METAMORFISMO Y ROCAS METAMÓRFICAS.

JESÚS SÁNCHEZ VIZCAINO

GEOLOGGEOLOGGEOLOGGEOLOGÍÍÍÍA APLICADAA APLICADAA APLICADAA APLICADA

1. Metamorfismo

� Es un cambio de formacambio de formacambio de formacambio de forma o proceso geológico interno, en un sistema cerrado (isoquímico), mediante el cual las rocas sufren una serie de transformaciones en estado sólido debido a presión y temperatura elevadas.

� El resultado es una roca diferente en texturatexturatexturatextura y composicicomposicicomposicicomposicióóóón n n n mineralmineralmineralmineral de la original.

� Las rocas previas que se transforman mediante procesos metamórficos pueden ser de cualquiera de los tres tipos principales de rocas: sedimentarias, ígneas o metamórficas.

1.1 Factores Metamórficos

� Las rocas metamórficas pueden formarse a partir de rocas ígneas, sedimentarias o de otras metamórficas debido a tres factores metamórficos:

� TEMPERATURATEMPERATURATEMPERATURATEMPERATURA: Proporciona la energenergenergenergííííaaaa que producen los cambios químicos que resultan en la cristalización de los minerales. Las temperaturas aumentan con la profundidad a un ritmo conocido como gradiente geotgradiente geotgradiente geotgradiente geotéééérmico (20rmico (20rmico (20rmico (20ºººº----30303030ºººº C/C/C/C/KmKmKmKm)))).

� PRESIONPRESIONPRESIONPRESION: Esfuerzo ejercido por toda la carga que existe por encima de las rocas. Aumenta con la profundidad. También existen fuerzas fuerzas fuerzas fuerzas tecttecttecttectóóóónicas direccionalesnicas direccionalesnicas direccionalesnicas direccionales, durante la formación de montañas, pueden inclusive cizallar una roca y deformarla plásticamente.

� ACTIVIDAD QUACTIVIDAD QUACTIVIDAD QUACTIVIDAD QUÍÍÍÍMICAMICAMICAMICA:::: Los fluidos químicamente activos potencian los procesos metamórficos, como el aguaaguaaguaagua. Mediante el compactamiento de las rocas, se reduce el volumen de los poros, el agua es expulsada y resulta asequible para las reacciones químicas. Esta agua actúa de catalizador para la creación de minerales nuevos.

� TIEMPOTIEMPOTIEMPOTIEMPO

2. Zona, Grado, Facies y serie metamórfica

� Zona metamórfica: Zona geográfica en las que las condiciones de metamorfismo (P-Tª) han sido las mismas, pero que no tienen como resultado las mismas rocas metamórficas dado que las rocas originales pudieron ser diferentes dentro de la zona.� Isogradas: Líneas que unen puntos de la zona

con iguales valores de intensidad de metamorfismo ( P y Tª)

� Mineral índice: aquel mineral cuyo rango de estabilidad está establecido en unos estrechos márgenes de presión (geobarómetro) o de temperatura (geotermómetro)

2. Zona, Grado, Facies y serie metamórfica

� Facies metamórficas (Skola, 1915): Conjunto de rocas caracterizadas por haberse formado en las mismas condiciones de P y Tª

2. Zona, Grado, Facies y serie metamórfica

� Serie metamórfica: Conjunto de rocas metamórficas que pueden formarse a partir de una roca preexistente en función del incremento de P y Tª o de la intensidad del metamorfismo.

2.1.Algunas series metamórficas

1.Gabros

2. Fm Zoisita, epidota,albita

3.Prasinitas

4.Ortoanfibolitas y ortopiroxenitas

5.Granulitas con piroxeno y anfíbol

6. Eclogitas

1. Granitos

2. Protoginas

3. Ortogneis y ortoleptinitas

4. Granulitos y charnoquitas

1. Margas

2. Micacitas calcáreas

3. Prasinitas

4. Anfibolitas y piroxenitas

1.Calizas y dolomías

2.Mármoles y Calizas cristalinas

3. Serpentinitas (en presencia de magnesio)

1. Arenisca

2. Cuarcitas

3. Cuarcitas micáceas

4. Gneis conglom.

5. LeptinitasY granulitas

(pararcosas y grauvacas)

1. Arcilla

2. Arcillosquistos

3. Filadios

4.Esquistos sericíticos

5.Esquistos cloríticos

6.Micaesquistos

7.Micacitas

8.Gneis de dos micas

9.Gneises con biotita

10.Migmatitas

11.Anatexitas

12.Granulitos con cordierita o con granates

SERIE GABRO-

DIORÉTICA

SERIE

GRANÍTICA

SERIE

CALCOPELÍTICA

SERIE

CARBONATAD

A

SERIE SILÍCEA O

ARENOSA

SERIE ARCILLOSA O

PELÍTICA

ROCAS ÍGNEASROCAS SEDIMENTARIAS

3. Aspecto Físico-Químico de los procesos metamórficos .

� Cualquier compuesto puede presentarse en diferentes formas y estados, en función de la temperatura y la presión.

