Una facies metamórfica es un conjunto de conjuntos minerales en rocas metamórficas formadas bajo presiones y temperaturas similares . [1] El conjunto es típico de lo que se forma en condiciones correspondientes a un área en el gráfico bidimensional de temperatura vs. presión (ver diagrama en la Figura 1). [1] Por lo tanto, las rocas que contienen ciertos minerales pueden vincularse a ciertos entornos tectónicos , tiempos y lugares en la historia geológica del área. [1] Los límites entre facies (y áreas correspondientes en el gráfico de temperatura vs. presión) son amplios porque son gradacionales y aproximados. [1] El área en el gráfico correspondiente a la formación de rocas en los valores más bajos de temperatura y presión es el rango de formación de rocas sedimentarias , a diferencia de las rocas metamórficas, en un proceso llamado diagénesis . [1]
El nombre facies fue utilizado por primera vez para entornos sedimentarios específicos en rocas sedimentarias por el geólogo suizo Amanz Gressly en 1838. De manera análoga a estas facies sedimentarias , el petrólogo finlandés Pentti Eskola propuso una serie de facies metamórficas en 1920. La clasificación de Eskola fue refinada por el geólogo neozelandés Francis John Turner a lo largo de su carrera. Un trabajo clásico de Turner fue el libro que publicó en 1948 titulado Mineralogical and Structural Evolution of Metamorphic Rocks . [2] Turner continuó trabajando en el campo, refinando las clasificaciones de facies metamórficas hasta el final de su carrera a principios de la década de 1970.
Las diferentes facies metamórficas se definen por la composición mineralógica de una roca. Cuando la temperatura o la presión en un cuerpo rocoso cambian, la roca puede pasar a una facies diferente y algunos minerales se vuelven estables mientras que otros se vuelven inestables o metaestables . El hecho de que los minerales realmente reaccionen depende de la cinética de la reacción , la energía de activación de la reacción y la cantidad de fluido presente en la roca.
Los minerales de una roca metamórfica y sus relaciones de edad se pueden estudiar mediante microscopía óptica o microscopía electrónica de barrido de secciones delgadas de la roca. Además de las facies metamórficas de una roca, un terreno completo se puede describir con las abreviaturas LT, MT, HT, LP, MP, HP (de baja, media o alta; presión o temperatura). Desde la década de 1980, se ha utilizado el término UHP (ultra alta presión) para las rocas que experimentaron presiones extremas.
Los minerales que crecen en una roca también dependen de la composición original del protolito (la roca original antes de la metamorfosis). Las rocas carbonatadas tienen una composición diferente a la de una lava basáltica , y los minerales que pueden crecer en ellas también son diferentes. Por lo tanto, una metapsammita y una metapelita tendrán composiciones mineralógicas diferentes aunque se encuentren en la misma facies metamórfica.
Cada facies metamórfica tiene algunos minerales indicadores por los cuales se la puede reconocer. Esto no significa que estos minerales necesariamente sean visibles a simple vista, o incluso que existan en la roca; si la roca no tiene la composición química adecuada, no cristalizarán.
Los minerales índice más típicos son los polimorfos de aluminosilicato ( Al2SiO5 , todos son nesosilicatos ). La andalucita es estable a baja presión, la cianita es estable a alta presión pero a temperatura relativamente baja y la silimanita es estable a alta temperatura.
La facies zeolítica es la facies metamórfica con el grado metamórfico más bajo . A menor temperatura y presión, los procesos en la roca se denominan diagénesis . La facies recibe su nombre de las zeolitas , tectosilicatos fuertemente hidratados . Puede tener las siguientes asociaciones minerales:
En rocas metaígneas y grauvacas :
En meta pelitas :
La facies de prehnita-pumpellyita presenta una presión y una temperatura ligeramente superiores a las de la facies de zeolita. Recibe su nombre de los minerales prehnita (un filosilicato de calcio y aluminio ) y pumpellyita (un sorosilicato ). La prehnita-pumpellyita se caracteriza por los conjuntos minerales:
En rocas metaígneas y grauvacas:
En metapelitas:
La facies de esquisto verde se encuentra a baja presión y temperatura. La facies recibe su nombre por la textura esquistosa típica de las rocas y el color verde de los minerales clorita , epidota y actinolita . Los conjuntos minerales característicos son:
En metabasitos:
En metagrauvacas:
En metapelitas:
En rocas dolomíticas ricas en Si :
La facies de anfibolita es una facies de presión media y temperatura media a alta. Recibe su nombre de los anfíboles que se forman en tales circunstancias. Tiene los siguientes conjuntos minerales:
En metabasitos:
En metapelitas:
En Si-dolomitas:
La facies granulita es el grado más alto de metamorfismo a presión media. La profundidad a la que se presenta no es constante. Un mineral característico de esta facies y de la facies piroxeno-hornblenda es el ortopiroxeno . La facies granulita se caracteriza por los siguientes conjuntos minerales:
En metabasitos:
En metapelitas:
La facies de esquisto azul se encuentra a temperaturas relativamente bajas pero a alta presión, como ocurre en rocas en una zona de subducción . La facies recibe su nombre del carácter esquistoso de las rocas y de los minerales azules glaucofana y lawsonita . La facies de esquisto azul forma los siguientes conjuntos minerales:
En metabasitos:
En metagrauvacas:
En metapelitas:
En rocas carbonatadas (mármoles):
La facies de eclogita es la facies que se encuentra a mayor presión y temperatura. Recibe su nombre de la roca metabásica eclogita . La facies de eclogita tiene los siguientes conjuntos minerales:
En metabasitos:
En metagranodiorita:
En metapelitas:
La facies de albita-epidota-hornfels es una facies a baja presión y temperaturas relativamente bajas. Recibe su nombre de los dos minerales albita y epidota , aunque también son estables en otras facies. Hornfels es una roca formada por metamorfismo de contacto , un proceso que típicamente implica altas temperaturas pero bajas presiones/profundidades. Esta facies se caracteriza por los siguientes minerales:
En metabasitos:
En metapelitas:
En conjunto calcáreo: Calcita + talco + cuarzo
La facies hornblenda-hornfels es una facies con las mismas presiones bajas pero temperaturas ligeramente más altas que la facies albita-epidota. Aunque recibe su nombre del mineral hornblenda, la apariencia de ese mineral no se limita a esta facies. La facies hornblenda-hornfels tiene los siguientes conjuntos minerales:
En metabasitos:
En metapelitas:
En sedimentos pobres en K 2 O o rocas metaígneas:
En dolomías ricas en Si:
La facies de piroxeno-hornfels es la facies de metamorfismo de contacto con las temperaturas más altas y, al igual que la facies de granulita, se caracteriza por el mineral ortopiroxeno. Se caracteriza por las siguientes asociaciones minerales:
En metabasitos:
En metapelitas:
(Si la temperatura es inferior a 750 °C habrá andalucita en lugar de silimanita)
En rocas carbonatadas:
La facies de sanidinita es una facies poco común de temperaturas extremadamente altas y baja presión. Solo se puede alcanzar en determinadas circunstancias de metamorfismo por contacto. Debido a la alta temperatura, la roca experimenta una fusión parcial y se forma vidrio. Esta facies recibe su nombre del mineral sanidina . Se caracteriza por los siguientes conjuntos minerales:
En metapelitas:
En carbonatos:
Las ecologitas y esquistos azules se asocian a zonas de subducción . Las granulitas se asocian a arcos volcánicos .