Semana 4

GENESIS DE LAS ROCAS:
Roca:

Las rocas están sometidas a continuos cambios por las acciones de los agentes geológicos, según un ciclo cerrado, llamado ciclo litológico o ciclo de las rocas, en el cual intervienen incluso los seres vivos.

Las rocas están constituidas, en general, por mezclas heterogéneas de diversos materiales homogéneos y cristalinos, es decir, minerales. Las rocas poliminerálicas están formadas por granos o cristales de varias especies mineralógicas y las rocas monominerálicas están constituidas por granos o cristales de un mismo mineral. Las rocas suelen ser materiales duros, pero también pueden ser blandas, como ocurre en el caso de las rocas arcillosas o arenosas.

En la composición de una roca pueden diferenciarse dos categorías de minerales:

Minerales esenciales o minerales formadores de roca – Son los minerales que caracterizan la composición de una determinada roca, los más abundantes en ella. Por ejemplo, el granito siempre contiene cuarzo, feldespato y mica.

Minerales accesorios – Son minerales que aparecen en pequeña proporción (menos del 5 % del volumen total de la roca) y que en algunos casos pueden estar ausentes sin que cambien las características de la roca de la que forman parte. Por ejemplo, el granito puede contener zircón y apatito.

DEFINICION:

En geología se le denomina roca a la asociación de uno o varios minerales, natural, inorgánica, heterogénea, de composición química variable, sin forma geométrica determinada, como resultado de un proceso geológico definido.

Tipos de rocas:

Las rocas se pueden clasificar atendiendo a sus propiedades, como la composición química, la textura, la permeabilidad, entre otras. En cualquier caso, el criterio más usado es el origen, es decir, el mecanismo de su formación. De acuerdo con este criterio se clasifican en ígneas (o magmáticas), sedimentarias y metamórficas, aunque puede considerarse aparte una clase de rocas de alteración, que se estudian a veces entre las sedimentarias.

El ciclo de las rocas o ciclo petrologico:

En el contexto del tiempo geológico las rocas sufren transformaciones debido a distintos procesos. Los agentes geológicos externos producen la meteorización yerosión, transporte y sedimentación de las rocas de la superficie.

Se llama meteorización a la acción geológica de la atmósfera, que produce una degradación, fragmentación y oxidación. Los materiales resultantes de la meteorización pueden ser atacados por la erosión y transportados. La acumulación de fragmentos de roca desplazados forman derrubios. Cuando cesa el transporte de los materiales, éstos se depositan en forma de sedimentos en las cuencas sedimentarias, unos sobre otros, formando capas horizontales (estratos).

Los sedimentos sufren una serie de procesos (diagénesis) que los transforman en rocas sedimentarias, como la compactación y cementación; se produce en las cuencas sedimentarias, principalmente los fondos marinos.

La compactación es el proceso de eliminación de huecos en un sedimento, debido al peso de los sedimentos que caen encima. La cementación es consecuencia producida por la compactación; consiste en la formación de un cemento que une entre sí a los sedimentos (los fragmentos de rocas).

ROCAS IGNEAS:

Según cómo y dónde se enfría el magma se distinguen dos grandes tipos de rocas ígneas, las plutónicas o intrusivas y lasvolcánicas o extrusivas.¹

Rocas plutónicas o intrusivas

Granito, la roca plutónica más común.

Las rocas plutónicas o intrusivas se forman a partir de magma solidificado en grandes masas en el interior de la corteza terrestre. El magma, rodeado de rocas preexistentes (conocidas como rocas caja), se enfría lentamente, lo que permite que los minerales formen cristales grandes, visibles a simple vista, por lo que son rocas de "grano grueso". Tal es el caso delgranito o el pórfido.

Las intrusiones magmáticas a partir de las cuales se forman las rocas plutónicas se denominan plutones, como por ejemplo los batolitos, los lacolitos, los sills y los diques.

Las rocas plutónicas solo son visibles cuando la corteza asciende y la erosión elimina las rocas que cubren la intrusión. Cuando la masa de rocas queda expuesta se denomina afloramiento. El corazón de las principales cordilleras está formado por rocas plutónicas que cuando afloran, pueden recubrir enormes áreas de la superficie terrestre.

Rocas volcánicas o extrusivas

Basalto (roca volcánica); las líneas claras muestran la dirección del flujo de lava.

