Rocas Sedimentarias

A estos últimos corresponden los lagos que rellenaron las depresiones del Ebro, Tajo y Duero. España es uno de los países de Europa con mayor presencia de yesos.

Propiedades:

1. Halocinesis:

Proceso de deformación asociado a la plasticidad de las sales.

2. Solubilidad:

Debido a las grandes concentraciones que admiten en agua, las sales son fácilmente solubles en ella, en periodos breves comparados con otros minerales. Esta propiedad da frecuentes problemas en obra civil, pero es también aprovechada para la explotación industrial de sales.

3. Agresividad:

Las sales atacan el hormigón. Se emplea algo el yeso en la fabricación de cemento (retardante).

4. Resistencia y deformabilidad:

Materiales blandos, de bajo módulo elástico. Deformables. Solubles. Cierta capacidad portante si son sanos.

5. Modelado y paisaje:

Paisaje “ruiniforme”, reseco, de colores grises, con escasa o nula vegetación. En general presentan ondulaciones y pendientes suaves.

6. Uso como material de construcción:

• Tratado en horno se convierte en un material aglomerante.
• Fragua muy rápidamente.
• Uso en interiores, enlucidos y morteros.
• Solo el yeso alabastrino se emplea en exteriores como ornamentación.
• Se añade al clinker como retardador de fraguado.
• Como tiza.

7. Excavaciones:

Con facilidad con medios mecánicos salvo el alabastrino. Sin agua admiten taludes muy verticales que pueden permanecer subverticales en el tiempo, aunque con algunas grietas en coronación.

8. Obras lineales:

En los desmontes deben construirse cunetas de guarda para evitar la escorrentía. En los fondos de desmontes y en los terraplenes se impide que el agua entre en el cimiento.

9. Túneles:

Se escaban con facilidad con medios mecánicos. En túneles profundos será frecuente encontrar anhidrita. Es necesario tratar estos túneles:

• Se impermeabilizan con inyecciones.
• Se reviste la solera.
• Construir inmediatamente el revestimiento definitivo que a veces tiene que ser de hormigón armado.

10. Cimentaciones:

En cargas medias y bajas una cimentación superficial. En cargas altas o presencia de aguas, cimentación profunda. Hay que impedir que llegue el agua a la cimentación.

11. Canales:

Problemas de filtraciones al terreno que provoquen disoluciones y fallo en las soleras y cajeros que incrementan las filtraciones. Deben ir revestidos de hormigón siempre.

12. Presas:

No es habitual. Si están en la cerrada, la presa debe ser de materiales sueltos. Problemas de filtraciones a corto y largo plazo. Problemas de contaminación del agua

Clasificación de las Rocas

1.1 Petrología

• Petrología: Estudio de las propiedades físicas, químicas y mineralógicas de las rocas y los procesos que las forman.
• Petrografía: Estudio de las rocas atendiendo a aspectos descriptivos, mineralógicos y estructurales.

Existen 3 tipos de rocas:

• Rocas ígneas: formadas por la solidificación del magma o lava.
• Rocas metamórficas: formadas por alteración en estado sólido de rocas ya consolidadas.
• Rocas sedimentarias: formadas por la consolidación de sedimentos o de precipitación química a partir de una disolución cargada en sales.

• Roca: Agregado de partículas minerales u orgánicas, unidas o no por fuerzas cohesivas.
• Macizo rocoso: Conjunto formado por una matriz rocosa de variada naturaleza, agrupada en bloques.

Ciclo Petrológico

Las rocas pueden estar sometidas a cambios continuos resultado de la acción de agentes geológicos en la superficie, o cambios de presión y temperatura en el interior. Presenta muchos caminos de evolución y por ello no es un ciclo cerrado.

• Cristalización: El magma asciende, perdiendo presión y temperatura y cristalizando, formando una roca ígnea.
• Hipergénesis: Preparación selectiva de una roca para acabar construyendo un detrito. Se llega a descomponer (detrito) por meteorización (temperatura, hielo, agua, viento y siempre gravedad) y/o alteraciones químicas (carbonatación, oxidación, disolución, hidrólisis, …).
• Sedimentación: Los detritos usan medios de transportes como el viento, hielo, organismos o agua fundamentalmente, para acabar sedimentando en medios aéreos, subterráneos o acuosos.
• Diagénesis: Transformación en roca sedimentaria. Se lleva acabo por procesos físicos, químicos y biológicos como: Reajuste de clastos y pérdida de agua, la acción de protozoos y bacterias, mineralización y cementación por el agua en el que circula o la carbonatación por presencia de CO2 disuelto.
• Metamorfismo: Cambios grandes por presión y temperatura reorganizando los minerales.
• Fusión: Parcial (migmatización y anatexia) y total (rocas ígneas).

