Formación y Clasificación de las Rocas: Un Viaje por sus Orígenes y Características

ROCAS SEDIMENTARIAS

Son rocas que se originan en condiciones superficiales (exógenas) como consecuencia de la compactación y cementación de los sedimentos que se acumulan en las cuencas sedimentarias. Se originan a presiones y temperaturas bajas.

Procesos de EROSIÓN

Es la desintegración física o la descomposición química que sufre la roca al entrar en contacto con la atmósfera, hidrosfera o biosfera. Es la respuesta de la roca al aire, agua y seres vivos.

1. FISICA

No hay cambio en la composición química de la roca. Origina fragmentos más pequeños de la roca inicial. La roca se rompe por fracturas, diaclasas.

Tipos:

Gelifracción: Es la acción del hielo al aumentar su volumen. Se da en altitudes y latitudes altas.
Haloclasticidad: Cristalización de sales en grietas que la fracturan. Originan tafonis. En climas cálidos y litorales.
Termoclasticidad: Variaciones bruscas de temperatura. En zonas desérticas. Es poco importante y casi despreciable.
Bioclasticidad: Es la ruptura de la roca por acción de seres vivos: raíces.
Descompresión: Se da en rocas que alcanzan zonas superficiales al ser liberadas de la carga superior originándose grietas o fracturas.
Abrasión: Desgaste de una roca por choques o fricciones al ser arrastradas por aire o agua. Los granos se redondean generando cantos rodados. Este tipo de meteorización asociada al transporte se denomina erosión.

2. QUIMICA

Hay alteración en los minerales que forman la roca. Al final la roca sufre descomposición. No hay fuerzas. Es necesario la presencia de agua ya que actúa como reactivo, lleva sustancias disueltas y transporta los productos. Aparecen nuevos minerales. Importante la atmósfera en estos procesos.

Tipos:

Disolución: Se da en minerales solubles: yesos, sales … (Fórmula)
Carbonatación: Es el proceso de disolución de los carbonatos por acción de ácidos.
Hidrólisis: Reacción de descomposición de un mineral por acción de agua. El agua actúa como reactivo al disociarse. El proceso genera minerales arcillosos (si se alteran silicatos) que cuando se acumulan originan rocas tipo arcillas.
Oxidación: El O2 atmosférico ataca algunos elementos: Fe, Mg … generando óxidos e hidróxidos. Los minerales son más estables a oxidaciones, hidrólisis o disoluciones, cuando su cristalización en la serie de Bowen ocurre a temperaturas inferiores. El cuarzo es más estable que el FK y éste más que la mica …. Arcillas, óxidos, hidróxidos, carbonatos …. junto con fragmentos no alterados de la roca madre son transportados y se convierten en sedimento que llega a la cuenca sedimentaria y allí se produce la roca sedimentaria.

TRANSPORTE

Es el traslado del sedimento desde la roca madre a la cuenca sedimentaria. Es realizado por los agentes geológicos externos:

Viento: Agente geológico de transporte más importante en regiones áridas. Tamaño menor de arena y el transporte es por: rodadura, saltación, suspensión, flotación … (constituyen los loess: limos y arcillas) periglaciar o desértico.
Agua: Es el agente de transporte más importante.
- Sólido: Constituye los glaciares: transporte no selectivo, gran lentitud, origina bloques erráticos, morrenas, tillitas ….
- Líquido: Dulces o continentales: Transportan en suspensión, saltación, flotación … y disolución (sobre todo las subterráneas). Transporte selectivo. Salado o marino: Aquí llegan productos de pequeño tamaño y solubles. Oleaje, mareas, corrientes marinas … actúan en el proceso de transporte.
Seres vivos: Intervienen en el ciclo del P, que llega al mar disuelto y es incorporado por la cadena trófica: fitoplancton zooplancton peces aves originando guano.

SEDIMENTACIÓN/DIAGÉNESIS

Es el conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos que sufren los sedimentos hasta convertirse en roca sedimentaria.

