Las granulitas son una clase de rocas metamórficas de alta ley de facies de granulita que han experimentado metamorfismo de alta temperatura y presión moderada . Son de grano medio a grueso y están compuestos principalmente por feldespatos a veces asociados con cuarzo y minerales ferromagnesianos 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 hasta niveles de la corteza menos profundos a altas temperaturas; otros se enfriaron mientras permanecían en las profundidades de la Tierra.
Los minerales presentes en una granulita variarán 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 . Pueden estar presentes tanto clinopiroxeno como ortopiroxeno 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 pequeños granates de piralspita rosados o rojos en una matriz holocristalina "granular". Se pueden formar concentraciones de granates, micas o anfíboles a lo largo de un patrón lineal que se asemeja a bandas de gneis o migmatita .
Las granulitas se forman en las profundidades de la corteza, típicamente durante el metamorfismo regional con gradientes térmicos elevados superiores a 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 ensamblajes como zafiro + cuarzo indican temperaturas muy altas, superiores a 900 °C. Algunas granulitas pueden representar los residuos de la fusión parcial en la extracción de fundidos félsicos en cantidades variables y, en casos extremos, representan rocas cuyos minerales constituyentes son anhidros y, por lo tanto, parecen como si no se hubieran fundido en condiciones de temperatura ultraalta. Por lo tanto, incluso son necesarias temperaturas muy altas de 900 a 1150 °C para producir los conjuntos minerales de facies de granulita. Temperaturas tan altas en las profundidades de la corteza terrestre solo 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 de temperatura inferior de 700 ± 50 °C y el rango de presión de 2 a 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 Al 2 O 3 .
La transición entre las facies de anfibolita y granulita se define mediante estos isogrados de reacción :
Las subfacies de granulita de hornblenda son una región de coexistencia transitoria de minerales ferromagnesianos anhidros e hidratados, por lo que los isogrados mencionados anteriormente marcan el límite con las subfacies de granulita de piroxeno , facies con conjuntos minerales completamente anhidros. [1]
Granulita ( del latín granulum , "un pequeño grano") es un nombre utilizado 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 granito alemán o al granito de biotita moscovita inglés. Esta solicitud no ha sido aceptada en general. [ Este significado granítico de granulita ahora está obsoleto. ] [3] Para los petrólogos alemanes, granulita significa una roca metamórfica de grano fino más o menos bandeada , compuesta principalmente de cuarzo y feldespato en cristales irregulares muy pequeños y que normalmente también contiene un buen número de granates diminutos, redondeados y de color rojo pálido . Entre los geólogos ingleses y americanos el término se emplea generalmente en este sentido. [4]
Las granulitas están muy estrechamente afines a los gneises , ya que consisten en casi los mismos minerales, pero son de grano más fino, generalmente tienen una foliación menos perfecta, son más frecuentemente garnetíferos y tienen algunas características especiales de estructura microscópica. En las rocas de este grupo, los minerales, como se ven en una diapositiva microscópica, se presentan como pequeños granos redondeados que forman un mosaico muy ajustado. Los cristales individuales nunca tienen una forma perfecta y, de hecho, sus rastros son raros. En algunas granulitas se entrelazan, con bordes irregulares; en otros, se han extraído y aplanado hasta formar lentículas ahusadas mediante 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). Pueden estar presentes tanto moscovita como biotita y su abundancia varía considerablemente; muy comúnmente tienen sus lados planos paralelos y dan a la roca una esquistosidad rudimentaria , y pueden agregarse 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 otros minerales. [4]
El feldespato de las granulitas es principalmente ortoclasa o criptopertita; También son comunes la microclina, la oligoclasa y la albita . Los feldespatos básicos se encuentran sólo en raras ocasiones. Entre los minerales accesorios, además de la apatita , el circón y los óxidos de hierro , se pueden mencionar los siguientes: hornblenda (poco común), riebeckita (rara), epidota y zoisita , calcita , esfena , andalucita , silimanita , cianita , hercinita (una piedra verde). espinela), rutilo , ortita y turmalina . Aunque ocasionalmente podemos encontrar granos más grandes de feldespato, cuarzo o epidota, lo más característico de estas rocas es que todos los minerales se encuentran 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 sobre puntos de geología teórica que han surgido al respecto, la región de granulita de Sajonia (en la zona de Rosswein y Penig) en Alemania puede considerarse la región típica de las rocas. de este grupo. Cabe recordar que aunque las granulitas son probablemente las rocas más comunes de este país, se mezclan con granitos, gneises, gabros , anfibolitas , esquistos de mica y muchos otros tipos petrográficos. Todas estas rocas muestran más o menos metamorfismo ya sea de carácter térmico o debido a presión y aplastamiento. Los granitos pasan a gneis y granulita; los gabros en gabro flaser y anfibolita; las pizarras suelen contener andalucita o quiastolita y muestran transiciones a esquistos de mica. Hubo un tiempo en que estas rocas se consideraban gneises arcaicos de un tipo especial. Johannes Georg Lehmann propuso la hipótesis de que su estado actual se debía principalmente al aplastamiento que actuaba sobre ellos en estado sólido, moliéndolos y rompiendo sus minerales, mientras que la presión a la que estaban sometidos los soldaba entre sí formando una roca coherente. Sin embargo, ahora se cree que son comparativamente recientes e incluyen rocas sedimentarias , en parte del Paleozoico , y masas intrusivas que pueden ser casi masivas o tener estructuras gneisosas, fláser o granulíticas. Éstas se han desarrollado en gran medida mediante la inyección de intrusiones semiconsolidadas de alta viscosidad , 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 de la trituración posterior a la consolidación como factor en el desarrollo de granulitas ha tenido tanto éxito que los términos granulitización y estructuras granulíticas se emplean ampliamente para indicar los resultados del dinamometamorfismo que actúa sobre las rocas en un período largo después de su solidificación. [4]
Las granulitas sajonas son aparentemente en su mayor parte ígneas y corresponden en composición a granitos y pórfidos . Existen, sin embargo, numerosas granulitas que sin duda fueron en su origen 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 grupal de gneises de Moine. [4]
Junto a las típicas granulitas ácidas descritas anteriormente, también se encuentran en Sajonia, India , Escocia y otros países granulitas básicas de color oscuro (granulitas trampa). Se trata de rocas de grano fino, normalmente sin bandas, 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, y 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 a la serpentina , pero no se comprenden muy claramente las condiciones exactas en las que se forman y el significado de sus estructuras. [4]
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