Orogénesis y Metamorfismo

1. Orogénesis

La orogénesis es el proceso de formación de orógenos. Los orógenos son cordilleras que se forman en zonas de subducción y presentan sismicidad, magnetismo, metamorfismo y deformaciones de las rocas.

2. Tipos de Orógenos

Dependiendo del tipo de margen implicado, se distinguen tres tipos de orógenos:

• Tipo Andino: litosfera oceánica + litosfera continental.
• Arco Insular: litosfera oceánica + litosfera oceánica.
• Tipo Alpino: litosfera continental + litosfera continental.

2.1. Orógenos de Tipo Andino

La mayoría de los sedimentos no subducen y forman un prisma de acreción. El calor generado por la fricción entre las dos placas y el agua hace que se fundan parcialmente las rocas. Las altas presiones y temperaturas originan metamorfismos de algunas rocas. Se produce la elevación del orógeno como consecuencia de la acumulación de sedimentos, de la actividad magmática y de reajustes isostáticos. Algunos magmas alcanzan la superficie produciendo actividad volcánica.

2.2. Orógenos de Arco Insular

El débil acoplamiento entre las dos placas permite la subducción de los sedimentos oceánicos. La fosa es muy profunda y la intensa actividad volcánica origina arcos de islas. Entre el arco de islas y el continente queda una cuenca oceánica denominada cuenca marginal.

2.3. Orógenos de Tipo Alpino

El continente alcanza la zona de subducción. La cuenca oceánica se cierra. Tras la colisión de ambos continentes se produce la incrustación y cabalgamiento de un continente sobre otro, y los materiales situados entre ellos se pliegan, fracturan y elevan.

3. Deformación de las Rocas

Existen tres tipos de deformación de las rocas:

• Elástica: El material se deforma al ser sometido a un esfuerzo, pero recupera su forma y volumen cuando cesa.
• Plástica: La deformación permanece después de haber cesado el esfuerzo.
• Rotura: El esfuerzo hace perder la cohesión interna del material y se fractura.

Factores que influyen en la deformación: Temperatura, presión litostática y presión de agua y otros fluidos (su incremento favorece la plasticidad). El tiempo: cuanto más se prolongue el esfuerzo, la respuesta del material ante cualquier factor que provoque la deformación será más acentuada.

4. Deformaciones Plásticas: Los Pliegues

Los pliegues son flexiones u ondulaciones que presentan las masas de rocas. Los pliegues cambian la disposición horizontal que inicialmente poseen los estratos. Para describir la nueva posición se utilizan dos medidas: dirección (ángulo que forma una horizontal contenida en el estrato con la línea norte-sur) y buzamiento (ángulo que forma la superficie del estrato con algún plano horizontal).

4.1. Elementos Geométricos de un Pliegue

• Charnelas: Zonas de flexión de los estratos.
• Eje de pliegue: Intersección del plano axial con la superficie del terreno.
• Plano axial: Plano imaginario que pasa por las charnelas de los estratos.
• Flanco: Laterales del pliegue. Partes a ambos lados de las charnelas.
• Núcleo: Lo constituyen los estratos situados en el interior del pliegue.

4.2. Tipos de Pliegues

Según la antigüedad de los materiales del núcleo:

• Sinclinal: En el núcleo se encuentran los materiales más modernos.
• Anticlinal: En el núcleo se encuentran los materiales más antiguos.

Según la posición de su plano axial:

• Recto: Plano axial vertical (buza 90º).
• Inclinado: Plano axial buza entre 85º y 10º.
• Tumbado: Plano axial casi horizontal (buza menos de 10º).

Por su simetría:

• Simétrico: El ángulo que forman los dos flancos con la horizontal es aproximadamente el mismo.
• Asimétrico: Los dos flancos tienen inclinaciones claramente distintas.

5. Deformaciones por Rotura: Las Fracturas

Si el esfuerzo al que se somete una roca supera su límite de rotura, se produce una fractura. Hay dos tipos:

• Diaclasas: Fracturas en las que los bloques no se desplazan uno con respecto al otro o lo hacen ensanchando la grieta entre ellos.
• Fallas: Fracturas en las que se produce el desplazamiento de un bloque con respecto a otro.

