Rocas

 

 

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CORDOBA

Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales LABORATORIO AREA GEOTECNIA

GEOTECNIA GEOTECN IA I

Las rocas EN INGENIERIA

1 

GEOLOGIA PARA INGENIEROS Carreras de Ingeniería Civil e Ingeniería Ambiental Versión 4.1 – Agosto de 2017

INTRODUCCION Las rocas son agregados sólidos de minerales o partículas mantenidos  juntos mediante la trabazón de cristales cristales o la cementación de granos. Las rocas constituyen la porción exterior de la tierra (litosfera) y son formadas y transformadas en el manto, la corteza o la superficie terrestre. Los procesos de formación de las rocas en el subsuelo profundo se llevan a cabo en condiciones de alta temperatura y presión. 

Estos procesos profundos involucran la cristalización de material fundido (magmas) o la recristalización de agregados minerales en estado sólido o semi-sólido en un mecanismo que se designa metamorfismo. Los cuerpos magmáticos, líquidos, tienden a migrar penetrando en las fisuras de las rocas que los rodean (intrusiones), enfriándose y cristalizando, dando lugar a las rocas ígneas, cuyas formas son muy variables y sus dimensiones en ocasiones muy grandes (batolito de Achala) Algunas veces el magma sale a la superficie directamente (extrusión). Puede hacerlo de manera violenta (vulcanismo explosivo) o lenta (coladas de lava), en forma de distintos productos propios de la acción volcánica. La formación de rocas sobre la superficie terrestre ocurre mediante la transformación física y química de rocas previamente formadas y resultan en materiales más o menos estables, en los tan variados ambientes que 1

 Publicaciones Digitales de la Cátedra de acceso libre en plataformas públicas. Ciclo lectivo 2017. Abril, E.G.  E.G.  (2017). Las rocas en ingeniería. ingeniería. Geotecnia I: Geología para Ingenieros. Carreras de Ingeniería Civil e Ingeniería Ambiental. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, Universidad Nacional de Córdoba. Córdoba, Argentina. Versión Digital V 4.1 (agosto de 2017).

 

existen en superficie. En esos casos, las bajas presiones y temperaturas, y la abundancia de agentes químicos activos (como el agua, o el oxígeno libre) y físicos (variación térmica) tienden a disgregar, transformar y disolver las rocas en un proceso llamado meteorización meteorización.. La meteorización o alteración de una roca comprende su desintegración y descomposición fisico-química a partir de los agentes externos principales presentes en la atmosfera y la hidrosfera. El caso más común es el de las rocas con cobertura de suelo con desarrollo vegetal. El suelo es considerado un ser vivo formado por un complejo florístico y faunístico entre los materiales orgánicos y minerales, aire y agua que se encuentra sobre la roca y la altera.

Acción biológica

La meteorización puede ser esencialmente física (mecánica) o química. Los procesos principales de la meteorización física son la gelifracción gelifracción,, la descompresión,, la expansión térmica y la actividad biológica. descompresión biológica. En la meteorización química interviene como agente principal el agua y dentro de los procesos más notables se encuentra la disolución disolución..

Dinámica del agua en los suelos

 

Las características de los suelos están sujetas al clima y a la dinámica del agua subterránea en los diferentes ambientes naturales.

 

Perfiles de suelo en diferentes ambientes naturales. 

Los productos de la meteorización pueden permanecer en el mismo lugar donde ocurrió el fenómeno en forma de una capa superficial, que pasa a llamarse regolito, o ser transportados y depositados a distancia como sedimentos. La alteración de las rocas graníticas puede producirse in situ, generando paisajes característicos. El ejemplo más cercano so tenemos en la pampa de Achala, donde los granitos asumen una morfología típica después de haber sido alterados profundamente. Los excedentes de la desagregación del granito, en forma de gravas y arenas, son acarreados por los ríos y conforman las playas de los ríos serranos una vez que estos alcanzan los valles.

Secuencia de la meteorizaci meteorización ón esferoidal en granitos 

Los sedimentos pueden transformarse en rocas sedimentarias, proceso que abarca la deshidratación, compactación o introducción de sustancias cementantes. Como están compuestos por trozos de minerales o de rocas (clastos), se designan como sedimentos clásticos. Por su parte, las sustancias disueltas en el agua pueden también transformarse en rocas sedimentarias, en este caso por la evaporación del agua en la cual se encuentran disueltas (concentración y precipitación). Estos sedimentos no están formados por trozos de materiales sino por cristales que se forman a partir de la deshidratación de las sustancias y la consecuente concentración de las sales contenidas en el agua. Por provenir de la deshidratación (evaporación), se llaman sedimentos evaporíticos (evaporitas).

 

En realidad, las rocas se transforman constantemente pasando a formar parte de un proceso que se denomina ciclo de las rocas. rocas. En el campo, los distintos tipos de rocas se reconocen por ser masas mas bien homogéneas, constituidas por un conjunto de materiales relativamente constantes y limitadas por superficies más o menos regulares y definidas; éstas actúan como bordes que las separan de otros cuerpos rocosos adyacentes.

◄ El

ciclo de las rocas

Las propiedades individuales de las rocas van desde el color hasta la resistencia mecánica, desde la porosidad hasta el valor económico, son básicamente definidas mediante cuatro propiedades: 1) 2) 3) 4)

La naturaleza de sus constituyentes sólidos La distribución y el ordenamiento de los mismos en la masa El mecanismo de vinculación intergranular o cristalino El tamaño de grano de las partículas o de los cristales

La textura es un término que se maneja para describir la interrelación entre cristales o granos minerales y/o clastos y cemento, que forman una roca, incluyendo tamaño, forma y unión de los mismos.

▲ Algunas

estructuras primarias de las rocas

Algunas Estructuras secundarias secundarias de las rocas

 

►

La estructura es el término que engloba los rasgos más notables que presentan o adquieren las rocas en su formación, producidos por enfriamiento y presiones, por sedimentación o por metamorfismo. Las estructuras pueden clasificarse en primarias, que se forman al formarse la roca (como la estratificación, la esquistosidad, la fluidalidad, la forma y orientación de los granos minerales…) y secundarias, que se originan luego

 

de haberse formado las rocas (como pliegues, diaclasas y discontinuidades en general).