� El metamorfismo se produce mediante sucesivos cambios de fase, en los que producen las desapariciones de formas ya inestables y la aparición de otras formas.

1) Transformaciones polimórficas. Mantienen el quimismo.2) Reacciones Químicas. No se mantiene el quimismo.

a) De transformación � Jaideita + Cuarzo = Albita.b) De disociación: Moscovita � Ortosa + Coridón +

Agua.

� ParagParagParagParagéééénesisnesisnesisnesis mineral:mineral:mineral:mineral: Asociación de varias fases minerales estables en el mismo intervalo de presión y temperatura.

� El cambio de aspecto se debe a:� Producción o crecimiento de nuevos minerales o de los ya

existentes� Aumento del tamaño de los cristales, minerales o blastos� Orientación de los blastos

3. Aspecto Físico-Químico de los procesos metamórficos.

3. Aspecto Físico-Químico de los procesos metamórficos.

3. Aspecto Físico-Químico de los procesos metamórficos.

3. Aspecto Físico-Químico de los procesos metamórficos .

� ParagParagParagParagéééénesisnesisnesisnesis mineral:mineral:mineral:mineral: Asociación de varias fases minerales estables en el mismo intervalo de presión y temperatura.

� El cambio de aspecto se debe a:� Producción o crecimiento de nuevos minerales o de los ya

existentes: recristalizacirecristalizacirecristalizacirecristalizacióóóónnnn� Aumento del tamaño de los cristales, minerales o blastos: blastesisblastesisblastesisblastesis

4. Textura de las Rocas Metamórficas (I)

� Grado de cristalinidad: indicativa del grado de metamorfismo (a mayor grado de cristalinidad, mayor grado de metamorfismo):

� Bajo: Cristales no identificables a simple vista� Medio: Cristales identificables a simple vista o con lupa� Alto: Cristales de tamaño notable

� Forma y distribución de tamaño de los cristales:

4. Textura de las Rocas Metamórficas (II)

� Forma y distribución de tamaño de los cristales:� Granoblástica: El tamaño de todos los cristales es

parecido y forman un mosaico de granos con tendencia al empaquetamiento hexagonal. Frecuente en los gneis

� Lepidoblástica: Esta definida un apilamiento de minerales planares (micas), los cuales están orientados de forma que sus caras planares son paralelas entre sí. Frecuente en micaesquistos.

� Nematoblástica: Similar a la lepidoblástica, sólo que en este caso el apilamiento no es de minerales con hábito planarsino acicular. Típica de anfibolitas.

� Porfidoblástica: Cuando se observa una serie de cristales de gran tamaño (porfidoblastos) englobados en una matriz compuesta por granos de un tamaño sensiblemente menor, es decir, existen dos poblaciones distintas de cristales. Gneises y migmatitas

� Poikiloblástica: los porfidoblastos contienen numerosas inclusiones del mineral original.

5. Cambios en las rocas debido al metamorfismo (I)

� El grado de metamorfismos se refleja en la textura y en la mineralogía de las rocas metamórficas:

� Cambios en las texturas: Cuando las rocas están sometidas a presión y temperatura bajas, dan lugar a dos tipos de texturas:

� Texturas no Foliadas: Las rocas compuestas por un solo mineral cuyos cristales se caracterizan por tener un hábito equidimensional suelen tener una foliación no apreciable. (Mármol, cuarcita)

5. Cambios en las rocas debido al metamorfismo (II)

� Texturas Foliadas: Bajo temperaturas extremas la presión provoca la formación de cristales más grandes. Dan una textura en forma de láminas o en bandas denominado foliación. Los minerales planares se orientan perpendicularmente a los esfuerzos principales.

Existen diferentes tipos de foliación dependiendo del grado metamórfico alcanzando y de la mineralogía de la roca inicial:

� Pizarrosidad (Pizarras).� Equistosidad (Esquistos).� Bandeado Gnéisico (Gneis).

5. Cambios en las rocas debido al metamorfismo (III)

5. Cambios en las rocas debido al metamorfismo (III)

� Pizarrosidad:

� Típica de bajo grado de metamorfismo.� Minerales planares de grano fino( Principalmente

micas)� Minerales orientados perpendicularmente a la

dirección de máximo aplastamiento� Ej: Pizarras y filitas

5. Cambios en las rocas debido al metamorfismo (IV)

� Esquistosidad:

� Típica de grado metamórfico bajo a medio� Minerales planares de grano medio a grueso

(micas)� Minerales alargados (estaurolita) orientados

perpendicularmente a la dirección de máximo aplastamiento.

� Ej: Esquisto, Micacitas

5. Cambios en las rocas debido al metamorfismo (V)

� Bandeado gneísico:

� Típico de metamorfismo de alto grado.� Minerales laminares de grano medio a grueso

(micas) alternando con planos de espesor milimétrico de minerales recristalizados (cuarzo, feldespatos).

