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Hornfels

Una muestra de corneana bandeada, formada por metamorfismo de contacto de areniscas y lutitas por una intrusión granítica. Hornfels es el nombre genérico de un conjunto de rocas...

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Una muestra de corneana bandeada, formada por metamorfismo de contacto de areniscas y lutitas por una intrusión granítica.

Hornfels es el nombre genérico de un conjunto de rocas metamórficas de contacto que han sido cocidas y endurecidas por el calor de masas ígneas intrusivas , volviéndose masivas, duras, astilladas y, en algunos casos, extremadamente resistentes y duraderas. [ 1 ] Estas propiedades se deben a cristales finos no alineados con hábitos laminares o prismáticos , característicos del metamorfismo a alta temperatura pero sin deformación concomitante. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] El término deriva de la palabra alemana Hornfels , que significa "piedra de cuerno", debido a su excepcional dureza y textura, ambas reminiscentes de los cuernos de los animales. Los mineros del norte de Inglaterra se referían a estas rocas como piedras de afilar . [ 5 ] [ 6 ]

La mayoría de las corneanas son de grano fino, y si bien las rocas originales (como arenisca , lutita , pizarra y caliza ) pueden haber sido más o menos fisibles debido a la presencia de estratificación o planos de clivaje , esta estructura se borra o se vuelve inoperante en las corneanas. Aunque muchas corneanas muestran vestigios de la estratificación original, [ 2 ] se rompen con la misma facilidad a través de ella que a lo largo de ella; de hecho, tienden a separarse en fragmentos cúbicos en lugar de en láminas delgadas. [ 1 ] Los minerales laminares pueden ser abundantes, pero están alineados al azar. [ 7 ]

Las hornfels se forman con mayor frecuencia en la aureola de intrusiones graníticas en la corteza superior o media. Las hornfels formadas por metamorfismo de contacto debido a la actividad volcánica muy cerca de la superficie pueden producir minerales inusuales y distintivos. [ 2 ] [ 3 ] A veces ocurren cambios en la composición causados ​​por fluidos liberados por el cuerpo magmático ( metazomatismo ). [ 8 ] La facies de hornfels es la facies metamórfica que ocupa la porción de presión más baja del espacio presión-temperatura metamórfico. [ 9 ]

Las corneanas más comunes (las corneanas de biotita ) son de color marrón oscuro a negro con un brillo algo aterciopelado debido a la abundancia de pequeños cristales de mica negra brillante . Además, la mayoría de las corneanas comunes tienen una raya negra. Las corneanas calcáreas suelen ser blancas, amarillas, verde pálido, marrones y de otros colores. El verde y el verde oscuro son los tonos predominantes de las corneanas producidas por la alteración de rocas ígneas . Aunque en su mayor parte los granos constituyentes son demasiado pequeños para ser determinados a simple vista, a menudo hay cristales más grandes ( porfiroblastos ) de cordierita , granate o andalucita dispersos en la matriz fina, y estos pueden volverse muy prominentes en las caras erosionadas de la roca. [ 1 ] [ 10 ]

Estructura

La estructura de la corneana es muy característica. Es muy raro que alguno de los minerales presente una forma cristalina, sino que los pequeños granos se agrupan estrechamente como los fragmentos de un mosaico; suelen tener dimensiones casi iguales. Esta estructura se ha denominado pflaster o pavimentada por su parecido con un pavimento rugoso. Cada mineral puede también contener partículas de otros; en el cuarzo , por ejemplo, pueden aparecer numerosos cristales pequeños de grafito , biotita, óxidos de hierro , sillimanita o feldespato. A menudo, los granos enteros se vuelven semiopacos de esta manera. Los cristales más diminutos pueden mostrar vestigios de contornos cristalinos; sin duda, son de reciente formación y se originaron in situ . Esto nos lleva a creer que toda la roca se recristalizó a alta temperatura y en estado sólido, de modo que las moléculas minerales tuvieron poca libertad para formar cristales bien individualizados. La regeneración de la roca ha sido suficiente para borrar la mayor parte de las estructuras originales y reemplazar casi por completo los minerales anteriores por otros nuevos. Sin embargo, la cristalización se ha visto obstaculizada por la solidez de la masa, y los nuevos minerales carecen de forma definida y no han podido eliminar las impurezas, sino que han crecido a su alrededor. [ 1 ]

