Cuando una roca actúa sobre una presión que no es la misma en todas las direcciones, o por esfuerzo cortante (fuerzas que actúan para «manchar» la roca), los minerales pueden alargarse en la dirección perpendicular a la tensión principal. El patrón de cristales alineados que resulta se llama foliación.

La foliación puede desarrollarse de varias maneras. Los minerales pueden deformarse cuando son exprimidos (Figura 10.6), volviéndose más estrecho en una dirección y más largo en otra.

Figura 10.6 Foliación que se desarrolla cuando los minerales se exprimen y deforman al alargarse en la dirección perpendicular a la mayor tensión (indicada por flechas negras). Izquierda – antes de apretar. Justo después de apretar. Fuente: Steven Earle (2015) CC BY 4.0 ver fuente

Si una roca se calienta y se comprime durante el metamorfismo, y el cambio de temperatura es suficiente para que se formen nuevos minerales a partir de los existentes, los nuevos minerales pueden verse forzados a crecer perpendicularmente a la dirección de compresión (Figura 10.7). Si la roca original tenía ropa de cama (representada por líneas diagonales en la Figura 10.7, a la derecha), la foliación puede oscurecer la ropa de cama.

Figura 10.7 Efectos de la contracción y alineados mineral de crecimiento durante el metamorfismo. Izquierda: Protolito con cama diagonal. Derecha: Roca metamórfica derivada del protolito. Cristales de mica alargados crecieron perpendiculares a la dirección de tensión principal. La ropa de cama original está oscurecida. Fuente: Steven Earle (2015) CC BY 4.0 ver fuente

Sin embargo, este no siempre es el caso. La gran roca de la Figura 10.8 tiene una fuerte foliación, orientada casi horizontalmente en esta vista, pero también tiene ropa de cama todavía visible como bandas oscuras y claras que se inclinan abruptamente hacia la derecha.

Figura 10.8 Un geólogo se sienta en una roca que tiene foliación (marcada por la línea discontinua que es casi horizontal), y aún conserva evidencia de la ropa de cama original (línea discontinua de inmersión pronunciada). La roca ha sufrido un grado relativamente bajo de metamorfismo, por lo que el lecho todavía es visible. Fuente: Karla Panchuk (2018) CC BY 4.0, modificado después de Steven Earle (2015) CC BY 4.0 ver fuente

Foliación y Hábito cristalino

La mayor parte de la foliación se desarrolla cuando los nuevos minerales se ven obligados a crecer perpendicularmente a la dirección de mayor estrés. Este efecto es especialmente fuerte si los nuevos minerales crecen en formas plateadas o alargadas. La roca en la parte superior izquierda de la Figura 10.9 está foliada, y la estructura microscópica del mismo tipo de roca foliada se muestra en la fotografía debajo de ella. Sobre todo, el fotomicrografía muestra que la roca está dominada por cristales alargados alineados en bandas que van de la parte superior izquierda a la parte inferior derecha. El esfuerzo que produjo este patrón fue mayor en la dirección indicada por las flechas negras, en ángulo recto con la orientación de los minerales. Los minerales alineados son en su mayoría mica, que tiene un hábito de cristal platy, con placas apiladas como páginas en un libro.

Figura 10.9 Una roca metamórfica foliada llamado filita (parte superior izquierda). El brillo satinado proviene de la alineación de minerales. Abajo a la izquierda – una vista del mismo tipo de roca bajo un microscopio que muestra cristales de mica (coloridos bajo luz polarizada) alineados en bandas. La región delineada en una línea de rayas rojas muestra una lente de cristales de cuarzo que no muestran alineación. Pilas de cristales de mica platy en la parte superior derecha. Abajo a la derecha-un cristal de cuarzo en bloques. Fuente: Karla Panchuk (2018) CC BY-SA 4.0. Haga clic en la imagen para ver fuentes de fotos.

La zona en el fotomicrografía delineada con la línea discontinua roja es diferente del resto de la roca. No solo es diferente la composición mineral, es cuarzo, no mica, sino que los cristales no están alineados. Los cristales de cuarzo fueron sometidos a la misma tensión que los cristales de mica, pero debido a que el cuarzo crece en forma de bloques en lugar de alargados, los cristales no podían alinearse en ninguna dirección.

Aunque los cristales de cuarzo en sí no están alineados, la masa de cristales de cuarzo forma una lente que sigue la tendencia general de alineación dentro de la roca. Esto sucede porque el estrés puede hacer que algunas partes de los cristales de cuarzo se disuelvan, y los iones resultantes fluyen en ángulo recto hasta el mayor estrés antes de volver a formar cristales.

Los efectos de la recristalización en la Figura 10.9 no serían visibles a simple vista, pero cuando están involucrados cristales más grandes o clastos grandes, los efectos pueden ser visibles como «sombras» o «alas» alrededor de cristales y clastos. La roca de la Figura 10.10 tenía un conglomerado rico en cuarzo como roca madre. El esfuerzo diferencial ha causado que los guijarros de cuarzo dentro de la roca se alarguen, y también ha causado que se formen alas alrededor de algunos de los guijarros (vea el guijarro en la elipse discontinua). La ubicación de las alas depende de la distribución de la tensión en la roca (Figura 10.10, arriba a la derecha).

Figura 10.10 Metaconglomerado con guijarros de cuarzo alargados. Los guijarros han desarrollado «alas» en diversos grados (por ejemplo, elipse de rayas blancas). Estos son el resultado de la disolución del cuarzo donde se aplica la tensión, y el flujo se aleja de la dirección de la tensión máxima antes de la recristalización (dibujo superior derecho). Fuente: Karla Panchuk (2018) CC BY-NC-SA 4.0. Foto de R. Weller / Cochise College ver fuente. Haga clic en la imagen para ver los términos de uso.

La foliación Controla Cómo se Rompen las rocas

Las rocas metamórficas foliadas tienen cristales alargados que están orientados en una dirección preferida. Esto forma planos de debilidad, y cuando estas rocas se rompen, tienden a romperse a lo largo de superficies paralelas a la orientación de los minerales alineados (Figura 10.11). Las roturas a lo largo de los planos de debilidad dentro de una roca que son causadas por foliación se conocen como hendidura de roca, o simplemente hendidura. Esto es distinto de la escisión en minerales porque la escisión de minerales ocurre entre átomos dentro de un mineral, pero la escisión de roca ocurre entre minerales.

Figura 10.11 vista Cercana de una roca metamórfica con alineados alargada cristales. Los cristales controlan la forma de la rotura en la roca (brecha negra), lo que resulta en roturas que ocurren a lo largo de superficies paralelas. Fuente: Karla Panchuk (2018) CC BY 4.0

La alineación mineral en la roca metamórfica llamada pizarra es lo que hace que se rompa en pedazos planos (Figura 10.12, izquierda), y es por eso que la pizarra se ha utilizado como material de cubierta (Figura 10.12, derecha). La tendencia de la pizarra a romperse en pedazos planos se llama escisión de pizarra.

Figura 10.12 La hendidura de roca en la roca metamórfica de grano fino llamada pizarra produce roturas a lo largo de superficies relativamente planas (izquierda). Esta es la razón por la que se ha utilizado pizarra para material de cubierta (derecha). Fuente: Izquierda-Roger Kidd (2008) CC BY – SA 2.0 ver fuente; Derecha-Michael C. Rygel (2007) CC BY-SA 3.0 ver fuente

La hendidura de roca es lo que causó que la roca en la Figura 10.8 se separara del lecho de roca de una manera que dejó la superficie superior plana sobre la que está sentado el geólogo.

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