� Bandas de minerales claros y oscuros� Minerales orientados perpendicularmente a los

esfuerzos.� Ej: Gneis.

5. Cambios en las rocas debido al metamorfismo (VI)

� Cambios mineralógicos: Los minerales existentes y los iones del agua se recombinan para formar nuevos minerales, sin embargo, en algunos ambientes se introducen nuevo materiales durante el proceso metamórfico (Cobre de la Tierra).

Minerales índice: minerales que informan sobre las condiciones de presión y temperatura que alcanzó una roca durante el metamorfismo.Según el orden de temperatura creciente los minerales índice de metamorfismo más comunes, para el metamorfismo de contacto, son:

Clorita – biotita – andalucita - sillimanita

6. TIPOS DE METAMORFISMO

� Se diferencia en función de los factores o de las condiciones geotécnicas de formación:

� 6.1. Metamorfismo de contacto

� 6.2. Metamorfismo en zonas de falla

� 6.3. Metamorfismo regional

6.1 Metamorfismo de Contacto

� Se produce cuando un magma entra en contacto con rocas más frías, formándose una zona de alteración denominada aureola alrededor del magma.

� El tamatamatamatamaññññoooo de la aureola dependerá de la composición mineral de la roca huésped y de la disponibilidad de agua.

� Propiedades de las rocasPropiedades de las rocasPropiedades de las rocasPropiedades de las rocas: rocas de grano fino, de color oscuro, densas, duras pero frágiles, de descomposición química diversas y sin foliación. CorneanasCorneanasCorneanasCorneanas

Se reconoce fácilmente sólo cuando se produce en un ambiente próximo a la superficie, donde el contraste de temperaturas entre el magma y la roca es grande.

Se produce en zonas poco profundas de la corteza, a baja P.

6.2 Metamorfismo en zonas de fallas

� Cerca de la superficie las rocas se comportan como un sólido frágil, por lo que el movimiento a lo largo de una zona de falla fractura y pulveriza la roca.(harina de falla).

� Predomina la P sobre la Tª.� Son presiones dirigidas no litostáticas.

� Propiedades de las rocasPropiedades de las rocasPropiedades de las rocasPropiedades de las rocas: roca poco resistente llamada brecha de falla (fragmentos de roca rotos y aplastados). Si se producena gran profundidad presentas aspecto foliado (milonitasmilonitasmilonitasmilonitas).

Un tipo de este metamorfismo es el denominado metamorfismo metamorfismo metamorfismo metamorfismo cataclcataclcataclcatacláááástico o dinstico o dinstico o dinstico o dináááámicomicomicomico, donde intervienen únicamente fuerzas mecánicas que pulverizan los granos minerales

6.2 Metamorfismo en zonas de fallas

MILONITA

6.3. Metamorfismo Regional

� Se produce cuando los tres agentes causantes de los procesos metamórficos, actúan de forma simultforma simultforma simultforma simultááááneaneaneanea.

� Se produce en las zonas de borde de choque de subducción de placas.

� Hay que añadir un cuarto agente, el tiempotiempotiempotiempo, que puede variar las condiciones termodinámicas, las reacciones y los procesos de cristalización.

� Dado los diferentes tipos de rocas según los agentes se dan facies de metamorfismo regional, según la gradacigradacigradacigradacióóóón de intensidadn de intensidadn de intensidadn de intensidad.

� Rocas a metamorfismo bajo � Pizarras� Rocas a medio metamorfismo � Filitas � Micaesquistos.� Rocas a alto metamorfismo � Micaesquistos � Gneises

6.3. Metamorfismo Regional

� Entre el metamorfismo de grado alto y bajo existen diferencias mineralógicas.

� Durante la formación de las pizarras � Clorita.� Metamorfismo alto � Biotita y Moscovita.� Condiciones extremas � Micaesquitos.� Temperaturas cercas del punto de fusión � Sillimanita.� Por encima del punto de fusión � Migmatitas.� Si la roca se funde entera � Magma.

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas

� Se clasifican principalmente a partir de la textura y composición mineralógica:

� ROCAS FOLIADAS:

� Pizarra: Pizarrosidad bien definida� Filita: Pizarrosidad bien definida, brillo satinidad.� Esquistos: Esquistosidad bien definida.� Gneis: Bandeado gneísico bien definido.� Migmatita: Foliación migmatítica biendefinida.

� ROCAS POCO FOLIADAS:

� Milonita: Foliación originada por una deformación intensa de cualquier roca previa.

� Metaconglomerado: presentan lineaciones de los cantos del conglomerado original.

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas (II)

� ROCAS NO FOLIADAS:

� Mármol: Granos de calcita intercrecidos, originados por el metamorfismo de calizas y dolomías.

� Cuarcita: Granos de cuarzo intercrecidos, originadas por el metamorfismo de areniscas ricas en cuarzo.

