Las granulitas son un tipo de alto grado. Roca metamórfica que se forma en condiciones de alta temperatura y presión. Se caracterizan por la presencia de granulosidad. minerales, lo que significa que los granos minerales son aproximadamente equidimensionales y aproximadamente del mismo tamaño. Los minerales más comunes que se encuentran en las granulitas incluyen feldespato, piroxeno, anfíboly granate.
Las granulitas se clasifican como un tipo de roca metamórfica, específicamente dentro de la categoría metamórfica de alto grado. Se caracterizan por su textura de grano fino y la presencia de minerales que han sufrido una recristalización, dando como resultado el desarrollo de texturas granulares. Los minerales en las granulitas a menudo exhiben formas cristalinas distintas y pueden mostrar una orientación preferida.
La clasificación de las granulitas se basa en el conjunto y composición de minerales. Algunos tipos comunes de granulitas incluyen:
- Granulita de ortopiroxeno: Dominado por el ortopiroxeno, con otros minerales como el granate y biotita.
- Granulita de piroxeno: Contiene piroxeno como mineral dominante, junto con otros minerales como plagioclasa y granate.
- Hornblenda Granulita: Dominado por hornblenda (anfíbol), a menudo con plagioclasa y granate.
- granito Granulita: Contiene una importante cantidad de feldespato, además de otros minerales como cuarzo y biotita.
Condiciones de Formación y Procesos Metamórficos:
Las granulitas se forman en condiciones de alta temperatura y alta presión durante el metamorfismo de preexistentes. rocas. El rango de presión típico para la formación de granulita es de 7 a 15 kilobares y el rango de temperatura es de 700 a 900 grados Celsius. Estas condiciones suelen estar asociadas con la corteza profunda o la corteza inferior.
Los procesos metamórficos implicados en la formación de granulitas incluyen:
- Recristalización: Los minerales existentes en el protolito (roca original) se recristalizan, lo que da como resultado el desarrollo de nuevos granos minerales con una textura granular.
- Crecimiento Mineral: Durante el metamorfismo pueden crecer nuevos minerales, como el granate, el piroxeno y el anfíbol, lo que contribuye al conjunto mineral característico de las granulitas.
- Cambios de presión y temperatura: La roca experimenta cambios de presión y temperatura, lo que lleva a la transformación de minerales en conjuntos metamórficos estables de alta ley.
Entornos geológicos:
Las granulitas se encuentran comúnmente en los siguientes entornos geológicos:
- Regiones de la corteza profunda: Las granulitas a menudo se asocian con la corteza profunda, donde prevalecen altas temperaturas y presiones. Se pueden encontrar en regiones que han sido sometidas a un profundo entierro y posterior exhumación.
- Cinturones orogénicos de colisión: Las granulitas se encuentran con frecuencia en cinturones orogénicos de colisión, donde las placas tectónicas chocan y sufren una intensa deformación y metamorfismo. Los ejemplos incluyen partes del Himalaya y la provincia de Grenville en América del Norte.
- Escudos continentales: Algunas granulitas están expuestas en la superficie de la Tierra en escudos continentales, donde rocas antiguas se han levantado y erosionado a lo largo del tiempo geológico. El Escudo Canadiense es un ejemplo notable con importantes exposiciones de rocas granulíticas.
En resumen, las granulitas son de alta calidad. Rocas metamórficas formado bajo condiciones de alta temperatura y alta presión. Exhiben conjuntos minerales distintivos y se encuentran comúnmente en regiones profundas de la corteza terrestre, cinturones orogénicos de colisión y escudos continentales.
