Metamorfismo De Marmoles

5 METAMORFISMO DE MÁRMOLES Y ROCAS calcosilicatadas

El tercer grupo de rocas metamórficas a considerar en detalle son los derivados de sedimentos calcáreos: calizas y margas. Rocas pelíticas siempre relativamente isogradas de corte claro que podrían estar relacionados con las reacciones discontinuas específicos, mientras metabasitas introdujeron la complejidad adicional de una secuencia zonal dominado por reacciones continuas. En este capítulo vamos a ver los efectos de una variable más en la estabilidad de asociaciones minerales metamórficos: la composición de la fase fluida.

En el registro sedimentario las calizas son a veces muy puras y debido a que la calcita en sí es estable en la mayoría de las condiciones de la corteza, estas rocas pueden no desarrollar nuevos minerales durante el metamorfismo. Sin embargo, muchas calizas contienen otros componentes tales como granos detríticos o dolomita diagenética, y estos pueden reaccionar extensamente con calcita durante el metamorfismo. Sedimentos margosos que contienen una mezcla de componentes de carbonato y silicato también son comunes, y hay un espectro completo posible entre los sedimentos puramente de carbonato y sedimentos puramente de silicatos.

Las rocas metamórficas reflejan la variabilidad del registro sedimentario, y así también incluyen tanto mármoles puros y una gama de metasedimentos con proporciones variables de carbonato. Sin embargo, también es inusual, sobre todo en medio de altos grados, encontrar metasedimentos que son ricos en silicatos de Ca o Ca-Mg (como zoisita, grossular, anfíbol o diópsido) pero que contienen poco o nada de carbonato. Estas rocas se conocen como calcosilicatos, y en muchos casos son probablemente los productos de metamorfismo de sedimentos originales de carbonate-bearing. Deducimos esto porque la calcita y dolomita son la principal fuente de Ca y Mg constituyentes de sedimentos, y las reacciones en las que normalmente implican participación de descomposición de los carbonatos con pérdida de C02 en la producción de silicatos. Skarns son una variedad de roca calc-silicatada formado por la interacción entre metasomátismo de mármol y rocas de silicatos. Los ejemplos más espectaculares son el resultado de la intrusión de granito en mármol.

En la práctica, por lo tanto, se hace conveniente para la descripción de los sedimentos calcáreos metamorfoseadas dividirlos en dos categorías: marmol en el que los carbonatos son abundantes; y calc-silicatos con poco o nada de carbonato. El rango posible en la mineralogía, de los calc-silicatos es muy grande, ya que depende de la mezcla exacta de componentes sedimentarios en la capa original, además de ser susceptible a la interacción metasomática: con capas adyacentes. Por esta razón, aquí no se intentará proporcionar una guía comprensible de la mineralogía de los calc-silicatos, aunque a menudo son indicadores sensibles de grado metamórfico. Sin embargo, algunos ejemplos de los tipos de zonificación mineralógica más comúnmente encontrados se describen más adelante en el capítulo. Las composiciones de las fases es discutido en este capítulo y se enumeran en el Glosario.

MÁRMOLES –

MÁRMOLES CALCITA

El término de mármol se utiliza para las rocas calcáreas metamorfoseadas en los que minerales de carbonato dominan. Muchos mármoles son compuestos sólo por calcita con poco cuarzo y filosilicatos, originalmente de origen detrítico. Hay veces grafito derivado de restos orgánicos, y pyrita es también un accesorio común. La asociación mineral en un mármol de este tipo ofrece pocas pistas acerca de las condiciones de formación, ya que la calcita es estable en absoluto, pero a las más altas presiones (Fig. 5.1), y aun cuando la aragonita no forma durante el entierro, es probable que en la mayoría de los casos pueda volver completamente a calcita durante el levantamiento, excepto a muy bajas temperaturas (Cap. 6, página 182). A temperaturas muy altas y bajas presiones, la calcita puede reaccionar con cualquier cuarzo presente para producir silicato de calcio, wollastonita. A pesar de la falta de reacción mineralógica en mármoles de calcita, que son susceptibles a grandes cambios de textura debido a la recristalización de calcita para producir un tamaño de grano más grueso y a menudo una orientación preferente.

La reacción para formar wollastonita proporciona un ejemplo simple de uno de los tipos más comunes de reacción a ocurrir en rocas de carbonato, es decir, una reacción de desarbonatación:

CaCO3 + Si0 2 -> CaSi0 3 + C0 2

calcitc fluido wollastonita cuarzo (5.1)

Como H20, C02 forma un fluido supercrítico en condiciones metamorficas, con una densidad que es ampliamente similar a la del agua supercrítico, aunque ligeramente mayor bajo la mayoría de condiciones metamorficas (por ejemplo, véase Touret, 1977) de presión aplicada.

Reacción (5,1 J fue estudiada experimentalmente por Harker y Tuttle (1956). En su trabajo la presión del fluido en la cápsula experimental (CO2) era igual al total

Fig. 5.1 Diagrama P-T para mostrar los límites de estabilidad de calcita y calcita + cuarzo. Curvas de calcita +cuarzo descomposicion se dan para varios valores de XCO2, y para PCO2 = 1 bar. Datos de Johannes y Puhan (1971), Greenwood (1962, 1967) y Harker y Tuttle (1956).

Este suele ser el caso en experimentos de alta presión, porque las cápsulas de metales nobles que contienen los minerales a reaccionar (o carga experimental) son débiles y se colapsan sobre los granos en la carga obligándolos a estar juntos hasta que la presión sobre el fluido en los intersticios restantes es igual a la presión aplicada.

Los resultados de Harker y Tuttle, que se muestran en la Fig. 5.1, demostraron que a presiones de más de un par de kilobares la temperatura requerida para formar wollastonita está más allá del rango normal de metamorfismo regional. Esto es consistente con el hecho de que la mayoría de las ocurrencias de wollastonita están en aureolas térmicas formadas por metamorfismo de contacto a presiones relativamente bajas. Sin embargo, wollastonita se encuentra a veces en situaciones en donde formó aparentemente a presiones significativamente más altos, pero sin temperaturas excesivas (por ejemplo Misch, 1964). Una explicación para estos fenómenos requiere considerar la posibilidad de fluidos metamórficos intermedios en composición entre H20 y C02.

Mezclas - Fluidos volátiles

El principio introducido en el capítulo 2 que a las presiones más altas de C02 inhiben reacciones descarbonatación se ha entendido, al menos desde la época de James Hutton

...