Compactación: Al depositarse nuevos sedimentos: presión litostática. Se reduce la porosidad y la permeabilidad junto con el volumen de sedimento. Aumenta la densidad de la roca. La compactación es más efectiva con grano fino (limos y arcillas) que con grano grueso (gravas, arenas …).
Cementación: Es la precipitación de sustancias solubles recubriendo los poros.
Recristalización: Formación de nuevos minerales estables ante las nuevas condiciones de presión y temperatura. (Fórmula)
Metasomatismo: Cambio de un mineral por otro de distinta composición. El resultado final es la formación de una roca sedimentaria, que ocupan un 75 % de la superficie y un 5 % en volumen de la corteza. (Fórmula)

Ambientes sedimentarios

Son las zonas de la superficie terrestre situados por encima o por debajo del nivel del mar que se distinguen por unas características físicas, químicas y biológicas donde se acumulan sedimentos.

3 Tipos:

Continental: Zonas emergidas. Erosión y meteorización dominan sobre el depósito. Sedimentos de tipo detrítico.
Marino: Domina la sedimentación. Desde la plataforma hasta la llanura abisal.
Transición: Zonas intermedias: deltas.

Facies sedimentarias

Es el conjunto de caracteres litológicos y paleontológicos que caracterizan un estrato. Indica las condiciones de formación del mismo. El cambio de litología en un estrato se denomina cambio lateral de facies.

Estratificación

Es la estructura característica de las rocas sedimentarias. Cada cuerpo geométrico está delimitado por dos superficies de estratificación: la inferior, que es sobre la que se inicia el depósito, y la superior, que marca el final de la sedimentación.

Causas estratificación

Se produce por la variación del tamaño de los granos o de las condiciones ambientales durante el depósito.

Estructuras en la superficie del estrato

Huellas de pisadas o gotas de lluvia / Grietas de retracción / Rizadura producidas por el agua y el viento.

Textura

Es la forma (redondez: esférico, alargado, arriñonado …), tamaño (diámetro del clasto: arcilla, limo, arena, canto, grava ….) y modo (manera de unirse: denso, abierto …) de empaquetamiento de las partículas que constituyen una roca sedimentaria. Hay texturas de rocas de cristalización de soluciones en las que no aparecen clastos y sí material inicialmente disuelto: oolitos, pisolitos … En los sedimentos se hacen histogramas, con polígonos de barras dependiendo del tipo de roca.

CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS DETRÍTICAS

Se originan por fragmentos o minerales preexistentes en la roca madre.

Según su tamaño de grano, éstas pueden ser:

CONGLOMERADOS: Tamaño de grano mayor de 2 mm. Pudingas: fragmentos redondeados (cantos rodados). / Brechas: fragmentos angulosos (tillitas), canchales ….
ARENISCAS: Tamaño de grano entre 2 y 0,06 mm de diámetro. Ortocuarcitas: o areniscas silíceas. Compuestas por cuarzo. / Grauwacas o arenisca lítica: cuarzo 70 %, algo FK … / Arcosas o areniscas feldespáticas: cuarzo, feldespato y cemento calcáreo.
ARCILLAS: Las más abundantes. Tamaño de grano menor de 0,06 mm. Compuestas por minerales arcillosos o arcillas provenientes de la meteorización de feldespatos y que forman más del 50 % de la superficie terrestre. Son blandas y se rayan con la uña. Se endurecen al calentarlas. Se originan en medios tranquilos, donde son depositadas. Tipos: limonitas, arcillas, loess.

