FACTORES DEL METAMORFISMO El proceso metamórfico se debe a un cambio en las condiciones físico-químicas del medio en el que se encuentra una roca, que conduce a una inestabilidad textural y/o mineralógica de los constituyentes. Los principales factores que caracterizan dicho medio y que determinan los cambios metamórficos en una roca son la temperatura, la presión y el estado de esfuerzos, y la presencia de fluidos. Obviamente, la influencia de tales factores y el tipo de cambio que se produce depende del tipoi de roca original. Que denominaremos “roca madre” o “protolito”. La temperatura (T) es probablemente el factor más importante del metamorfismo en la mayoría de los casos. Un aumento de temperatura incrementa la energía interna de los cristales, con lo cual aumenta la movilidad de los átomos y las moléculas, y con ello la velocidad de reacción y difusión, facilitando la aparición de nuevos minerales y de nuevas texturas, que implican un engrosamiento del tamaño de grano y una tendencia a texturas equigranulares. La existencia de temperaturas más elevadas que las que se dan en condiciones diageneticas da lugar al desarrollo de reacciones de deshidratación y de desprendimiento de otros componentes volátiles, tales como el CO2 en el caso de presencia de carbonatos en la roca original; por lo tanto, cuanto mayor es la temperatura del metamorfismo, menor será el contenido en componentes volátiles (H2O y CO2) en los minerales de la roca metamórfica. Esto lleva consigo la presencia de una fase de componentes volátiles en el sistema físico-químico implicado en el metamorfismo durante el desarrollo de éste, que se concentrara en los poros y fisuras de la roca. Como consecuencia de las consideraciones anteriores, el gradiente geotérmico juega un papel muy importante en el metamorfismo. Las causas que determinan las características del gradiente cortical pueden ser diversas. Entre estas están el flujo de calor procedente del manto, el calor producido por la desintegración de elementos radiactivos, el calor producido por el ascenso de cuerpos magmáticos, el efecto producido por un levantamiento y una erosión rápidos del terreno, el efecto producido por un engrosamiento cortical como consecuencia de procesos de deformación tectónica y la absorción producida por el aporte de una cubierta de sedimentos fríos en una cuenca. La presión (P) tiene una importante influencia en la estabilidad de los minerales. Su papel es difícil de separar de la temperatura, ya que tanto la temperatura como la presión litostática aumentan con la profundidad. En la mayoría de los estudios del metamorfismo se suele suponer que en los medios metamórficos la presión litostática es aproximadamente igual a la presión de confinamiento, tratándose en consecuencia de un estado de esfuerzos estándar. No obstante, la deformación de las rocas está producida por el esfuerzo desviador (esfuerzo tectónico), el cual produce procesos de difusión y de redistribución del material, así como cambios texturales muy importantes, que implican el desarrollo de texturas anisótropas (que varían en función de la dirección considerada), favoreciendo además el desarrollo de reacciones químicas al actuar como catalizador. La asociación entre metamorfismo y deformación, que de hecho ocurre en todos los orógenos mayores, sugiere que, cuando se da la a sociación,
la presencia de esfuerzo desviador es muy importante para el desarrollo del metamorfismo. Dado que la presión y la temperatura aumentan con la profundidad, los gradientes de P y T crecen habitualmente en el mismo sentido, de manera que las superficies isotermas y las isobaras son aproximadamente paralelas. No obstante, si existe alguna fuente térmica que altera el gradiente térmico de una región, como puede ser, por ejemplo, la presencia de una intrusión ígnea, los gradientes de P y T ya no crecen paralelamente y las isobaras y las isotermas pueden cortarse. La presencia de fluidos, principalmente, H2O y CO2, juega un pale muy importante en el desarrollo del metamorfismo. El agua actúa como catalizador en muchas reacciones del metamorfismo, aumentando considerablemente la velocidad de reacción, algunos minerales hidratados frecuentes en las rocas metamórficas, tales como anfíboles, y las micas, requieren de agua para su formación. La presencia de agua en los poros y fisuras de las rocas con anterioridad al metamorfismo es sin duda un fenómeno común. Por otro l ado, la deshidratación de los minerales durante el metamorfismo contribuye a aumentar la presión del fluido en los poros, que es otro factor a tener en cuenta, ya que, para un estado de esfuerzos estándar, dicha presión se opone a la presión litostática y la del fluido. En trabajos experimentales sobre metamorfismo, se suele hacer la presión litostática igual a la presión de los fluidos; esta última suele hacerse a su vez igual a la presión del H2O, salvo en las rocas carbonatadas o grafitosas, en las que hay que tener en cuenta la presión del CO2. Los fluidos pueden además estar presentes en las rocas metamórficas en forma de inclusiones fluidas (de H2O, CO2, CH4, N2 o una mezcla de éstos). La curva que separa las fases liquida y gaseosa en el diagrama de fases del agua finaliza al llegar al punto correspondiente a 374°C y a 21.8 MPa, que es llamado “ punto crítico”. A temperaturas o presiones superiores a las de éste punto, no existe ebullición y en vez de referirse al agua como liquido o gas, se habla de “fluido supercrítico” que consiste en un gas de densidad elevada que presenta muchas de las propiedades de los líquidos. La presión y la temperatura críticas son bajas en relación con las que a menudo se dan en el metamorfismo, lo cual tiene importantes consecuencias. Así, por ejemplo, en una intrusión que llega a niveles muy superficiales de la corteza, el agua, tras su ebullición, se expande y se volatiza dando lugar a la facturación de la roca; de este modo, los sedimentos metamorfoseados en estos niveles corticales tendrán un carácter deleznable. Por el contrario, a profundidades elevadas, la ebullición no se produce y el aumento de volumen del agua será pequeño, con lo cual el fluido permanece en los poros de la roca incluso a temperaturas muy elevadas y promueve la recristalización de los minerales de la roca, a la vez que se condicionan los mecanismos de deformación de ésta. Los fluidos, en su movimiento, pueden transportar substancias químicas a lo largo de distancias grandes. Como consecuencia, estos fluidos pueden introducirse en rocas de composición muy diferente a la de ellos, dando lugar a
metasomatismo. Estos fenómenos pueden llegar a ser importantes en las rocas encajantes de rocas plutónicas, ya que estas últimas, además del calor que aportan durante su intrusión, pueden liberar una considerable cantidad de fluidos durante su cristalización, cuya composición pude ser muy diferente de las rocas en las que se intruyen, pudiendo dar lugar en éstas a importantes cambios mineralógicos.