Estructuras de las rocas

Geológicamente, y de acuerdo con su origen, la las s rocas se clasi clasifican fican en tres grandes grupos: 1) Rocas ígneas: Formadas por el enfriamiento y cristalización del material fundido llamado magma. 2) Rocas metamórficas Formadas por recristalización de rocas existentes a elevada temperatura y en estado sólido/semisóli sólido/semisólido. do. 3) Rocas sedimentarias s edimentarias Formadas mediante agregación de minerales y fragmentos rocosos o por precipitación de minerales disueltos en sustancias, en o cerca de la superficie terrestre.

LAS ROCAS IGNEAS Las rocas ígneas se forman a partir de fluidos silicatados, llamados magmas, originados dentro de la corteza terrestre y el manto. El magma puede enfriarse y sus compuestos cristalizar en profundidad (batolitos, lacolitos…) y aflorar en superficie luego de ser erosionada su

 

cobertura o alcanzar el exterior a través de aparatos volcánicos de diferentes tipologías. La cristalización genera una masa de granos minerales que se vinculan fuertemente produciendo una masa isotrópica, impermeable, mecánicamente muy resistente, cuya forma depende de la manera de emplazarse.

Esquema del mecanismo de la generación de rocas

Las rocas ígneas están divididas a su vez en grupos, de acuerdo con la profundidad a la que se ubican una vez formadas: 1) Rocas plutónicas: 2) Rocas hipabisales: 3) Rocas volcánicas:

de emplazamiento profundo, rocas intrusivas de emplazamiento a baja profundidad extruidas hacia la superficie

En la figura siguiente, un bloque de roca es penetrado y atravesado por el magma que termina conformando una variedad de cuerpos intrusivos y extrusivos.

Las diferentes rocas ígneas según su forma y su lugar de emplazamiento

A medida que a lo largo del tiempo un gran cuerpo magmático asciende, puede enfriarse, cristalizando en ese caso una gran masa de roca ígnea y formando un batolito. Los batolitos pueden tener desde algunas decenas a varios cientos de kilómetros de diámetro y enfriarse lentamente durante varios millones de años a profundidades de 5 a 50km.

 

CLASIFICACION DE LAS ROCAS IGNEAS (Según forma y lugar de emplazamiento) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

batolito xenolito o inclusión roca colgada stock dique y flujo de lava dique filón-capa volcán

Algunos bloques de la roca de caja (la que envuelve al magma) pueden haber sido incorporados a la cámara magmática y disueltos parcialmente; se denominan xenolitos. Una proyección del magma hacia arriba y relativamente pequeña cristalizará como un stock.

Una intrusión laminar angosta que llega a la superficie y corta a los estratos perpendicularmente forma un dique y puede producir un flujo de lava hacia el exterior. Otro tipo de intrusión similar al dique pero que es paralela a los estratos existentes (en caso de penetrar un paquete sedimentario) se denomina filón-capa (sill). La estructura final resultante de la intrusión global es lo que se designa como aparato volcánico. Los stocks, diques y filones capa son formas típicas de rocas intrusiv intrusivas as poco profundas. Por su parte, los volcanes y los flujos de lava son cuerpos típicamente extrusivos. El magma contiene agua disuelta, así como otros constituyentes volátiles. Son mantenidos en solución debido a las grandes presiones que reinan a esas profundidades y cristalizan selectivamente a medida que baja la temperatura.

Clasificación, textura y mineralogía de los principales tipos de rocas plutónicas y volcánicas.

En ocasiones, estos constituyentes (líquidos y volátiles) se separan y son expelidos del magma cuando éste extruye hacia la superficie. Esto significa un cambio abrupto en las condiciones de presión y temperatura a las que estaban sometidos en profundidad.

 

La cristalización se da a partir de que las sustancias minerales alcanzas su umbral de fusión, que es típico para las diferentes variantes químicas y su ambiente local de presión y temperatura.

Secuencia de cristalización cámara magmática

en

una

El comportamiento comportamiento de estos fluido fluidos s es variado. El material pasa a s ser er lava, si el magma es muy fluido (cuando contiene poco sílice), o puede eyectarse explosivamente si los magmas son muy viscosos (magmas con mucho sílice), con una gran energía y la proyección de fragmentos de diferente tipo.

Clasificación de las rocas ígneas Las rocas ígneas se dividen en cuatro grupos, según el porcentaje de sílice (SiO2) que poseen: ROCAS IGNEAS

Clasificación según su contenido de sílice:

Rocas ácidas:

> 65% SiO

2

Rocas Intermedias: 52 - 64% SiO   2

Rocas básicas:

44 - 51% SiO  

Rocas ultrabásicas: 36 - 43% SiO

2

2

Designación de las rocas ígneas en función de su contenido de sodio (Na2O) y potasio (K2O)

Los minerales componentes de las rocas ígneas pueden clasificarse a su vez en principales principales,, accesorios y accidentales accidentales.. Los componentes principales son aquellos que constituyen la mayor parte de una roca y en base a los cuales se clasifica a la l a misma. Los minerales accesorios aparecen en menor proporción y no influyen como para cambiar el nombre de la roca y, en general, tampoco en sus características tecnológicas. Por su parte, los minerales accidentales pueden o no hallarse presentes y en general no inciden en las características de la roca.

 

Debido a que los distintos minerales se funden a diferentes temperaturas, (por su composición química), existe un orden de cristalización, a medida que el magma se enfría. Esto da lugar a una serie de reacciones continuas y discontinuas  discontinuas..

