Escuela Politcnica Nacional.Ingeniera en Geologa.Exploracin de Yacimientos.

Yacimientos Metamrficos.Integrantes: Bez C. Estrella D. Gonzaga M. Ormaza W. Romero C.

Rocas industriales: Rocas Metamrficas.

1. Introduccin:

El siguiente documento presenta una breve y particular explicacin de los yacimientos tipo metamrfico, tema descrito en el libro: GEOLOGY OF THE INDUSTRAL ROCKS AND MINERALS de Robert L. Bates. Este libro presenta una clasificacin de acuerdo con el tema del captulo II: rocas industriales: sub tema: Rocas metamrficas, el autor establece la importancia de la roca pizarra y la roca mrmol. La presente lectura ofrece una introduccin a las rocas metamrficas y al ambiente metamrfico en general, para luego enfocarse en las caractersticas marcadas por el autor del libro, en el capitulo correspondiente, en ambos tipos de rocas el autor propone caractersticas generales, caractersticas industriales ambiente de formacin, a partir de estas se elabora un resumen y una presentacin de dichas rocas y sus caractersticas, complementariamente se ofrecen datos de los ms grandes yacimientos y utilidades industriales de estas dos rocas en la actualidad.

2. Generalidades de Rocas metamrficas.

2.1. Factores del metamorfismo. Los factores que en condiciones normales caracterizan los procesos metamrficos son: la Presin, la temperatura, la presencia de fluidos, el tiempo.

2.2. Tipos de metamorfismo.En el presente tema los tipos de metamorfismos que ms nos interesan son:

2.2.1. El metamorfismo dinmico que se produce como consecuencia de un incremento de la presin, sin que la temperatura alcance valores importantes.

2.2.2. El metamorfismo de contacto se produce como consecuencia de un incremento de la temperatura sin que la presin alcance valores importantes.

2.2.3. El Metamorfismo de carga consiste en re cristalizaciones y reaccin entre minerales provocado principalmente por la carga de rocas suprayacentes a temperatura bajo o media la intensidad aumente con la profundidad se da a partir de 10 [km]

2.3. Facies metamrficas.Se define como una secuencia continua (en el tiempo) de condiciones (temperatura, presin, deformacin) bajo las que la transformacin metamrfica tiene lugar y que es claramente distinguible (en trminos metamrficos y temporales) de otras secuencias de condiciones que eventualmente la preceden y/o suceden.Un evento metamrfico puede estar constituido por una o varias fases metamrficas.

Debido a la actividad tectnica de lalitosferaterrestre, las rocas gneas y sedimentarias formadas en ambientes determinados y bajo condiciones ambientales precisas, pueden ser sometidas a nuevas condiciones, esencialmente de presin y temperatura. Bajo las nuevas condiciones, frecuentemente bajo la accin de esfuerzos tectnicos, ligados, por ejemplo, a la formacin de cadenas montaosas, las rocas preexistentes se transforman textural, estructural y mineralgicamente en estado slido, dando lugar a lasrocas metamrficas.

A partir de los criterios de tipo y grado de metamorfismo, texturas, estructuras y fbricas, y composicin de la roca original, se pueden clasificar las rocas metamrficas. Las ms comunes son las que siguen.