Composiciones

Muestra de hornfels (Normandía, Francia)

Pelítico

Las arcillas , pizarras sedimentarias y lutitas producen corneanas de biotita en las que el mineral más conspicuo es la mica biotita, cuyas pequeñas escamas son transparentes al microscopio y presentan un color marrón rojizo oscuro y un fuerte dicroísmo . También hay cuarzo y, a menudo, una cantidad considerable de feldespato, mientras que el grafito, la turmalina y los óxidos de hierro suelen aparecer en menor cantidad. En estas corneanas de biotita se encuentran comúnmente minerales que consisten en silicatos de aluminio; generalmente son andalucita y sillimanita , pero la cianita también aparece en las corneanas, especialmente en aquellas que tienen un carácter esquistoso . La andalucita puede ser rosa y, por lo tanto, a menudo es pleocroica en secciones delgadas, o puede ser blanca con las inclusiones oscuras en forma de cruz de la matriz que son características de la quiastolita . La sillimanita generalmente forma agujas extremadamente pequeñas incrustadas en cuarzo. [ 1 ]

En las rocas de este grupo también aparece cordierita, no raramente, y puede tener los contornos de prismas hexagonales imperfectos que se dividen en seis sectores cuando se ven en luz polarizada. En las corneanas de biotita, una tenue estría puede indicar la estratificación original de la roca inalterada y corresponde a pequeños cambios en la naturaleza del sedimento depositado. Más comúnmente hay un moteado distintivo, visible en las superficies de las muestras de mano. Los moteados son redondos o elípticos, y pueden ser más pálidos o más oscuros que el resto de la roca. [ 1 ] En algunos casos son ricos en grafito o materia carbonácea; [ 11 ] en otros están llenos de mica marrón; algunos moteados consisten en granos de cuarzo bastante más gruesos que los que se encuentran en la matriz. La frecuencia con la que esta característica reaparece en las pizarras y corneanas menos alteradas es bastante notable, especialmente porque parece seguro que los moteados no siempre son de la misma naturaleza u origen. Las corneanas de turmalina se encuentran a veces cerca de los márgenes de los granitos de turmalina; Son negras con pequeñas agujas de escorlita que, al microscopio, presentan un color marrón oscuro y un rico pleocroísmo. Dado que la turmalina contiene boro , debió haber habido cierta permeación de vapores del granito hacia los sedimentos. Rocas de este grupo se observan con frecuencia en los distritos mineros de estaño de Cornualles, especialmente cerca de los filones. [ 1 ]

Carbonato

Un segundo gran grupo de corneanas son las corneanas calcosilicatadas que surgen de la alteración térmica de la caliza impura . Los estratos más puros se recristalizan como mármoles , pero donde originalmente hubo una mezcla de arena o arcilla se forman silicatos calcáreos, tales como diópsido , epidota , granate , esfena , vesuvianita y escapolita ; con estos a menudo aparecen flogopita , varios feldespatos, pirita , cuarzo y actinolita . Estas rocas son de grano fino y, aunque a menudo presentan bandas, son resistentes y mucho más duras que las calizas originales. Son excesivamente variables en su composición mineralógica y muy a menudo alternan en finas vetas con corneanas de biotita y cuarcitas endurecidas . Cuando se perfunden con vapores bóricos y fluorosos del granito, pueden contener mucha axinita , fluorita y datolita , pero los silicatos altiminosos están ausentes en estas rocas. [ 1 ]