 

Clasificación de las rocas de acuerdo con su grado de acidez (contenido de sílice)

Las reacciones continuas son reacciones progresivas. En los feldespatos calcosódicos (plagioclasas), por ejemplo, los cristales que se forman primero son más ricos en Ca. Luego la reacción continúa, la temperatura desciende y dichos cristales se hacen progresivamente más ricos en Na. En las reacciones discontinuas, en cambio, existen cambios abruptos. Ciertos minerales ferromagnesianos, a medida que continúa el enfriamiento del magma y la reacción, son transformados en otros con diferente estructura cristalina. La augita, por ejemplo, se transforma en hornblenda. A continuación se presenta el diagrama de Bowen, Bowen, que ilustra estos procesos, con las modificaciones introducidas por Barth sobre las llamadas series de Bowen: Bowen:

Series de Bowen

Los primeros miembros de ambas series se forman a altas temperaturas y presión y, generalmente, cristalizan juntos. Igualmente sucede con los minerales de baja temperatura, por ejemplo con la mica, el feldespato potásico y el cuarzo en los granitos.

Textura de las rocas ígneas La influencia de la rapidez del enfriamiento y la presión reinantes durante los distintos tipos de consolidación del magma, da lugar a diversas clases de texturas.

 

Las rocas cristalinas presentan diferentes texturas, de acuerdo con lo que podría denominarse como grado de cristalinidad  (cuán   (cuán cristalinas son). De acuerdo con esto, la textura de las rocas cristalinas puede ser: 1. Holocristalina La roca está compuesta en su totalidad por cristales, como por ejemplo el granito o la diorita. Esta textura es característica de un enfriamiento lento.

2. Hialina La roca está constituida completamente por vidrio. Esta textura también se denomina vítrea, y es característica de un enfriamiento brusco.

3. Hemicristalina. La roca se halla compuesta por cristales y vidrio, en variados porcentajes, por ejemplo en el caso de la riolita.

Detalle → 

Textura holocrist holocristalina alina

Textura vítrea

La clasificación puede también abordarse según el tamaño de los cristales que componen la roca: - Fanerítica  Fanerítica  - Afanítica  Afanítica  Microcristalina   Microcristalina Criptocristalina   Criptocristalina

Los Los Los Los

cristales cristales cristales cristales

son visibles a simple vista no se visualizan a simple vista son visibles al microscopio no se visualizan con microscopio

Ordenamiento según va decreciendo el tamaño de los cristales

Finalmente, otra clasificación aborda las rocas ígneas de acuerdo con sus características texturales. La textura se refiere a la disposición que tienen entre sí las partículas que componen un material.  Granular: Las rocas con estas texturas presentan la mayora de los cristales de igual tamaño, aproximadamente equidimensionales o iguales.

Granítica

Pegmatítica

Porfídica (P=Pasta)

Vítrea

Porfídica: Los cristales que forman la roca son desiguales, coexistiendo cristales grandes con otros cristales más pequeños.

 

Los cristales más grandes se llaman fenocristales   y se encuentran inmersos fenocristales en una matriz de grano fino (a veces vítrea) que es una pasta o masa formada por pequeños cristales o por vidrio.

  Según la forma de los cristales y sus relaciones mutuas se los denomina: a) Euhedrales o idiomórficos: Los cristales cristalinas

están

limitados

por

caras

b) Anhedrales o alotriomórficos: Los cristales están desprovistos de caras cristalinas limitantes

c) Subhedrales o hipidiomórfico hipidiomórficos: s: Los cristales se encuentran sólo en parte limitados por caras cristalinas. Cristales euedrales

► 

Rocas ígneas plutónicas Estas rocas son holocristalinas (la roca está compuesta en su totalidad por cristales) y con textura granular (la mayora de los cristales presentan igual tamaño). Son rocas características de un enfriamiento lento (por enfriar a profundidad). Los cristales son de distintos tamaños pero generalmente visibles a simple vista. Las rocas plutónicas se han formado a profundidades superiores a los 500m y, como se han enfriado muy lentamente, todos sus componentes han tenido tiempo para cristalizar. Se encuentran sólo en las zonas continentales y su textura típica es de tipo granítico (granito, sienita, diorita, gabro y peridotita).  Granito: Es una roca intrusiva ácida, compuesta fundamentalmente Granito: por cuarzo, feldespato y mica. Los feldespatos suelen ser generalmente potásicos y las micas de tipo muscovita o biotita. Se trata de una roca muy abundante, que constituye grandes cuerpos cristalizados a profundidad y que afloran cuando la erosión remueve la tapada que los cubre originalmente, una carcaza de rocas metamórficas que representa los efectos del calentamiento de la roca de caja en contacto con la cámara magmática.

 

Los granitos son rocas ácidas, por lo cual tienen tonalidades claras. El ejemplo más notable en Córdoba es el plutón granítico de Achala.

 

Granito

Diorita: Es una roca plutónica formada por plagioclasa, biotita y Diorita: proporciones variables de anfíboles y piroxenos, los cuales le transfieren su tonalidad verde negruzca. Cuando además de estos componentes poseen cuarzo y feldespato potásico, se las denomina granodioritas. Provienen de magmas mesosilícicos y de allí su s u composición química intermedia. Gabro: Esta roca deriva del enfriamiento de un magma de tipo Gabro: básico (pobre en sílice), por lo cual los gabros son de tonos oscuros. Sus componentes principales son: plagioclasas, piroxenos, anfíboles y biotita.

◄ Diorita 

Peridotitas: Estas son rocas no feldespáticas constituidas por olivino Peridotitas: y piroxeno en más del 90%. Otras designadas piroxenitas tienen más de un 90% de piroxeno y son oscuras, con grano grueso a medio.

Peridotita con crisotilo 

Texturas de rocas ígneas plutónicas 

 

Rocas ígneas volcánicas Las rocas volcánicas se originan cuando los magmas, provenientes de las cámaras magmáticas, en profundidad, enfrían en la superficie terrestre, a temperaturas y presiones bajas. Los materiales que las originan provienen de ambientes de alta presión y elevadas temperaturas. En las nuevas condiciones el enfriamiento es muy rápido, por lo cual los cristales disponen de poco tiempo para formarse y crecer. El resultado se traduce en rocas constituidas por una masa de cristales de pequeño tamaño o bien materia amorfa sin cristalizar (vidrio).