� Corneana: Rocas que han sufrido metamorfismo de contacto y no tienen fábrica planar pero síminerales índice desarrollados en menor o mayor grado.

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas (III)

Se dividen según la ausencia o presencia de foliación, y la composición mineralógica.

Cuarzos, plagioclasa y feldespato.

Minerales planares que incluyen la mica.

Pizarrosidad, cristales muy finos de moscovita.

Materia orgánica (negra), óxido de hierro (rojas), cloritita (verdes).

ComposiciComposiciComposiciComposicióóóónnnn

Segregación de silicatos claros y oscuros.

Fácil rotura.Brillo Satinado.Exfoliación.CaracterCaracterCaracterCaracteríííísticassticassticassticas

Metamorfismo grado algo esquistos.

Lititas, con metamorfismo grado medio.

Pizarra a mayor presión.

Metamorfismo grado bajo de lititas.

OrigenOrigenOrigenOrigen

Roca metamórfica bandeada.

Muy foliada.Gradación en el metamorfismo de la pizarra.

Grano fino, con pequeños cristales de mica.

DescripciDescripciDescripciDescripcióóóónnnn

GNEISESQUISTOFILITASPIZARRARocas Foliadas

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas (III)

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas (IV)

Planar según el grado de metamorfismo.

Blanca en función del óxido de hierro puede ser roja o rosada.

Calcita, puede contener mica, clorita.

ComposiciComposiciComposiciComposicióóóónnnn

Minerales indican mayor o menor desarrollo.

Gran dureza. Aspecto bandeado.

Blancura, atractivo color.

CaracterCaracterCaracterCaracteríííísticassticassticassticas

No tienen.Arenisca rica en cuarzo.

Calizas.OrigenOrigenOrigenOrigen

Metamorfismo de contacto.

Se encuentra en terrenos primarios

Roca cristalina. Puede aparecer bandeado.

DescripciDescripciDescripciDescripcióóóónnnn

CORNEANASCUARCITAMÁRMOLRocas no Foliadas

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas (IV)

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas (IV)

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas (IV)

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas

Pizarra

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas

Pizarra

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas

Filita

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas

Filita

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas

Esquisto

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas

Esquisto con estaurolita

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas

Gneis

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas

Gneis

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas

Gneis

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas

Gneis

MIGMATITA

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas

Mármol

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas

Cuarcita

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas

Cuarcita

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas

Corneana

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas

Corneana

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas

Milonita

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas

Milonita

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas

Metaconglomerado

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas

Metaconglomerado

8. Discontinuidades de las rocas metamórficas

� Condicionadas por la presión existente en el momento de formación.

� Suelen esta formadas por minerales planares cuyo crecimiento y orientación condicionan el aspecto de la roca y sus propiedades.

� La presión puede ser de tipo Litostático o Tectónico originando diferentes tipos de texturas.

� Se organizan las rocas según su textura en:

� Rocas Masivas o Granulares.� Rocas pizarrosas o filíticas.� Rocas esquistosas.� Rocas foliadas.� Rocas migmatíticas.

8. Discontinuidades de las rocas metamórficas

9. Las Rocas Metamórficas en la Ingeniería Civil

6.1 6.1 6.1 6.1 Rocas MetamRocas MetamRocas MetamRocas Metamóóóórficas de Textura Visible Cristalinarficas de Textura Visible Cristalinarficas de Textura Visible Cristalinarficas de Textura Visible Cristalina....

� Malas geomecánicamente� Rotura muy fácil.

� Anisotropía� Rotura frágil

� Muy anisótropas� Resistencia baja en los planos de equistosidad.� Deslizamientos muy fáciles

Rocas cizalladasRocas con minerales silicatados en bandas

sin hojas continuas

Rocas con mica y otros minerales

planos en bandas continuas

9. Las Rocas Metamórficas en la Ingeniería Civil

6.1 6.1 6.1 6.1 Rocas MetamRocas MetamRocas MetamRocas Metamóóóórficas de Textura Visible Cristalinarficas de Textura Visible Cristalinarficas de Textura Visible Cristalinarficas de Textura Visible Cristalina....

9. Las Rocas Metamórficas en la Ingeniería Civil (II)

6.2 6.2 6.2 6.2 Rocas MetamRocas MetamRocas MetamRocas Metamóóóórficas de grano muy finorficas de grano muy finorficas de grano muy finorficas de grano muy fino:::: Abundantes en España.

Rocas microscmicroscmicroscmicroscóóóópicamente ispicamente ispicamente ispicamente isóóóótropastropastropastropas, macroscmacroscmacroscmacroscóóóópicamente picamente picamente picamente anisanisanisanisóóóótropastropastropastropas. Rocas duras y resistentes. Cuarcitas y mármoles

Rocas microscRocas microscRocas microscRocas microscóóóópicamente anispicamente anispicamente anispicamente anisóóóótropastropastropastropas. Rocas duras y alterables. Filitas y esquistos

9. Las Rocas Metamórficas en la Ingeniería Civil (II)

Rocas de grano finoAplicación de las rocas metamórficasen la Ingeniería Civil

10. Rocas metamórficas en la Península Ibérica

� Ocupan casi todo el subsuelo de la península ibérica, aunque están recubiertas de rocas sedimentarias más modernas.