5.1. Elementos Geométricos de una Falla

5.2. Tipos de Fallas

• Normal o de gravedad: El plano de falla buza hacia el lado hundido. Se origina por fuerzas de atracción.
• Inversa: El plano de falla buza hacia el lado levantado. Se origina por esfuerzos de compresión.
• De desgarre o de dirección: El desplazamiento relativo de los bloques se ha producido en horizontal. No hay labio levantado ni hundido.

5.3. Asociación de Fallas

• Horst: Sistema de fallas escalonadas con un bloque central elevado.
• Graben: Sistema de fallas escalonadas con una depresión en el centro.

6. Cómo Identificar una Estructura

Este apartado está incompleto en el documento original y requiere información adicional.

7. Formación de Minerales y Cristales

Minerales más frecuentes: Silicatos, carbonatos y sulfatos.

Silicatos:

• Constituyen casi todas las rocas de la corteza.
• Composición: O₂ 47%, Si 28%.
• Su estructura básica es el tetraedro silicio-oxígeno, cuyo centro está ocupado por un átomo de silicio y en cuyos vértices se disponen los átomos de oxígeno.

Un cristal es un mineral que tiene forma geométrica, con caras planas, aristas y vértices. Los modos de cristalización son: a partir de materiales fundidos por solidificación, a partir de sustancias disueltas en gases por sublimación y a partir de disolución acuosa por precipitación. Las condiciones para la cristalización son el tiempo, el espacio y el reposo.

8. Metamorfismo

El metamorfismo es el conjunto de cambios en la composición mineralógica de las rocas y en su textura que ocurren en estado sólido y que afectan a una roca sometida a unas condiciones de presión y temperatura diferentes a las de su origen. Las rocas metamórficas se pueden formar a partir de rocas sedimentarias, ígneas o, incluso, de otras rocas metamórficas.

Educto (Roca sedimentaria, ígnea o metamórfica) > Metamorfismo (Temperatura + Presión) > Roca metamórfica (gneis, mármol, esquisto, filita, etc.)

8.1. Factores del Metamorfismo

Los factores del metamorfismo son la temperatura, la presión y la presencia de fluidos. Estos factores provocan cambios mineralógicos. El intervalo de temperatura oscila entre 150 °C y un máximo de 700-1000 °C, dependiendo del tipo de roca y de la presión. La temperatura aumenta con la profundidad, pero puede verse afectada por la existencia de zonas del manto más calientes o el ascenso de magma.

La presión provoca cambios en las propiedades físicas de las rocas, reduciendo su volumen.

• Presión litostática: Se genera por la carga de los materiales en el interior de la corteza y se ejerce en todas las direcciones.
• Presión dirigida: Se debe a la tectónica y provoca la reorientación de las rocas.
• Presión de fluidos: Fundamentalmente agua, facilita reacciones metamórficas que tienen como consecuencia cambios mineralógicos.

8.2. Tipos de Metamorfismo

• Metamorfismo isoquímico: No cambia la composición química.
• Metasomatismo: Metamorfismo no isoquímico. Se produce porque la presencia de fluidos aporta o elimina ciertos componentes de la roca.
• Metamorfismo dinámico o de presión: Se produce como consecuencia de un incremento de la presión, con temperaturas no muy elevadas.
• Metamorfismo de contacto o térmico: Se produce por el incremento de temperatura y se da en las rocas encajantes de un magma.
• Metamorfismo regional o termodinámico: Se produce como consecuencia de un incremento simultáneo de presión y temperatura. Afecta a amplias zonas de la corteza y se origina en las zonas de subducción.

9. Cambios Ocurridos Mediante el Metamorfismo

9.1. Modificaciones

• Incremento de la densidad: La presión reduce los huecos de las rocas.
• Formación de nuevos minerales: Debido a los cambios con los fluidos o para adaptarse a las nuevas condiciones de presión y temperatura.
• Recristalización: Aumenta el tamaño de los cristales.
• Reorientación de los cristales: Los cristales se disponen perpendicularmente a la presión, favoreciendo la foliación.

9.2. Textura

Por textura se entiende el conjunto de características relacionadas con la forma, tamaño y disposición de los granos o cristales que la constituyen. Depende de los minerales y los procesos por los que se han formado. Hay dos tipos:

• Con foliación: Cristales dispuestos en láminas (pizarra, gneis, esquisto, filita).
• Sin foliación: No presentan disposición laminada (mármol, cuarcita).