Rocas metamórficas: definición, formación, tipos y ejemplos (mármol)

Descubre qué son las rocas metamórficas, cómo se forman, tipos y ejemplos (mármol): procesos, minerales y usos. Explicación clara y visual para estudiantes y profesionales.

Una roca metamórfica es un tipo de roca que ha experimentado cambios profundos en su mineralogía, estructura y textura debido a la acción combinada del calor, la presión y, con frecuencia, agentes químicos (fluidos) en el interior de la Tierra. El término procede de las raíces griegas "meta" (cambio) y "morph" (forma), es decir, una roca cuya forma y composición originales han sido transformadas.

Formación y agentes del metamorfismo

Las rocas sufren metamorfismo cuando se someten a condiciones diferentes de las que estuvieron al formarse originalmente. Estas condiciones incluyen:

• Temperatura: típicamente desde unos 150–200 °C en metamorfismo de bajo grado hasta más de 700–800 °C en metamorfismo de alto grado. La temperatura favorece la recristalización y la transformación de minerales estables a otras fases.
• Presión: puede variar desde decenas o cientos de bares hasta varios kilobares (miles de bares); la presión proviene del enterramiento profundo, la colisión de placas y la compresión en raíces de montañas.
• Fluidos químicos: aguas ricas en iones y volátiles facilitan la movilidad de los elementos y favorecen la formación de nuevos minerales (neocristalización).
• Deformación (tensión y cortante): cuando la roca se somete a esfuerzos tectónicos puede sufrir plegamiento, foliación y reorientación de minerales.

La roca original (protolito) puede ser una roca sedimentaria, una roca ígnea u otra roca metamórfica más antigua. En la raíz de una cadena montañosa o de un volcán estas fuerzas serán suficientes para transformar los estratos y los minerales que los componen, provocando cambios físicos y químicos notables.

Tipos de metamorfismo

• Metamorfismo regional: asociado a grandes zonas afectadas por la colisión de placas y la formación de cadenas montañosas; condiciones de alta presión y temperatura sobre áreas extensas.
• Metamorfismo de contacto (o térmico): causado por el calor de intrusiones ígneas que calientan las rocas encajantes en un halo alrededor del cuerpo ígneo; predominan recristalización y cambios térmicos locales.
• Metamorfismo dinámico: asociado a fallas y zonas de cizalla donde predominan las presiones dirigidas y la deformación mecánica.
• Metamorfismo hidrotermal: provocado por fluidos calientes (frecuentemente relacionados con actividad magmática) que alteran químicamente las rocas.
• Metamorfismo de impacto: producido por el choque de meteoritos; genera presiones y temperaturas extremas en intervalos de tiempo muy cortos.

Texturas y clasificación

Las rocas metamórficas se clasifican también por su textura:

• Foliadas: muestran una disposición paralela o laminar de minerales (p. ej., esquistos, gneises). La foliación resulta de la orientación de minerales platy o alargados (mica, clorita) bajo presión dirigida.
• No foliada (masiva): carecen de una alineación preferente visible y suelen formarse a partir de protolitos ricos en un solo mineral (p. ej., mármol y cuarcita).

También se usan términos de grado metamórfico (bajo, medio, alto) y facies metamórficas para indicar las condiciones P–T y los minerales indicadores. Minerales como la garnet, la staurolita, la kyanita o la andalucita sirven como índices de las condiciones de metamorfismo.

Procesos mineralógicos

Los principales procesos durante el metamorfismo incluyen:

• Recristalización: los granos minerales crecen y se reorganizan, a menudo aumentando el tamaño de los cristales y eliminando texturas sedimentarias originales.
• Neocristalización: formación de nuevos minerales estables bajo las nuevas condiciones.
• Cambio de fase: un mismo compuesto químico puede adoptar una nueva estructura cristalina estable a P–T distintos.
• Solución y precipitación dirigida (pressure solution): disolución de minerales en zonas de alta presión y precipitación en zonas de baja presión, contribuyendo a la consolidación y foliación.