En general, las rocas volcánicas presentan textura porfírica, debido a que una parte del magma alcanzó a cristalizar antes de la erupción. Estas partes forman fenocristales mientras que, el resto de la masa, al no haber alcanzado cristalizar totalmente sino(cristales que se ha rápidamente, da lugar a unaamasa de textura afanítica queenfriado no se observan a simple vista), tanto microcristalina como vítrea. Las rocas volcánicas pueden ser desde muy ricas hasta muy pobres en sílice. El mejor exponente de las rocas volcánicas ácidas es la riolita. En el otro extremo se encuentran los basaltos (rocas básicas) y en el rango intermedio se ubican las andesitas. Riolita: Esta roca efusiva ácida está constituida por los mismos Riolita: minerales del granito (cuarzo, feldespato y mica), pero en una masa sin estructura cristalina visible a simple vista y con los cristales diseminados.

Riolita

Andesita

Andesita: Las andesitas pertenecen a la fase efusiva de un magma Andesita: mesosilícico rico en plagioclasa y hornblenda (anfíbol). También con una masa no cristalina rodeando los cristales.

 

Basaltos: Los basaltos ya pertenecen a la fase efusiva de un magma Basaltos: básico (muy pobre en sílice). Los magmas son fluidos, no explosivos. Los colores son oscuros. Predominan las plagioclasas augita y a veces olivino.

Muestras de dos tipos de basalto: masivo y vesicular

Visión conjunta y caracteres diferenciales de las principales rocas ígneas

 

Rocas ígneas filonianas  filonianas (hipoabisales) (hipoabisales) Estas rocas poseen textura holocristalina fanerítica semejante a las plutónicas: rocas que van de grano muy grueso (pegmatitas) a fino (aplitas). En general se presentan como filones, vetas o diques en las partes marginales de los cuerpos intrusivos. Pegmatitas: rocas de grano sumamente grueso, formadas por Pegmatitas: porciones residuales del magma, ricas en sustancias volátiles que hacen descender la temperatura de cristalización de los minerales permitiendo el crecimiento de los mismos hasta alcanzar grandes dimensiones. Se componen básicamente de cuarzo, feldespato y mica siendo la fuente importante de otros minerales como el berilo, la apatita, apat ita, etc.

Pegmatita

Aplita

Aplitas: La formación de las aplitas es similar a la de las pegmatitas, Aplitas: con la diferencia de que se trata de una roca de grano (cristales) fino, con aspecto sacaroide (azúcar). Las tonalidades de estas rocas son claras y provienen del cuarzo y del feldespato que poseen. Se deben a magmas más viscosos, sin componentes líquidos.

Rocas volcánicas piroclásticas  piroclásticas  Las rocas piroclásticas se forman por la fragmentación de productos volcánicos durante las erupciones y están constituidas por cristales, trozos de rocas y vidrio volcánico desmenuzado. EFUSIONES VOLCANICAS ◄

GASES  GASES 

◄

ROCAS PIROCLASTICAS PIROCLASTICAS  

◄

LAVAS

 

El tamaño de los clastos varía. Son muy gruesos en las zonas próximas al volcán, donde forman aglomerados (material relativamente suelto) y brechas volcánicas (materiales angulosos cementados por material semifundido). Estos clastos (vítreos o cristalinos), son transportados muy lejos por los vientos, disminuyendo progresivamente sus tamaños con la distancia al centro de erupción. Cuando interviene el transporte fluvial de los materiales, se incorporan otros detritos, no volcánicos, dando lugar a la formación de las llamadas tufas tufas,, que pueden ser de grano medio a muy fino.

Bombas: Las bombas volcánicas son material volcánico fundido que se encontraba en la chimenea volcánica al momento de producirse una explosión que las eyecta al exterior. Tienen la composición del magma que se encuentra fluyendo hacia fuera del aparato a parato volcánico.

Bombas volcánicas fría (izquierda) e incandescente (derecha)

El material fundido solidifica al enfriarse y toma formas propias de la velocidad de eyección. Pueden ser de los más diferentes tamaños, desde unos cuantos centímetros a varios metros. Se depositan en cercanías del volcán, de acuerdo a su tamaño, donde terminan de enfriarse. Lapilli: Los lapilli son un conjunto conjunto de pequeños trozos de lava arrojados por los volcanes en erupción. Se trata de piroclast piroclastos os de caída con individuos cuyas cuyas dimensiones está están n comprendi comprendidas das entre 2mm y 64mm.

Estrato de material volcánico con lapilli y detalle de los individuos en superficie

 

Son generados en erupciones explosivas a partir de la fragmentación de lavas viscosas que recubren las burbujas de gas que ascienden hacia la superficie y explotan explotan por la gran diferencia de su presión interna con la del entorno. El lapilli vinculado con erupci erupciones ones estrombolianas es de color negro, y pasa a tonalidades rojizas por oxidación, con diferentes grados de vesiculación y dispuestos en capas, con una poca dispersión lateral.

Los lapilli asociados con magmas diferenciados se denominan pómez, tiene tonos claros y muy baja densidad, con una gran dispersión lateral. Los lapilli pueden presentarse sueltos o soldados. Cenizas volcánicas: Las cenizas son la parte más fina de las efusiones volcánicas. Se trata de partículas de vidrio que son dispersadas por el viento y pueden llegar a enormes distancias.

Cenizas volcánicas 

Cenizas depositadas sobre una aeronave 

Tienen la característica de ser altamente inestables a la intemperie, quedando sometidas a la aguda acción del agua y del oxígeno. Son muy rápidamente asimilables por el ambiente pero su contenido puede significar la presencia de sustancias químicas peligrosas.

