El gneis ( / n aɪ s / nice ) es un tipo común y ampliamente distribuido de roca metamórfica . Se forma por procesos metamórficos de alta temperatura y alta presión que actúan sobre formaciones compuestas de rocas ígneas o sedimentarias . Esta roca se forma bajo presiones de entre 2 y 15 kbar, a veces incluso más, y temperaturas superiores a 300 °C (572 °F). El gneis casi siempre muestra una textura en bandas caracterizada por bandas alternas de colores más oscuros y más claros y sin una clivaje distintivo .
Los gneises son comunes en la corteza antigua de los escudos continentales . Algunas de las rocas más antiguas de la Tierra son gneises, como el gneis de Acasta .
En el uso tradicional inglés y norteamericano, un gneis es una roca metamórfica de grano grueso que muestra bandas compositivas ( bandas gneisicas ) pero esquistosidad poco desarrollada y clivaje indistinto . En otras palabras, es una roca metamórfica compuesta de granos minerales fácilmente visibles a simple vista, que forman capas compositivas obvias, pero que tiene solo una débil tendencia a fracturarse a lo largo de estas capas. En Europa, el término se ha aplicado más ampliamente a cualquier roca metamórfica gruesa, pobre en mica y de alto grado. [1]
Tanto el British Geological Survey (BGS) como la International Union of Geological Sciences (IUGS) utilizan el término gneis como una categoría textural amplia para las rocas metamórficas de grano medio a grueso que muestran una esquistosidad poco desarrollada, con capas compositivas de más de 5 milímetros (0,20 pulgadas) de espesor [2] y que tienden a dividirse en placas de más de 1 centímetro (0,39 pulgadas) de espesor. [3] Ninguna de las definiciones depende de la composición o el origen, aunque las rocas pobres en minerales laminares tienen más probabilidades de producir una textura gneisosa. Por lo tanto, las rocas gneisosas están en gran parte recristalizadas pero no tienen grandes cantidades de micas, clorita u otros minerales laminares. [4] La roca metamórfica que muestra una esquistosidad más fuerte se clasifica como esquisto, mientras que la roca metamórfica desprovista de esquistosidad se denomina granofels . [2] [3]
Los gneises que son rocas ígneas metamorfoseadas o su equivalente se denominan gneises de granito , gneises de diorita , etc. Las rocas de gneis también pueden recibir el nombre de un componente característico, como gneis granate , gneis de biotita , gneis de albita , etc. Ortogneis designa un gneis derivado de una roca ígnea , y paragneis es uno de una roca sedimentaria . [2] [3] Tanto la BGS como la IUGS utilizan gneisosa para describir rocas con la textura de gneis, [2] [3] aunque gneisico también sigue siendo de uso común. [5] Por ejemplo, un metagranito gneisoso o un metagranito gneisico significan ambos un granito que ha sido metamorfoseado y por lo tanto ha adquirido textura gneisosa.