� Afloran en las cordilleras antiguas.

� Sistema Central Español.� Montes Gallegos.� Zona central pirenaica.� Sierras de Huelva y Sevilla.� Extremadura.� Zona central de la cordillera bética.

10. Rocas metamórficas en la Península Ibérica

10. Rocas metamórficas en la Península Ibérica

11. Texturas más comunes en R. Metamórficas de origen pelítico.

� PizarrosidadPizarrosidadPizarrosidadPizarrosidad (en Pizarras y filitas):� Roca Sedimentaria de composición arcillosa.� A presión pizarrosidad: minerales muy pequeños,

orientados en la misma dirección.

� EquistosidadEquistosidadEquistosidadEquistosidad:

� Filosilicato a mayor presión forma Moscovita.� Aparecen Porfidoblastos.

11. Texturas más comunes en R. Metamórficas de origen pelítico.

Pizarrosidad -- Equistosidad

11. Texturas más comunes en R. Metamórficas de origen pelítico.

� FoliaciFoliaciFoliaciFoliacióóóónnnn (en los gneises):

� Foliación: No hay moscovita.� Único filosilicato es la biotita.� Aparecen glándulas de ortosa.� Laminación menor.

� Textura migmatítica:

� Fusión de los minerales de la roca � roca entre ígnea y metamórfica.

� Minerales fundidos de roca ígnea.� Minerales sólidos rocas metamórficos.

11. Texturas más comunes en R. Metamórficas de origen pelítico.

Foliación: MIGMATITA

12. Metamorfismo y Tectónica de Placas

� El metamorfismo tiene lugar en los bordes de las placas convergentes que son comprimidos formando las estructuras montañosas.

� En zonas de subducción donde las placas oceánicas descienden hacia el manto también produce metamorfismo (cerca de las fosas).

� En estas zonas también se forman magmas, subiendo a la superficie por flotación y deforma rocas contiguas.

� En las zonas de fallas se produce el metamorfismo de presión denominado DinamometamorfismoDinamometamorfismoDinamometamorfismoDinamometamorfismo.

12. Ambientes Metamórficos

� Se denominan escudos o cratonesescudos o cratonesescudos o cratonesescudos o cratones.

� Están formados por rocas ígneas y metamórficas muy antiguas, (mas de 600 millones de años).

� Zonas de prolongada erosión � Relieve poco acentuado.

� Recubiertos de sedimentos modernos y horizontales.

� En España � Escudo Ibérico.� Gran parte de Galicia.� Zona basal de las dos mesetas.

USOS DE LAS ROCAS EN LA INGENIERÍA CIVIL:

ROCAS METAMÓRFICAS

E.T.S INGENIEROS CAMINOS,CANALES Y

PUERTOS

LAS ROCAS COMO MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

Entre las numerosas clases de rocas que presenta la naturaleza, no todas poseen las cualidades necesarias para poder ser consideradas materiales aptos para la construcción; hay rocas que, aunque presentan un interés científico, e incluso comercial, al estar asociadas a yacimientos carecen de interés en la técnica edificatoria.Hay además, otra serie de factores que condicionan la elección del material pétreo aplicable a la cantería, como una determinada estructura, dureza, resistencia, o la proximidad del yacimiento.A continuación, se enumeran las principales cualidades constructivas que deben poseer las rocas empleadas en cantería:

� Densidad� Peso específico� Tenacidad� Dureza� Resistencia a la compresión� Labrabilidad� Duración

METAMORFISMO

� Las rocas metamórficas son las originadas a partir de rocas ígneas, sedimentarias o metamórficas preexistentes, que han sido sometidas a metamorfismo.

� Por metamorfismo se entiende “el proceso de cambio de las asociaciones mineralógicas, texturas y/o estructuras de una roca”. Estos cambios tienen lugar bajo condiciones físicas y químicas que se apartan algo de las que concurren tanto en el origen inicial de la unidad como en el ambiente próximo a la superficie

METAMORFISMO

� . Los factores que determinan el producto final del metamorfismo son:

� a) los fluidos y gases químicamente activos

� b) La presión

� c) La temperatura.

Los cambios metamLos cambios metamóórficos suelen rficos suelen producirse esencialmente en estado producirse esencialmente en estado

ssóólidolido

METAMORFISMO

TIPOS DE METAMORFISMO

Metamorfismo dinámico

� Milonitas� Cataclastítas

Metamorfismo de

contacto

� Corneanas� Pizarras moteadas

Metamorfismo regional

MILONITASLas milonitas son rocas constituidas por fragmentos de rocas arrancadas de los labios de la falla, deformadas por la acción del movimiento. Junto a la roca metamorfizada existen restos de roca primitiva. Pueden ser muy compactas y duras y presentar laminaciones. INCIDENCIA EN OBRA

Dada su reducida extensión y su puntual presencia, la incidencia de estas rocas en una

obra es relativa. Primordialmente puede afectar a las excavaciones subterráneas, ya que

avance se encuentra con zonas de roca de distinta calidad (no siempre peor) al resto del

tramo que puede dar lugar a inconvenientes (desprendimientos, llegadas de agua, etc) y

consiguiente retraso.