2.4. Pizarra y Filita. Rocas pelticas de grano muy fino a fino. Est compuestas esencialmente de minerales arcillosos, filosilicatos: micas blancas, clorita, los feldespatos albita y feldespato potsico tambin suelen estar presentes. Este tipo de roca presentanfoliacinpor orientacin preferente de los minerales planares filosilicatos y son fcilmente fisibles.2.5. Esquisto. Roca peltica de grano medio a grueso y con foliacin marcada en este caso de denominaesquistosidad. Los granos minerales pueden distinguirse a simple vista, en contraste de las filitas y pizarras. Los componentes ms abundantes son moscovita, biotita, plagioclasas sdicas, clorita, granates, polimorfos del silicato de aluminio como son andalucita, silimanita, distena, entre otros. 2.6. Gneiss. Rocas cuarzofeldesptica de grano grueso a medio, con foliacin menos marcada que en los esquistos debido a la menor proporcin de filosilicatos esencialmente moscovita y/o biotita. Para definir una roca como gneiss debe contener ms de un 20 % de feldespatos. Su origen es diverso, pudiendo derivar tanto de rocas gneas (ortogneisses) como sedimentarias (paragneisses); algunos gneisses se producen en condiciones de alto grado por fusin parcial de esquistos u otros gneises, denominndose gneises migmatticos.2.7. Anfibolita. Roca compuestas esencialmente por anfboles (en general hornblenda) y plagioclasa de composicin variable. La esquistosidad no suele estar muy desarrollada, aunque los prismas de anfbol suelen estar orientados linealmente lo cual generalineacin. Proceden en su mayora de rocas gneas bsicas (ortoanfibolitas) y margas (paraanfibolita).2.8. Mrmol. Roca de grano fino a grueso compuesta esencialmente por carbonatos sea calcita y/o dolomita metamrficos. Normalmente, los mrmoles no presentan foliacin, debido a la ausencia o escasez de minerales planares. Su estructura es variada, aunque abunda la masiva y bandeada, y su textura es tpicamente granoblstica. Su color es muy variado, desde blanco, gris, rosa a verde. Resultan de la recristalizacin de rocas calizas de cualquier tipo, por lo que no pueden observarse los componentes originales como bioclastos, oolitos, entre otros. 2.9. Cuarcita. Roca de grano medio a fino, constituida esencialmente por cuarzo, ms del 80 % y algo de micas y/o feldespatos. Las cuarcitas derivan de rocas sedimentarias detrticas ricas en cuarzo: areniscas cuarcticas, con las que no deben confundirse. Son rocas masivas o bandeadas, sin foliacin marcada y textura granoblstica deformada o no.2.10. Corneana. Roca no esquistosa desarrollada por metamorfismo de contacto sobre rocas originariamente pelticas. La composicin mineral es muy similar a la de los esquistos, aunque presentan algunas diferencias mineralgicas, como cordierita y andalucita. La textura es granoblstica, la estructura generalmente masiva masiva y la fbrica no orientada. Cuando una roca metamrfica es de contacto suele ser adjetivada con el trmino cornenico/a, independientemente que su composicin sea o no peltica se tienen los marmoles corneanos.2.11. Serpentinita. Roca compuesta esencialmente por minerales del grupo de la serpentina (antigorita, crisoltilo, lizardita...), con proporciones variadas de clorita, talco, y carbonatos (calcita, magnesita). Son rocas generalmente masivas, aunque pueden presentar cierto bandeado composicional. Proceden de rocas ultrabsicas, constituidas esencialmente por olivino y piroxenos, hidratadas durante el proceso metamrfico. Estas rocas son conocidas comercialmente como mrmoles verdes, aunque en sentido estricto no son mrmoles.3. Importancia Industrial de las rocas, Rocas industriales, Rocas Metamrficas.

Considerando que se llamanrocas industrialesa todos aquellos materialesmineralesque son de utilidad alhombre, ya sea de forma directa o tras haber experimentado un tratamiento adecuado. Una roca de inters industrial es aquella de la cual se pueden aprovechan sus propiedades fisicoqumicas, independientemente de las sustancias y la energa que se pueda extraer, este proceso se relaciona con la economa de un sector determinado. Dentro de las rocas metamrficas se tiene dos tipos de rocas que de acuerdo a las caractersticas anteriormente citadas, se pueden aprovechar y se tiene un inters industrial y econmico definido ellas son: las Pizarras y el Marmol.3.1. Pizarras: 3.1.1. Propiedades y Caractersticas.

Lapizarraes unaroca metamrficahomognea formada por la compactacin dearcillas.

La principal caracterstica de la pizarra es su divisin en finas lminas o capas (pizarrosidad).Roca metamrfica micro cristalina caracterizada por un desarrollado clivaje.De partculas de tamao menor a un micrn (0.001 [mm]).Es impermeable: tiene un ndice de absorcin de agua extremadamente baja de menos de 0,4%.Es aislante elctrico y tambin resistente al fuego.