Las rocas volcánicas o extrusivas se forman por la solidificación del magma (lava) en la superficie de la corteza terrestre, usualmente tras una erupción volcánica. Dado que el enfriamiento es mucho más rápido que en el caso de las rocas intrusivas, los iones de los minerales no pueden organizarse en cristales grandes, por lo que las rocas volcánicas son de grano fino (cristales invisibles a ojo desnudo), como el basalto, o completamente amorfas (una textura similar al vidrio), como la obsidiana. En muchas rocas volcánicas se pueden observar los huecos dejados por las burbujas de gas que escapan durante la solidificación del magma.

El volumen de rocas extrusivas arrojadas por los volcanes anualmente depende del tipo de actividad tectónica:²

• Bordes divergentes: 73 %, como las dorsales oceánicas, Islandia y el Rift de África Oriental.
• Bordes convergentes (zonas de subducción): 15 

, como la cordillera de los Andes o los arcos insulares del Pacífico.

• Puntos calientes (vulcanismo intraplaca): 12 %, como Hawái.

Clasificación: textura y composición

Riolita (textura afanítica).

Brecha volcánica (texturapiroclástica).

La clasificación de los muchos tipos diferentes de rocas ígneas, puede proveernos de importante información, sobre las condiciones bajo las cuales se formaron. Dos importantes variables, usadas para la clasificación de rocas ígneas, son el tamaño de partícula, que depende de su historia de enfriamiento, y la composición mineral de la roca. Feldespatos, cuarzo,feldespatoides, olivinas, piroxenos, anfíboles, y micas, son minerales importantes que forman parte de casi todas las rocas ígneas, y son básicos en la clasificación de estas rocas. Los otros minerales presentes, se denominan minerales accesorios. Son muy raras las rocas ígneas con otros minerales esenciales.

Las rocas ígneas se clasifican de acuerdo con su origen, textura, mineralogía, composición química y la geometría del cuerpo ígneo.

Textura[editar]

Artículo principal: Textura (petrología)

La textura de una roca ígnea se usa para describir el aspecto general de la misma en función del tamaño, forma y ordenamiento de los cristales que la componen. En un esquema simplificado se pueden distinguir hasta seis texturas ígneas:³

• Textura vítrea. Las rocas con textura vítrea se originan durante algunas erupciones volcánicas en las que la roca fundida es expulsada hacia la atmósfera donde se enfría rápidamente; ello que ocasiona que los iones dejen de fluir y queden desordenados antes de que puedan unirse en una estructura cristalina ordenada. La obsidiana es un vidrio natural común producido de este modo.
• Textura afanítica o de grano fino. Se origina cuando el enfriamiento del magma es relativamente rápido por lo que los cristales que se forman son de tamaño microscópico y es imposibles distinguir a simple vista los minerales que componen la roca. Es un ejemplo la riolita.
• Textura fanerítica o de grano grueso. Se origina cuando grandes masas de magma se solidifican lentamente a bastante profundidad, lo que da tiempo a la formación de cristales grandes de los diferentes minerales. Las rocas faneríticas, como el granito están formadas por una masa de cristales intercrecidos aproximadamente del mismo tamaño y lo suficientemente grandes como para que los minerales individuales puedan identificarse sin la ayuda del microscopio.
• Textura porfídica. Son rocas con cristales grandes (llamados fenocristales) incrustados en una matriz (llamada pasta) de cristales más pequeños. Se forman debido a la diferente temperatura de cristalización de los minerales que componen la roca, con lo que es posible que algunos cristales se hagan bastante grandes mientras que otros estén empezando a formarse. Una roca con esta textura se conoce como pórfido.
• Textura pegmatítica. Las pegmatitas son rocas ígneas de grano especialmente grueso, formadas por cristales interconectados de más de un centímetro de diámetro. La mayoría se hallan en los márgenes de las rocas plutónicas ya que se forman en las últimas etapas de la cristalización, cuando el magma contiene un porcentaje inusualmente elevado de agua y de otros volátiles como el cloro, el flúor y el azufre.
• Textura piroclástica. Algunas rocas ígneas se forman por la consolidación de fragmentos de roca (cenizas, lapilli, gotas fundidas, bloques angulares arrancados del edificio volcánico, etc.) emitidos durante erupciones volcánicas. No están formadas por cristales y su aspecto recuerda al de las rocas sedimentarias. La toba volcánica es un ejemplo de este tipo de roca.