Otro problema que puede dar lugar la presencia de milonitas y cataclasticas es en la

explotación de canteras, ya que introduce un material de distinto tipo y calidad del resto

del macizo.

CATACLASTÍTAS

Las cataclastítas son brechas con matriz constituida por minerales y fragmentos de roca y tamaños muy pequeños.Las incidencia coinciden con los de las milonitas

CORNEANAS

Son rocas que se forman en las aureolas de contacto de las rocas plutónicas. Son de grano muy fino y fractura concoidea.Se pueden presentar con desarrollo muy variado, desde varios kilómetros cuadrados a centímetros en los bordes de diques.

INCIDENCIA EN OBRA

A falta de otro material, puede usarse para hormigones, aunque dada la proximidad de

afloramientos de otras rocas no tiene que ser difícil el empleo de estas. Algo similar puede

decirse respecto a su empleo en cantera, como sucede en Cáceres, Salamanca, Córdoba y la

Serranía de Ronda.

Es buena roca de cimentación y tiene sostenimiento aceptable en excavaciones.

PIZARRAS MOTEADAS

Son rocas que se forman en la parte exterior de las aureolas de contacto donde la temperatura es menor y por tanto el metamorfismo es menos intenso.Se mantiene la esquistosidad original e incluso se acentúa.Desde el punto de vista de utilización y comportamiento no difieren nada de las pizarras esquistosas.

MÁRMOL

� Los mármoles son rocas que proceden de un metamorfismo de contacto de alto grado o de metamorfismo regional de calizas o dolomías. Los mármoles resultantes son muy difíciles de distinguir de las calizas o dolomías cristalinas.

� Los minerales principales son calcita y dolomías, pudiendo tener otros muchos, entre ellos biotita y moscovita.

� Tienen una textura de grano fino o grueso.

� No presentan foliación, si se nota un bandeado en que alternan capas de grano grueso, grano fino con capas ricas en minerales.

� Los colores son variables. La presencia de materia orgánica da lugar a tonalidades grises mientras que el hierro produce tonos verdes, rojos o marrones, cuando se trata de dolomías o calizas muy puras, el resultado es un mármol blanco.

MÁRMOL

INCIDENCIA EN OBRALas aplicaciones concretas del mármol son en general conocidas: chapado de exteriores e interiores, elementos arquitectónicos auxiliares (p.ej., escalinatas), complementos decorativos (estatuas), arte funerario, embaldosados, bordillos, muros, sillares. Hay que recordar que el granito está reemplazando en muchas de estas aplicaciones al mármol, por su mayor resistencia y durabilidad, sobre todo en exteriores y suelos. Se usa para planchas pulidas.Añadir su gran resistencia a heladas y su sensibilidad a la lluvia ácida.

CUARCITAS METAMÓRFICAS

Son rocas procedentes de areniscas o sedimentos arenosos sometidos a metamorfismos de contacto regional. Están constituidas primordialmente por cuarzo con un cemento de la misma naturaleza que da una gran homogeneidad a la roca.Tienen una gran resistencia a la erosión, dando lugar a resaltos en la superficie u ocupando las crestas de las sierras.

CUARCITAS METAMÓRFICAS

INCIDENCIA EN OBRA

Desde el punto de aplicación a la ingeniería civil, se puede utilizar en escolleras de puertos, dada su resistencia e inalterabilidad, es una roca idónea para esto ya que es bastante pesada. La dificultad se centra en la extracción costosa de los bloques.

Excelente roca de cimentación, pues su gran resistencia la hace admitir cualquier tipo de estructura.

Debido a su resistencia, es adecuada para situar en ella presas de gravedad o bóveda, es impermeable y las filtraciones se producen a través de fractura, fácilmente corregibles con inyecciones de cemento. En nuestro país existen ejemplos de presas situadas en formaciones cuarcíticas como el Cíjara(Guadiana). También son muy buenas como áridos y capas de drenaje en carreteras, balastro de ferrocarriles y fabricación de vidrio.

CUARCITAS METAMÓRFICAS

INCIDENCIA EN OBRA

Se puede utilizar la “Cuarcita de Olmedo” para:

� Mampostería

� Pavimentos

� Chapados

� Adoquín

� Planchones

� Lajas

PIZARRAS

Sus minerales esenciales son moscovita, cuarzo, clorita y en algún caso grafito.La pizarra es una roca de grano fino con una marcada foliación debida a la orientación de minerales hojosos, como la mica y clorita, lo que implica que ha estado sometida a fuertes deformaciones. Presenta colores variados, pardos, verdosos y rojizos.