Su composicin es: Minerales de una Pizarra tpica de Pensilvania oriental

Minerales%Caractersticas generales del mineral en la roca

Cuarzo30Dureza/ Forma del grano.

Ilita27El grado de facilidad con la que un material se puede dividir.

Serecita 10El grado de facilidad con la que un material se puede dividir.

Calcita10Susceptibilidad al desgaste

Plagioclasa6Dureza

Clorita5Color/ El grado de facilidad con la que un material se puede dividir.

Dolomita5Susceptibilidad al desgaste

Pirita4Conductividad elctrica/ Tincin

Grafito y material carbonaceo2.5Color/ Conductividad elctrica.

Rutilo0.5Forma del grano.

En las pizarras rojas el porcentaje de hematita va de 6 a 5 %.Otros minerales comunes en su composicin son: biotita, turmalina, siderita, zircn, andalucita, kaolinita,

Pizarrosidad. (slaty cleavage).

El trmino pizarrosidad se refiere a las superficies planares muy juntas a lo largo de las cuales las rocas se separan en capas delgadas y tabulares cuando se las golpea con un martillo. La pizarrosidad aparece en varias rocas metamrficas pero se observa mejor en las pizarras que exhiben una propiedad de separacin excelente, denominada clivaje.

3.1.2. Ambientes de formacin.

El ambiente tectnico para la produccin de pizarra es por lo general una ex cuenca sedimentaria que se involucra en un lmite de placa convergente.Los limos y lutitas en esa cuenca se comprimen por fuerzas horizontales con calefaccin menor.Estas fuerzas y calor modifican los minerales de arcilla en la pizarra y esquisto de barro. Foliacin desarrolla en ngulos rectos a las fuerzas de compresin de la placa de lmite convergente para producir una foliacin vertical que normalmente atraviesa los planos de estratificacin que existan en la pizarra.

Segn el ambiente metamrfico y la composicin del protolito, la pizarrosidad se desarrolla de diferentes maneras.

En un ambiente metamrfico de grado bajo, se sabe que la pizarrosidad se desarrolla cuando los estratos de limos y las rocas sedimentarias relacionadas son metemorfizadas y plegadas para formar: una pizarra. El proceso empieza cuando los granos planares se pliegan y se doblan, generando pliegues microscpicos que tienen flancos (lados) ms o menos alineados.

Una ulterior deformacin intensifica este nuevo alineamiento e medida que los granos antiguos se rompen y recristalizan preferentemente en la direccin de la orientacin recin desarrollada. De esta manera, se desarrollan en la roca estrechas zonas paralelas donde se concentran las briznas de mica. Estas estructuras planares alternan con zonas que contienen cuarzo y otros granos minerales que no exhiben una orientacin lineal pronunciada. Es a lo largo de estas zonas muy delgadas, donde los minerales planares muestran un alineamiento paralelo, donde la pizarra se separa.

Dado que en general la pizarra se forma durante el metamorfismo de grado bajo de la lutita, suelen conservarse restos de los planos de estratificacin sedimentarios originales. No obstante, la orientacin de la pizarrosidad suele desarrollarse en un ngulo oblicuo al de la estratificacin sedimentaria original. Por tanto, a diferencia de la lutita, que se separa a lo largo de planos de estratificacin, la pizarra suele separarse a travs de ellos. Otras rocas metamrficas, como los esquistos y los gneises, tambin se separan a lo largo de las superficies planares y, por tanto, exhiben clivaje.

3.1.3. Industria de la roca Pizarra:

La pizarra se extrae ya sea a partir de unacantera de pizarrao por un tnel en unamina de pizarra.

La pizarra es utilizada para:En el campo de la construccin para tejados, losas para pavimentos.La pizarra es particularmente adecuada como un material de cubierta.Pizarra funciona bien en esta aplicacin, ya que se puede cortar en lminas delgadas, absorbe la humedad mnima y se levanta as en contacto con agua helada.Una desventaja es el costo de la pizarra y su instalacin en comparacin con otros materiales para techos.Diseo de interiores.Baldosas de pizarra se utilizan a menudo para suelos de interiores y exteriores, escaleras, pasillos y revestimiento de paredes.Selladores qumicos se utilizan a menudo en las fichas para mejorar la durabilidad y apariencia, aumentar la resistencia a las manchas, reducir florescencias y aumentar o reducir la suavidad de la superficie.Mesas de billar.En paneles y rieles elctricos.3.1.4. Yacimientos de roca Pizarra.