ROCAS SEDIMENTARIAS Las rocas sedimentarias se forman por el agregado de partículas sólidas o la precipitación de minerales en solución por evaporación en la superficie terrestre.  Los fragmentos rocosos y minerales sólidos desprendidos de las rocas mediante meteorización pueden ser removidos de su sitio original por

 

acción del agua superficial, del viento o del hielo. A medida que estos materiales ocupan posiciones más estables, como los fondos marinos o cuencas cerradas, aumentan su tiempo de residencia y dan lugar a la transformación del material suelto en roca mediante su cementación u otros procesos (litificación (litificación). ). La litificación o diagénesis es un proceso que abarca un conjunto de cambios que conducen a la consolidación de un sedimento. Incluye la compactación, disolución, reemplazos, consolidación y cementación por precipitación.

Diagénesis de un sedimento

Los detritos sedimentarios y las rocas sedimentarias exhiben un espectro de propiedades físicas relacionadas con su grado de litificación. Varían desde materiales sueltos, que forman agregados muy porosos hasta materiales altamente litificados, que conforman masas densas prácticamente sin porosidad e impermeables.

◄ Estratos

de rocas sedimentarias clásticas con discordancia angular

Se trata de granos minerales, restos fósiles, fragmentos rocosos y de materiales precipitados químicamente, tales como sales, yeso, óxidos de hierro y otros. Pero las rocas sedimentarias se forman no solamente por el agregado de partículas sólidasensino también terrestre. por precipitación de minerales en solución, por evaporación la superficie

 

Las rocas sedimentarias se subdividen en clásticas y no clásticas.

Rocas sedimentarias clásticas (detríticas) (detríticas)   Las sedimentitas clásticas derivan de partículas sólidas detríticas, minerales o trozos de rocas provenientes de otras rocas. FORMA DE LOS CLASTOS

Caracteres de las sedimentitas clásticas: origen y tamaño y redondez de los clastos

Los materiales de los que provienen las sedimentitas clásticas pueden tener no solo distintos tamaños sino también diferentes formas y grados de selección, entendiéndose por tal las proporciones en que se encuentran presentes las distintas granulometrías en el sedimento. Estas características derivan de los procesos que han originado el sedimento, los agentes de transporte y las distancias recorridas por las partículas. ◄

Real Esquemática

▼ 

Los afloramientos rocosos sedimentarios muestran claramente su génesis a través de las características de sus componentes, la relación entre ellos y la presencia y tipo de cementantes.

Sedimentitas Sedimentita s gruesas con bloques de diferente redondez: Conglomera Conglomerado do y brecha

 

La madurez de los sedimentos y de las rocas sedimentarias que originan (sedimentitas) se muestra en la relación entre el grado de selección de sus partículas, su redondez y la presencia de cementante.

Grado de madurez textural de los sedimentos clásticos (modif. de Folk, 1951)

Como las rocas detríticas se encuentran formadas por trozos de minerales o de rocas (clastos) que provienen de la degradación de rocas o del retransporte de depósitos previos, su constitución como rocas deviene de un proceso de diagénesis en el que las partículas resultan finalmente unidas o amalgamadas por una pasta denominada cemento. La sedimentación ocurre a partir de procesos de desintegración, erosión, transporte y depositación. Estos pasos se concretan a través de la fuerza de gravedad, la dinámica de los hielos continentales, el agua superficial y los vientos.

Procesos y materiales en juego de acuerdo con la velocidad del agente de transporte y la granulometría del material clástico (diagrama de Hjülstrom)

De acuerdo con la energía del agente que termina depositando los materiales que conformarán luego la roca sedimentaria, se originarán texturas y estructuras más o menos ordenadas y más o menos homogéneas.

 

La disposición relativa de los granos de estas rocas depende de su tamaño, su forma y el grado de selección de los componentes, que tiene que ver con el tipo de roca de origen, la distancia a la cual es transportada y la dinámica del agente de transporte

El origen de las rocas sedimentarias se encuentra directamente ligado a las características de los sedimentos de partida, es decir, aquellos desde los cuales comienza el proceso de diagénesis diagénesis.. La diagénesis es el proceso en el que se da una serie de cambios fisico-químicos los sedimentos, tras su en deposición, a partir de los cuales los materiales depositados se transforman en rocas. Este proceso se conoce también bajo el nombre de litificación.

Rocas detríticas y sedimentos de los que derivan 

En la secuencia de la diagénesis se dan tres procesos: - El reordenamiento de las partículas durante el transcurso transcurso de la sedimentación (sindiagénesis (sindiagénesis); ); - La compactación, deshidratación y cementación del material aún poco consolidado (anadiagénesis anadiagénesis), ), que es estrictamente el proceso de l itificación del itificación del sedimento; - El conjunto de procesos que ocurren a partir de la exposición de la roca (originalmente más profunda) en superficie, correspondiendo considerar la descarga litostática, la saturación con aguas subterráneas, procesos de oxidación, etc. (epidiagénesis (epidiagénesis))

 

La litificación entonces es la suma de la compactación compactación,, deshidratación y cementación de un sedimento. La compactación se produce como resultado de la acumulación progresiva de los sedimentos sobre otros previamente depositados, con el consiguiente incremento de carga litostática. El contenido de agua se va reduciendo en los poros (cada vez más pequeños) y las soluciones remanentes pueden experimentar un incremento en su concentración, pudiendo precipitar algún mineral que actuará como cementante entre las partículas. Durante el proceso de deshidratación deshidratación,, las partículas laminares (micas, arcillas) pueden quedar orientadas y dar lugar a superficies aproximadamente planas y que motivan la foliación en las rocas sedimentarias políticas (clásticas finas). Las rocas resultantes de estos prolongados procesos que se desarrollan a lo largo del tiempo, presentan características que dan cuenta de las diferentes etapas por las cuales han pasado. Los principales tipos de cemento cemento   que mantienen unidas las partículas de estas rocas son la calcita, diversas formas de sílice y los óxidos de hierro, incluso en muy pequeña cantidad. Conglomerados : Son rocas compuesConglomerados: tas por fragmentos de otras rocas y minerales sueltos, empastados en una masa de grano más fino y unidos por un cemento (calcáreo, silíceo, ferruginoso). Los granos son gruesos, (guijarros, bloques), redondeados, variando según las rocas de origen. La resistencia de la roca está relacionada con el grado de diagénesis, el tipo de rocas que lo forman, el contacto entre los granos, el tipo de cemento que une la masa y

Conglomerado

el grado de alteración de las partes.

