Una exposición temporal en la Sociedad Geológica de Francia preparada por : Camille FRANÇOIS, Solen LE GARDIEN, Violaine SAUTTER y David C. SMITH.
Con el apoyo y la asistencia de Mary Inglis, A. Rosu y S. Chaimbault
Descargar el folleto aquí.
SOBRE LA EXPOSICIÓN
En colaboración con el Muséum National d'Histoire Naturelle y la Commission de la Carte Géologique du Monde, esta exposición permite descubrir las eclogitas, rocas formadas en las profundidades de la Tierra, a través de obras del fondo documental de la SGF y, sobre todo, de muestras del COSEM: la Comisión del Mapa Geológico del Mundo. Collección Smith des Eclogitas Mola.
¿Por qué el término "eclogita" y por qué Noruega?
El abate René-Just Haüy acuñó el término "eclogita" del griego "ἐκλογή" (eklogê) que significa "elección". Creía que estas rocas "elegían" ser diferentes de las demás, y las describió en su Traité de minéralogie de1822.
En 1920, Pentti Eskola (1883-1964) publicó una clasificación de las rocas metamórficas basada en el innovador concepto de "facies", que incluía una descripción de lo que definió como "facies eclogítica". Al año siguiente, publicó un trabajo sobre las eclogitas de Noruega en "Le Gneiss de l'Ouest", una enorme unidad de más de 200 km de napas metamorfizadas.
Al mismo tiempo, Yvonne Brière (1891-1981), una de las primeras mujeres geólogas de Francia, propuso un origen metamórfico para las eclogitas en su tesis "Les éclogites françaises: leur composition minéralogique et chimique; leur origine", defendida en la Facultad de Ciencias de París y publicada en 1920. Esta idea, fuertemente criticada por el jurado de su tesis, es hoy unánimemente aceptada.
Desde la década de 1960, con la llegada de nuevos métodos analíticos en petrología (microsonda electrónica, etc.), muchos otros investigadores se han interesado por las eclogitas para comprender cómo pueden aflorar en la superficie terrestre tras haberse creado a tan grandes profundidades.
Un cambio de paradigma en geodinámica: la subducción de la corteza continental
En 1984, el descubrimiento del mineral coesita en rocas de la corteza continental en Italia (Chopin, 1984) y en eclogitas en Noruega (Smith, 1984) revolucionó la geodinámica. La presencia de coesita en eclogitas demuestra el enterramiento a profundidades dos o tres veces mayores de lo que se suponía hasta ahora (unos 100 km). También demuestra que la corteza continental puede subducirse a grandes profundidades.
Nació una nueva disciplina, denominada UHPM (Metamorfismo a Ultra Alta Presión).
Esta exposición comienza con una definición de las eclogitas y el metamorfismo (vitrinas 1 a 3) y los procesos geodinámicos implicados en la formación de estas rocas (vitrinas 4 a 7). Continúa con la mineralogía altamente diversa de las eclogitas noruegas (vitrinas 8 a 14). El estudio de las rocas COSEM ha permitido a David y a sus colegas describir nuevas especies: nyböita, Mg-Al y Fe-Al-taramita, lisetita y davidsmithita, todas ellas reconocidas por la Asociación Mineralógica Internacional (vitrinas 15 y 16). La exposición termina con las implicaciones geodinámicas del descubrimiento de estas rocas a lo largo de la historia de nuestra Tierra (vitrina 17).
Esta exposición te llevará en un viaje de lo infinitamente grande a lo infinitamente pequeño. El estudio de las eclogitas es un campo muy amplio, que abarca desde la geodinámica regional hasta la cristaloquímica.
La eclogita es una roca gris compuesta de granate rojo y piroxeno verde (onfacita, que en griego significa uvas verdes). En 1822, el abate René-Just Haüy quedó fascinado por esta roca (muestra 505 escaparate) con colores brillantes (sin feldespato), la convirtió en una roca de elección bautizándola como "eclogita" (del griego ἐκλογή que significa "elección", en referencia a la selección de minerales que componen esta roca). Para Haüy, el dialaje (antiguo nombre del clinopiroxeno) era " se consideraba una función básica y, con el granate, formaba una combinación binaria a la que se suponía que se añadían accidentalmente la cianita, el cuarzo, la epidota y el anfíbol laminar". Antes que Haüy, estas rocas habían sido avistadas 40 años antes en Baviera por Horace Bénédict de Saussure.
El gran geognosista alemán Abraham Gottlob Werner también conocía algunas eclogitas de los Alpes austríacos y del sur de Alemania, en particular el conocido yacimiento de Silberbach (muestra 25 Ec). Las describió como formadas por granate, "omphazit" y, ocasionalmente, "cyanit" (Werner, 1817).
El nombre eclogita fue utilizado por los geólogos europeos para designar rocas de Alemania, Austria, los Alpes y Noruega. En Francia, el primer descubrimiento de eclogita lo realizó Auguste Rivière en la región de Vendée (muestra P1567), donde descubrió "la hermosa roca que lleva el nombre de eclogita" (Rivière, 1835). El primer estudio de estas rocas fue realizado por Alfred Lacroix en 1891, y después por su alumna Yvonne Brière en 1920 (consulta ventana 2).
Esta hoja delgada expuesta es una eclogita kimberlítica compuesta principalmente de granate rojo y piroxeno verde (mina Roberts Victor, Sudáfrica). Una kimberlita (de la ciudad de Kimberley, en Sudáfrica) es una roca magmática ultrabásica muy brechificada, profundamente enraizada en el manto y que asciende a la superficie a velocidades Mac 2, con nódulos de eclogita, peridotita y diamantes.
Libros expuestos:
Homenaje a Haüy: Sociedad Francesa de Minerología (1945). - René-Just Haüy, 1743-1822, París, Masson, 348 p.
René-Just Haüy (1743-1822) fue un mineralogista francés y fundador de la cristalografía (con Jean-Baptiste Romé de Lisle). Destinado al sacerdocio, descubrió la botánica y luego la mineralogía, y en 1781 publicó un artículo sobre la estructura de los cristales de granate. Admitido en la Academia de Ciencias en 1783, y después en el Museo Nacional de Historia Natural, describió y dio nombre a un gran número de especies minerales en su obra Tratado de mineralogíapublicada en 5 volúmenes (incluido uno con láminas) en 1801. Fue en la segunda edición de esta Tratadopublicado en 1822, que describió una roca a la que llamó "eclogita", en un capítulo sobre el dialaje (clinopiroxeno): "Di a esta roca el nombre de eclogita, que significa elección, porque sus componentes, al no ser de los que comúnmente existen varios juntos en las rocas primitivas, como el feldespato, la mica, el anfíbol, parecen haber sido elegidos para formar una banda separada". (Traité de Minéralogie, 2ª edición, Vol. II, p. 456). La muestra H505 Se expone una eclogita bávara estudiada por Haüy.
Saussure, H.-B. de (1779-96). - Voyages dans les Alpes, précédés d'un essai sur l'histoire naturelle des environs de Genève, Neuchâtel, S. Fauche, 4 vols, Vol. I, pp. 155-156 :
Horace-Bénédict de Saussure (1740-1799) fue un erudito ginebrino interesado en la física, la geología, la mineralogía, la meteorología, la botánica y la filosofía. Fascinado por los Alpes desde muy joven, en 1760 ofreció una recompensa por la ascensión al Mont Blanc, que fue completada con éxito en 1786 por Jacques Balmat y Michel Paccard. Saussure alcanzó la cima al año siguiente y relató sus experiencias en los Alpes en su Viajes a los Alpespublicado en 4 volúmenes entre 1779 y 1796.
En el primer volumen de su Viaja, Saussure describe una roca "no descrita en ninguna parte: es una mezcla de jade, esquisto espático verde y granate en masa. Esta piedra, de dureza y densidad considerables, adquiere un hermoso pulido, y las grandes manchas rojas, verdes y amarillas forman un efecto muy bello". (Viajes a los AlpesVol. I, pp. 155-156). Ésta parece ser la primera descripción de la eclogita, más de cuarenta años antes de que Haüy la describiera y le diera nombre.
El ejemplar presentado lleva la inscripción "Ex-libris Ellenberger". Antes de ser donado a la biblioteca de la SGF, el libro formaba parte de la colección de François Ellenberger (1915-2000), geólogo francés entre cuyos trabajos figuraban la estructura y el metamorfismo de los Alpes. También fue fundador del Comité Francés de Historia de la Geología (COFRHIGEO) en 1976, y se interesó por la figura de Horace-Bénédict de Saussure en su obra Historia de la Geología.
Para saber más :
- Colectivo (2015). - Miradas cruzadas sobre el metamorfismo, Geocrónica136, pp. 7-82
Disponible en la tienda de la SGF: https://www.geosoc.fr/boutique-en-ligne/geochronique/regards-crois%C3%A9s-sur-le-m%C3%A9tamorphisme-detail.html
- Ellenberger, F. (1988-1994). - Histoire de la géologie, París, Technique et documentation Lavoisier, 2 vols, 381-352 pp.
- Haüy, R.-J. (1822). - Traité de minéralogie, Seconde édition, París, Bachelier et Huzard, 4 vols + 1 vol. atlas.
- Godard, G. (2001). Las eclogitas y su interpretación geodinámica: una historia. Revista de Geodinámica32(1-2), pp.165-203. https://doi.org/10.1016/S0264-3707(01)00020-5
2. ECLOGITA, UNA ROCA METAMÓRFICA
Los trabajos sobre las eclogitas continuaron en los años siguientes, principalmente sobre las composiciones mineralógicas, pero su origen magmático o metamórfico siguió siendo objeto de debate. Entre los partidarios de un origen magmático, Pentti Eskola (1921) consideraba que las eclogitas noruegas habían cristalizado a partir de un "magma eclogítico" en condiciones de alta presión (HP). Por el contrario, Yvonne Brière (en la foto de la vitrina) afirmaba que las eclogitas francesas eran el resultado del metamorfismo de rocas gabroicas.
Yvonne Brière (18/08/1891-23/12/1981) fue la primera mujer que realizó una tesis en el Laboratorio de Mineralogía del Museo (y una de las primeras en Francia), bajo la dirección de Alfred Lacroix (1863-1948). Obtuvo una beca de doctorado de 1917 a 1919. Allí retomó un tema abandonado por un estudiante que había entrado en religión, el estudio de las ECLOGITAS, de las que visitó numerosos yacimientos en la Vendée, Loire Atlantique (muestra 9 Ec), Morbihan y Lemosín.
MNHN
Defendió su tesis en la Sorbona en 1920. Basándose en análisis químicos globales de una serie de muestras, defendió la idea de que las eclogitas son rocas metamórficas resultantes de la transformación de rocas magmáticas (de composición basáltica, tales como gabro CF1 presentada en el escaparate). Esta conclusión, hoy universalmente aceptada, fue muy criticada por el jurado de su tesis en su momento.