Cornwall (Delabole) en Gales.Regin de los lagos en Gales.

Espaa es el mayor productor de pizarra en el mundo. Espaaes el primer pas en el mundo productor y exportador de pizarra. Las ventas al exterior representan el 48,8% del valor de comercio mundial de pizarra.Existen importantes yacimientos enEl Bierzo,Cabrera(Len),Valdeorras(Orense),Riofrio de Aliste,Palazuelo de las Cuevas(Zamora),Bernardos(Segovia) yVillar del Rey(Badajoz).Galeses una de las zonas con mayor tradicin y produccin de pizarra del mundo.

En el resto de Europa continental y las AmricasPortugal,Italia,Alemania,Brasil, la costa este deTerranova, el Valle de la pizarra deVermontyNueva YorkyVirginiason importantes regiones productoras. La zona de Slate Valley, centrado en un pueblo llamadoGranvilleen el estado de Nueva York es uno de los lugares del mundo donde se obtiene la pizarra de color (es decir, de pizarra, que no es de color gris o azul).

Brasil es el mayor productor en america latina y segundo en el mundo. Brasilproduce un producto similar a la pizarra, denominado metalutita, que tiene problemas en su utilizacin en cubiertas al exfoliar una vez colocado. El Estado deMinas Geraises responsable del 95% de la produccin brasilea de metalutitas y la ciudad dePapagayos, del 75% de la produccin de este estado.

Canteras de pizarra Khanyara se encuentran 11 a 15 Km.Noreste de Dharamshala, Distt.Kangra (Himachal Pradesh)distrito de Chamba Himachal Pradesh todos estos en la India.

China tiene grandes depsitos de pizarra;en los ltimos aos sus exportaciones de pizarra acabada e inacabada han aumentado.3.2. Mrmol:3.2.1. Propiedades y Caractersticas.

El mrmol est compuesto mayoritariamente por calcita granoblstica, pero pueden contener adems otros minerales, tales como micas (mrmoles cipolnicos), dolomita, brucita, vesubianita, wollastonita, dipsido, tremolita, grafito, pirita.

Su protolito es una caliza.Las impurezas presentes en la piedra caliza durante el perodo recristalizacin afectan a la composicin mineral del mrmol que se forma.A temperaturas relativamente bajas, las impurezas de slice en los minerales de carbonato forman masas de slex o cristales de cuarzo.A temperaturas ms altas, la slice reacciona con los carbonatos para producir dipsido y forsterita.En unas temperaturas muy altas, se forman raros minerales de calcio, tales como larnita, monticellite y rankinite.

Si en los procesos de recristalizacin existe una importante presencia de agua se puede formar serpentina, talco y otros minerales hidratados. La presencia de hierro, almina, y slice puede resultar en la formacin de hematita y magnetita. Los minerales que resultan de impurezas dan al mrmol una amplia variedad de colores.El mrmol ms puro contiene en su totalidad calcita.El mrmol que contiene hematita da coloraciones rojisas.Mrmol que tiene limonita es de color amarillo.El mrmol con la serpentina es de color verde.

Los Mrmoles muestran una gran variedad de texturas a causa de los minerales existentes y patrones de re-cristalizacin.Textura depende de la forma, el tamao, la uniformidad del grano.

3.2.2. Ambientes de formacin.

La mayora de las formas de mrmol en los lmites de placas convergentes donde grandes zonas de la corteza terrestre estn expuestas a metamorfismo regional.Algunos de mrmol tambin forma por metamorfismo de contacto cuando un cuerpo de magma caliente calienta la piedra caliza o doloma adyacente.Antes de metamorfismo, la calcita en la piedra caliza es a menudo en forma de litificadofsilesmateriales y residuos biolgicos

Se forma como consecuencia del metamorfismo de calizas, bajo condiciones de metamorfismo tanto regional como de contacto, que inducen la recristalizacin de la calcita a alta temperatura.