Las rocas plutónicas acostumbran a tener texturas faneríticas, porfídicas y pegmatíticas, mientras que las rocas volcánicas son de textura vítrea, afanítica o piroclástica.

Composición química:

iones aluminio, calcio, sodio, potasio, magnesio y hierro constituyen aproximadamente el 98 % en peso de los magmas. Cuando éstos se enfrían y solidifican, dichos elementos se combinan para formar dos grandes grupos de silicatos:³Las rocas ígneas están compuestas fundamentalmente por 

• Silicatos oscuros o ferromagnésicos. Son minerales ricos en hierro y en magnesio y bajo contenido en sílice. Por ejemplo, el olivino, el anfíbol y el piroxeno.
• Silicatos claros. Son minerales con mayores cantidades de potasio, sodio y calcio que de hierro y magnesio, y más ricos en sílice que los oscuros. El cuarzo, la moscovita y los feldespatospertenecen a este grupo.

Las rocas ígneas pueden clasificarse, en función de la proporción de silicatos claros y oscuros, como sigue:

• Rocas félsicas o de composición granítica. Son rocas ricas en sílice (un 70 %), en las que predomina el cuarzo y el feldespato, como por ejemplo el granito y la riolita. Son, en general, de colores claros, y tienen baja densidad. Además de cuarzo y feldespato poseen normalmente un 10 % de silicatos oscuros, usualmente biotita y anfíbol. Las rocas félsicas son los constituyentes principales de la corteza continental.
• Rocas andesíticas o de composición intermedia. Son las rocas comprendidas entre las rocas félsicas y máficas. Reciben su nombre por la andesita, las más común de las rocas intermedias. Contienen al menos del 25 % de silicatos oscuros, principalmente anfíbol, piroxeno y biotita más plagioclasa. Estas rocas están asociadas en general a la actividad volcánica de los márgenes continentales (bordes convergentes).
• Rocas máficas o de composición basáltica. Son rocas que tienen grandes cantidades de silicatos oscuros (ferromagnésicos) y plagioclasa rica en calcio. Son, normalmente, más oscuras y densas que las félsicas. Los basaltosson las rocas máficas más abundantes ya que constituyen la corteza oceánica.
• Rocas ultramáficas. Roca con más de 90 % de silicatos oscuros. Por ejemplo, la peridotita. Aunque son raras en la superficie de la Tierra, se cree que las peridotitas son el constituyente principal del manto superior.

La siguiente tabla, es una subdivisión simple de rocas ígneas, de acuerdo a su composición y origen:

Clasificación química, también se extiende para diferenciar rocas, que son químicamente similares, de acuerdo al diagrama TAS, por ejemplo:

• Ultrapotásicas; rocas conteniendo concentración molar K₂O/Na₂O > 3.
• Peralcalinas; rocas conteniendo concentración molar (K₂O + Na₂O)/ Al₂O₃ > 1.
• Peraluminosas; rocas conteniendo concentración molar (K₂O + Na₂O)/ Al₂O₃ < 1.

Rocas sedimentarias

Estratos de rocas sedimentarias.

Los procesos geológicos que operan en la superficie terrestre originan cambios en el relieve topográfico que son imperceptibles cuando se estudian a escala humana, pero que alcanzan magnitudes considerables cuando se consideran períodos de decenas de miles o millones de años. Así, por ejemplo, el relieve de una montaña desaparecerá inevitablemente como consecuencia de la meteorización y la erosión de las rocas que afloran en superficie. En realidad, la historia de una roca sedimentaria comienza con la alteración y la destrucción de rocas preexistentes, dando lugar a los productos de la meteorización, que pueden depositarse in situ, es decir, en el mismo lugar donde se originan, formando los depósitos residuales, aunque el caso más frecuente es que estos materiales sean transportados por el agua de los ríos, el hielo, el viento o en corrientes oceánicas hacia zonas más o menos alejadas del área de origen. Estos materiales, finalmente, se acumulan en las cuencas sedimentarias formando los sedimentos que, una vez consolidados, originan las rocas sedimentarias.

