que poden tenir variació d’abundància de les seves fases. TIE LINES Son línies que ajunten diferents fases limitades per minerals en forma de triangle.

No hay comentarios
Esta solo es una vista previa
3 páginas mostradas de 35 páginas totales
Descarga el documento