A continuación trabajó como becaria en el Laboratoire de Minéralogie entre 1920 y 1923, dejándolo muy a su pesar para emigrar a Madagascar, entonces colonia francesa. Regresó al Laboratoire de Minéralogie como voluntaria poco antes de la Segunda Guerra Mundial. La copia de su tesis que aquí se presenta está dedicada a Alfred Lacroix.
Extracto de la tesis doctoral de Y. Brière que muestra la composición química (en peso de óxidos) de la muestra 9 Ec en la ventana.
MNHN
COSEM Q4 Una "coronita" es una roca en la que se han formado nuevos minerales metamórficos en un anillo alrededor de un cristal anterior. Aquí, las plagioclasas blancas ya no son estables bajo una presión creciente y son mordisqueadas por pequeños granates rojos, lo que marca el inicio de la eclogitización (la transformación en eclogita). Más tarde, los granates crecerán a medida que la plagioclasa se reabsorba. Finalmente, las coronitas desaparecen para dar lugar a la eclogita final de granate y piroxeno (COSEM B338).
COSEM B338 En este extraordinario afloramiento de Grytting, descrito por Eskola (1921), los clinopiroxenos (onfacitas: ricas en Na y Al) son verdes, mientras que los granates (piritas: ricas en Mg) son rojos, y a veces son de calidad gema. La presencia de ortopiroxeno de color miel (enstatita: rica en Mg) indica una composición química general de la roca rica en magnesio. La ausencia de mica flogopita (rica en Mg y agua) indica que esta roca es relativamente anhidra.
La presencia de ortopiroxeno en una eclogita es muy rara, salvo en asociación con peridotitas. © D.C. SMITH
Libros expuestos:
- Lacroix, A. (1891). - Etude pétrographique des éclogites de la Loire-inférieure, Boletín de la Sociedad de Ciencias Naturales de Francia OccidentalI, pp. 81-114
Alfred Lacroix (1863-1948) fue un geólogo, mineralogista y petrógrafo francés, que en 1893 fue nombrado profesor del Museo Nacional de Historia Natural, en la cátedra de Mineralogía que había ocupado René-Just Haüy setenta años antes. En este artículo de 1891, describe eclogitas de diversos yacimientos del Loira-Atlántico, entre ellos el de Saint-Philibert-de-Grand-Lieu.
Autor de más de seiscientas publicaciones, su obra incluye Mineralogía de Francia y sus colonias: descripción física y química de los minerales; estudio de las condiciones geológicas de sus yacimientos.publicadas entre 1893 y 1913.
- Brière, Y. (1920). - Les éclogites françaises, leur composition minéralogique et chimique ; leur origine, Thèse ès Sciences naturelles, París, Giard et Brière, 143 p.
Yvonne Brière (1891-1981) se incorporó al Museo de Historia Natural y al laboratorio de mineralogía de Alfred Lacroix, que había estudiado las eclogitas del Loira Atlántico. Se propuso ampliar el estudio a otros yacimientos franceses en el marco de su tesis, ya que deseaba "estudiar las eclogitas, no sólo desde el punto de vista de su composición mineralógica y su estructura, sino también desde el de su composición química, lo que permite discutir su origen probable". Según Brière, las eclogitas son de origen metamórfico y "tienen la composición química de las rocas eruptivas, dioríticas o gabroicas, según los casos. Por tanto, hay pocas dudas de que proceden de la transformación de rocas de esta naturaleza". Esta hipótesis fue impugnada cuando defendió su tesis en 1919 en la Sorbona, ya que muchos atribuyeron un origen magmático a las eclogitas, y el debate continuó en los años e incluso décadas siguientes.
La tesis de Yvonne Brière también se publicó en el Boletín de la Sociedad Mineralógica FrancesaVol. 43-2, 1920, disponible aquí : https://www.persee.fr/doc/bulmi_0366-3248_1920_num_43_2_3743
Para más información:
sobre Yvonne Brière y los debates en torno al origen metamórfico de las eclogitas:
- Godard, G. (2001). - Historia de las eclogitas y su interpretación geodinámica, Trabajos del Comité Francés de Historia de la GeologíaT. XV
- Godard, G. (2015). - Metamorfismo de (ultra)alta presión: dos siglos de debate, Geocrónican°136, pp. 21-26
3. METAMORFISMO
El metamorfismo es la transformación de las rocas en estado sólido cuando quedan enterradas a varios kilómetros de profundidad como consecuencia de fenómenos geodinámicos. El metamorfismo es, por tanto, un proceso que afecta a todas las familias de rocas (magmáticas, sedimentarias y metamórficas) bajo la acción de altas temperaturas y presiones en profundidad. Existen varios tipos de metamorfismo: metamorfismo de subducción/colisión durante la formación de las grandes cadenas montañosas (consulta vitrinas 5 y 6), metamorfismo de contacto (por ejemplo, alrededor de un plutón (consulta Flamanville), el metamorfismo de impacto (por ejemplo, cuando cae un meteorito) y el metamorfismo hidrotermal (o metasomatismo). consulta ventana 10).
La vitrina muestra distintas rocas sedimentarias y magmáticas (caliza, granito, arcilla, basalto y gabro) y sus equivalentes metamórficos (mármol, gneis, micasquisto y eclogita). Durante el metamorfismo, por ejemplo, los basaltos o los gabros (que son rocas magmáticas de la corteza oceánica) se transforman en eclogitas por efecto de la presión, la temperatura y la profundidad. Estos "pares" de rocas (por ejemplo, caliza/mármol) tienen la misma composición química (pero minerales diferentes).
Para más información:
- Los distintos tipos de roca
- Bouton, P., Roy, C., Viaud, J.-M. (2020). - Curiosités géologiques des plaines et bocages de Vendée, Orléans, BRGM Editions, 120 p.
Disponible en la tienda de la SGF: https://www.geosoc.fr/boutique-en-ligne/curiosit%C3%A9s-g%C3%A9ologiques/curiosit%C3%A9s-g%C3%A9ologiques-des-plaines-et-bocages-de-vend%C3%A9e-detail.html
- Colectivo (2015). - Miradas cruzadas sobre el metamorfismo, Geocrónica136, pp. 7-82
Disponible en la tienda de la SGF: https://www.geosoc.fr/boutique-en-ligne/geochronique/regards-crois%C3%A9s-sur-le-m%C3%A9tamorphisme-detail.html
- Nicollet, C. (2015). - Métamorphisme et géodynamique, París, Dunod, 301 p.
- Robert C., Bousquet, R. (2013). - Geociencias: la dinámica del sistema Tierra, París, Belin, 1159 p.
Disponible en la tienda de la SGF: https://www.geosoc.fr/boutique-en-ligne/nouveaut%C3%A9s/g%C3%A9osciences-la-dynamique-du-syst%C3%A8me-terre-detail.html
4. NOCIÓN DE FACIES
Cuando una roca se somete a unas condiciones particulares de presión (P) y temperatura (T) durante el metamorfismo, conserva la misma composición química general, pero los minerales que la componen cambian. Por ejemplo, un basalto (o gabro) tiene la misma composición química que una eclogita, pero estas rocas no se formaron en las mismas condiciones P-T. En función de estas condiciones, se distinguen lo que se conoce como "facies" metamórficas.
En 1911, Victor Goldschmidt estudió una formación de roca metamórfica en Noruega y estableció por primera vez un vínculo entre el conjunto mineralógico de equilibrio de una roca metamórfica y su composición química global.
En 1915, en Noruega, Pentti Eskola hizo las mismas observaciones. Sin embargo, descubrió que ciertas rocas metamórficas con la misma composición química presentaban diferentes ensamblajes mineralógicos. Llegó a la conclusión de que la diferencia entre estos conjuntos reflejaba la cristalización en diferentes condiciones de PT. Entonces definió el concepto de facies en 1920 (aunque consideraba que las eclogitas eran de origen magmático).
La confirmación experimental de la formación de las eclogitas HP y, por tanto, de su origen profundo, llegó en la década de 1960 con el desarrollo de la petrología experimental (Smulikowski, 1964; Coleman et al., 1965; Ringwood y Green, 1966; Newton y Smith, 1967).
Los nombres de las 5 facies metamórficas principales, greenschist (SV), blueschist (SB), amphibolite (AMPH), granulite (GRANU) y eclogite corresponden a los dominios P-T definidos para las rocas de composición basáltica y se presentan en este escaparate. La presencia (y ausencia) de determinados minerales es característica de ciertas facies: anfíbol azul (glaucofano) para la facies esquisto azul, conjunto granate-piroxeno (+ ausencia de plagioclasa) para la facies eclogítica (véase la lista de minerales característicos).
Principales minerales de facies (para una roca básica) :
Esquisto verde albita (blanca), clorita y actinota (verde) ± epidota (verde)
Esquisto azul glaucofana (azul) y epidota (verde pistacho) ± granate (rojo) ± lawsonita
Anfibolita anfíbol (verde oscuro), plagioclasa (blanco) ± granate (rojo)
Granulita cuarzo (incoloro), feldespatos (blanco y rosa) ± hipersteno (miel oscuro), granate (rojo)
Eclogita piroxeno (verde: onfacita/jadeíta) y granate (rojo)
© T. Ferroir
Libro expuesto:
- Eskola, P. (1920). - Las facies minerales de las rocas, Norsk Geologisk TidsskriftVI, pp. 143-194.
Pentti Eskola (1883-1964) fue un geólogo finlandés que desarrolló el concepto de facies metamórfica. Las primeras huellas de este concepto se encuentran en dos publicaciones suyas de 1914 y 1915: "En cualquier roca metamórfica que haya alcanzado el equilibrio químico a través del metamorfismo en condiciones de temperatura y presión constantes, la composición de los minerales está controlada únicamente por la composición química [de la roca]". Eskola amplió su idea en los años siguientes (gracias en parte a su encuentro con Victor Goldschmidt) y propuso una clasificación de las facies metamórficas en 1920.
Para más información:
- Eskola, P. (1914). - Sobre la petrología de la región de Orijärvi, en el suroeste de Finlandia, Boletín del Servicio Geológico de Finlandia, 40, 277 p.
- Eskola, P. (1915). - Om sambandet mellan kemisk och mineralogisk sammansattning hos Orijarvi-traktens metamorfe bergarter [Sobre las relaciones entre la composición química y mineralógica en las rocas metamórficas de la región de Orijarvi], Boletín del Servicio Geológico de Finlandia44, pp. 109-145.
- Eskola, P. (1929). - Mineralfacies Om. Geologiska Foreningens i Stockholm Forhandlingar51, pp. 157-172.
- Plunder, A. (2013). - La evolución del concepto de facies metamórfica bajo la influencia de Pentti Eskola entre 1915 y 1939, Trabajos del Comité Francés de Historia de la GeologíaT. XXVII
- Smulikowski, K. (1964). El problema de la eclogita. Geología Sudética, 1(1), 13-77.
- Coleman, R. G., Lee, D. E., Beatty, L. B. y Brannock, W. W. (1965). Eclogitas y eclogitas: sus diferencias y similitudes. Boletín de la Sociedad Geológica de América, 76(5), 483-508.