Máfico

A partir de diabasas , basaltos , andesitas y otras rocas ígneas se produce un tercer tipo de corneana. Estas consisten esencialmente en feldespato con hornblenda (generalmente de color marrón) y piroxeno pálido. La esfena, la biotita y los óxidos de hierro son otros componentes comunes, pero estas rocas muestran una gran variedad de composición y estructura. Donde la masa original se descompuso y contenía calcita, zeolitas , clorita y otros minerales secundarios, ya sea en vetas o en cavidades, generalmente hay áreas redondeadas o vetas irregulares que contienen un conjunto de nuevos minerales, que pueden asemejarse a los de las corneanas de silicato de calcio descritas anteriormente. Las estructuras porfídicas , fluidales, vesiculares o fragmentarias originales de la roca ígnea son claramente visibles en las etapas menos avanzadas de la formación de la corneana, pero se vuelven menos evidentes a medida que progresa la alteración. [ 1 ]

En algunos distritos se encuentran rocas corneanas que han adquirido una estructura esquistosa por cizallamiento, y estas forman transiciones a esquistos y gneises que contienen los mismos minerales que las corneanas, pero con una estructura esquistosa en lugar de corneana. Entre estas se pueden mencionar los gneises de cordierita y sillimanita, los esquistos de mica andalucita y cianita, y las rocas de calcita-silicato esquistosas conocidas como cipolins . Generalmente se admite que se trata de sedimentos que han sufrido alteración térmica, pero las condiciones exactas bajo las cuales se formaron no siempre están claras. Las características esenciales de la corneana se atribuyen a la acción del calor, la presión y los vapores permeantes, que regeneran una masa rocosa sin que se produzca fusión (al menos a gran escala). Sin embargo, se ha argumentado que a menudo existe un extenso cambio químico debido a la introducción de materia del granito en las rocas circundantes. La formación de nuevo feldespato en las corneanas se señala como evidencia de esto. Si bien esta felspatización pudo haber ocurrido en algunas localidades, parece estar notablemente ausente en otras. La mayoría de los expertos actualmente consideran que los cambios son de naturaleza puramente física y no química. [ 1 ]

Facies

La facies de hornfels ocupa la porción del espacio metamórfico presión-temperatura de menor presión y de baja a alta temperatura. Se subdivide en un régimen de baja temperatura de hornfels de albita - epidota , un régimen de temperatura media de hornfels de hornblenda , un régimen de alta temperatura de hornfels de piroxeno y un régimen de sanidinita de temperatura ultra alta. Este último a veces se considera una facies separada. Las presiones máximas son de alrededor de 2000  bar y las temperaturas son de alrededor de 300–500  °C para la facies de hornfels de albita-epidota, 500–650  °C para la facies de hornfels de hornblenda, 650–800  °C para la facies de hornfels de piroxeno y por encima de 800 °C para la facies de sanidinita. [ 9 ] [ 4 ]

Los minerales presentes en cada facies dependen de la composición del protolito . Para un protolito máfico, la facies de hornfels de albita-epidota se caracteriza por albita y epidota o zoisita con actinolita y clorita en menor proporción . Esto da paso a hornblenda, plagioclasa , piroxeno y granate en la facies de hornfels de hornblenda, que a su vez da paso a ortopiroxeno , augita , plagioclasa y trazas características de granate en la facies de hornfels de piroxeno y la facies de sanidinita, siendo estas dos últimas indistinguibles para esta composición de protolito. [ 9 ]

Para un protolito ultramáfico, la facies de albita-epidota se caracteriza por serpentina , talco , tremolita y clorita, dando paso a forsterita , ortopiroxeno, hornblenda, clorita y pequeñas cantidades características de espinela de aluminio y magnetita en la facies de hornblenda, que a su vez da paso a forsterita, ortopiroxeno, augita, plagioclasa y espinela de aluminio en la facies de hornfels de piroxeno. La facies de sanidinita para esta composición difiere de la facies de hornfels de piroxeno solo en la desaparición de la espinela de aluminio. [ 9 ]

Para un protolito pelítico, la secuencia es cuarzo , plagioclasa, moscovita , clorita y cordierita en la facies de albita-epidota; cuarzo, plagioclasa, moscovita, biotita, cordierita y andalucita en la facies de hornfels de hornblenda; y cuarzo, plagioclasa, ortoclasa, andalucita, sillimanita , cordierita y ortopiroxeno en la facies de hornfels de piroxeno. La facies de sanidinita presenta cuarzo, plagioclasa, sillimanita, cordierita, ortopiroxeno, zafirina y espinela de aluminio. [ 12 ] [ 9 ]