Brechas: Las brechas son rocas Brechas: similares a los conglomerados en todo salvo que los clastos o bloques que los componen son angulosos o mínimamente rodados).

La resistencia de estas rocas puede suponerse superior a la de los conglomerados en cuanto que los clastos pueden calzar mejor unos con otros, dificultar la rotura, mejorar el coeficiente friccional y evitar así la presencia de líneas de debilidad.

Brecha

 

Areniscas: Las areniscas son rocas Areniscas: compuestas por fragmentos rocosos y minerales del tamaño de las arenas predominando, en general, el cuarzo. Los granos son redondeados por el transporte y la cementación varia en función del agente químico, como en los conglomerados. Si no son masivas, la resistencia de las areniscas puede estar condicionada por la presencia planos de estratificación, los cuales definirán zonas de debilidad o resistencia (de acuerdo con sus características). La inclinación de los estratos hace prever que su resistencia dependa del buzamiento de las capas que la conforman.

Arenisca

Limolitas: Las limolitas son rocas de Limolitas: grano fino (contienen limos en una proporción mayor al 50%), cementados (o a veces endurecidas por recristalización presión). de la fracción arcillosa a alta Son rocas de aspecto generalmente masivo (sin estratificación), con resistencia bastante homogénea pero con planos de debilidad dados por capas de materiales levemente diferentes, con distinta cementación o con niveles orgánicos (fósiles). 

Limolita fosilífera

Arcilitas: Las arcilitas son rocas de Arcilitas: grano muy fino constituidas por partículas arcillosas (en su mayor proporción), micas y granos finos de cuarzo. El tipo de cemento les otorga los colores más variados y refleja el medio de deposición original (rojos para los óxidos, amarillos y anaranjados para los hidróxidos, oscuros para los orgánicos). Estas rocas son de yacencia generalmente masiva y su resistencia depende fundamentalmente del grado de diagénesis y de la presencia y ubicación de las micas.

Arcilita 

Rocas sedimentarias evaporíticas Tratamos aquí algunas rocas mono-minerales. Son consideradas también como rocas porque conforman depósitos muy voluminosos que constituyen formaciones geológicas. Estas sedimentitas son de origen químico o

 

bioquímico y se encuentran formadas a partir de precipitación de sustancias disueltas en agua. La precipitación ocurre al saturarse las soluciones por evaporarse el agua que contiene las sales. Esto es propio de las cuencas cerradas, en particular de las ubicadas en zonas áridas y semiáridas, donde el coeficiente de evaporación es elevado, sea por la circulación de vientos secos como por el la elevación de la temperatura de las aguas de las lagunas y salares a partir pa rtir del calentamiento solar. Formación de costras salinas por evaporación de aguas cargadas de sales en cuencas cerradas en regiones desérticas y semi-desérticas. En épocas lluviosas, las aguas superficiales lavan los sedimentos periféricos y se cargan de sales.  ◄

Superficie de un salar

Formación de costras salinas por eflorescencia. Ascensión capilar de aguas semisaturadas por tracción capilar por desecación. Ya en superficie, son sometidas a evaporación y cristalización de las sales que contienen en solución. Este fenómeno es típico de periferias lagunares en ambientes desérticos y semidesérticos.

Las evaporitas constituyen un grupo especial que se forma mediante la evaporación de agua salina en masas líquidas, total o parcialmente encerradas, tales como lagunas o lagos, en regiones áridas. Los depósitos evaporíticos típicos son los de yeso, anhidrita, halita y carbonáticas biogénicas. Estos materiales, una vez sedimentados, pueden quedar soterrados a profundidad, confinados entre otros sedimentos y luego plegarse, levantarse en episodios tectónicos y aflorar en determinadas ocasiones mostrando las capas en que se depositó la secuencia.

Estratos salinos en un barranca

La característica que los destaca es su plasticidad, su condición de solubles y ser geotécnica materiales muy blandos.

 

Estas características tienen importancia en cuanto inciden en el comportamiento del macizo rocoso al cual pertenecen, sea en su estabilidad como en la posibilidad de proveer sustancias químicamente activas y particularmente nocivas para la construcción y que pueden considerarse contaminantes. Halita: La halita o sal común ya ha Halita: sido tratada como mineral. Se encuentra en la naturaleza en forma masiva o en costras de variados espesores. Las propiedades físicas en su estado masivo son la plasticidad, su debilidad, y la posibilidad de disolverse rápido. Puede presentar cualquier color, en función de las impurezas que presente. Además de ser soluble en agua, tiene la propiedad de atraer la humedad del aire (higroscópica) y disolverse cuando están expuestas. El ambiente de formación de la halita, y de las otras sales comentadas, es el sedimentario de tipo evaporítico en un clima cálido y seco.

Niveles dentro de un estrato salino

Yeso: El yeso, como la halita, ya ha Yeso: sido tratado como mineral. Igualmente se encuentra en la naturaleza en forma masiva en niveles estratiformes de variado espesor. Es un sulfato de hábito masivo o lenticular, fibroso o acicular. De colores variables, es un material blando, plástico, soluble y exfoliable. En su forma masiva, se pueden confundir con otros sulfatos y con algunos carbonatos. Su hábito fibroso o columnar conforma también agregados de cristales que aparece rellenando fracturas. El principal ambiente de formación del yeso, es el sedimentario de tipo evaporítico. Los grandes yacimientos se dan a partir de la evaporación progresiva de aguas ricas en sulfatos y cloruros en ambientes sometidos a un clima cálido y seco.