- Ringwood, A. E., y Green, D. H. (1966). Una investigación experimental de la transformación gabro-eclogita y algunas implicaciones geofísicas. Tectonofísica, 3(5), 383-427.
- Newton, R. C., y Smith, J. V. (1967). Investigaciones sobre la descomposición de la albita en profundidad en la tierra. Revista de Geología, 75(3), 268-286.
Más información sobre las eclogitas de la isla de Groix expuestas:
- Graviou, P., Jégouzo P., Jonin, M., Plaine, J. (2014). - Bretagne, Guides géologiques, Montreuil, Omniscience, 256 p.
Disponible en la tienda de la SGF: https://www.geosoc.fr/boutique-en-ligne/guides-g%C3%A9ologiques/guides-g%C3%A9ologiques-bretagne-detail.html
- Graviou, P., Augier, R., Le Goff, E. (2019), Curiosités géologiques du Morbihan, Orléans, BRGM Editions, 120 p.
Disponible en la tienda de la SGF: https://www.geosoc.fr/boutique-en-ligne/curiosit%C3%A9s-g%C3%A9ologiques/curiosit%C3%A9s-g%C3%A9ologiques-du-morbihan-detail.html
- Michel Ballèvre. La isla de Groix: un archivo de subducciones paleozoicas. Geocrónica2022, 163, pp.10-13. ⟨insu-03822077⟩
5. VERTEDERO
Durante el enterramiento por subducción, la placa oceánica compuesta de basalto y gabro y su cubierta sedimentaria arcillosa, arenosa o carbonatada se hunde bajo una placa continental u oceánica, lo que provoca un aumento más rápido de la presión que de la temperatura.
COSEM S14 Esquisto azul: Esta roca procede de una lente de eclogita incrustada en una unidad de esquisto azul; estos dos tipos de roca se crearon a alta presión. El nombre de esquisto azul se da a estas rocas porque contienen un anfíbol de color azul violáceo llamado glaucofano.
COSEM N11 Esta roca era un calcosquisto (esquisto de origen calcáreo y arcilloso), pero durante la orogenia alpina (= formación de la cordillera), se metamorfoseó (en condiciones estáticas) en una facies eclogítica y ahora contiene grandes cristales de onfacita y hermosos granates que interseccionan la foliación preexistente.
COSEM MV8 Los minerales blancos (plagioclasas) del gabro original se convirtieron en minerales blancos (zoïsitas) de la facies eclogítica. Smaragdita (del latín smaragdus que significa esmeralda) es un clinopiroxeno sódico de color verde esmeralda (onfacita) que también es rico en cromo (Cr).
COSEM C51 br En esta roca de muy alta presión, las microinclusiones de coesita (un mineral compuesto de SiO2) son demasiado pequeños para verse a simple vista. La coesita es el equivalente del cuarzo (ambos minerales tienen la misma composición química, es decir, SiO2), pero la coesita se forma a presiones más altas (> 25 kbar, consulta ventana 12).
Para saber más : La unidad utilizada en geología para la presión es el kilo-bar (kbar) o el giga-pascal (GPa). 1GPa=10 kbar. La presión atmosférica normal es de aproximadamente 1 bar.
6 EXHUMACIÓN
Tras un acontecimiento de subducción, se produce una exhumación como resultado de un gran empuje en zonas compresivas, zonas de colisión continental (por ejemplo, las colisiones entre India y Asia para crear el Himalaya, o entre África y Europa para crear los Alpes) o en domos metamórficos, conocidos como Complejos de Núcleos Metamórficos (por ejemplo, Tinos, Naxos en las Cícladas, Grecia) donde las rocas metamórficas de origen profundo se elevan a través de fallas normales en zonas extensionales.
F/167 Y F/166 Estas dos rocas son esquistos azules retromorfizados (= transformados de nuevo en esquistos verdes durante la exhumación). Se observa glaucofana azul y epidota verde, y granate rojo en la muestra F/166.
215.19 Se trata de rocas coroníticas en las que el granate comienza a ser carcomido por coronas de anfíbol y en las que el piroxeno sódico, la onfacita, se desestabiliza en simplectitas (= textura particular en la que se produce un entrecrecimiento de 2 o más fases minerales, formadas a partir de fases inestables preexistentes) con diópsido y plagioclasa sódica (albita).
COSEM G202 Como consecuencia de la reducción de la presión durante la exhumación, una eclogita roja-verde-blanca como la muestra G202 se transforma en una anfibolita negra-gris-blanca por retromorfosis (ligada a la presencia de mica, clinoanfíbol y plagioclasa), sobre todo hacia los bordes de la lente, que está en contacto con los gneises circundantes (consulta ventana 8).
COSEM G194 Las eclogitas cuya composición química global es rica en aluminio (Al) y calcio (Ca) contienen zoisita. Aquí vemos zoisita blanca, y los granates y clinopiroxenos son más oscuros de lo habitual porque son más ricos en hierro (Fe).
7. MUESTRAS RARAS
COSEM S21 El anfíbol conocido como glaucofano se descubrió por primera vez en la isla de Syros (Grecia). Esta localidad se conoce como la "localidad tipo" del glaucofano. El término procede del griego antiguo γλαυκός (verde medio a azul) o del latín glaucus (azul pálido/gris) y faneína, para brillar. En la superficie de esta muestra se aprecian bonitos prismas de glaucofano.
COSEM G103 Las eclogitas se encuentran a menudo en Noruega, donde los dos minerales principales, granates y clinopiroxenos, están segregados (= separados) en capas. Se han sugerido varios mecanismos para explicar este fenómeno, como por ejemplo: 1. la roca original era un gabro estratificado, o 2. bajo el efecto de la deformación, los prismas de clinopiroxeno se deslizaron mientras que los granos de granate más redondeados rodaron, separándolos gradualmente (Smith, 1976).
COSEM G128 En general, en las eclogitas noruegas, los granos de clinoanfíbol (que son bastante negros y pueden ser estables en las facies de eclogita) suelen ser pequeños. Aquí, es excepcional observar bellos cristales centimétricos de clinoanfíbol.
Para más información:
- Smith D. C. (1988). - Una revisión de la mineralogía peculiar de la "provincia noruega de coesita-eclogita", con notas cristalino-químicas, petrológicas, geoquímicas y geodinámicas y una extensa bibliografía, En: Smith, D. C. (Ed.), Eclogitas y rocas de facies eclogítica, Avances en Petrología9, Amsterdam, Elsevier, pp. 1-206
8 El "gneis occidental": eclogitas envolventes
La "Región de Gneis Occidental" (WGR) es una enorme unidad geológica montañosa de más de 300 km de largo (norte-sur) y más de 100 km de ancho (este-oeste) en la parte suroccidental de Noruega (con partes más estrechas que afloran en el norte del país), cerca de la costa atlántica (véanse los mapas geológicos mostrados). Estos gneises son principalmente rocas precámbricas (de más de 540 millones de años, o Ma), de diversos orígenes, que se metamorfosearon durante la orogenia "Caledoniana" (alrededor de 420 Ma) durante la colisión de los bloques continentales conocidos como "Laurentia" (Norteamérica y Groenlandia) y "Báltica" (Escandinavia y Rusia) (Para más información: https://www.youtube.com/watch?v=v7KtuqDaPV0). Posteriormente, estos gneises se dividieron en dos por la apertura del océano Atlántico, por lo que parte de ellos afloran ahora en la costa oriental de Groenlandia.
Estos gneises bastante diversos suelen estar bandeados. Las zonas leucocráticas (blanquecinas) son ricas en feldespatos y las zonas melanocráticas (negruzcas) son ricas en clinoanfíboles y/o biotitas. La magnetita es el mineral "accesorio" más común. Estas cintas están muy plegadas (a veces isoclinales). A veces estas rocas están cizalladas, cortadas por vetas o parcialmente fundidas, y en general se considera que han sido metamorfoseadas en la facies de anfibolita, donde predomina el par plagioclasa + clinoanfíbol. Según las especies minerales presentes y su textura, estos gneises se denominan, por ejemplo: gneis diorítico o granodiorítico; anfibolita granate; micasquista granate; anfibolita cianítica o sillimanítica.
Dentro de esta gran unidad WGR, las eclogitas noruegas afloran en forma de boudins o, más a menudo, lentes (conocidas como "lenses" o "pods" en inglés). La longitud de estas lentes puede variar desde unos pocos centímetros hasta más de un kilómetro. Los gneises del WGR también contienen lentes de peridotita (una roca del manto terrestre) y, a veces, anortosita.
Estas eclogitas siempre están retromorfizadas en la facies de anfibolita, especialmente en el borde de las lentes en contacto con el gneis circundante: los colores rojo y verde de las eclogitas frescas cambian a verde oscuro a negro debido a la formación de clinoanfíboles retrógrados (=formados durante la retromorfosis; comúnmente llamados "hornblenda", pero a veces hay otras especies como la pargasita, etc.). Estas "eclogitas anfibolitizadas" se componen de varios tipos de simplectita (intercalaciones de dos o más fases mineralógicas en granos muy pequeños que sustituyen a la fase mineral anterior); las simplectitas más características se componen de {clinoanfíbol + plagioclasa} tras la desaparición del clinopiroxeno, o de {clinoanfíbol + magnetita} tras la desaparición del granate. Con el tiempo, los granos muy pequeños recristalizan en granos más grandes.
El porcentaje de anfibolización en una eclogita "fresca" puede variar de 100 % en el contacto con los gneises anfitriones (que proporcionaron el agua necesaria para la recristalización de los clinoanfíboles) a 0 % en el centro de la lente, donde a menudo se observan eclogitas "prístinas". Estas rocas pueden utilizarse para calcular las presiones y temperaturas necesarias para su cristalización en facies de eclogita, lo que refleja su profundidad de subducción.
Gneis Lite de color variado con varias lentes de rocas básicas (eclogitas y anfibolitas) de tamaño y forma variables. © D.C. SMITH
Lente de eclogita que muestra una zona anfibolitizada (gris oscuro) en sus bordes en contacto con el gneis anfitrión © D.C. SMITH
Gneis eolítico con feldespato rosa deformado y gneis con venas de epidota © D.C. SMITH
¡Gneis plegado en isoclinas (ejes de plegamiento paralelos entre sí) y gneis erosionado por el mar! © D.C. SMITH
Libros expuestos:
- Bryhni, I. (1966). - Estudios de reconocimiento de gneises, ultrabasitas, eclogitas y anortositas en Nordfjord Exterior, Noruega Occidental, Norsk Geologisk Undersökelse, 241, 68 p.
- Lappin, M. A. (1966). - Relaciones de campo de masas básicas y ultramáficas en el complejo de gneis basal de Stadlandet y Almklovdalen, Nordfjord, suroeste de Noruega, Norsk Geologisk Tidsskrift, 4pp. 439-496.
Para más información:
- Gjelsvik, T. (1951). - Supervisión de las bergartenas en Sunnmøre y el delta del fiordo Norte, Norges geologiske undersøkelseNr. 179, 45 p. + 1 mapa
- Hacker, B. R., Andersen, T. B., Johnston, S., Kylander-Clark, A. R., Peterman, E. M., Walsh, E. O., & Young, D. (2010). Deformación a alta temperatura durante la subducción y exhumación del margen continental: La región de gneis occidental de Noruega, de presión ultraalta, Tectonofísica480(1-4), pp. 149-171.