PIZARRAS

INCIDENCIA EN OBRA

La acusada esquistosidad de esta roca hace que al machacarla se obtenga un fragmento lajoso que la hace inservible como árido para hormigones, algo similar ocurre para su utilización en carreteras y ferrocarriles. En pedraplenes no parece ser muy aconsejable, ya que el fragmento lajoso que se obtiene tiende a romperse y orientarse dando lugar a asientos importantes durante la construcción y en el periodo de uso. Sin embargo se construyen pedraplenes con estos materiales, en muchas ocasiones mezclados con otras rocas.Evidentemente, cuanto mayor sea el grado de metamorfismo de la pizarra, sus características resistentes serán mejores.La fisibilidad de la roca la hace inapropiada para su uso en escolleras de puerto, ya que obtener bloques de gran tamaño y forma con tendencia cúbica es casi imposible.En la edificación, la pizarra ha tenido un uso tradicional, en especial en techados y cubriciones. La esquistosidad y la fisibilidad que presenta esta roca ha permitido obtener delgadas hojas que se han empleado y se emplean para techado y cubrición de fachadas, especialmente en medios rurales, siendo rara su utilización en muros, sillares, etc. En la actualidad y con fines estéticos, no es raro encontrarla pizarra puesta sobre fachadas, enlosados y también en decoración interior. En algunos casos se ha utilizado como elemento impermeabilizante.

PIZARRAS

INCIDENCIA EN OBRALa pizarra no es mala roca de cimentación, salvo que estéalterada, lo que unido a su impermeabilidad hace que sea frecuente la ubicación de presas sobre esta clase de terreno. Ejemplo: Orellana (Guadiana), Cedillo (Tajo).

En excavaciones subterráneas el comportamiento de las pizarras depende mas de la densidad de fracturación y de la incidencia de los planos de rotura y esquistosidad con las estructuras que del grado de metamorfismo de la roca matriz. Hay que evitar que la dirección de la esquistosidad coincida con la traza o mayor dimensión de la excavación.

Cuando una fracturación densa o la esquistosidad son verticales y la cobertura no es grande, se corre el riesgo de laformación de chimeneas en la bóveda de las excavaciones.

Grava y polvo de pizarra

Para pavimentaciones, terrazos, firmes de carretera, etc. Mezcladas con asfalto, una vez calcinadas, se emplean para la fabricación de telas impermeables y pinturas

FILLITAS

Un mayor aumento del metamorfismo hace que las pizarras se transformen en filitas, rocas de grano más grueso que aquellas, presentan un brillo en el plano de esquistosidad y un lustre sedoso debido a los grandes cristales de mica.Su mineralogía es similar a las pizarras, teniendo como minerales esenciales moscovita, biotita, clorita, cuarzo y albita y como accesorios magnetita, grafito, pirita y calcita.Su esquistosidad es adecuada, pudiendo presentar un bandeado en que alternan filitas micáceas y cuarzofeldespáticas. Suele ser común la presencia de venas y diques de cuarzo.

INCIDENCIA EN OBRA

La utilización y comportamiento de estas

rocas es muy similar al de las pizarras. Su

mayor metamorfismo no acrecienta sus

características geomecánicas.

ESQUISTOS

Son rocas metamórficas de metamorfismo regional que pueden ser de bajo y alto grado, su origen es el metamorfismo de pizarras, areniscas, rocas carbonatadas, rocas ígneas, arcillas, etc. Se suelen denominar en función del mineral predominante.Los minerales más abundantes son el cuarzo, la mica, clorita, talco, etc.

INCIDENCIA EN OBRA

Su utilización y comportamiento es similar al

de las rocas foliadas, aunque su mayor grado

de metamorfismo hace que sean más

adecuadas que aquellas para ciertos empleos,

como en escolleras. La tendencia a los

deslizamientos también disminuye.

GNEIS

� Los gneis son rocas metamórficas regionales de alto grado de metamorfismo cuyo origen son los cambios sufridos por rocas ígneas o areniscas arcósicas.

� Los minerales más comunes son el cuarzo, el feldespato (ortoclasa y microclima o feldespato potásico) y micas.

� La textura es granoblásticay porfiroblástica con tamaño de grano visible a simple vista.

� Tienen una cierta foliación (gneisedad), no tan marcada como en las rocas típicamente fisibles, que varían de unos tipos a otros.

� Podemos dividirlos en gneis micáceos y gneis glandulares. En los primeros los minerales claros alternan en fajas más o menos entreveradas con los minerales micáceos, dando lugar a un bandeado o gneisidad. En los glandulares, de textura porfiroblástica, el cuarzo, la ortosa y la microclima forman grandes ocelos e incluso de tamaño centimétrico, envueltos y contorneados por una matriz esquistosa de cristales más pequeños, entre ellos las micas.

