Las granulitas son una clase de rocas metamórficas de alto grado de la facies granulita que han experimentado metamorfismo de alta temperatura y presión moderada . Son de grano medio a grueso y están compuestas principalmente de feldespatos a veces asociados con cuarzo y minerales ferromagnésicos anhidros , con textura granoblástica y estructura de gneisosa a masiva. [1] Son de particular interés para los geólogos porque muchas granulitas representan muestras de la corteza continental profunda . Algunas granulitas experimentaron descompresión desde las profundidades de la Tierra a niveles de la corteza más superficiales a alta temperatura; otras se enfriaron mientras permanecían en profundidad en la Tierra.
Los minerales presentes en una granulita varían según la roca madre de la granulita y las condiciones de temperatura y presión experimentadas durante el metamorfismo. Un tipo común de granulita que se encuentra en rocas metamórficas de alto grado de los continentes contiene piroxeno , feldespato plagioclasa y granate accesorio , óxidos y posiblemente anfíboles . Tanto el clinopiroxeno como el ortopiroxeno pueden estar presentes y, de hecho, la coexistencia de clino y ortopiroxeno en una metabasita (basalto metamorfizado) define la facies de granulita.
Una granulita puede ser visualmente bastante distinta, con abundantes granates piraspitos pequeños de color rosa o rojo en una matriz holocristalina "granular" . Pueden formarse concentraciones de granates, micas o anfíboles a lo largo de un patrón lineal que se asemeja a las bandas de gneis o migmatita .
Las granulitas se forman en las profundidades de la corteza, típicamente durante el metamorfismo regional a altos gradientes térmicos de más de 30 °C/km. [2] En las rocas de la corteza continental, la biotita puede descomponerse a altas temperaturas para formar ortopiroxeno + feldespato potásico + agua, produciendo una granulita. Otros posibles minerales formados en condiciones de fusión por deshidratación incluyen zafirina, espinela, silimanita y osumilita. Algunos conjuntos como zafirina + cuarzo indican temperaturas muy altas de más de 900 °C. Algunas granulitas pueden representar los residuos de fusión parcial en la extracción de fundidos félsicos en cantidades variables, y en casos extremos representan rocas en las que todos los minerales constituyentes son anhidros y, por lo tanto, parecen como si no se hubieran fundido en condiciones de temperatura ultraalta. Por lo tanto, incluso se necesitan temperaturas muy altas de 900 a 1150 °C para producir los conjuntos minerales de facies de granulita. Temperaturas tan elevadas en las profundidades de la corteza sólo pueden producirse mediante el afloramiento del manto astenosférico en entornos de rifting continental, lo que puede causar metamorfismo regional en gradientes térmicos elevados de más de 30 °C/km.
La facies de granulita está determinada por el límite inferior de temperatura de 700 ± 50 °C y el rango de presión de 2–15 kb. El conjunto mineral más común de facies de granulita consiste en plagioclasa antipertítica , feldespato alcalino que contiene hasta un 50% de albita y piroxenos ricos en Al2O3 .
La transición entre las facies de anfibolita y granulita se define por estas isogradas de reacción :
La subfacies de granulita de hornblenda es una región de coexistencia transicional de minerales ferromagnesianos anhidros e hidratados, por lo que los isógrados mencionados anteriormente marcan el límite con las subfacies de granulita de piroxeno , facies con conjuntos minerales completamente anhidros. [1]
Granulita ( del latín granulum , «granito») es un nombre empleado por los petrógrafos para designar dos clases distintas de rocas . Según la terminología de la escuela francesa, significa un granito en el que se encuentran ambos tipos de mica ( moscovita y biotita), y corresponde al alemán Granit , o al inglés moscovita biotita granito. Esta aplicación no ha sido aceptada de forma general. [ Este significado granítico de granulita está ahora obsoleto. ] [3] Para los petrólogos alemanes, granulita significa una roca metamórfica de grano fino más o menos bandeada , que consiste principalmente en cuarzo y feldespato en cristales irregulares muy pequeños y que normalmente también contiene una buena cantidad de granates diminutos, redondeados y de color rojo pálido . Entre los geólogos ingleses y estadounidenses, el término se emplea generalmente en este sentido. [4]