Los minerales del gneis están dispuestos en capas que aparecen como bandas en la sección transversal. Esto se denomina bandas gneísicas. [6] Las bandas más oscuras tienen relativamente más minerales máficos (aquellos que contienen más magnesio y hierro ). Las bandas más claras contienen relativamente más minerales félsicos (minerales como el feldespato o el cuarzo , que contienen más de los elementos más ligeros, como el aluminio , el sodio y el potasio ). [7]
Las bandas se desarrollan a altas temperaturas cuando la roca se comprime más fuertemente en una dirección que en otras direcciones ( tensión no hidrostática ). Las bandas se desarrollan perpendicularmente a la dirección de mayor compresión, también llamada dirección de acortamiento, a medida que los minerales laminares rotan o recristalizan en capas paralelas. [8]
Una causa común de estrés no hidrodinámico es el sometimiento del protolito (el material rocoso original que sufre metamorfismo) a una fuerza de corte extrema, una fuerza de deslizamiento similar al empuje de la parte superior de una baraja de cartas en una dirección y la parte inferior de la baraja en la otra dirección. [6] Estas fuerzas estiran la roca como un plástico , y el material original se extiende en láminas. Según el teorema de descomposición polar , la deformación producida por dicha fuerza de corte es equivalente a la rotación de la roca combinada con el acortamiento en una dirección y la extensión en otra. [9]
Algunas bandas se forman a partir de material rocoso original (protolito) que está sujeto a temperaturas y presiones extremas y está compuesto por capas alternas de arenisca (más clara) y pizarra (más oscura), que se metamorfosean en bandas de cuarcita y mica. [6]
Otra causa de formación de bandas es la "diferenciación metamórfica", que separa diferentes materiales en diferentes capas a través de reacciones químicas, un proceso que no se comprende del todo. [6]
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El gneis de Augen , del alemán Augen [ˈaʊɡən] , que significa "ojos", es un gneis resultante del metamorfismo del granito, que contiene granos elípticos o lenticulares característicos ligados por cizallamiento ( porfiroclastos ), normalmente feldespato , rodeados de material de grano más fino. El material de grano más fino se deforma alrededor de los granos de feldespato más resistentes para producir esta textura. [ 10]
La migmatita es un gneis que consta de dos o más tipos de roca distintos, uno de los cuales tiene la apariencia de un gneis ordinario (el mesosoma ), y otro de los cuales tiene la apariencia de una roca intrusiva como la pegmatita , la aplita o el granito ( leucosoma ). La roca también puede contener un melanosoma de roca máfica complementaria al leucosoma. [11] Las migmatitas a menudo se interpretan como roca que se ha fundido parcialmente, donde el leucosoma representa la masa fundida rica en sílice, el melanosoma la roca sólida residual que queda después de la fusión parcial y el mesosoma la roca original que aún no ha experimentado la fusión parcial. [12]
Los gneises son característicos de áreas de metamorfismo regional que alcanzan la facies metamórfica media de anfibolita a granulita . En otras palabras, la roca se metamorfoseó a una temperatura superior a 600 °C (1112 °F) a presiones de entre 2 y 24 kbar . Muchas variedades diferentes de roca pueden metamorfosearse en gneis, por lo que los geólogos tienen cuidado de agregar descripciones del color y la composición mineral al nombre de cualquier gneis, como paragneis granate-biotita u ortogneis grisáceo-rosado . [14]
Los escudos continentales son regiones de roca antigua expuesta que forman los núcleos estables de los continentes. La roca expuesta en las regiones más antiguas de los escudos, que es de edad Arcaica (más de 2500 millones de años), pertenece principalmente a cinturones de granito-roca verde. Los cinturones de roca verde contienen roca metavolcánica y metasedimentaria que ha experimentado un grado relativamente leve de metamorfismo, a temperaturas de 350–500 °C (662–932 °F) y presiones de 200–500 MPa (2000–5000 bar). Los cinturones de roca verde están rodeados por terrenos de gneis de alto grado que muestran metamorfismo de baja presión y alta temperatura (más de 500 °C (932 °F)) altamente deformado a la facies de anfibolita o granulita. Estos forman la mayor parte de la roca expuesta en los cratones Arcaicos . [15]
Los domos de gneis son comunes en los cinturones orogénicos (regiones de formación montañosa). [16] Consisten en un domo de gneis intruido por granito más joven y migmatita y cubierto con roca sedimentaria. [17] Estos se han interpretado como un registro geológico de dos eventos distintos de formación de montañas, con el primero produciendo el basamento de granito y el segundo deformando y derritiendo este basamento para producir los domos. Sin embargo, algunos domos de gneis pueden ser en realidad los núcleos de complejos de núcleos metamórficos , regiones de la corteza profunda traídas a la superficie y expuestas durante la extensión de la corteza terrestre . [18]
La palabra gneis se ha utilizado en inglés desde al menos 1757. [25] Se toma prestada de la palabra alemana Gneis , anteriormente también escrita Gneiss , que probablemente se deriva del sustantivo del alto alemán medio gneist "chispa" (llamado así porque la roca brilla). [26]
El gneis se utiliza como material de construcción, como el gneis facoidal. Se utiliza ampliamente en Río de Janeiro . [27] El gneis también se ha utilizado como agregado de construcción para pavimento asfáltico . [28]