Estratos de yeso

Estratos de margas intercaladas con yeso

 

Rocas calcáreas no organógenas 2: Las rocas calcáreas son rocas carbonáticas formadas por calcita como mineral principal (calizas) asociada con cantidades variables de dolomitas (dolomías), aragonita, etc. Se originan por la deposición de carbonatos en el fondo de cuencas, generalmente marinas, y de aguas poco profundas. En realidad, los carbonatos que constituyen estas rocas pueden provenir también de restos de seres vivos unidos o cementados químicamente, por lo cual, estrictamente, podrían tener carácter orgánico. En este apartado se consideran las que tienen génesis evaporítico e hidrotermal, es decir que se trata de precipitaciones de carbonato de calcio disuelto en ambientes específicos. Calcretes: (caliche, hardpan) Calcretes: hardpan) Los calcretes (calcrettes o calcretas) son acumulaciones de carbonato cálcico (esencialmente), que se forman en superficie o subsuperficie con una amplia variedad de formas, desde pulverulentas hasta nodulares y muy compactas. Su formación es el resutado de la cementación por ingreso y desplazamiento o reemplazo de estructuras edáficas, sedimentarias o rocas de carbonato cálcico a partir de las aguas freáticas o superficiales saturadas en carbonato cálcico. El origen y el mecanismo de precipitación del carbonato cálcico puede darse según dos modalidades: por ascenso o por descenso de aguas carbonáticas en la masa del material original (suelo, sedimento o roca). El mecanismo por ascenso, ascenso, se refiere a la movilización de aguas freáticas, mientras que el mecanismo por ascenso  ascenso  se refiere a aguas carbonáticas que se desplazan hacia abajo desde la superficie o la subsuperficie. El carbonato y el calcio van en solución y su origen puede ser el agua de las lluvias o de escorrentías superficiales que lavan el suelo o los sedimentos cargándose de carbonatos. Ambos mecanismos pueden actuar sobre un mismo calcrette. 

2

Techo de un nivel de calcrettes

Niveles de calcrettes vistos en corte

De acuerdo con su espesor o su desarrollo horizontal, pueden formar capas impermeables continuas que limitan o condicionan la circulación de las aguas subterráneas. Pueden conformar niveles resistentes y aportar condiciones favorables a las fundaciones de obras civiles.

 Debe hacerse notar que también hay metamorfitas carbonáticas (mármoles).

 

Travertinos: Se designan como Travertinos: travertinos a rocas sedimentarias carbonáticas que tienen un origen químico aunque parcialmente biogénico. Estas rocas se generan en determinadas condiciones a partir de aguas termales carbonáticas que terminan dando lugar a un material resistente y frágil, más o menos poroso pero no permeable. Está compuesto de calcita, aragonita y limonita en capas paralelas con pequeñas cavidades. Presenta tonaldades amarillentas suaves a café claro. Travertinos rústico y pulido 

Onix: El ónix calcáreo (Lacreu, Onix: 1993) no debe confundirse con el óxido de silicio ónice u ónix3. Es la denominación comercial de que una variedad de carbonato de calcio exhibe una laminación muy fina y sutil representada por láminas de diversas tonalidades entre beige y verde. Mármol ónix

Ftanitas: Son rocas silíceas de Ftanitas: origen químico de grano fino (fractura concóidea), formada por precipitación de sílice orgánico, siendo los principales minerales que las forman la calcedonia, el ópalo y sílice amorfa.

Ftanita (fractura conoidal)

Las rocas sedimentarias organógenas Estas rocas se forman a partir de agregados de material orgánico y restos proveniente de seres vivos sedimentados, aglomerados y cementados (sedimentitas organogénic organogénicas). as).

3

 La variedad silícea (SiO2) es semejante al ágata y, debido a que pose una laminación muy similar, fue considerada para designar también a la variedad v ariedad carbonática carbonática..

 

Se trata generalmente del aporte de las conchillas o caparazones de moluscos (carbonatos) o restos (esqueletos y caparazones) de organismos marinos que fijan sílice, como los radiolarios. Estos organismos forman colonias y estuvieron presentes en tal magnitud y durante tanto tiempo que sus restos se encuentran muy difundidos y la acumulación de sus restos es voluminosa. Las diatomeas participan del fitoplancton marino y continental y se han desarrollado desde el período Triásico hasta la actualidad. Miden desde una decena hasta centenares de micrones. Los radiolarios son parte del zooplancton marino que ha habitado las aguas oceánicas desde el período Cámbrico hasta el presente. Al igual que las diatomeas, miden desde una decena hasta centenares de micrones. Las esponjas silíceas, marinas y continentales, también han habitado ecosistemas marinos y continentales específicos desde el Cámbrico.

Los depósitos son generalmente masivos y estuvieron depositados en grandes extensiones en fondos marinos. Los yacimientos se explotan a cielo abierto y el material se encuentra en forma de estratos (estratiforme).

Estratos de carbonatitas fósiles

Diatomitas : Diatomitas: rocas sedimentarias organógenas producidas por la acumulación y diagénesis de restos de diatomeas. Su color es blanco, son rocas muy livianas y muy friables (terrosas, desmenuzables).

Diatomitas (niveles pulverulentos) pulverulentos)

Radiolaritas : Similares a las diatomiRadiolaritas: tas, son sedimentitas organógenos silíceas originadas en la acumulación y mitificación de restos de radiolarios (microorganismos de ambiente marino) en los fondos oceánicos.

Radiolaritas (se advierten los restos fósiles) 

 

Características Característic as de las rocas sedimenta sedimentarias rias En cuanto a las características de las rocas sedimentarias relacionadas directamente con la cuestión ambiental se encuentra la porosidad. Las rocas evaporíticas, menos densas, suelen constituir estructuras que suelen actuar como trampas petrolíferas. También los conglomerados y las areniscas se presentan como potenciales o rocas-almacén de petróleo o gas natural, ya que poseen un relativamente elevado índice de poros. Son rocas importantes dado que también suelen constituir buenos acuíferos para el abastecimiento de agua. La capacidad de las rocas para almacenar fluidos se designa porosidad. Si los poros se encuentran conectados, permitirán el paso de los fluidos a su través (permeabilidad). Ambas propiedades de las sedimentitas son de considerable interés. En el momento de su deposición, los sedimentos son extremadamente porosos. Los poros (espacios huecos) comprenden un volumen muy importante en relación al volumen del propio sedimento. Si el espacio ocupado por los poros es rellenado por otros sedimentos de menor tamaño de grano, tanto la porosidad como la permeabilidad pueden verse reducidas drásticamente. Las arenas limpias (desprovistas de limo y arcilla) constituyen magníficos acuíferos y rocas almacén. Sin embargo, las arenas con presencia de particulado menor (limo y arcilla) presentan la porosidad parcial o severamente afectada.