� Con la diferencia del bandeado o gneisidad, los gneis son similares en su aspecto al granito.

GNEIS

INCIDENCIA EN OBRALos gneis glandulares sanos se utilizan en edificación, tallándose sillares con los lechos paralelos a la foliación. No es la roca más apropiada para tal menester, pero en algunos casos su aspecto lohace adecuado con fines estéticos, empleándose como losas o cubrición de fachadas. En zonas rurales, donde es abundante, el empleo para tapias o pequeñas edificaciones es normal.En escolleras suele emplearse, pero siempre teniendo en cuenta su lajosidad y lustre al calcular los taludes, siendo preferible el glandular con respecto al micáceo. En escolleras para puertos no debe utilizarse el micáceo, dada su menor resistencia a la abrasión.Como apoyo, estando sano, es una roca de gran capacidad, teniendo que eliminar la zona superficial alterada convertida enjabre.Con respecto a su comportamiento en excavaciones subterráneas, en los gneis glandulares sanos pueden excavarse túneles a plena sección y mantenerse sin necesidad de cubrir la bóveda, salvo en tramos en que la esquistosidad vaya al hilo del eje o existen conjunciones con los sistemas de fracturación que den lugar a bloques o cuñas con posibilidad de desplazamiento.Para la ubicación de presas pueden considerarse una roca impermeable, pues las filtraciones, caso de producirse, serán a favor de fracturas, siendo corregibles a base de inyecciones de cemento. Si está alterado superficialmente, es necesario profundizar la excavación de los cimientos hasta alcanzar la roca sana.

Gneis bandeado

Gneis granular

ANFIBOLITAS

� Son rocas de metamorfismo regional de grado medio a alto que proceden de rocas magmáticas, calizas, tobas, margas o sedimentos ricos en hierro y calcio, siendo muy difícil determinar su origen concreto.

� Sus minerales principales son la hornblenda y la plagioclasa, siendo escaso el cuarzo. Tienen grano grueso a fino con textura variable, aunque la granoblástica suele ser la más habitual.

� La foliación está menos desarrollada que en los esquistos e incluso en algunos

INCIDENCIA EN OBRA

No suelen formar grandes macizos por

sí solas, aunque si entreveradas entre

esquistos o alterando con filitas o

pizarras. Tienen una capacidad portante

más bien baja aunque suficientemente

en cualquier caso, para el apoyo de

obras medias. No sirven como árido

para el hormigón, en general, ni para

basaltos ni firmes de carretera. Pueden

considerarse impermeables.

GRANULITAS

Se trata de rocas metamórficas regionales de altos grados procedentes del metamorfismo de rocas ígneas y de areniscas. Sus minerales principales son el cuarzo, el feldespato y piroxenos, con textura granoblástica y estructura gnésica.INCIDENCIA EN OBRA

Su desarrollo es escaso y su incidencia,

por tanto, puntual.

ECLOGITAS

� Son rocas metamórficas regionales de alto grado originadas por procesos metamórficos actuando sobre rocas ígneas.

� Los minerales principales son la onfacita (piroxeno) y el granate, también puede tener hornblenda, epidota, etc. Su textura es granoblástica y su estructura foliada apenas se acusa. Como rasgo significativo destacamos su alta densidad.

INCIDENCIA EN OBRA

Su desarrollo es escaso y aparece en

forma de bandas y lentejones incluidos

entre otras rocas metamórficas, por

tanto, su incidencia sobre una obra o

su utilización suele ser muy puntual.

MIGMATITAS

� Se trata de rocas metamórficas regionales de alto grado que comprenden porciones de rocas magmáticas y de rocas metamórficas. Se podría distinguir entre migmatitas de inyección o de contacto, formadas por la inyección de un magma granítico en forma de apófisis, dique, etc.; que se han formado entre un macizo metamórfico, y las migmáticasregionales, en las cuales las porciones graníticas se han formado dentro de una masa de roca metamórfica, estas son las más comunes.

� Son rocas de grano grueso y una textura mezcla de roca granítica y esquistosa, ligadas a terrenos precámbricos.

ROCA APLICACIONES

PIZARRA

SE UTILIZAN FUNDAMENTALMENTE PARA TECHADOS, SOBRE TODO LAS QUE PRESENTAN BUENA PIZARROSIDAD Y SON BASTANTE SILÍCEAS

GNEIS

SE USAN ÚNICAMENTE COMO MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN RURAL, YPARA POSTES Y CERCADOS

MÁRMOL

COMO SILLARES Y MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN EN GENERAL. SON MUY COTIZADOS, LOS DE GRANO FINO, COMO PIEDRA ORNAMENTAL.

CUARCITA

SON MUY BUENAS COMO ÁRIDOS Y CAPA DE DRENAJE EN CARRETERAS. BALASTO DE FERROCARRILES Y PARA LA FABRICACIÓN DE VIDRIO.

APLICACIONES DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS (GENERALIDADES)

granulita

Esquisto micáceo