Nomenclatura de rocas metamórficas (I): Tipos composicionales

Ponerle nombre a una roca metamórfica es una de las tareas más complicadas con la que se puede encontrar un geólogo, casi tanto como elegir el nombre de un hijo, y una de las razones por las que la Petrología Metamórfica es evitada por todos aquellos cuya mayor aspiración en la vida es tener un ΔG=0. ¡Mira qué coincidencia!, como las rocas metamórficas… ya tenéis algo en común que os servirá de piedra angular sobre la que ir poniendo los ladrillos de vuestra nueva relación.

Un verdadero ladrillo, 799 páginas de Petrología Metamórfica.
Un verdadero ladrillo, 799 páginas de Petrología Metamórfica.

Esta dificultad es debida a que no hay una sistemática basada en parámetros sencillos como la que pueda existir en rocas ígneas o sedimentarias. Las rocas detríticas se clasifican por su tamaño de grano y por contenido en cuarzo, feldespato, fragmentos de roca y matriz.

Clasificación de rocas detríticas en función de su contenido en cuarzo, feldespato, fragmentos de roca y matriz. Fuente: Enciclopedia Británica.

Para diferenciar las rocas plutónicas de las volcánicas nos podemos fijar en su textura, que suele ser determinante: las rocas plutónicas son holocristalinas (todo cristales) y las volcánicas generalmente tienen además una parte vítrea o microcristalina. En el caso de las rocas plutónicas, el contenido relativo de cuarzo/feldespatoides y feldespatos (cuatro míseros minerales) es suficiente para clasificarlas (con el QAPF).

Triángulo QAP hecho con rocas reales. Fuente: http://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/15753834/Fotos-de-minerales-3-y-fotos-de-minerales-al-microscopio.html
Triángulo QAP hecho con rocas reales. Fuente: http://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/15753834/Fotos-de-minerales-3-y-fotos-de-minerales-al-microscopio.html

Pero las rocas metamórficas son más variadas. En primer lugar, existe una gran cantidad de protolitos (todas las demás rocas, incluidas las metamórficas). En segundo lugar, tendremos diferentes tipos de rocas metamórficas a partir de cada protolito en función de las condiciones P-T a las que hayan sido sometidas y, en tercer lugar, con la deformación también podemos obtener diferentes rocas de un mismo protolito.

Por ejemplo, si metamorfizamos una roca pelítica (una lutita para los petrólogos sedimentarios) en condiciones de P y T medias (un metamorfismo orogénico) obtendremos: pizarra, filita, esquisto y gneiss. Si fuera una roca básica podríamos tener una sucesión de esquisto verde, anfibolita y granulita. Si alguna de estas rocas se ve involucrada en una zona de cizalla, dará lugar a milonitas; si las fundimos parcialmente serán migmatitas. Así, podemos tener gneisses y anfibolitas miloníticas o migmatitas pelíticas y básicas. Un follón, vamos.

El año pasado estuve visitando el antiforme de Sobrado, en el Complejo de Órdenes y allí se pueden encontrar rocas básicas tan variadas como gabros perfectamente preservados, gabros coroníticos, granulitas, eclogitas, granulitas migmatizadas, anfibolitas y anfibolitas miloníticas. Todas ellas procedentes de un único protolito (rocas básicas), pero con diferentes intensidades de metamorfismo y deformación.

Mapa geológico del antiforme de Sobrado según Fernández Suárez et al. (2007).
Mapa geológico del antiforme de Sobrado según Fernández Suárez et al. (2007).
La cosecha de Sobrado.
La cosecha de Sobrado.

Para poner un poco de orden en este caos voy a comenzar una serie de entradas cuyo objetivo será proporcionar trucos que os facilitarán (espero) la ardua tarea de nombrar una roca metamórfica.

Sistemática “oficial” versus sistemática “práctica”

Aunque la sistemática de rocas metamórficas propuesta por la Subcomisión correspondiente de la IUGS (que encontrarás en pdf en este enlace) está basada principalmente en el uso de términos estructurales como esquisto, gneiss (sí, yo escribo gneiss con dos eses, qué pasa) y granofelsita (además de otros nombres específicos como pizarra, anfibolita, mármol o eclogita, por citar algunos), desde un punto de vista práctico es muy recomendable reconocer el tipo de protolito de nuestra roca problema.

Conociendo la naturaleza de la roca que ha sido metamorfizada, sabremos cual era su composición química aproximada y, por tanto, podremos esperar una serie de minerales y no otros, lo que facilitará nuestra tarea de caracterizar la roca, darle un nombre, reconocer sus minerales y las condiciones metamórficas que ha registrado. Evidentemente se trata de un proceso iteractivo: nos valdremos de minerales fácilmente distinguibles para deducir el protolito y a partir de ahí reconocer el resto de los posibles minerales que puedan estar presentes en la roca.