9. ECLOGITAS ULTRABÁSICAS
Las rocas del manto terrestre son ultrabásicas, es decir, pobres en sílice (SiO2<45%), y compuestas principalmente por minerales ricos en hierro (Fe) y magnesio (Mg), como olivino, clinopiroxeno y ortopiroxeno. Las proporciones relativas de estas tres fases determinan los distintos nombres de las rocas del manto: dunita, peridotita, lherzolita, harzburgita, wehrlita, etc.
Estas rocas se formaron en el manto terrestre antes de incorporarse al WGR. En las facies eclogíticas, las fases aluminosas como la plagioclasa y la espinela se transforman en granate a presiones cercanas o superiores a 30 kbar, presión que corresponde a una profundidad de más de 120 km, ¡la distancia entre París y Orleans! (Mercy & O'Hara, 1965; Medaris, 1980; Carswell, 1981; Cordellier et al., 1981), y el grafito en diamante (Vrijmoed et al., 2008). La muestra COSEM C35 es una dunita cromítica, una espinela rica en cromo (Cr). A veces, el clinopiroxeno adquiere un color verde más brillante, debido a su contenido en Cr (muestra COSEM R61a).
Estas rocas ultrabásicas pueden ser muy frescas, de color verde pálido (R61a), o verde oscuro porque se retromorfizan al reducirse la presión durante la exhumación. El olivino se transforma en serpentina por hidratación, lo que da a la roca un color más oscuro. Por otra parte, la alteración meteórica (alteración debida principalmente al agua de lluvia y al viento) a bajas temperaturas superficiales produce una fina capa de color óxido (COSEM R55).
Para más información:
- Mercy, E. L. P., O'Hara, M. J. (1965). - Química de algunas rocas con granate de las peridotitas del sur de Noruega, Norsk Geologisk Tidsskrift45, pp. 323-332.
- Medaris Jr, L. G. (1980). - Petrogénesis de la peridotita de Lien y eclogitas asociadas, Almklovdalen, Noruega occidental, Litos13, pp. 339-353.
- Carswell, D. A. (1981). - Aclaración de la petrología y presencia de lherzolitas de granate, websteritas de gameto y eclogita en las proximidades de Rödhaugen, Almklovdalen, Noruega Occidental, Norsk Geologisk Tidsskrift61, pp. 249-260.
- Cordellier, F., Boudier, F., Boullier, A. M. (1981). - Estudio estructural del macizo de peridotitas de Almklovdalen (sur de Noruega), Tectonofísica77(3-4), pp. 257-281
- Vrijmoed, J. C., Smith, D. C., Roermund, H. L. M. van (2008). - Confirmación Raman del microdiamante en la peridotita de granate de tipo Fe-Ti de Svartberget, región de gneis occidental, Noruega occidental, Terra Nova20(4), pp. 295-301
- Visita la estructura interna de la Tierra
10. REACCIÓN ENTRE GNEIS Y ULTRABÁSICOS
Cuando se encuentra una lente de peridotita dentro de una unidad de gneis como el WGR, existen fuertes contrastes químicos entre la peridotita rica en Mg y Fe y pobre en Si, Al, Ca, Na y H2O, y el gneis circundante, que tienen características químicas opuestas. Durante la retromorfosis, los fluidos cargados de iones circulan por las rocas, modificando su composición química global, un proceso conocido como "metasomatismo". Este tipo de metamorfismo (con adición de fluidos) implica la recristalización (en un sistema abierto), creando una zona de contacto cuya química difiere de la del gneis y la peridotita iniciales. Estas bandas de reacción, a menudo monominerales (compuestas por un único mineral), se denominan "skarns".
El metasomatismo puede crear nuevas rocas monominerales, como las tres muestras de la vitrina, recogidas en el borde de una peridotita. Las rocas dominadas por el talco (COSEM B349llamada talcita o esteatita), anfíbol actinote (COSEM B354) y, por último, la mica biotita (COSEM B356llamada biotitita). Esta última tiene una textura de crenulación (micropliegues formados durante la deformación).
COSEM C142 Esta roca negra, que parece un trozo de carbón, aflora en el borde de otra peridotita que ha sido fuertemente hidratada por fluidos procedentes de los gneises circundantes.
El montículo de color beige miel (detrás de David) es una peridotita que se ha metasomatizado parcialmente para formar la roca compuesta de anfíbol negro (COSEM C142). Localidad de Omnen, Noruega © D.C. SMITH
11. Los ECLOGITOS MAGNESIANOS y el origen de la UHPM
Las eclogitas con una composición global rica en magnesio (Mg) y poca hidratación contienen ortopiroxeno, generalmente próximo al polo de la enstatita y de color marrón amarillento. Si, por el contrario, están más hidratadas, aparece mica flogopita; su color es marrón en láminas finas y negro en la roca. En Grytting, que se ha hecho famosa desde su descripción por Eskola (1921), los cristales de eclogita son bastante grandes, a veces de 2 cm de longitud, y de colores rojo brillante (granate) y verde (clinopiroxeno). Esta roca era tan apreciada para la venta que las autoridades tuvieron que prohibir que se siguiera extrayendo (¡afortunadamente, David Smith y su colega Michael Lappin ya habían recogido sus muestras varios años antes!)
Mediante el estudio de estas rocas, Smith (1976) y Lappin & Smith (1978) pudieron analizar detalladamente la distribución de los elementos Al, Mg y Fe entre las distintas fases y calcular así la presión de cristalización de esta paragénesis (asociación de minerales en equilibrio para una presión y temperatura dadas) estable entre 30 y 40 kbar (es decir, a más de 120 km de profundidad). Estos valores corresponden al metamorfismo de ultra alta presión (UHPM), anterior al descubrimiento de la coesita (consulta ventana 12). En aquel momento, muchos geólogos se negaron a creer en estas presiones ultraelevadas. Unos años más tarde, David Smith descubrió otra fase en la misma lente: la magnesita. Los nuevos cálculos de Lappin & Smith (1981) indicaron de nuevo estas presiones ultraaltas y, poco a poco, los geólogos del mundo aceptaron finalmente el concepto de UHPM, reforzado por los descubrimientos de coesita en Italia y Noruega en 1984 (consulta ventanas 12 y 13).
Posteriormente, se describieron eclogitas creadas a muy alta presión en varios otros países (por ejemplo, China, Grecia, Kazajstán), lo que condujo a la creación de una nueva subdisciplina en el metamorfismo: el UHPM (Metamorfismo a Ultra Alta Presión). Desde entonces, se ha descubierto diamante, otra fase de ultra alta presión, en eclogitas de varios países en forma de microinclusiones conservadas en circones (por ejemplo, en Kazajstán: Shatsky et al., 1989; en Noruega: Vrijmoed et al., 2008).
Estos descubrimientos revelaron profundidades de enterramiento durante la subducción de más de 140 km, revolucionando nuestras creencias sobre el proceso de enterramiento.
En la magnífica eclogita fresca de ortopiroxeno de grano grueso descrita por Eskola (1921), hay grandes cavidades profundas (donde hay un hombre de pie), probablemente no erosionadas por el mar de al lado, sino voladas por los recolectores. Las manchas negras son líquenes. Grytting, Selje, Noruega © D.C. SMITH
En las partes hidratadas de este afloramiento, el ortopiroxeno suele estar sustituido por flogopita (negra con granos pequeños en el centro y granos más grandes en la parte superior). A veces los granates son grandes y de calidad gema. Grytting, Selje, Noruega © D.C. SMITH
En esta misma eclogita de ortopiroxeno de color miel, hay otros granos más pequeños casi del mismo color. Se trata de magnesita (carbonato de Mg), descrita por primera vez por Smith (1976). Las partes negras son líquenes. Grytting, Selje, Noruega © D.C. SMITH
Anfibolitización de una eclogita (derecha: zona de antofilita verde oscura y blanca) y eclogita fresca (izquierda: zona interior con ortopiroxeno marrón amarillento, clinopiroxeno verde brillante y granate rojo) Grytting, Selje, Noruega © D.C. SMITH
Libro expuesto:
- Eskola P. (1921). - Sobre las eclogitas de Noruega, Videnskapsselskapets Skrifter, I- Mathematisk-Naturvidenskapelig Klasse, (8), 118 p.
Para más información:
- Smith, D. C. (1976). - The geology of the Vartdal Area, Sunnmöre, Norway, and the petrochemistry of the Sunnmöre Eclogite Suite, tesis doctoral, Universidad de Aberdeen, 750 p.
- Lappin, M. A., Smith D. C. (1978). - Vainas de eclogita de ortopiroxeno equilibradas por el manto procedentes de los gneises basales del distrito de Selje, Noruega occidental, Revista de Petrología19, pp. 530-584
- Lappin, M. A., Smith D. C. (1981). - Relaciones entre carbonatos, silicatos y fluidos en eclogitas, distrito de Selje y alrededores, Suroeste de Noruega, Transacciones de la Real Sociedad de Edimburgo, Ciencias de la Tierra72, pp. 171-193
- Shatsky, V. S., Sobolev, N. V., Vavilov, M. A. (1995). - Rocas metamórficas diamantíferas del macizo de Kokchetav (Kazajstán septentrional), En : Coleman, R. G., Wang X. (Eds.), Ultrahigh Pressure Metamorphism, Cambridge, Cambridge University Press, pp. 427-455.
- Vrijmoed, J. C., Smith, D. C., Roermund, H. L. M. van (2008). - Confirmación Raman del microdiamante en la peridotita de granate de tipo Fe-Ti de Svartberget, región de gneis occidental, Noruega occidental, Terra Nova20(4), pp. 295-301
- Sobolev, N. V. (1987). Inclusiones minerales de carbono en granates de rocas metamórficas. Anuarul Institutului de Geologie si Geofizica, 7, 77-80.
- Sobolev, N. V., y Shatsky, V. S. (1990). Inclusiones de diamantes en granates de rocas metamórficas: un nuevo entorno para la formación de diamantes. Naturaleza, 343(6260), 742-746.
- Korsakov, A. V., Perraki, M., Zedgenizov, D. A., Bindi, L., Vandenabeele, P., Suzuki, A., & Kagi, H. (2010). Relaciones diamante-grafito en rocas metamórficas de ultra alta presión del macizo de Kokchetav, Kazajstán septentrional. Revista de Petrología, 51(3), 763-783.
12 Ecologitos silíceos y/o aluminosos y la UHPM
ECÓLOGOS SILÍCICOS: COSEM R49 y COSEM C51gt
Las rocas de facies eclogítica no sólo contienen granate y clinopiroxeno, sino también minerales accesorios como rutilo, apatito y/o circón. La presencia de un exceso de silicio (Si) a unos 20 kbar de presión (a una profundidad de unos 65 km) permite la formación de cuarzo, muy común en las eclogitas de todo el mundo, como en el famoso afloramiento de Verpeneset (R49).