Contenido
Mineralogía de Granulitas
El proyecto mineralogía de granulitas se caracteriza por un conjunto específico de minerales de alta temperatura y alta presión. Los constituyentes minerales típicos de las granulitas incluyen una variedad de minerales ferromagnesianos, feldespato y, a veces, cuarzo. El conjunto mineral específico puede variar según el protolito (la roca original) y las condiciones metamórficas. Estos son algunos minerales clave que se encuentran comúnmente en las granulitas:
- Ortopiroxeno: El ortopiroxeno es un mineral común en las granulitas y, a menudo, se presenta en granos grandes y equidimensionales. Es un mineral de silicato de alta temperatura y forma parte del grupo de los piroxenos.
- Clinopiroxeno: El clinopiroxeno, otro miembro del grupo de los piroxenos, puede estar presente en las granulitas, especialmente en aquellas que se han fundido parcialmente.
- Anfíbol (hornblenda): Los minerales anfíboles, como la hornblenda, se encuentran a menudo en las granulitas. Son minerales hidratados y forman parte del grupo más grande de minerales de silicato conocido como grupo de anfíboles.
- Granate: El granate es un mineral accesorio común en las granulitas y puede presentarse en una variedad de colores. A menudo se forma como cristales grandes y llamativos y es un indicador de metamorfismo de alto grado.
- Feldespato (plagioclasa y Orthoclasa): Los minerales de feldespato, incluidas la plagioclasa y la ortoclasa, son constituyentes comunes de las granulitas. La plagioclasa es más común, pero la ortoclasa también puede estar presente, especialmente en granitos o granulitas granitoides.
- Cuarzo: El cuarzo puede estar presente en algunas granulitas, particularmente aquellas con una cantidad significativa de sílice en su protolito. Sin embargo, no todas las granulitas contienen cuarzo.
- Biotita: La biotita es común. pequeño Mineral que se encuentra en las granulitas. Es un mineral de silicato laminar que contribuye a la textura general de la roca.
- Olivino: En algunos casos, puede haber olivino, especialmente en protolitos ultramáficos que sufren metamorfismo de facies de granulita.
- Plagioclasa: feldespato plagioclasa A menudo está presente en las granulitas y puede mostrar signos de recristalización y deformación.
La mineralogía específica de una granulita está influenciada por factores como la composición de la roca original, las condiciones de presión y temperatura durante el metamorfismo y la presencia de fluidos. Como las granulitas son rocas metamórficas de alto grado, normalmente se forman en la corteza profunda o en la corteza inferior en condiciones de temperatura y presión elevadas. Los minerales presentes en las granulitas brindan información valiosa sobre las condiciones y procesos que ocurrieron durante su formación.
Propiedades de las granulitas
Las granulitas son rocas metamórficas de alto grado que se forman en condiciones de alta temperatura y presión. Sus propiedades están influenciadas por la mineralogía, la textura y los procesos involucrados en su evolución metamórfica. Estas son algunas de las propiedades clave de las granulitas:
- Composición mineral:
- Las granulitas suelen estar compuestas de conjuntos minerales indicativos de metamorfismo de alto grado. Los minerales comunes incluyen ortopiroxeno, clinopiroxeno, anfíbol (hornblenda), granate, feldespato (plagioclasa y/u ortoclasa) y, a veces, cuarzo.
- La composición mineral específica puede variar según el protolito y las condiciones metamórficas.
- Textura:
- Las granulitas exhiben una textura granular, caracterizada por granos minerales equidimensionales y de tamaño relativamente uniforme. Esta textura es el resultado de la recristalización y el desarrollo de nuevos minerales durante el metamorfismo.
- Los minerales suelen mostrar una orientación preferida, lo que contribuye a la apariencia foliada o no foliada de la roca.
- Color:
- El color de las granulitas puede variar mucho según la composición mineral. Los colores comunes incluyen tonos de rojo, marrón, verde y gris. El granate, en particular, puede impartir un tono rojizo a la roca.
- Dureza:
- La dureza de las granulitas varía según los minerales presentes. El granate y el piroxeno, al ser minerales relativamente duros, contribuyen a la dureza general de la roca.