NO DETRÍTICAS: QUÍMICAS

Son rocas que se originan por la precipitación de aniones o cationes disueltos en el agua de ríos, lagos y océanos. No intervienen los seres vivos. CARBONATOS: Se originan por precipitación de carbonatos: calcita, aragonito, dolomita …. 1Calizas: Constituidas por CaCO3 : oceánica o continental. Oolítica, Pisolítica, Estalactítica 2 Dolomías: Ricas en dolomita: CaMg(CO3)2 Se originan por procesos metasomáticos. El Mg sustituye al Ca o por precipitación directa del mineral en el fondo del mar. EVAPORÍTICAS: Se dan al evaporarse el agua y precipitar disueltos en mares restringidos o lagos interiores de zonas áridas Salinidad media 35 ppm. El orden de depósito en la cuenca es: CaCO3, CaSO4 x 2H20, NaCl, Mg SO4 x 7H2O, KCl, KMgCl3 x 6H20 Son minerales plásticos y originan domos o diapiros salinos al ser menos densos que las rocas superiores coberteras.
BIOQUÍMICAS Intervienen los seres vivos en la precipitación de sustancias: caparazones, esqueletos … Dependiendo del mineral las rocas son: Calizas: Precipita CO3Ca por la formación de partes duras de plantas o de esqueletos en animales, pudiendo ser: Calizas arrecifales: algas, moluscos o corales ….
Calizas nummulíticas: foraminíferos (nummulites). Calizas lumaquélicas: bivalvos y gasterópodos. Estromatolitos: algas azules (Cyanophyceae) Creta: foraminíferos … Silíceas: Precipitan compuestos de sílice. Diatomitas: diatomeas (Trípoli en dinamita). Radiolaritas: radiolarios. Espongiolaritas: espículas de esponjas …. Fosfatadas: Ricas en fosfatos (apatito o fosforita): guano. ORGÁNICAS: Formadas por materia orgánica y resto de seres vivos que han sido transformados. +++

CARBONES: Rocas originadas por la acumulación de materia vegetal, en ambientes anaerobios (pantanos, deltas …) sometidos a un enriquecimiento en carbono y una pérdida de gases y agua tras un lento periodo próximo a condiciones metamórficas. Debe producirse un hundimiento lento de la cuenca: subsidencia. Se forma a partir de celulosa y lignina. Intervienen microorganismo. Este proceso es de carbonización y en él intervienen numerosos factores: m.o., presión litostática, ausencia de oxígeno, gradiente geotérmico, tiempo …. El carbón se encuentra acumulado en estratos entre rocas sedimentarias diversas PETRÓLEO: Aceite de piedra. Es una mezcla de hidrocarburos sólidos (asfaltos, betunes …). líquidos (petróleo crudo) y gaseosos (gas natural, metano …) que se forman a partir de materia orgánica animal generalmente y que se acumula en cuencas sedimentarias marinas de escasa profundidad.

METAMORFISMO: Cambios f-q que sufren las rocas sin perder su estado solido, al profundizar en la corteza terrestre, cambian su presion y temperatura y originan nuevas rocas que se denominan metamorficas. FACTORES METAMORFISMO: Temperatura: Aumento, se debe al gradiente geotermico, es decir a su profundizacion en la corteza terrestre o al ponerse las rocas en contacto con magmas calientes. Presion: Se debe a tres causas: 1. Al peso de los materiales o presion litostatica, a la presion de fluidos que exite entre los granos y a los esfuerzos de comprension o presion tectonica. Presencia de fluidos: Aumenta la presencia de fluidos sobretodo CO2 y H2O debido a los procesos de deshidratacion y descarbonatacion que sufren los minerales.

PROCESOS METAMORFICOS: Brechificacion: Se produce por presiones tectonicas que se originan en los alrededores de la falla y generan una nueva textura llamada cataclastica. Recristalizacion: A partir de los 300 las part. minerales se movilizan con facilidad y se reagrupan para formar cristales de mayor tamaños que le dan a la roca un aspecto mas cristalino sin que por ello sufra un cambio de composicion mineralogica. Formacion de estructuras orientadas: Los minerales hojosos como las micas y arcillas se orientan siguiendo direcciones perpendiculares a los esfuerzos de compresion. Deshidratacion y descabonatacion: Los minerales hidratados, cuando se encuentran a una temp. mayor a aquella en la que se formaron, pierden el agua y el co2 que contienen. Ambas moleculas se incorporan a continuacion a los fluidos que rodean a los minerales y facilitan las reacciones metamorficas. Reajustes mineralogicos o formacion de nuevos minerales: Los minerales que forman las rocas se ienestabilizan cuando llegan a ciertas condiciones de presion y temperatura, reaccionan entre si y originan nuevos minerales.