Bajo el efecto de la presión (y, por tanto, de la profundidad), el cuarzo se transforma en coesita (el "polimorfo" a muy alta presión del SiO2) a partir de unos 30 kbar. Este mineral es característico del metamorfismo de ultra alta presión (UHPM).
Coesita (centro) rodeada por una fina zona de cuarzo tardío incluido en un clinopiroxeno que muestra fracturas radiales relacionadas con la descompresión durante la exhumación. COSEM C51gt de Grytting. © D.C. SMITH
Diagrama que muestra los diferentes polimorfos del SiO2 en función de la presión y la temperatura.
© 2005-2013, A.C. Akhavan
En Noruega, la coesita fue descubierta por primera vez en 1984 en todo el orógeno caledonio por David Smith en Grytting (C51mostrado aquí como núcleo de perforación). Por una increíble coincidencia, esta primera lente de eclogita de coesita se encuentra a 10 cm de la famosa eclogita de ortopiroxeno de Eskola (1921) mencionada en la vitrina 11. La coesita también había sido descubierta en los Alpes italianos por Christian Chopin (1984) unos meses antes. Estas coesitas en microinclusiones en granates o clinopiroxenos atestiguan el enterramiento de rocas superficiales durante el proceso de subducción, a profundidades de más de 75 km, lo que constituía en sí mismo una novedad. Además, en los Alpes italianos se encontró coesita en rocas ácidas (vitrina 13), lo que demostró que la corteza continental granítica, menos densa que los basaltos oceánicos, también puede subducir, lo que supuso un verdadero cambio de paradigma en la geodinámica (el estudio de la dinámica de la Tierra).
Estas microinclusiones de coesita se conservaron durante la retromorfosis en la facies de anfibolita por la dureza del mineral huésped. Sin embargo, pueden observarse fracturas radiales o concéntricas alrededor de las inclusiones, relacionadas con el aumento de volumen del SiO2 durante la transición coesita => cuarzo en la descompresión.
Estas fotos proceden de Smith (1988) y muestran varios ejemplos de coesita incluida en clinopiroxeno (Smith, 1984) o granate (Smith & Lappin, 1989) (muestras de Noruega).
En algunas eclogitas de cuarzo, las tres especies de la paragénesis clinopiroxeno + granate + cuarzo no siempre están en contacto, ya que localmente puede faltar una u otra especie, según la naturaleza del protolito (= roca anterior al metamorfismo). Por eso podemos encontrar una eclogita simple, o una clinopiroxenita de cuarzo, o una grenatita de cuarzo como la C263.
Eclogita de cuarzo estratificada, Verpeneset, Nordfjorden, Noruega © D.C. SMITH
Los primeros afloramientos de coesita noruega (incluida en clinopiroxeno: Smith (1984) se encontraron en una eclogita parcialmente anfibolizada en una zona gris compleja compuesta por lentes de eclogita retrógrada (negruzca) separadas por capas de gneis liso, plegado y también gris (como la roca pálida bajo la bota derecha). Grytting, Selje, Noruega © D.C. SMITH
La coesita noruega (incluida en el granate: Smith & Lappin,
1992) también se encontró en una eclogita de cuarzo en la cima de la colina por encima de Straumen.
por encima de Straumen. Straumen, Sorpollen, Noruega © D.C. SMITH
Elogita rica en granate con coesita. Straumen, Sorpollen, Noruega © D.C. SMITH
ECLOGITAS RICAS EN ALUMINIO: COSEM F36 Y COSEM N6
Las eclogitas ricas en aluminio (Al) pueden contener una o varias especies minerales aluminosas, como la cianita (=cianita), hallada por primera vez en una eclogita noruega por Lappin (1960), la mica fengita rica en potasio (K + Al) o la zoisita rica en calcio (Ca + Al). La roca F36rica en fengita (mica de alta presión) y con una textura gneísica, casi esquistosa, fue en su día un granito, eclogitizado durante la orogenia alpina. Ésta es la roca en la que David Smith descubrió el esfeno fluoroaluminoso (titanita), en el que el par {Ti+O} ha sido sustituido por el par {Al+F}. Realizó experimentos de laboratorio en un cilindro de pistón hasta presiones de 40 kbar, demostrando que el contenido de {Al+F} aumentaba con la presión (Smith, 1981).
Los distenos y las fengitas son comunes en las eclogitas noruegas, italianas y alemanas. Su retromorfosis en facies de anfibolita da lugar a simplectitas características: {corindón + plagioclasa} en lugar de cianita y {biotita + plagioclasa} en lugar de fengita.
En la localidad concreta de San Marcel, donde las rocas eclogitizadas son muy ricas en manganeso (Mn), los minerales adquieren colores violáceos como el violano (diópsido rico en Mn) o la alurgita (fengita rica en Mn) (N6).
Elogita de disteno (cianita) en azul. Isla de Maaloy, Noruega © D.C. SMITH
Para más información:
- Eskola P. (1921). - Sobre las eclogitas de Noruega, Videnskapsselskapets Skrifter, I- Mathematisk-Naturvidenskapelig Klasse, (8), 118 p.
- Smith, D. C. (1984). Coesita en clinopiroxeno en las Caledónidas y sus implicaciones para la geodinámica, Naturaleza310(5979), pp. 641-644.
- Lappin, M. A. (1960) - Sobre la presencia de cianita en las eclogitas de los distritos de Selje y Aheim, Nordfjord, Norsk Geologisk Tidsskrift, 40(3-4), pp. 289-296
- Smith, D. C. (1981). - Dependencia de la presión y la temperatura de la solubilidad del Al en la titanita del sistema Ti-Al-Ca-Si-O-F, Progreso en Petrología Experimental, NERC Publication Series D 18, pp. 193-197
- Smith, D. C., Lappin, M. A. (1989). - Coesita en la vaina de cianita-eclogita de Straumen, Noruega, Terra Nova1, pp. 47-56
13 ECLOGITAS "ÁCIDAS" Y UHPM
El término "eclogita" se limita normalmente a las rocas con una composición química básica general. Sin embargo, cuando las rocas ácidas (= ricas en sílice), como los granitos o las arcillas, se someten a condiciones de presión y temperatura de facies eclogítica, estas rocas suelen denominarse eclogitas ácidas, aunque localmente falte granate o clinopiroxeno por falta de Mg o Fe.
En Dora Maira, en los Alpes italianos, destacan los micaesquistos blancos (CC3whiteschists) que contienen granate próximo al polo magnesiano puro (piropo) y, por tanto, incoloro, pero también cianita, fengita, talco y rutilo, así como coesita (y cuarzo tardío).
A veces se forman grandes cristales individuales de granate (DM22-32b y DM19-09). Fue en estos cristales individuales donde Christian Chopin descubrió en 1984 las microinclusiones de coesita que son indicativas de UHPM. Además de coesita, estas grandes piropas contienen microinclusiones de otras fases: cianita, talco, clinocloro, ellenbergerita y rutilo (CC2).
DM22-32b Esta muestra es un granate entero de tamaño decimétrico, con algunas caras cristalográficas visibles. Su color rosa pálido está relacionado con su inusual química, baja en hierro y alta en magnesio, que sólo puede formarse a temperaturas superiores a 700°C (cedida por Guillaume Bonnet).
DM19-09 Esta muestra es una rodaja de un granate equivalente a la muestra anterior. Entre los numerosos minerales que contienen estos granates, la presencia de coesita permite estimar profundidades de formación de unos cien kilómetros (cedida por Guillaume Bonnet).
El libro se muestra en una ventana:
- Coleman, R. G., Wang, X. (1995). - Ultrahigh pressure Metamoprhism, Cambridge, Cambridge University Press, 528 p.
Más información:
- Chopin, C. (1984). - Coesita y piropo puro en bluesquistos de alto grado de los Alpes Occidentales: un primer registro y algunas consecuencias. Contribuciones a la Mineralogía y Petrología86, pp. 107-118.
- Michard, A., Henry, C., Chopin, C. (1995). - Estructuras en rocas UHPM: un estudio de caso de los Alpes, EnUltrahigh pressure Metamoprhism, Cambridge, Cambridge University Press, pp. 132-158
- Compagnoni, R., Hirajima, T., Chopin, C. (1995). - Rocas metamórficas de ultra alta presión en los Alpes Occidentales, EnUltrahigh pressure Metamoprhism, Cambridge, Cambridge University Press, pp. 206-243
- Smith, D. C. (1995). - Microcoesitas y microdiamantes en Noruega, una visión general, EnUltrahigh pressure Metamoprhism, Cambridge, Cambridge University Press, pp. 299-355
14. TEXTURAS INUSUALES DE ECLOGITAS EN NORUEGA
Las texturas de las eclogitas varían enormemente en función de la textura inicial del protolito (la roca original antes del metamorfismo), de las distintas reacciones metamórficas y de cualquier deformación.
COSEM R36a Esta muestra consiste en una parte rica en clinopiroxenos bastante puros en granos pequeños (acompañados de raros cristales pequeños de granate), atravesada por una capa en la que los granates se concentran en forma de veta.
En la muestra COSEM B345los granates y los piroxenos son
boudiné sous l'effet d'une déformation dans le faciès éclogitique, formant de
bellas franjas rojas y verdes.
La roca COSEM L77 muestra láminas de granate de 0,5 a 3 mm de grosor que se han exsuelto (= separado) en grandes cristales de ortopiroxeno. Las laminillas exsueltas (= separación de constituyentes inicialmente unidos en una fase homogénea) suelen ser 10 ó 100 veces más finas, y sólo son visibles al microscopio. La exsolución es un fenómeno frecuente cuando desciende la temperatura y determinados átomos, que antes eran estables juntos en una sola fase, se vuelven inestables, lo que hace que se separen y creen una fase nueva y distinta. Aquí, el exceso de aluminio disuelto en el ortopiroxeno queda atrapado en nuevos granos de granate (un mineral más rico en Al) cristalizados en forma de láminas. En otros lugares del afloramiento, los ortopiroxenos aparecen a veces como megacristales de más de 10 cm, lo que nunca se ha descrito en una eclogita. Esta muestra se recogió en el centro de este pliegue (ver foto). La roca que se ve aquí forma parte de una gran lente de eclogita de ortopiroxeno cubierta por algas y/o líquenes, ya que se encuentra junto al mar. También es una prueba de una importante deformación temprana dentro de una lente de eclogita, de modo que este intenso plegamiento no está correlacionado con la deformación de los gneises anfitriones. Aarsheimneset, Stadlandet, Noruega © D.C. SMITH
Fotografías de un portaobjetos delgado (muestra COSEM C49 no mostrada aquí) que muestra láminas de granate (de color rosa y 0,5-3 mm de grosor) exsueltas de un monocristal de ortopiroxeno transparente (como en la muestra COSEM L77). © D.C. SMITH
COSEM LP-93i Esta roca procede de una lente de eclogita fresca con cianita. Sin embargo, las pequeñísimas cianitas son casi invisibles sin microscopio. Tiene una atractiva textura de lecho con pequeños granos de granate y clinopiroxeno.