Para un protolito calcáreo, la secuencia es calcita , dolomita , cuarzo, tremolita, talco y forsterita para la facies de hornfels de albita-epidota; calcita, dolomita, cuarzo, tremolita, diópsido y forsterita para la facies de hornfels de hornblenda; calcita, cuarzo, diópsido, forsterita y wollastonita para la facies de hornfels de piroxeno; y calcita, cuarzo, diópsido, forsterita, wollastonita, monticelita y akermanita para la facies de sanidinita. [ 9 ]

Propiedades acústicas

Las hornfels tienen la capacidad de resonar al ser golpeadas. Michael Tellinger describió estas piedras en Sudáfrica, también conocidas como "piedras de anillo" debido a su capacidad de sonar como una campana. [ 13 ] Las Piedras Musicales de Skiddaw son un ejemplo de litófono hecho de hornfels. [ 14 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Una o más de las oraciones anteriores incorporan texto de una publicación que ahora es de dominio público : Flett, John Smith (1911). " Hornfels ". En Chisholm, Hugh (ed.). Encyclopædia Britannica . Vol. 13 (11.ª ed.). Cambridge University Press. págs. 710–711 .     
  2. 1 2 3 Yardley, Bruce WD (1989). Introducción a la petrología metamórfica . Harlow, Essex, Inglaterra: Longman Scientific & Technical. págs. 12, 26. ISBN  0582300967.
  3. 1 2 Blatt, Harvey; Tracy, Robert J. (1996). Petrología : ígnea, sedimentaria y metamórfica (2.ª ed.). Nueva York: WH Freeman. págs. 367, 512. ISBN    0716724383.
  4. 1 2 Philpotts, Anthony R.; Ague, Jay J. (2009). Principios de petrología ígnea y metamórfica (2.ª ed.). Cambridge, Reino Unido: Cambridge University Press. págs. 422, 428. ISBN   9780521880060.
  5. ↑ "Holwick Scar & Low Force : Folleto" (PDF) . Explorenorthpennines.org.uk . Consultado el 17 de marzo de 2015 . 
  6. ↑ Lawrence, DJ D et al 2004 Auditoría de geodiversidad de Durham , Durham: Consejo del condado de Durham p20
  7. ↑ Nesse, William D. (2000). Introducción a la mineralogía . Nueva York: Oxford University Press. pág. 195. ISBN  9780195106916.
  8. ↑ Harry, WT (diciembre de 1952). "Hornfels básicos en un contacto de gabro cerca de Carlingford, Irlanda". Geological Magazine . 89 (6): 411– 416. Bibcode : 1952GeoM...89..411H . doi : 10.1017/S0016756800068114 .
  9. 1 2 3 4 5 6 Blatt y Tracy, págs. 378-380, 512
  10. ↑ Yardley 1989, pág. 161
  11. ↑ Dickey, John S.; Obata, Masaaki (1974). " Diques de hornfels grafíticos en el macizo de peridotita de alta temperatura de Ronda" . American Mineralogist . 59 ( 11–12 ): 1183–1189 . Recuperado el 23 de agosto de 2020 .
  12. ↑ Stewart, FH (septiembre de 1942). "Datos químicos sobre una corneana arcillosa pobre en sílice y sus minerales constituyentes". Mineralogical Magazine and Journal of the Mineralogical Society . 26 (178): 260– 266. Bibcode : 1942MinM...26..260S . doi : 10.1180/minmag.1942.026.178.04 .
  13. ↑ "Tecnología oculta ancestral de los Annunaki (ángeles caídos) de 2014" . Ver desde el minuto 43. Archivado del original el 9 de agosto de 2016. Consultado el 2 de junio de 2016 .
  14. ↑ "Las piedras musicales de Skiddaw - Ayuntamiento de Allerdale" . Allerdale.gov.uk. Archivado del original el 19 de junio de 2010. Consultado el 17 de marzo de 2015 .

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