- Densidad:
- La densidad de las granulitas depende de la composición mineral y del grado de compactación metamórfica. Generalmente, las granulitas tienen una mayor densidad en comparación con sus protolitos debido a la eliminación de espacios porosos durante el metamorfismo.
- Condiciones de presión-temperatura:
- Las granulitas se forman en condiciones de alta presión y alta temperatura, típicamente en el rango de 7 a 15 kilobares de presión y 700 a 900 grados Celsius. Las condiciones específicas pueden influir en la mineralogía y texturas observadas en la roca.
- Grado metamórfico:
- Las granulitas representan un alto grado metamórfico y son indicativos de metamorfismo avanzado. Están asociados con la facies de granulita, que es uno de los grados metamórficos más altos definidos por conjuntos minerales específicos.
- Ocurrencia:
- Las granulitas se encuentran comúnmente en regiones profundas de la corteza y están asociadas con procesos tectónicos como colisión continental, subducción y engrosamiento de la corteza. Ocurren en entornos geológicos específicos, incluidos escudos continentales, cinturones orogénicos y cratones antiguos.
- Escisión y fractura:
- Las propiedades de escisión y fractura de las granulitas pueden variar según los tipos de minerales. El feldespato, por ejemplo, puede presentar planos de escisión, mientras que minerales como el granate pueden presentar fracturas concoideas.
- Uso en Construcción:
- Si bien no se usan tan ampliamente en la construcción como otros tipos de rocas, las granulitas con atractivas composiciones y texturas minerales se pueden usar como piedras decorativas en aplicaciones arquitectónicas, como encimeras y pisos.
Comprender las propiedades de las granulitas es esencial para los estudios geológicos, y ciertas características, como la dureza y la composición mineral, también pueden influir en su uso potencial en determinadas aplicaciones industriales.
Historia metamórfica
Protolitos e historia premetamórfica:
Las granulitas se originan a partir de una variedad de protolitos, que son las rocas originales que sufren metamorfismo. La naturaleza del protolito influye en la mineralogía y textura de las granulitas resultantes. Los protolitos comunes para granulitas incluyen:
- Rocas basálticas: Los basaltos, que son rocas volcánicas ricas en minerales máficos, pueden dar lugar a granulitas basálticas.
- Gabros: Los gabros, rocas intrusivas también ricas en minerales máficos, pueden sufrir metamorfismo para producir granulitas gabroicas.
- Sedimentos pelíticos: Sedimentos de grano fino ricos en minerales de arcilla y la materia orgánica puede metamorfosearse en granulitas pelíticas.
- Rocas félsicas: Las rocas graníticas o félsicas pueden transformarse en granulitas félsicas, caracterizadas por la presencia de minerales como feldespato, cuarzo y mica.
- Rocas ultramáficas: Las rocas ultramáficas, compuestas principalmente de olivino y piroxeno, pueden metamorfosearse en granulitas ultramáficas.
La historia premetamórfica involucra los procesos geológicos que afectaron a los protolitos antes del metamorfismo. Esta historia incluye sedimentación, actividad volcánica, procesos tectónicos (como subducción o colisión continental) y entierro. Los protolitos sufren cambios de temperatura y presión durante estos procesos, preparando el escenario para el metamorfismo posterior.
Rutas de presión-temperatura (PT) y condiciones de formación de granulita:
Las granulitas se forman en condiciones de alta presión y alta temperatura, típicamente en el rango de 7 a 15 kilobares de presión y 700 a 900 grados Celsius. Las condiciones metamórficas suelen estar asociadas con la corteza profunda o la corteza inferior. La trayectoria PT representa la trayectoria de un macizo rocoso en el espacio de presión-temperatura durante el metamorfismo. El camino específico que sigue una roca depende de varios factores, incluida la velocidad de calentamiento o enfriamiento, la presencia de fluidos y los conjuntos minerales que son estables en diferentes condiciones.