COSEM R80 : Esta roca tiene la textura coronítica de un gabro, en parte heredada de su textura plutónica. A título informativo, esta muestra aún no se ha estudiado en secciones finas, por lo que todavía no se han identificado los minerales principales.
COSEM G184 (no en exposición) :
Las micas largas y estrechas, aquí birrefringentes (de color magenta), son micas sódico-magnesianas muy raras. preiswerkite Composición: Na2Mg4Al2(Al4Si4O20)(OH)4. Fue descubierta en Noruega, en Liset, por David Smith, en una eclogita que había sufrido una fuerte retrogradación a anfibolita. Estas preiswerkitas están rodeadas de pequeños granos de plagioclasa albítica en una matriz rica en cubos de magnetita. A la izquierda de la foto, una simplectita criptocristalina que incluye corindón y plagioclasa.
© D.C. SMITH
Esta foto muestra estrechas agujas de cuarzo exsuelto (de 2 a 20 µm de grosor) en un clinopiroxeno de una eclogita recogida en Rendeelven, Tierra de Liverpool, en Groenlandia Oriental (muestra COSEM GD104406 no mostrada en la vitrina; Smith y Cheeney, 1980). Anteriormente, este piroxeno era "supersilícico" (contenía más Si que la estequiometría normal), lo que puede indicar presiones iniciales muy elevadas (Smith, 1982, 2006).
Más información:
- Smith, D. C. (1988). - Una revisión de la mineralogía peculiar de la "provincia noruega de coesita-eclogita", con notas cristalino-químicas, petrológicas, geoquímicas y geodinámicas y una extensa bibliografía, En: Smith, D. C. (Ed.) Eclogitas y rocas de facies eclogítica, Avances en Petrología12, pp. 1-206
- Smith, D. C., Cheeney, R. F. (1980). - Agujas orientadas de cuarzo en clinopiroxeno: pruebas de la exsolución de SiO2a partir de un "clinopiroxeno" supersilícico no estequiométrico, 26º Congreso Geológico Internacional, París, Resúmenes, p. 145
- Smith D. C (1982). – Sobre la caracterización y la credibilidad de los piroxenos supersilícicos, estequiométricos y subsilícicos, Tercera Conferencia Internacional sobre Kimberlitas, Terra Cognita, 2(3), p. 223.
- Smith, D. C. (1986). - El sistema cuaternario SHAND para evaluar la química cristalina supersilícica o subsilícica de los minerales de eclogita, y posibles nuevos miembros finales de piroxeno y granate UHPM, Mineralogía y Petrología, 88pp. 87-122
- Oberti, R., Ungaretti, L., Tlili, A., Smith, D. C., Robert, J.-L. (1993). - La estructura cristalina de la preiswerkita, Mineralogista Americano, 78, pp. 1290-1298
15. ESPECIES MINERALES NUEVAS O RARAS DESCUBIERTAS EN LAS ECLOGITAS DE NORUEGA
La eclogita aflorante en Nybö contiene ortopiroxeno y, por tanto, es magnesiana. Como muchas otras lentes, pasa de una paragénesis eclogítica muy fresca a otra muy retrógrada. La parte superior de esta muestra (COSEM G230d) se compone de granate, a menudo redondeado, en una matriz estratificada de pequeños prismas de clinopiroxeno. Aquí la proporción de jadeíta (Jd) es de unos 40 %, y de unos 60 % de {diopsido + hedenbergita}, es decir, una onfacita. Cuando observamos los niveles más bajos, los granates se enrarecen y desaparecen por completo, mientras que la proporción de jadeíta (Jd) en el clinopiroxeno aumenta gradualmente hasta 73 %. Éste era el valor más alto conocido en Noruega en aquel momento (1980), acercándose a 80 % de Jd, que es el límite para la denominación jadeíta (en lugar de onfacita).
También hay diminutos cristales de clinoanfíbol en la parte inferior, cuya composición química se desconoce en la bibliografía. Se trata del " nyboite "Una nueva especie descubierta por David Smith (y aprobada por la IMA: Asociación Mineralógica Internacional): un clinoanfíbol con un contenido máximo posible de Na, y la IMA lo ha aprobado como nueva especie mineral. Su nombre hace referencia al lugar donde fue descubierto.
En la parte inferior, la parte más oscura se degrada a {plagioclasa + clinoanfíbol}, pero también se ha demostrado que esta última fase es una nueva especie: la " magnesio-alumino-taramita ". Este nombre fue impuesto por la IMA.
© D.C. SMITH
Un dibujo de la estructura cristalina de la nueva especie mineral nyböite descubierta en la eclogita de Nybö y publicada en Ungaretti et al (1981). La Nyböita es un anfíbol muy sódico y muy aluminoso: NaNa2Mg3Alvi2Si7AlivO22(OH)2. Esta composición extrema no existía entonces en la clasificación IMA. Al igual que el glaucofano, su Alvi en sitios octaédricos indica que son necesarias altas presiones de facies de esquisto azul o eclogita para su cristalización.
En nyböite descubierta inicialmente en las eclogitas de Nybö, se descubrió posteriormente en las eclogitas de Liset en forma de granos más grandes. En esta microfotografía con luz natural, la Nyböita aparece como grandes granos de color gris violáceo (similar al glaucófano pero menos azul). A menudo contiene inclusiones de granate (amarillento) o clinopiroxeno (blanco), reunidos en equilibrio en la facies eclogítica. Los granates y clinopiroxenos están frescos, excepto a lo largo de las fracturas o de los grupos negruzcos de symplectic que indican el inicio del metamorfismo retrógrado.
© D.C. SMITH
(Magnesio-alumino-) taramita es también un clinoanfíbol con una composición de NaNaCaMg3Alvi2Si6Aliv2O22(OH)2 cercana a la de la niböita. Su elevado contenido en Aliv indica que necesita menos presión que la nyböita para cristalizar. En Nybö, por tanto, se encuentra en granos muy pequeños en las zonas retrógradas, sustituyendo al clinopiroxeno y la nyböita iniciales. En Liset, hay mucha más taramita, todavía en simplectita con plagioclasa, pero en granos más grandes y fuertemente verdes (ver esta foto © D.C. SMITH y la ventana siguiente).
Como en muchos otros clinoanfíboles, el par MgAl puede sustituirse por Fe2+Al, MgFe3+ o Fe2+Fe3+taramita, por lo que al nombre básico taramita debe añadirse, en su caso, uno de los prefijos magnesio-alumino, ferro-alumino, magnesio-ferri- o ferro-ferri-. La taramita ferro-ferri se conoce desde hace mucho tiempo, pero la primera magnesio-alumino-taramita del mundo (Ungaretti et al., 1981) se descubrió en Nybö (con nyböita), y la primera ferro-alumino-taramita del mundo se descubrió en Liset (con lisetita) (Ungaretti et al., 1985).
En esta proyección que muestra las composiciones de los clinoanfíboles, la nyböita y la taramita se encuentran en la parte superior trasera (nybo & tara), muy alejadas en composición de la tremolita (parte inferior izquierda) en el origen de este diagrama cristaloquímico tridimensional (de Smith, 1988).
COSEM C137 A primera vista, esta roca parece
una eclogita típica con granates rojos y clinopiroxenos verdes en capas
alternando. Sin embargo, está moteado con pequeños granos negros.
No se trata de clinoanfíboles, sino de turmalinas de composición
entre dravita y uvita (muy poco frecuente) (Smith, 1971, 1988). Esta es la
la primera eclogita turmalina del mundo. También contiene ortopiroxeno.
y clinoanfíbol. El contenido en boro de esta turmalina indica una
fuente inicial en la corteza continental que fue subducida y luego
exhumada. La transición dravita / uvita (NaAl sustituye a CaMg, como entre
diópsido y jadeíta) indica una presión elevada.
Tabla de especies minerales raras y nuevas descritas en Noruega (en verde las nuevas especies descritas por David Smith y su equipo):
Para más información:
- Ungaretti, L., Smith, D., Rossi, G. (1981). - Crystal-chemistry by X-ray structure refinement and electron microprobe analysis of a series of sodic-calcic to alkali-amphiboles from the Nybö eclogite pod, Norway. Boletín de Minerología104(4), pp. 400-412.
- Smith, D. C. (1971). - Una turmalina-eclogita de Sunnmöre, Norsk Geologisk Tidsskrift51, pp. 141-147.
- Ungaretti, L., Oberti, R., Smith, D. C. (1985). - Refinamientos de la estructura cristalina por rayos X de ferroalumino- y magnesio-alumino-taramitas de la vaina eclogítica de Liset, Noruega, Terra Cognita, 5(4), pp. 429-430.
- Smith, D. C. (1988). - Una revisión de la mineralogía peculiar de la "provincia noruega de coesita-eclogita", con notas cristalino-químicas, petrológicas, geoquímicas y geodinámicas y una extensa bibliografía, En: Smith, D. C. (Ed.) Eclogitas y rocas de facies eclogítica, Avances en Petrología12, pp. 1-206
- Oberti, R., Ungaretti, L., Tlili, A., Smith, D. C., Robert, J.-L. (1993). - La estructura cristalina de la preiswerkita, Mineralogista Americano, 78, pp. 1290-1298
16 COSEM y el movimiento "David Smithita
Los mejores afloramientos de eclogita de Noruega están junto al mar. La costa occidental de Noruega es famosa por sus innumerables fiordos y calas y por sus lluvias casi constantes. Antes de la reciente construcción de muchos puentes y túneles, era necesario utilizar transbordadores. ¡Y a veces se veía el sol!
David Smith en un ferry noruego. © D.C. SMITH
Cuando David C. Smith recogió muestras de eclogitas incrustadas en gneises durante su máster en Noruega en 1967, no tenía ni idea de que llegaría a sentirse fascinado por estas misteriosas y bellas rocas. Sus investigaciones le impulsaron a convertirse en Profesor del Muséum National d'Histoire Naturelle de París en 1980, por invitación de Jacques Fabriès, que ocupaba la Cátedra de Mineralogía del MNHN. Convertido en Profesor Emérito tras su jubilación oficial en 2012, David Smith decidió transformar su colección privada de investigación, compuesta por tres toneladas de eclogitas recogidas en todo el mundo, mediante donación, en una Colección Estatal denominada COSEM ("Colección Smith de Eclogitas del Mundo"). Se seleccionaron más de 2.000 muestras para incluirlas en las colecciones del Museo, incluidas las que se presentan en esta exposición, que ilustran la diversidad mineralógica de las eclogitas noruegas.
La idea inicial de David Smith era
- reunir en un mismo lugar, y especialmente en el MNHN, cuna de los estudios sobre las eclogitas desde Haüy (1822) y Brière (1920), la mayor variedad posible de muestras representativas de las "eclogitas del mundo" como nueva colección estatal;
- para enriquecerla con nuevas adquisiciones y donaciones;
- seleccionar muestras con fines didácticos y posibles exposiciones dirigidas al público en general, para dar a conocer e introducir en el complicado pero impresionante fenómeno del metamorfismo de alta y ultra alta presión (UHPM), presentando algunas muestras muy finas en una serie de "kits didácticos" organizados por temas;
- para hacerla accesible a los investigadores de todo el mundo y, sobre todo, para la posteridad.