1.4 Rocas Metamórficas

El metamorfismo es un proceso que provoca cambios en la mineralogía, textura y, frecuentemente, en la composición química de una roca preexistente, por efecto de la temperatura, la elevada presión o por la acción de fluidos termales. Los cambios se producen en estado esencialmente sólido (blástesis) y sin fusión. Las rocas metamórficas pueden formarse a partir de cualquier otro tipo de rocas (ígneas, sedimentarias, e incluso metamórficas) cuando las condiciones (temperatura, presión y fluidos) cambian respecto de los ambientes fisicoquímicos de su formación original. Suelen ser cambios progresivos, desde cambios ligeros (metamorfismo de bajo grado) hasta cambios importantes (metamorfismo de alto grado). Cada roca metamórfica tiene una roca madre o protolito.

Los agentes del metamorfismo son:

1. La temperatura:

El calor fomenta la recristalización de granos minerales que tienden a unirse y formar granos de minerales de mayor tamaño. Si sigue aumentando la temperatura, empiezan a desestabilizarse químicamente los minerales y los iones se unen en estructuras cristalinas más estables, dando lugar a minerales nuevos. En zonas del interior de la corteza cercanas a magmas se alcanzan temperaturas muy altas dando lugar a metamorfismo de contacto (del cual hablaremos posteriormente) donde se produce una transformación de las rocas preexistentes previas a la intrusión, por efecto de las altas temperaturas.

2. La presión:

La presión de confinamiento o litostática aumenta con la profundidad. Supone el incremento de la densidad de la roca por cierre de poros y que los minerales recristalicen en especies con estructura más compacta.

3. Fluidos:

La aparición de agua en un proceso metamórfico es debida a su presencia en los poros de las rocas y en los minerales hidratados, como las arcillas, que con el calor la expulsan y favorecen el intercambio de iones y la recristalización.

Texturas Metamórficas

La foliación es cualquier disposición planar de los granos minerales o estructurales dentro del interior de una roca. Es una característica de las rocas que han experimentado metamorfismo regional. Se diferencian 3 tipos de foliación:

1. La pizarrosidad:

Foliación planar de filosilicatos de grano fino, mayoritariamente de minerales de la arcilla, como cloritas o moscovitas. Se caracterizan por ser rocas con superficies planares muy juntas a lo largo de las cuales la roca se separa en finas capas, siendo ejemplos la pizarra y las filitas; ambas se forman en el metamorfismo de bajo grado, por lo que es frecuente que conserven restos de planos de estratificación de las lutitas (roca sedimentaria origen); planos de estratificación y pizarrosidad suele presentarse de manera oblicua.

2. La esquistosidad:

Foliación paralela o cuasiparalela de minerales laminares como son las micas y cloritas, de tamaño de grano medio a grueso, o de cristales prismáticos alargados. Propia del metamorfismo de grado medio-alto, en el que los granos de los minerales se ven a simple vista.

3. Bandeado gneisico:

Formación paralela o cuasiparalela de minerales laminares, de grano medio a grueso, en bandas alternantes de composición diferente que no suponen planos de ruptura. La roca característica es el gneis que es típico de metamorfismo de grado medio a alto.

Tipos de Metamorfismo

1. De contacto o térmico:

Asociado a la intrusión de cuerpos magmáticos. Un magma asciende hacia la superficie (a través, por ejemplo, de zonas de fractura), y produce un aumento de temperatura en la roca encajante. Se producen cambios de temperatura alrededor del foco. Aparecen algunos minerales singulares y estables en esas temperaturas. Es local. Serie típica: granitos – corneanas – esquistos moteados – pizarras moteadas.

2. Metamorfismo regional:

Se da durante la formación de cadenas montañosas en ambiente de placas convergentes. Es importante por la extensión de la zona afectada, por lo que es un proceso a gran escala. Serie típica: granitos-migmatitas-gneises-micacitas y esquistos-pizarras.

3. Metamorfismo dinámico:

Se da en zonas de dominio de presiones superficiales en la litosfera, con grandes deformaciones tectónicas.

4. Dinamometamorfismo:

Se da en zonas de grandes movimientos en zonas de fracturas.