Este proceso transforma las variadas texturas originales de las calizas en texturas granoblsticas de tamao de grano muy variable, que puede llegar a ser de varios milmetros, lo que se traduce en una mayor resistencia mecnica y homogeneidad de la roca.

Un hecho a resaltar en el estudio de los mrmoles es que su homogeneidad puede no ser completa: adems de los mrmoles homogneos, blancos o grises tipo Macael, existen otros que presentan heterogeneidades, ms o menos desarrolladas, que van desde bandeados o foliaciones tectnicas, marcadas por lo general por acumulacin de minerales oscuros, y que son tpicas de mrmoles formados por metamorfismo regional, a formas o cambios de coloracin ms o menos irregulares, difusas, que pueden ser producto de heterogeneidad de la roca caliza original.

Esto permite una clasificacin industrial de estas rocas segn su tonalidad, en monocromos (o sencillos), cuando presentan una sola tonalidad, y polcromos (o compuestos), caso de presentar varios colores.

La mayor parte de los mrmoles monocromos se presentan en tonalidades blancas, amarillentas, verdosas, o negras, mientras que los polcromos se denominan segn su tonalidad dominante.

Los mrmoles polcromos o compuestos presentan inclusiones de otros minerales, generalmente micas, cuarzo y serpentinas, en agregados o vetas que adoptan morfologas diversas y les confieren diversas tonalidades.

Basndose en su estructura, se clasifican en veteados, caso de presentar colores listados; arborescentes, si las bandas de colores se ramifican; y brechiformes, en el caso que estn constituidos por fragmentos angulosos.

Un caso particular de los mrmoles brechiformes lo constituyen los brocateles, cuyos fragmentos presentan tonalidades distintas.

Un carcter a controlar para definir la explotabilidad de una masa marmrea es su fracturacin.

Al ser rocas afectadas por procesos tectnicos, a menudo estn muy fracturadas, lo que dificulta su extraccin en bloques comerciales, y favorece el desarrollo de fenmenos krsticos, que igualmente dificultan la explotacin.

Tambin la presencia de minerales oxidables es un carcter geolgico de inters minero, pues stos pueden producir importantes problemas estticos en el material instalado3.2.3. Industria de la roca Mrmol:

Mrmol se produce en grandes depsitos que pueden ser cientos de pies de espesor y geogrficamente extensa.Mrmol siempre ha sido muy valorado por su belleza, la fuerza y la resistencia al fuego y la erosin.El artista italiano Miguel ngel utiliz mrmol de Carrara, Italia, en una serie de esculturas.Mrmol de Tennessee fue utilizado en algunas partes de la National Gallery of Art de Washington, DC El Lincoln Memorial, tambin en Washington, fue construido en mrmol de Alabama, Colorado y Georgia.El mrmol muy puro se utiliza para la mayora de las estatuas, la roca es translcida.Los grandes bloques de mrmol de color se utilizan para las columnas, pisos y otras partes de edificios.Las piezas ms pequeas de mrmol se trituran o muelen finamente y se utilizan como abrasivos en jabones y otros productos similares.Aplastado o mrmol planta tambin se utiliza en la pavimentacin de carreteras y en la fabricacin de materiales para techos y productos de tratamiento del suelo. Triturado se utiliza como agente colorante y de relleno en algn tipo de pintura, tambin para la neutralizacin de cidos en acuferos, lagos y suelos.

Mrmol no se divide fcilmente en hojas de igual tamao y debe ser extrado con cuidado.La roca puede romperse si se utilizan explosivos.Los bloques de mrmol se extraen con mquinas de canalizacin, que cortan ranuras y agujeros en la roca.Minerales describen un bloque de mrmol con filas de ranuras y agujeros.Luego en coche cuas en las aberturas y separar el bloque de la roca circundante.Los bloques se cortan con sierras a la forma y tamao deseados.3.2.4. Yacimientos de roca Mrmol.