En geología , una zona metamórfica es un área donde, como resultado del metamorfismo , se produce la misma combinación de minerales en el lecho de roca . Estas zonas se producen porque la mayoría de los minerales metamórficos sólo son estables en ciertos intervalos de temperatura y presión . [1]
La temperatura y presión a las que se equilibra la composición mineralógica de una roca pueden variar lateralmente a través de un terreno metamórfico . Los dos parámetros juntos determinan el grado metamórfico . La diferencia de pendiente entre dos ubicaciones se llama gradiente metamórfico . Los planos que conectan puntos con el mismo grado metamórfico se denominan isogrados . Las líneas secantes de isogrados con la superficie forman líneas en un mapa geológico .
Los cambios en la composición mineralógica de un terreno reflejan diferencias en el grado metamórfico de las rocas. Los minerales que son característicos de un determinado grado metamórfico se denominan minerales índice . La primera o última aparición de un mineral índice (el lugar donde se observa una reacción metamórfica) forma un isógrado fácilmente reconocible. Una zona metamórfica es la región entre dos isogrados tan fácilmente reconocibles. A menudo reciben el nombre del mineral índice más característico de la zona.
La aparición de un determinado mineral índice también depende de la composición de la roca misma. Muchos minerales índice tienen composiciones químicas complicadas. Si no abundan todos los elementos necesarios , el mineral no crecerá. Al mapear el grado metamórfico de un terreno, un geólogo debe tener en cuenta la litología de la roca. Las litologías dependen principalmente del protolito , la roca original antes del metamorfismo. Las principales litologías son ultramáfica , máfica , félsica (o cuarzo-feldespática), pelítica y calcárea . En todas estas (y otras) litologías, se producen diferentes combinaciones de minerales en una determinada ley. Las zonas metamórficas en estas litologías también pueden ser diferentes.
El tipo de zonas metamórficas en un terreno también está determinado por la forma del metamorfismo. Esto depende del entorno geodinámico ( tectónico y magmático ) en el que tuvo lugar el metamorfismo. La secuencia de zonas metamórficas se llama serie de facies metamórficas, y la más común de ellas es Barroviana (llamada así en honor a George Barrow , quien la mencionó por primera vez en 1912). En esta serie de zonas, tanto la presión como la temperatura aumentan gradualmente a lo largo del gradiente metamórfico. El metamorfismo barroviano tiene lugar durante el metamorfismo regional , provocado por un engrosamiento de la corteza terrestre en las raíces de un cinturón orogénico (bajo cadenas montañosas). Las zonas de Barrovia son especialmente fáciles de reconocer en las rocas pelíticas. La secuencia de progrado de las zonas barrovianas es:
A menudo sólo se puede encontrar una parte de la serie. Otra serie de facies metamórficas es la serie Buchan , que ve un rápido aumento de temperatura pero un aumento relativamente pequeño de presión. Los minerales característicos incluyen andalucita , biotita y cordierita . La secuencia prógrada metamórfica de la serie de la zona de Buchan es:
biotita - cordierita - andalucita - silimanita
El metamorfismo de Buchan ocurre a menudo en entornos extensionales, por ejemplo en cuencas de rift . En el metamorfismo de contacto (metamorfismo causado por altas temperaturas a baja presión en las proximidades de una intrusión ígnea ) se forma una aureola de contacto local de zonas alrededor de una fuente de calor.
En rocas en zonas de subducción , que son transportadas a grandes profundidades con temperaturas relativamente bajas, pueden desarrollarse tipos raros de zonas metamórficas. Dos series de facies son los tipos franciscano y sanbagawa. Las rocas se caracterizan por tener minerales de facies de prehnita-pumpelita , esquisto azul o eclogita . [2]