El camino PT para el metamorfismo de facies de granulita generalmente implica las siguientes etapas:
- Entierro y Calefacción: Los protolitos se entierran en profundidades de la corteza terrestre donde prevalecen las altas temperaturas. El calentamiento puede deberse a gradientes geotérmicos, intrusiones de magma u otros procesos.
- Aumento de presión: A medida que las rocas quedan enterradas, la presión aumenta. Esto puede ocurrir debido al peso de las rocas superpuestas o a fuerzas tectónicas.
- Reacciones metamórficas: A ciertas profundidades y temperaturas, comienzan reacciones metamórficas que conducen a la transformación de minerales en el protolito en nuevos minerales estables en condiciones metamórficas de alto grado. Aquí es cuando se desarrollan conjuntos minerales de facies de granulita.
- Metamorfismo máximo: Las rocas alcanzan sus condiciones máximas de temperatura y presión durante el pico de metamorfismo, caracterizado por la formación de minerales clave como granate, piroxeno, anfíbol y otros.
- Enfriamiento y Exhumación: Después del metamorfismo máximo, las rocas se enfrían y pueden elevarse a niveles de corteza menos profundos mediante procesos como la exhumación tectónica o la erosión.
La ruta PT específica puede variar según la configuración geológica. Por ejemplo, las rocas que experimentan metamorfismo de facies de granulita en orógenos colisionales pueden experimentar una trayectoria PT diferente en comparación con aquellas en entornos extensionales. El estudio de las trayectorias de PT proporciona información valiosa sobre la historia geológica de una región y los procesos que dieron forma a la corteza terrestre a lo largo del tiempo.
Relaciones de campo
En el campo, las granulitas a menudo se asocian con otros tipos de rocas, y las relaciones entre estas rocas proporcionan importantes conocimientos geológicos. Las relaciones de campo pueden variar según el entorno tectónico y la historia geológica de la región. A continuación se muestran algunas asociaciones comunes:
- Gneisses y esquistos: Las granulitas se encuentran frecuentemente asociadas con gneises y esquistos. Estas rocas pueden representar diferentes niveles de metamorfismo dentro de una sola sección de la corteza, y las granulitas generalmente se forman en niveles más profundos.
- Migmatitas: Las migmatitas, que son rocas que se han derretido parcialmente, pueden asociarse con granulitas. El proceso de migmatización a menudo ocurre durante un metamorfismo de alto grado y puede Lead a la formación de vetas o lentes graníticas dentro de las rocas granulíticas.
- Anfibolitas: Las anfibolitas, que son rocas metamórficas de grado medio a alto ricas en anfíboles, a menudo se encuentran asociadas con granulitas. Pueden representar zonas de transición entre rocas metamórficas de menor y mayor grado.
- Rocas Máficas y Ultramáficas: En ciertos entornos tectónicos, las granulitas pueden estar asociadas con rocas máficas y ultramáficas como basaltos y gabros. Estas rocas pueden haber sido los protolitos de las granulitas o pueden representar diferentes etapas de metamorfismo dentro de la misma región.
- Rocas metasedimentarias: Las rocas metasedimentarias, como las metapelitas (lutitas metamorfoseadas) y las metagreuvacas (areniscas metamorfoseadas), pueden aparecer junto con las granulitas. Estas rocas proporcionan pistas sobre la composición y la historia de los protolitos sedimentarios.
Comprender las relaciones espaciales entre estas rocas ayuda a los geólogos a reconstruir la historia geológica de un área e inferir los procesos tectónicos que le dieron forma.
Implicaciones tectónicas y estructurales:
La aparición de granulitas en el campo tiene importantes implicaciones tectónicas y estructurales. Aquí hay algunas consideraciones clave:
- Profundidad de la corteza terrestre: La presencia de granulitas sugiere que las rocas han experimentado condiciones de alta presión y alta temperatura a importantes profundidades de la corteza. Esto tiene implicaciones para la historia tectónica de la región, indicando períodos de engrosamiento y enterramiento de la corteza terrestre.