Las granulitas están muy relacionadas con los gneises , ya que consisten en casi los mismos minerales, pero son de grano más fino, tienen generalmente una foliación menos perfecta, son más frecuentemente granatíferas y tienen algunas características especiales de estructura microscópica. En las rocas de este grupo los minerales, como se ve en un portaobjetos de microscopio, se presentan como pequeños granos redondeados que forman un mosaico muy ajustado. Los cristales individuales nunca tienen una forma perfecta, y de hecho son raros los rastros de ella. En algunas granulitas se entrelazan, con bordes irregulares; en otras se han estirado y aplanado en lentículas afiladas por trituración. En la mayoría de los casos son algo redondeados con granos más pequeños entre los más grandes. Esto es especialmente cierto en el caso del cuarzo y el feldespato, que son los minerales predominantes; la mica siempre aparece como escamas planas (irregulares o redondeadas pero no hexagonales). Tanto la moscovita como la biotita pueden estar presentes y varían considerablemente en abundancia; Muy comúnmente tienen sus lados planos paralelos y dan a la roca una esquistosidad rudimentaria , y pueden estar agregados en bandas en cuyo caso las granulitas son indistinguibles de ciertas variedades de gneis. Los granates son generalmente más grandes que los ingredientes mencionados anteriormente y fácilmente visibles a simple vista como manchas rosadas en las superficies rotas de la roca. Por lo general, están llenos de granos encerrados de los otros minerales. [4]
El feldespato de las granulitas es en su mayoría ortoclasa o criptopertita; también son comunes la microclina, la oligoclasa y la albita . Los feldespatos básicos aparecen sólo raramente. Entre los minerales accesorios, además de apatita , circón y óxidos de hierro , se pueden mencionar los siguientes: hornblenda (poco común), riebeckita (rara), epidota y zoisita , calcita , esfena , andalucita , silimanita , cianita , hercinita (una espinela verde), rutilo , ortita y turmalina . Aunque ocasionalmente podemos encontrar granos más grandes de feldespato, cuarzo o epidota, es más característico de estas rocas que todos los minerales se encuentren en individuos pequeños, casi uniformes y de forma imperfecta. [4]
Debido a la minuciosidad con la que se ha descrito y a las importantes controversias que han surgido sobre puntos de geología teórica a su respecto, el distrito granulítico de Sajonia (en el área de Rosswein y Penig) en Alemania puede considerarse la región típica de rocas de este grupo. Debe recordarse que, aunque las granulitas son probablemente las rocas más comunes de este país, se mezclan con granitos, gneises, gabros , anfibolitas , esquistos micáceos y muchos otros tipos petrográficos. Todas estas rocas muestran un metamorfismo más o menos de carácter térmico o debido a la presión y el aplastamiento. Los granitos pasan a gneis y granulita; los gabros a gabros flaser y anfibolita; las pizarras a menudo contienen andalucita o quiastolita y muestran transiciones a esquistos micáceos. En un tiempo, estas rocas se consideraron gneises arcaicos de un tipo especial. Johannes Georg Lehmann propuso la hipótesis de que su estado actual se debía principalmente a la trituración que actuaba sobre ellas en estado sólido, triturándolas y rompiendo sus minerales, mientras que la presión a la que estaban sometidas las soldaba entre sí para formar una roca coherente. Sin embargo, ahora se cree que son comparativamente recientes e incluyen rocas sedimentarias , en parte de edad paleozoica , y masas intrusivas que pueden ser casi masivas o pueden tener estructuras gneisosas, flaser o granulíticas. Estas se han desarrollado en gran medida mediante la inyección de intrusiones semiconsolidadas altamente viscosas , y las variedades de textura son originales o se produjeron muy poco después de la cristalización de las rocas. Mientras tanto, sin embargo, la defensa de Lehmann del triturado posterior a la consolidación como un factor en el desarrollo de granulitas ha tenido tanto éxito que los términos granulización y estructuras granulíticas se emplean ampliamente para indicar los resultados del dinamometamorfismo que actúa sobre las rocas en un período mucho después de su solidificación. [4]
Las granulitas sajonas son, al parecer, en su mayor parte ígneas y corresponden en su composición a granitos y pórfidos . Sin embargo, hay muchas granulitas que sin duda fueron originalmente sedimentos ( arcosas , areniscas y areniscas ). Una gran parte de las tierras altas de Escocia está formada por paragranulitas de este tipo, que han recibido el nombre de grupo de gneises de Moine. [4]
Junto a las típicas granulitas ácidas descritas anteriormente, en Sajonia, India , Escocia y otros países se encuentran granulitas básicas de color oscuro (granulitas trampa). Se trata de rocas de grano fino, normalmente no bandeadas, de color casi negro con pequeñas manchas rojas de granate. Sus minerales esenciales son el piroxeno, la plagioclasa y el granate: químicamente se parecen a los gabros. La augita verde y la hiperstena forman una parte considerable de estas rocas, que pueden contener también biotita, hornblenda y cuarzo. Alrededor de los granates suele haber una agrupación radial de pequeños granos de piroxeno y hornblenda en una matriz clara de feldespato: estas estructuras céntricas son frecuentes en las granulitas. Las rocas de este grupo acompañan al gabro y la serpentina , pero las condiciones exactas en las que se forman y el significado de sus estructuras no se entienden muy claramente. [4]
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