Fuentes de muestra
La mayoría de las muestras fueron recogidas por el propio David; se organizaron en distintas "subcolecciones según el país de origen, el año de recolección u otros criterios. Algunos colegas le ofrecieron amablemente algunas muestras que ellos mismos habían recogido, y que se han convertido en subcolecciones adicionales. David también quiere dar las gracias a sus 29 colegas de distintos países que donaron muestras al COSEM (289 en total) para aumentar la representatividad mundial de esta colección única (ver la lista de coleccionistas). Toda esta información se recopila en una base de datos en la que las 2241 muestras pueden clasificarse de varias formas. Esta base de datos y todas las muestras se han donado al Departamento de Colecciones del Museo para que el COSEM se convierta en una Colección Estatal y sirva a la comunidad científica como referencia sobre eclogitas en los siglos venideros.
Amplia investigación, adquisición de datos y publicaciones
La gama de estudios de las muestras recogidas en el COSEM es muy variada. Muchas se han procesado en secciones finas. Las rocas más interesantes se sometieron a análisis más detallados: análisis químico de la roca en general por química húmeda convencional o por fluorescencia de rayos X (XRF); análisis mineral y/o cristalográfico por difracción de rayos X (XRD), análisis por microsonda electrónica (EMP), microscopio electrónico de barrido (SEM) o microscopio electrónico de transmisión (TEM), microscopía Raman (MSR) y refinamiento de estructuras (SREF); este último método se utilizó en particular para las nuevas especies minerales descubiertas por David y/o sus compañeros de equipo.
Los resultados de estos estudios se presentaron en las dos tesis de David (SMITH 1968, 1976) y en numerosas publicaciones científicas internacionales, capítulos de libros, revistas científicas y periódicos. También abundan los "resúmenes publicados", como en TERRA COGNITA sobre la primera conferencia de la serie "International Eclogite Conferences" (IEC), de la que David fue uno de los cofundadores. Esta revista dio lugar a la nueva revista TERRA ABSTRACTS, de la que David fue editor fundador. Aquí encontrarás una lista completa de todas estas publicaciones en la Lista de trabajo.
Desgraciadamente, muchos otros resultados de las investigaciones realizadas por David en las rocas del COSEM no se han publicado, ni se publicarán nunca, por falta de tiempo y/o dinero. Además, muchas muestras del COSEM nunca se han analizado. A pesar de ello, las muestras sin datos analíticos se han conservado en el COSEM para disponer de una buena colección de todos los tipos de roca que existen en los lugares muestreados. Las rocas que, por una razón u otra, tenían menos interés científico ya se han eliminado del COSEM.
Hallada una nueva especie mineral
Esta colección contiene una enorme cantidad de material mineral por explotar. Ya se han descubierto varias especies minerales nuevas (por ejemplo, nyböita, Mg- o Fe-aluminotaramita, lisetita), u otras muy poco frecuentes en el mundo mineral, en rocas del COSEM (véase la página lista de especies nuevas o raras encontradas en eclogitas noruegas). Estos importantes descubrimientos, que han enriquecido así los catálogos internacionales de especies reconocidos por la IMA (Asociación Mineralógica Internacional), se adquirieron gracias a las excepcionales condiciones químicas y geodinámicas (por ejemplo, UHPM) de la formación noruega de eclogita, pero también al especial interés de David por la cristaloquímica. No hay nada que diga que no haya otras especies minerales nuevas por descubrir en esta colección, ¡esperando a ser encontradas!
Tipos de roca recogidos
El COSEM incluye diferentes tipos de rocas (decidido conjuntamente con el jefe de las Colecciones de Petrología del MNHN):
1 – Rocas de alta presión o ultraalta presión con facies metamórfica "eclogita" o "esquisto azul".. Estas dos facies corresponden a presiones y temperaturas en las que el mineral plagioclasa ya no es estable; los minerales principales son un clinopiroxeno sódico rico en el polo jadeíta y un granate magnesiano rico en el polo piropo. Estas dos especies suelen ir acompañadas de cuarzo, cianita o zoisita. También pueden coexistir el ortopiroxeno, un clinoanfíbol como la glaucofana o la niböita y una mica como la paragonita, la fengita o la flogopita. A veces hay minerales indicadores de UHPM, como la coesita o el diamante.
2 – Rocas metamórficas progresivas o retrógradasEs decir, formados antes o después del pico de metamorfismo durante el enterramiento por subducción o durante la exhumación en un contexto de colisión o de Complejo de Núcleos Metamórficos, por ejemplo.
3 – Las rocas circundantes. A menudo son las rocas conocidas como "gneis" o "esquisto" las que, sobre el terreno, suelen encontrarse asociadas a las "lentes" de eclogita. El origen y la evolución de estas rocas no eclogíticas están íntimamente ligados a los de las eclogitas, por lo que es esencial estudiarlas al mismo tiempo.
4 – Rocas profundas A menudo se asocia con eclogitas en terrenos metamórficos, como anortositas, granulitas, metadoleritas, metagabros, dunitas, peridotitas, lherzolitas, etc.
5 – Nódulos de roca de alta presión o ultra alta presión en el manto terrestre que se encuentran en rocas volcánicas o diatremas de kimberlita (canales verticales desde los que el material del manto ha sido llevado rápidamente a la superficie). Estas rocas "anfitrionas" han aflorado fragmentos de rocas más pesadas, incluidas eclogitas.
6- Rocas especiales asociadas que no entran en la clasificación anterior pero que afloran en las proximidades de eclogitas, esquistos azules u otros y que pueden haber desempeñado un papel en la génesis de estas rocas de alta presión. Aquí incluimos los materiales transformados o incorporados por inyección o fusión parcial: venas o pegmatitas; o por compresión: milonitas o pseudotaquilitas.
El COSEM incluye una mayoría de rocas noruegas, ya que David Smith ha centrado su investigación en las eclogitas noruegas. Estas rocas han demostrado ser muy importantes científicamente debido a las altísimas presiones que se encuentran en ellas, las numerosas especies minerales nuevas que se han descubierto y la muy buena exposición de los afloramientos (poca vegetación y buena conservación).
La muestra COSEM G201 muestra partes rojizas que contienen granates parcialmente retromorfizados y otras partes más verdes, grises o blancas, fuertemente retromorfizadas y pobres en granates de facies eclogítica. En estas partes más claras, quedan cristales de clinopiroxeno que contienen alrededor de 80 % de jadeíta (Jd) pero también cuarzo, lo que demuestra la desestabilización del par {jadeíta + cuarzo} (no conocido anteriormente en Noruega); este par es un indicio de alta presión > 20 kbar a 750°C. Los rectángulos rojos muestran las ubicaciones de varias secciones delgadas realizadas para estudiar esta roca inusual. Una fase mineralógica desconocida hasta entonces fue descubierta por David Smith, que la denominó " lisetita ". Se trata de un feldespatoide formado, muy probablemente, por la retrogresión de la paragonita (mica sódica de alta presión). Es la primera vez que se describe un feldespatoide en una lente de eclogita noruega.
Se descubrió otra nueva fase que recibió el nombre de davidsmithita " Kechid et al (2017). También reconocida por la IMA, también es una feldespatoide, más sódica que la lisetita. Esta otra nueva especie cristalizó durante la retrogresión porque suele intercrecer con la lisetita. Junto con la nefelina y la trinefelina, la davidsmithita pertenece al grupo estructural de la nefelina, como puede verse en el diagrama cristaloquímico triangular que aparece a continuación.
La lente Liset es claramente única, al igual que la lente Nybö; estas dos lentes de eclogita son las más sódicas conocidas en Noruega. Smith (1988) describe la zona de eclogita WGR como "el paraíso de un mineralogista, pero la pesadilla de un petrólogo".
En esta foto de la lente de eclogita de Liset, puedes ver capas grises oscuras y grises pálidas que son eclogita muy anfibolítica, de ahí la muestra tipo de lisetita y davidsmithita (G201). Abajo a la izquierda, la eclogita está sólo ligeramente retrogradada y los colores de los grandes granos frescos de granate rojo y clinopiroxeno verde son claramente visibles. Arriba a la derecha, la misma roca está cubierta de líquenes de color amarillo oscuro o pálido. Detrás de este notable afloramiento se encuentra la famosa península de Stadlandet. © D.C. SMITH
Esta imagen de una sección delgada de luz polarizada no analizada (UPL) de la roca COSEM G209g (no expuesta) de la eclogita Liset muestra que el lisetita y davidsmithita coexisten en zonas grises claras u oscuras (= eclogita retromorfizada). Se trata de: 1. un largo listón oblicuo (abajo a la derecha) y 2. una amplia zona irregular (arriba a la izquierda). Estas texturas, que podrían representar antiguas barras de una mica inicial cortada en dos direcciones perpendiculares, son simplectitas. Tienen una matriz transparente compuesta por entrecruzamientos de lisetita y davidsmithita. Esta matriz es rica en microinclusiones de óxidos de Mg-Fe-Ti, y siempre está rodeada por una corona de Al-taramita verde. En el análisis con luz polarizada (XPL), las dos especies feldespatoides pueden distinguirse a menudo por su birrefringencia, que es menor para la davidsmithita porque pertenece al grupo de la nefelina. Las simplectitas exteriores son principalmente plagioclasa con pequeños granos de Al-taramita en lugar del clinopiroxeno original. Los cúmulos negruzcos son otras sinplectitas ricas en magnetita que sustituyen al granate © D.C. SMITH
Esta imagen de Kechid et al (2017) adquirida con un microscopio electrónico de barrido (SEM) muestra una lámina casi rectangular de 3 mm de longitud, en la que la lisetita más cálcica se encuentra más bien hacia el centro (véase el mapa de Ca arriba a la derecha en azul celeste), mientras que la davidsmithita más sódica se encuentra más bien hacia los bordes (véase el mapa de Na arriba a la izquierda en amarillo).
La tabla de Smith (2023) muestra las composiciones químicas reales y esquemáticas de ocho especies minerales con la composición R+AlSiO4 mostrado aquí con 16 átomos de oxígeno, todos ellos tendrían la estructura cristalina de la nefelina, donde R+ incluye K+Na+ o [Ca0.5□0.5] + y □ = un sitio vacante. Por definición, todas estas especies reconocidas por la IMA tienen composiciones químicas y estructuras cristalinas diferentes.
Obsérvese que la lisetita tiene una composición cercana a la del feldespato anortita, pero tiene dos Na+ en lugar de un átomo de Ca2+. La composición de la davidsmithita es parecida a la de la lisetita, pero uno de cada dos átomos de Ca está ausente y su carga positiva se sustituye por dos átomos de Na (2Ca2+ = Ca2+ + 2Na+) o (Ca2+ = Ca2+0.5 □0.5 + Na+).