- Configuración tectónica: La asociación de granulitas con otras rocas metamórficas proporciona información sobre el entorno tectónico en el que se formaron. Por ejemplo, las granulitas en cinturones orogénicos de colisión pueden indicar colisión continental y engrosamiento de la corteza, mientras que aquellas en entornos extensionales pueden sugerir períodos de rifting.
- Grados metamórficos: La coexistencia de diferentes tipos de rocas metamórficas, como granulitas, gneises y anfibolitas, proporciona información sobre los grados metamórficos que experimentan las rocas. Esta información ayuda a los geólogos a comprender la historia térmica y tectónica de la corteza en una región particular.
- Deformación estructural: Las relaciones estructurales entre las granulitas y otras rocas revelan detalles sobre la historia de deformación de la región. Características como pliegues, fallas, y las zonas de cizalla pueden proporcionar información sobre las fuerzas tectónicas que actuaron sobre las rocas durante su evolución geológica.
- Levantamiento y Exhumación: La presencia de granulitas en la superficie terrestre implica que estas rocas han sido levantadas y exhumadas. Estudiar el momento y los mecanismos de estos procesos contribuye a nuestra comprensión de la tectónica regional.
En resumen, las relaciones de campo de las granulitas con otros tipos de rocas proporcionan información crucial sobre la historia geológica, el entorno tectónico y la evolución estructural de una región. Los geólogos utilizan estas relaciones para reconstruir el rompecabezas de los procesos dinámicos de la Tierra a lo largo del tiempo.
Distribución Global
Las granulitas se encuentran en varias regiones del mundo y su aparición a menudo se asocia con entornos tectónicos específicos. A continuación se muestran algunas regiones y entornos tectónicos donde se encuentran comúnmente las granulitas:
- Escudos continentales:
- Escudo canadiense: Las granulitas están muy extendidas en el Escudo Canadiense, particularmente en regiones como la Provincia Superior. Las rocas del Escudo Canadiense han sufrido múltiples episodios de metamorfismo y deformación.
- Escudo Báltico: El Escudo Báltico en Escandinavia es otra zona donde las granulitas son comunes. Incluye partes de Suecia, Finlandia y Noruega.
- Cinturones orogénicos:
- Orogenia del Himalaya: En el cinturón orogénico del Himalaya, las granulitas se encuentran asociadas con rocas metamórficas de alto grado. La colisión entre las placas india y euroasiática ha provocado un intenso metamorfismo y la formación de terrenos granulíticos.
- Orogenia de Grenville (América del Norte): La provincia de Grenville en América del Norte, que se extiende desde el sureste de los Estados Unidos hasta el este de Canadá, es conocida por su gran presencia de granulita. Esta región refleja la historia tectónica asociada con la formación del supercontinente Rodinia.
- Cratones Arcaicos:
- Cratón Kaapvaal (Sudáfrica): El Cratón Kaapvaal en Sudáfrica contiene terrenos de granulita y es un lugar crítico para comprender la evolución de la corteza terrestre primitiva.
- Cratón de Dharwar (India): El Cratón de Dharwar en India también alberga granulitas, lo que proporciona información sobre la historia tectónica Arcaica de la región.
- Antártida:
- Antártida Oriental: Algunas partes de la Antártida Oriental, incluidas las Montañas Príncipe Carlos y la Tierra de la Reina Maud, contienen granulitas. El lecho rocoso de la Antártida ofrece una oportunidad única para estudiar la historia geológica del continente.
Estudios de caso de terrenos de granulita específicos:
- Sur de la India (cinturón de khondalita de Kerala): Esta región es conocida por su amplia exposición de terrenos de granulita, particularmente el cinturón de Kerala Khondalite. El cinturón contiene una variedad de rocas metamórficas de alta ley, incluidas ortopiroxeno y granulitas con granate. Estas rocas están asociadas con la colisión y amalgama de diferentes bloques de la corteza terrestre durante el Proterozoico.