Se constituyen por diagénesis (compactación y cementación) de los sedimentos, materiales procedentes de la alteración en superficie de otras rocas, que posteriormente son transportados y depositados por el agua, el hielo y el viento, con ayuda de la gravedad o por precipitación desde disoluciones.¹ También se clasifican como sedimentarios los depósitos de materiales organógenos, formados por seres vivos, como los arrecifes de coral, los estratos de carbón o los depósitos de petróleo. Las rocas sedimentarias son las que típicamente presentan fósiles, restos de seres vivos, aunque éstos pueden observarse también en algunas rocas metamórficas de origen sedimentario.

Las rocas sedimentarias se forman en las cuencas de sedimentación, las concavidades del terreno a donde los materiales arrastrados por la erosión son conducidos con ayuda de la gravedad. Las estructuras originales de las rocas sedimentarias se llaman estratos, capas formadas por depósito, que constituyen formaciones a veces de gran potencia (espesor).

Tipos:

Rocas detríticas: Conglomerados,areniscas y lutitas caolínicas (en primer término). Formación Utrillas (Cretácico), en Soria, España.

Conjunto de algunas rocas Sedimentareas.

• Rocas detríticas, formadas por acumulación de derrubios procedentes de la erosión y depositados por gravedad. Éstas a su vez se clasifican sobre todo por el tamaño de los clastos, que es el fundamento de la distinción entreconglomerados, areniscas y rocas arcillosas.
• Rocas organógenas, las formadas con restos de seres vivos. Las más abundantes se han formado con esqueletosfruto de los procesos de biomineralización; algunas, sin embargo, se han formado por la evolución de las partes orgánicas (de la materia celular), y se llaman propiamente rocas orgánicas (carbones).
• Rocas químicas o rocas de precipitación química, formadas por depósito de sustancias disueltas. El mayor volumen corresponde a masas de sales acumuladas por sobresaturación del agua del mar. Cuando el agua de mar queda estancada, comienza a evaporarse y los minerales disueltos se precipitan, este proceso da origen a las evaporitas, por ejemplo el yeso y la sal gema.
• Margas, mezcla de rocas detríticas y rocas químicas (de origen químico).

Por su composición se clasifican en:

• Terrígenas (arcilla o limo (lutita), conglomerado, arenisca, etc.). Sedimentación y diagénesis de partículas de origen continental, sin o con influencia de precipitación de carbonatos marinos (marga).
• Carbonatadas (creta, caliza, dolomita, etc.)
• Silíceas (Diatomita, radiolarita, calcedonia, caolín, etc.) Sedimentación y diagénesis de partículas orgánicas silíceas; o de meteorización de granitos, ya que estos tienen gran cantidad de cuarzo.
• Orgánicas (carbón mineral, petróleo, etc.). Reducción de sedimentos orgánicos en medios palustres.
• Ferro-aluminosas (limonita, laterita, etc.). De procesos de meteorización de menas férrico-alumínicas.
• Fosfatadas (fosforitas sedimentarias, turquesa, etc.). De sedimentación y transformación del guano, o a partir de la precipitación de geles fosfatados en medios alumínicos.

Rocas metamórficas:

Mármol sin pulimentar.

En sentido estricto es metamórfica cualquier roca que se ha producido por la evolución de otra anterior al quedar está sometida a un ambiente energéticamente muy distinto de su formación, mucho más caliente o más frío, o a una presión muy diferente. Cuando esto ocurre la roca tiende a evolucionar hasta alcanzar características que la hagan estable bajo esas nuevas condiciones. Lo más común es el metamorfismo progresivo, el que se da cuando la roca es sometida a calor o presión mayores, aunque sin llegar a fundirse (porque entonces entramos en el terreno delmagmatismo); pero también existe un concepto de metamorfismo regresivo, cuando una roca evolucionada a gran profundidad —bajo condiciones de elevada temperatura y presión— pasa a encontrarse en la superficie, o cerca de ella, donde es inestable y evoluciona a poco que algún factor desencadene el proceso.

Las rocas metamórficas abundan en zonas profundas de la corteza, por encima del zócalo magmático. Tienden a distribuirse clasificadas en zonas, distintas por el grado de metamorfismo alcanzado, según la influencia del factor implicado. Por ejemplo, cuando la causa es el calor liberado por una bolsa de magma, las rocas forman una aureola con zonas concéntricas alrededor del plutónmagmático. Muchas rocas metamórficas muestran los efectos de presiones dirigidas, que hacen evolucionar los minerales a otros laminares, y toman un aspecto laminar. Ejemplos de rocas metamórficas, son las pizarras, los mármoles o las cuarcitas.