Así que lo primero que tenemos que hacer es establecer los principales tipos composicionales que nos encontraremos en la naturaleza y definir su composición química. Esta composición va a condicionar los minerales que aparezcan en cada tipo composicional al ser metamorfizado.

Esta frase os sonará: Según el libro que consultéis, podréis encontrar diferentes tipos composicionales, como no, para variar. Yo os propongo los siguientes:

1. Rocas ultramáficas
2. Rocas calcáreas
3. Margas
4. Pelitas
5. Rocas máficas
6. Rocas cuarzofeldespáticas

Por supuesto que hay más tipos, Bucher y Frey (1994) citan sedimentos manganesíferos, formaciones de hierro, lateritas, evaporitas, rocas ígneas alcalinas, pero son muchísimo menos abundantes.

En la siguiente tabla, tomada de Bucher y Frey (1994), que a su vez la sacan de Carmichael (1989), podéis ver las abundancias en la corteza de las rocas más comunes. Ya sabéis, rocas más comunes caen en un examen normal (o en vuestros futuros trabajos), las menos comunes en un examen de ir a pillar.

Tabla-abundancia-rocas

Las rocas ultramáficas se consideran importantes a pesar de ser tan poco abundantes en la corteza (el 0.3 % del 64.7 %) porque son las representantes del manto en la corteza continental.

En esta otra tabla aparecen análisis químicos de elementos mayores característicos de cada tipo litológico.

Tabla-analisis

Las peridotitas veis que tienen mayoritariamente sílice y magnesia (no, no me he confundido de género, se dice así), con algo menos de hierro y aluminio. Por tanto, tendrá sobre todo silicatos de magnesio con algo de hierro, y minerales accesorios con aluminio. Serán raros o inexistentes minerales con calcio, sodio y potasio. En el caso del agua, depende del grado de retrogradación. Una roca del manto colocada en la corteza tectónicamente tiende a hidratarse mucho, porque  la deformación necesaria para llevarla a esa nueva posición es muy intensa, y porque hay más agua en la corteza que en el manto.

En las rocas carbonatadas podemos tener varias situaciones: calizas (principalmente CaO y CO2), dolomías (sobre todo MgO y CO2) y margas, una mezcla de arcillas (SiO2, Al2O3, FeO, MgO) y carbonatos (CaO y CO2). Y luego todas las combinaciones posibles: calizas o dolomías con algo de silicatos (en la matriz o como cemento, por ejemplo), calizas dolomitizadas, etc.

Las lutitas (pelitas para nosotros) son las más variadas composicionalmente. En ellas se forman una gran cantidad de minerales que, además, son muy sensibles a los cambios de presión y temperatura. De esta manera, son las más útiles desde el punto de vista metamórfico, ideales para definir una zonación basada en la sucesión de minerales.

Las rocas máficas también son muy variadas composicionalmente, aunque su composición mineral sea relativamente más sencilla y sus asociaciones minerales estables en rangos de P y T mayores. Esto las hace perfectas para establecer las facies metamórficas.

Las rocas graníticas también tienen una composición diversa, aunque con proporciones diferentes a las rocas anteriores. Salvo en casos muy concretos o condiciones extremas de metamorfismo, su composición mineral es prácticamente la misma en el protolito que en la roca metamorfizada: cuarzo, feldespatos y micas.

Dentro del grupo de las rocas cuarzofeldespáticas se incluyen no solo granitos (o rocas ígneas ácidas en general), sino también grauvacas, arcosas y areniscas, éstas últimas, como una especie de término final muy rico en sílice.

Conclusión

Ya hemos definido los tipos de protolito más comunes que nos podemos encontrar en la corteza continental. En la próxima entrega, trataré la composición de los principales minerales en rocas metamórficas y con qué tipos composicionales se suelen asociar.

Referencias

Bucher, K. y Frey, M. (1994). Petrogenesis of metamorphic rocks. Springer-Verlag, Berlín. 318 pp.
Carmichael, R.S. (1989). Practical handbook of physical properties of rocks and minerals. CRC Press, Boca Raton, Florida. 741 pp.
Fernández-Suárez, J., Arenas, R., Abati, J., Martínez Catalán, J.R., Whitehouse, M.J. & Jeffries, T.E. (2007). U-Pb chronometry of polymetamorphic high-pressure granulites: An example from the allochthonous terranes of the NW Iberian Variscan belt. In: R.D. Jr. Hatcher, M.P. Carlson, J.H. McBride and J.R. Martínez Catalán (Eds.). 4-D Framework of Continental Crust. Geological Society of America Memoir, 200. Boulder, Colorado. 469-488.

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