Ejemplos y usos

• El mármol es una roca metamórfica formada a partir de la piedra caliza; se caracteriza por su textura granular y su capacidad para pulirse. Se emplea en la construcción, la escultura y el revestimiento.
• La pizarra es una piedra de barro o pizarra metamórfica, de grano fino y con fuerte foliación, utilizada tradicionalmente en tejados y revestimientos.
• La cuarcita es una arenisca metamórfica, muy dura y resistente a la meteorización, útil como árido y piedra ornamental.
• Otros ejemplos comunes incluyen esquistos y gneises, que muestran foliación marcada y se forman a partir de protolitos ricos en arcillas o rocas ígneas con composición variable.

Efectos sobre fósiles y patrimonio geológico

La recristalización de los minerales durante el metamorfismo suele destruir los fósiles que pudieran contener las rocas sedimentarias originales, borrando las evidencias paleontológicas. Además, muchas estructuras sedimentarias se recompongan o desaparezcan. Sin embargo, en ciertos casos de metamorfismo de bajo grado algunos rasgos primarios pueden conservarse parcialmente.

Importancia práctica y científica

Las rocas metamórficas aportan información clave sobre la historia tectónica y las condiciones internas de la Tierra (presiones, temperaturas y procesos de deformación). Económicamente, suministran materiales para la construcción (mármol, pizarra, cuarcita), minerales industriales y gemas (garnet, talco en algunos casos), y son pistas para localizar recursos asociados a procesos hidrotermales.

En resumen, las rocas metamórficas resultan de la transformación profunda de protolitos bajo condiciones de calor, presión y fluidos; su estudio permite reconstruir procesos geológicos y ofrece recursos útiles para la sociedad.

Tipos de metamorfismo

Metamorfismo regional

El metamorfismo regional, o metamorfismo dinámico, se produce en grandes masas de roca. Las rocas pueden metamorfosearse por el simple hecho de estar a grandes profundidades bajo la superficie de la Tierra. Allí reciben altas temperaturas y el gran peso de las capas de roca que están por encima.

Gran parte de la corteza continental inferior es metamórfica, salvo las intrusiones ígneas recientes. Los movimientos tectónicos horizontales, como la colisión de los continentes, crean cinturones orogénicos. A lo largo de estos cinturones se producen altas temperaturas, presiones y deformaciones. Si las rocas metamorfoseadas se elevan posteriormente y quedan expuestas por la erosión, se ven como largos cinturones u otras grandes áreas en la superficie.

Metamorfismo de contacto

El metamorfismo de contacto se produce cuando el magma se inyecta en la roca sólida circundante (roca del país). Los cambios que se producen son mayores donde el magma entra en contacto con la roca. Las temperaturas son más altas allí y disminuyen con la distancia.

Minerales metamórficos

Los minerales metamórficos son aquellos que se forman únicamente a las altas temperaturas y presiones del metamorfismo. Estos minerales, conocidos como minerales índice, incluyen la sillimanita, la cianita, la estaurolita, la andalucita y algunos granates.

En las rocas metamórficas pueden encontrarse otros minerales, como olivinos, piroxenos, anfíboles, micas, feldespatos y cuarzo. No son necesariamente el resultado del proceso de metamorfismo. Estos minerales se formaron durante la cristalización de las rocas ígneas. Son estables a altas temperaturas y presiones y pueden permanecer químicamente inalterados durante el proceso metamórfico.

Mármol del Mississippi en el Cañón Big Cottonwood, Montañas Wasatch, Utah


Roca metamórfica de contacto formada por capas de calcita y serpentina del Precámbrico de Canadá. En su día se pensó que era un fósil llamado Eozoön canadense. Escala en mm.

Preguntas y respuestas

P: ¿Qué es una roca metamórfica?

P: ¿Cuáles son algunos ejemplos de rocas metamórficas?

P: ¿Cómo se forman las rocas metamórficas?

P: ¿Qué ocurre con los fósiles contenidos en la roca original durante el proceso de formación?

P: ¿De dónde proceden este calor y esta presión intensos?

P: ¿Qué temperaturas deben alcanzarse para que se produzca esta transformación?

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