TIPOS DE METAMORFISMO: M. dinamico: Se produce en las grandes fallas, zonas poco profundas en las que aumenta considerablemente la presion. Se originan procesos de brechificacion que dan lugar a brechas de falla. M de contacto/termico: Se produce cuando aumenta la temp. y no lo hace en la misma proporcion la presion. Se da en rocas que se ponen en contacto con magmas calientes. Alrededor de la masa magmatica se forma una aureola de contacto. M. regional: Afecta a zonas extensas de la corteza continental. Aumenta de forma paralela la presion y la temp.

Textura: Relacion existente entre los granos de arena de los minerales que forman una roca: NO orientadas: Granoblasticas: Todos granos = / Heterogranulares: Diferentes. Orientadas: Esquistosidad: Paralelismo de los minerales laminares debido a los esfuerzos tectonicos dirigidos/ Ganeissica: Exfoliacion de las rocas cuarzofeldespaticas donde se alteran niveles lenticulares de cuarzo y feldespatos de color claro y niveles de biotita, piroxenos y anfíboles de color oscuro. Estructura: Relacion existente entre las dif. partes de una roca.

Grados del metamorfismo: Muy bajo: Sucede en condiciones de baja presion y temp. por ello las transformaciones tienen lugar en la genesis de la roca sedimentaria. Alto: Tiene lugar en condiciones de alta presion y temp. proximas a las que producen la fusion de ls rocas para generar magmas.

ROCAS MAGMATICAS Magma: Roca fundida, compuesta por silicatos fundidos, oxidos, sulfuros. H2O Y CO2. Tipos de magmas: 1 Basico: Al enfriarse un magma basico, los primeros minerales que se forman son el olivino y la anortita en grandes cantidades y contienen un % elevado de Fe, Mg y Ca. El Olivino reacciona dando piroxenos y Anfiboles, Al final quedara SiO2 libre por lo que no se forma ni Ortosa ni Cuarzo. Por consiquiente la roca resultante estará formada por olivino, anortita, plagioclasa, piroxenos, anfiboles y biotita. Suelen ser rocas oscuras. Cuanto mas rapido sea el enfriamiento mayor será la cantidad de olivino que contenga la roca. 2. Acidos: Al solidificarse el magma acido se formara un poco de anortita y olvino. La anortita permanece como tal y al bajar la T. se iran formando cantidades muy pequeñas de Plagioclasas hasta la Albita. El olivino desaparece para formarse Biotita.

Series de bowen: Bowen estudio como se solidifican los magmas al enfriarse, formandose minerales cuya variedad y composicion depende de la velocidad de enfriamiento y de las caracteristicas del magma. Normas generales. Los primeros minerales en cristalizar cson aquellos que tienen el punto de fusion mas alto, pero no todos reacciones igual. Hay una serie de minerales que cristalizan y quedan esables para formar la futura roca, apareciendo otros a medida que se va enfriando el arma. Constituen la serie continua: Son las plagioclasas, desde la Anortica, Bitownita, Labradorita, Andesita Oligoclasa, Albita. En cambio otros minerales cristalizan y a medida que baja la T, reaccionan con el resto del magma fundido y desaparecen para formar otros minerales. Forman la serie discontinua: son el olivino, piroseno, anfiboles, biotita y ortosa.

ROCAS PLUTONICAS: CON CUARZO: Granito,, Adamellita, Granodiorita, Tonalita SIN CUARZO NI FELDESPATOS: Sienita, Monzonita, Diorita, Gabro Peridotita. CON FELDESPATOS: Sienita

ROCAS VOLCANICAS: CON CUARZO: Riolita, Riodacita, Dacita. NINI: Traquita, Latita, Andesita, Basalto. CON F: Fonolita

ROCAS METAMORFICAS: Pizarra, Esquisto, Gneis, Migmatita, Cuarzo, Marmol, Plagioclasas, Moscovita, Biotita,ranates, Arcillas

MINERALES: Sustancia natural, homogenea, de composicion quimica definida, con una estructura cristalina de ciertos limites de presion y temperatura. Elementos: Sin combinar Sulfuros: Compuestos de azufre y un metal Blnda (ZnS) Sales Haloideas: Son minerales compuesto por los elementos halogenos y los alcalinos y los alacalinoterreos. No tienen aspecto metalico, son incoloros, poco densos y en general muy solubles en agua. (NaCl) (KCl) Oxidos