Nosotros Podemos ver en el diagrama triangular, que traza las proporciones de las composiciones minerales ideales en átomos de K, Na y Ca, que la lisetita se encuentra a medio camino entre la anortita y la trinefelina, y el polo puro de la davidsmithita se encuentra a medio camino entre la lisetita y la trinefelina. Las composiciones minerales reales pueden variar. Según Kechid et al (2017).
El libro se muestra en una ventana:
- Kechid, S. A., Parodi, G. C., Pont, S., & Oberti, R. (2017). Davidsmithita, (Ca,□) 2Na6Al8Si8O32: un nuevo mineral del grupo de la nefelina, portador de Ca, de la región de Gneis Occidental, Noruega. Revista Europea de Mineralogía29(6), pp. 1005-1013.
Para más información:
- Rossi, G., Oberti, R., Smith, D .C. (1986). - La estructura cristalina de la lisetita, Mineralogista Americano71, pp. 1378-1383.
- Smith, D. C., Kechid, S.-A., Rossi, R. (1986). - Ocurrencia y propiedades de la lisetita, CaNa2Al4Si4O16, un nuevo tektosilicato del sistema Ca-Na-Al-Si-O, Mineralogista Americano71, pp. 1372-1377.
17 Implicaciones para la geodinámica
Uno de los grandes enigmas de la geodinámica terrestre es saber cuándo comenzó en la Tierra la tectónica de placas, tal como la conocemos hoy, y qué procesos geodinámicos dominaron en la Tierra antigua. EnPonderar estas grandes cuestiones es un reto esencial si queremos comprender, a mayor escala, la transición de una Tierra antigua a una Tierra moderna, y los fenómenos globales que tuvieron lugar en ella: la formación del manto y la corteza, la aparición del agua, el acontecimiento de la gran oxigenación de la atmósfera, que tuvo grandes implicaciones para el aumento del número de especies minerales y para la evolución de la Vida en nuestro planeta.
Aunque numerosos estudios han intentado determinar cuándo apareció la tectónica de placas en la Tierra y si este fenómeno fue progresivo o un acontecimiento puntual, todavía no se ha llegado a un consenso.
Las rocas metamórficas de ultra alta presión y baja temperatura ((U)HP-BT), como las eclogitas, proporcionan pistas cruciales sobre los procesos geodinámicos, ya que actualmente estas rocas sólo se producen en entornos de subducción y, por tanto, son una prueba de la tectónica de placas moderna. De hecho, las condiciones PTt (o t = tiempo) registradas por las eclogitas (baja temperatura y alta presión) y ciertos minerales índice que contienen (por ejemplo, onfacita, coesita, glaucofana, lawsonita, carfolita) son indicadores indiscutibles de la presencia de una subducción profunda que implica el enterramiento de corteza oceánica relativamente fría en el manto a gran profundidad (> 70 km) y, por tanto, a alta presión. Estos tipos de roca no se produjeron durante el Arcaico, cuando las presiones máximas registradas no superaban los 15 kbar y el gradiente T era mucho más fuerte.
Hay tres periodos clave en esta transición:
El Arcaico y la geodinámica antigua Este larguísimo período registra importantes acontecimientos geológicos. A pesar de la presencia de rocas metamórficas (< 15 kbar), no se ha llegado a un consenso sobre los procesos geodinámicos presentes (sagducción, subducción plana).
El Paleoproterozoico y la 1ª prueba de la proto-subducción Este período crucial registra las apariciones de eclogita más antiguas del mundo (1,8 - 2,2 Ga). Estas rocas son la prueba más antigua de la proto-subducción (con presiones de entre 15 y 25 kbar ± bajas temperaturas) en todo el planeta.
Desde el Neoproterozoico hasta nuestros días, con la aparición y el mantenimiento de la subducción profunda En este periodo aparecieron por primera vez rocas metamórficas UHP que contenían coesita (> 25 kbar), prueba de subducción con enterramiento profundo en el manto.
BAR-11-12 Esta muestra de la región de Barberton, en Sudáfrica
Sudáfrica, muestra anfíboles, granates, titanitas, feldespatos y piroxenos raros.
piroxenos raros. Algunos autores (Moyen et al., 2006) sugieren que esta anfibolita con granate
anfibolita granate, datada en 3,2 Ga
(François, 2014), se cree que es testigo de la subducción Arcaica:
© C. François
RG-45977 Esta roca (muestra histórica del Museo de África, Bélgica) es una eclogita retromorfizada de la región de Kasai (República Democrática del Congo). Contiene granate, anfíbol, piroxeno, rutilo, feldespato plagioclasa y cuarzo. Datado en 2.1 Ga con unas condiciones de presión-temperatura de 17-13 kbar y 500-550°C, esta roca se formó durante laOrogenia ebúrica. Se trata, por tanto, de la eclogita de alta presión más antigua del mundo y demuestra que la tectónica de placas ya funcionaba en la Tierra en el Paleoproterozoico (François et al., 2018):
COSEM B361 Esta eclogita magnésica procede de Nybö (Sörpollen) en Noruega y se formó durante elLa orogenia caledoniana acerca de 420 Ma. Esta eclogita está compuesta principalmente por clinopiroxenos prismáticos y contiene capas ricas en granate y capas ricas en flogopita estratificada (láminas subparalelas a la estratificación de los clinopiroxenos). Es una de las evidencias de eclogita más antiguas de la UHP y, por tanto, atestigua la presencia de una subducción "moderna" ya en el Silúrico.
CF2 Esta muestra de eclogita de Compointerie, en Saint-Philbert-de-Grand-Lieu (Vendée), contiene principalmente granate y piroxeno (onfacita). Se formó durante elOrogenia hercínica acerca de 355 Ma.
CF3 Esta muestra de esquisto azul con vetas de lawsonita y eclogita procede del monte San Petrone, en la Córcega alpina. La roca se formó durante la orogenia alpina alrededor de 35 Ma. La parte de esquisto azul contiene glaucofana, actinolita, lawsonita, granate, fengita y titanita. La veta de eclogita está compuesta por onfacita, lawsonita, granate, fengita y titanita. La eclogita de lawsonita es muy rara, con menos de 10 localidades en todo el mundo (Brovarone et al., 2011).
98BEste guijarro fresco de eclogita procede de Papúa Occidental (Cuaresma de Julia de Sigoyer). Está compuesto de granate (a veces en atolones), clinopiroxeno, cuarzo, anfíbol y rutilo. Los metasedimentos asociados contienen granates de hasta 10 cm de diámetro. Datado entre 5,5 y 8 Ma Con unas condiciones P-T de 17-23 kbar y 700-800°C, esta eclogita es una de las más jóvenes del mundo (François et al., 2016). Esta muestra también demuestra que el enterramiento y la exhumación pueden ser muy rápidos en determinadas zonas de subducción.
Evolución geodinámica de la Tierra: Arcaico, Paleoproterozoico y Neoproterozoico (= Tierra moderna) y diagrama Presión-Temperatura correspondiente. © C. François
Para más información:
- Moyen, J. F., Stevens, G., & Kisters, A. (2006). - Registro de la subducción de mediados del Arcaico a partir del metamorfismo en el terreno de Barberton, Sudáfrica, Naturaleza442(7102), pp. 559-562.
- Brovarone, A. V., Groppo, C., Hetényi, G., Compagnoni, R., Malavieille, J. (2011). -Coexistencia de eclogita portadora de lawsonita y blueschist: modelización del equilibrio de fases de los metabasaltos de Córcega alpina y evolución petrológica de las losas subductoras,Revista de Geología Metamórfica29(5), pp. 583-600.
- François, C., de Sigoyer, J., Pubellier, M., Bailly, V., Cocherie, A., & Ringenbach, J. C. (2016). - Subducción y exhumación de corta duración en Papúa Occidental (península de Wandamen): coexistencia de rocas metamórficas HP y HT en un entorno geodinámico joven, Litos266, pp. 44-63.
- François, C., Debaille, V., Paquette, J. L., Baudet, D. y Javaux, E. J. (2018). - La evidencia más temprana de la tectónica de placas de estilo moderno registrada por el metamorfismo HP-LT en el Paleoproterozoico de la República Democrática del Congo, Informes científicos8(1), nº 15452.
Disponible en la tienda SGF :
- Colectivo (2014). - Córcega alpina, Géochronique, 132, 60 p.
https://www.geosoc.fr/boutique-en-ligne/geochronique/la-corse-alpine-detail.html
Exposición coorganizada por la Sociedad Geológica de Franciael Comisión del Mapa Geológico de Franciael Museo Nacional de Historia Natural y el IGCP-667 (UNESCO – IUGS): Mapa mundial de orógenos
Agradecimientos
David Smith recogió estas muestras de eclogita durante sus largas estancias en Noruega, solo o con un grupo de geólogos (por ejemplo, durante una excursión organizada por un congreso internacional), o ayudado sobre el terreno en distintos momentos por : Haavard Buset, Harald Buset, Alan Deeney, Chiara Domeneghetti, Mary H. Inglis, Roberta Oberti & Edward B. Walsworth-Bell) a quien David expresa su inmensa gratitud. David también desea dar las gracias a Sid-Ali Kechid, su antiguo alumno, que escribió su tesis doctoral sobre la extraordinaria lente de eclogita de Liset.
David quiere dar las gracias especialmente a los distintos conservadores de las colecciones mineralógicas del MNHN: Gabriel Carlier, Cristiano Ferraris y en particular Violaine Sautter por su apoyo constante durante muchos años.
David está agradecido a Gestión de la Société Géologique de France por la oportunidad de presentar el COSEM en esta exposición. Es una forma ideal de mostrar esta colección única a otros especialistas en eclogitas, profesionales de la geología y aficionados, por no mencionar al público en general y a los jóvenes que quizá nunca hayan oído hablar del término "eclogita". Esta exposición probablemente no habría sido posible sin el apoyo de Solen Le Gardienel responsable de la biblioteca de la SGF, que ha seleccionado y recuperado obras antiguas de la colección de la biblioteca de la SGF relacionadas con el mundo de las églogas, y sin el apoyo científico de Camille François, de la Comisión del Mapa Geológico del Mundo, por mejorar los textos y presentar sus notables diagramas de subducción para ayudar al lector a comprender conceptos geodinámicos difíciles.
Por último, este importante resultado, la existencia misma de COSEM y su presentación en esta exposición, no se podría haber logrado sin la ayuda precisa e inestimable y la dedicación permanente de Mary H. Inglis a quien David está inmensamente agradecido. Durante más de diez años, Mary ha dedicado gran parte de su tiempo a ayudar a David con sus tres toneladas de rocas. En el transcurso de este trabajo totalmente voluntario, Mary ha pintado, renumerado, empaquetado e indexado la ubicación de ¡más de 2.000 muestras!
SGF y CCGM desean dar las gracias a Guillaume Bonnet, Julia de Sigoyer, Denis Blanc y el Museo de África por su préstamo de muestras, así como a todos los que han contribuido a la producción de esta exposición.
Diseño de la página web: Andrei Rosu
Español 
Français 
English (UK) 
简体中文