5. Hidrotermal:

Producido por fluidos calientes que circulan a través de fracturas y fisuras de la roca. Los fluidos proceden de los cuerpos magmáticos enfriados y que no se incorporan a las nuevas estructuras cristalinas formadas. Además de alterar químicamente la roca encajante, a veces precipitan dando depósitos minerales con interés económico.

Clasificación

Nombre, tamaño grano, textura, roca de la que procede.

Rocas Metamórficas

1) Gneises:

1. Minerales: Cuarzo, ortosa y biotita.
2. Origen: Metamorfismo regional muy avanzado.
3. España: Guadarrama, Galicia y Pirineo Central.
4. Presas: Impermeable, solo por fractura. En España el Villar, Los Peares o Pías.
5. Taludes: Ofrecen problemas de caída de bloques.
6. Sillería: Buena los glandulares, peor los micáceos.
7. Árido de hormigón: Malos coeficientes de forma, mejor el glandular.
8. Túneles: Mejor los glandulares.
9. Cimentaciones: Buen módulo elástico.

2) Esquistos y Micacitas:

1. Minerales: En esquistos cuarzo y clorita o moscovita. En las micacitas el metamorfismo es mayor, la clorita pasa a biotita.
2. Origen: Metamorfismo regional avanzado.
3. Paisaje: Seco y más impermeable que el gneis
4. España: Montes de Málaga, Sierra de Aracena
5. Presas: Impermeable. Presas de materiales sueltos, como la presa de la Viñuela en Málaga.
6. Taludes: Tendencia de producir fenómenos de ladera.
7. Sillería: No.
8. Árido de hormigón: Malos.
9. Túneles: Se trabajan bien, pero hay que tener cuidado con la caída de cuñas.
10. Cimentaciones: Módulo elástico menor que gneises. Cargas medias

3) Pizarras y Filitas:

1. Minerales: Tipo filisilicatos, menos cuarzo y más cloritas, micas. Pueden tener minerales de metamorfismo.
2. Origen: Metamorfismo regional bajo, ejercido en rocas arcillosas. Por ello pueden quedar restos fósiles, incluso hidrocarburos. Un estado intermedio entre pizarras y esquistos son las filitas, con grano algo más gruesos.
3. Paisaje: Muy seco de tonos oscuros y vegetación pobre.
4. España: Sierra pobre de Madrid, Asturias, Pirineos, Ciudad Real. Filitas en la Alpujarra y Sierra Nevada
5. Presas: Impermeable, normalmente de materiales sueltos (el Atazar).
6. Taludes: Ángulos de rozamiento bajos, con tendencia a producir fenómenos de ladera.
7. Sillería: No se usan. Si para lajas en techados
8. Árido de hormigón: No.
9. Rellenos tipo terraplén: Se usan, triturados al paso de las compactadoras.
10. Túneles: Problemas derivados del venteo. Necesita gunitar de inmediato.
11. Cimentaciones: Admiten cargas medias

4) Cuarcitas:

1. Minerales: Cemento y grano de sílice en un 90%. Procede por tanto de una arenisca y metamorfismo.
2. Origen: Metasedimento de alto grado.
3. España: cuarcitas del silúrico (Sierra de la Culebra, Zamora). Alineación de Guadalupe a Portugal: Miravete, puerto de la Serrana, etc. En la Ibérica, estrechos del Jalón entre Calatayud y Paracuellos (cámbricas). En Despeñaperros (relieves afilados, crestones). Paleozoicas, son sustrato en parte de los montes de Toledo, Villacañas, Tembleque (penillanura arrasada). Asturias: cuarcitas de los cañones, series de Los Cabos, del Naranco, etc. Hay algunas cretácicas, en el Cameros y en el Alto Besaya (Hoces de Bárcena).
4. Presas: Terrenos impermeables, pero hay que impermeabilizar litoclasas. Admiten presas de gravedad y bóveda.
5. Taludes: Ángulos de rozamiento altos.
6. Sillería: No se usan, corte irregular y tallado muy caro.
7. Árido de hormigón: Pueden usarse, aunque tienen un elevado coste de explotación y trituración.
8. Túneles: Se cortan mal por abrasiva y dan perfilado irregular. Son muy poco deformables y requieren poco sostenimiento.
9. Cimentaciones: Admiten cargas altas.

5) Otras Rocas:

• Milonitas: Rocas en zonas de falla, con deformaciones muy grandes.
• Corneanas: Típicas del metamorfismo de contacto en plutones graníticos. Buena resistencia y baja deformabilidad.
• Migmatitas: Rocas de la aureola metamórfica de un macizo plutónico. Mezcla de metamorfismo regional y rocas graníticas. Características parecidas a los gneises.