- Rogaland, Noruega: La región de Rogaland en Noruega es conocida por su presencia de granulita. Las rocas aquí han sido ampliamente estudiadas para comprender la evolución tectónica de la orogenia de Caledonia, que implicó la colisión de Laurentia, Báltica y Avalonia.
- Cinturón de Limpopo, África austral: El cinturón de Limpopo en el sur de África se caracteriza por terrenos de granulita asociados con la colisión y ensamblaje del supercontinente Gondwana. La evolución del Cinturón de Limpopo es crucial para comprender la fusión de bloques continentales a finales del Precámbrico.
- Bloque de Madrás, sur de la India: El Bloque Madras en el sur de la India contiene granulitas que se han estudiado para descifrar la historia tectónica de la región. Las rocas aquí han sufrido múltiples episodios de metamorfismo y deformación, lo que proporciona información sobre el ensamblaje del subcontinente indio.
Estos estudios de caso resaltan la diversidad de ocurrencias de granulita y su importancia para desentrañar la historia geológica de la corteza terrestre. El estudio de los terrenos de granulita ayuda a los geólogos a reconstruir el rompecabezas de los eventos tectónicos, la evolución de la corteza terrestre y la dinámica de la litosfera de la Tierra a lo largo del tiempo geológico.
Aplicaciones industriales
Las granulitas, debido a su composición mineral e historia metamórfica, pueden tener importancia económica y encontrar aplicaciones en diversas industrias. A continuación se detallan algunos aspectos de la importancia económica de las granulitas:
- Recursos minerales:
- Minería de granate: Las granulitas suelen contener cantidades importantes de granate, un valioso mineral industrial. El granate se utiliza como abrasivo en papel de lija, corte con chorro de agua y otras aplicaciones abrasivas.
- Producción de Feldespato y Cuarzo: Las granulitas también pueden contener feldespato y cuarzo, que son materias primas esenciales en la producción de cerámica, vidrio y otros productos industriales. El feldespato es particularmente importante en la industria cerámica por su papel en la fabricación de azulejos, artículos sanitarios y vidrio.
- Piedra de dimensión:
- Piedra Decorativa: En algunos casos, las granulitas con conjuntos y texturas minerales distintivos se utilizan como piedras decorativas en la construcción. Los patrones y colores únicos de los minerales, especialmente el granate, los hacen deseables para su uso en encimeras, pisos y otros elementos arquitectónicos.
- Rocas metamórficas de alto grado:
- Usos educativos y científicos: Las granulitas, al ser rocas metamórficas de alto grado, son valiosas para fines educativos y científicos. Proporcionan información sobre los procesos geológicos de la Tierra y, a menudo, se estudian para comprender las condiciones y mecanismos del metamorfismo de la corteza profunda.
- Energía Geotérmica la exploración:
- Indicador de Potencial Geotérmico: La presencia de granulitas en ciertas regiones puede indicar el potencial de recursos geotérmicos. La exploración geotérmica a menudo implica comprender las condiciones del subsuelo, y el estudio de las granulitas puede contribuir a esta evaluación.
- Patrimonio Histórico y Geológico:
- Turismo y Patrimonio Geológico: Algunos terrenos de granulita, con sus características geológicas únicas y paisajes escénicos, pueden atraer a turistas interesados en el patrimonio geológico. Los centros de interpretación y los recorridos geológicos pueden promover el valor económico de dichas áreas.
Si bien las granulitas pueden no ser tan utilizadas en la construcción como otros tipos de rocas como el granito o mármol, su importancia económica radica en los minerales que contienen y su papel en los procesos industriales. A medida que avanza la tecnología y aumenta la demanda de minerales específicos, la importancia económica de las granulitas puede evolucionar en consecuencia. Además, la investigación geológica en curso puede descubrir nuevos usos y aplicaciones de las granulitas en diversas industrias.