La porosidad en las rocas sedimentarias

La estratificación es una característica de las sedimentitas que condiciona severamente la permeabilidad, originando niveles más o menos permeables que pueden oficiar de techos y pisos de acuíferos.

 

Macro estratificación (paquetes sedimentarios)

 

La variación cíclica entre períodos secos y húmedos genera depósitos en secuencias granulométricas grano-decrecientes o grano-crecientes que implican un cambio en la permeabilidad vertical del sedimento.

Micro estratificación (facies detríticas)

Además de las variaciones verticales en la composición de los sedimentos que originan rocas, existen complejas variantes que conllevan a variaciones granulométricas en sentido horizontal. Es el caso de los depósitos característicos de las zonas pedemontanas (marginales a las serranías), donde la gravedad y los acarreos hídricos generan una distribución gradual de las granulometrías según ejes de dispersión lineales o en abanico. Abanico aluvial en ambiente de pedemonte

Estabilidad de los minerales de las rocas sedimenta sedimentarias rias Durante el proceso de la sedimentación existen minerales con diferente comportamiento y sensibilidad al cambio. De acuerdo con sus características y su vulnerabilidad al ambiente, pueden diferenciarse minerales más inestables que otros. Esta inestabilidad puede continuar como potencial, aún después de haberse formado la roca.

 

Minerales considerados inestables son aquellos que pueden ser alterados por la meteorización, el transporte o durante el proceso diagenético. Por el contrario, los minerales estables prácticamente no sufren alteraciones. Es notable, en las rocas sedimentarias, la presencia de cuarzo y minerales arcillosos, componentes principales por ejemplo de areniscas y arcilitas. Le siguen en orden de importancia los feldespatos: ortoclasa, microclino, albita y oligoclasa, el carbonato de calcio, el pedernal y el óxido de hierro. Las partículas minerales están expuestas a la meteorización química o a ser disueltas, a pesar de encontrarse entre estratos de sedimentos clásticos estables: Algunos minerales tienden a ser eliminados por disolución durante la diagénesis. Entre ellos están los silicatos de alta temperatura de las rocas ígneas, como el olivino, el piroxeno, la hornblenda y la plagioclasa cálcica. Por esta razón, estos minerales son comunes en las rocas ígneas y metamórficas pero son escasos en las rocas sedimentarias. sedi mentarias. El olivino se descompone más fácilmente que los piroxenos al que le siguen la hornblenda y la biotita, es decir en el mismo orden en que cristalizaron durante el enfriamiento del magma. Las variedades de feldespatos ricos en calcio se descomponen con más facilidad que aquellos ricos en álcalis (sodio y potasio), siendo los más estables la albita, la ortoclasa y el microclino. Esta secuencia de alterabilidad no es la misma bajo todas las condiciones climáticas. Por ejemplo, la calcita es más inestable en condición cálida y húmeda que en ambiente seco y frío. Entre los minerales arcillosos formados por la meterorización, la caolinita es más estable bajo condiciones ácidas y la montmorillonita en condiciones alcalinas. Ambas tienden a transformarse en illita o clorita, durante la diagénesis en un ambiente marino.

Entre los minerales estables más comunes en todos los ambientes de sedimentación, están los minerales arcillosos, el cuarzo, el pedernal y la muscovita.

ROCAS METAMORFICAS Las rocas metamórficas se producen a partir de la recristalización de rocas preexistentes, ya sean ígneas o sedimentarias. Dado que la cristalización de la mayoría de los minerales requiere elevadas temperaturas y presiones, el límite inferior del metamorfismo se toma en 150 grados centígrados (150oC). El límite térmico superior lo fija el punto de fusión de la roca.

 

Para de algún modo definir def inir límites de modo objetivo entre los distintos tipos de metamorfismo, se asocian las facies (ambientes) metamórficas con los diferentes procesos corticales.

Se distinguen tres clases principales de metamorfismo:

Metamorfismo de contacto Este tipo de metamorfismo es eminentemente (o propiamente) térmico, producido por el calor de un cuerpo magmático (la presión prácticamente se descarta). Se forman nuevos minerales en todas direcciones con lo que la textura resultante es granular.

Esquema de ocurrencia del metamorfism metamorfismo o de contacto

Durante el proceso del metamorfismo de contacto puede existir aporte ígneo de gases y fluidos, con la consecuente impregnación de la roca

 

primitiva. Así, esta pasa a ser sometida a la acción del agua, del ácido carbónico y de compuestos volátiles de boro y otros fluidos.

Esquema general de metamorfismo de contacto sobre rocas calcáreas

El efecto de la masa incandescente sobre las rocas intruidas tiene un alcance y la intensidad del fenómeno guarda relación con la distancia a la que se encuentra el cuerpo intrusivo. Esto genera lo que se denomina como aureola de contacto. contacto. El metamorfismo afecta a la roca que intruye (roca (roca de caja) caja) más intensamente según su cercanía con el magma. Dentro de la aureola se distribuyen zonas donde el metamorfismo es más intenso cuanto más cerca del cuerpo ígneo se encuentran.

Facies del metamorfismo en función de la presión y la temperatura

Metamorfismo dinámico La presencia de presión en profundidad está determinada por movimientos de la corteza pero también por el peso de rocas sobrepuestas. Esta

 

situación trae como consecuencia la elevación de la temperatura local y el consecuente reacondicionamiento reacondicionamiento de los componentes de la roca afectada. Los minerales se adaptan a las presiones exteriores presentando una disposición marcadamente paralela y por lo tanto las rocas afectadas adquieren una textura orientada o bandeada.

Esquema generalizado generalizado de los diferentes tipos de metamorfismo en relación con la geodinámica interna

Cuando esta textura está dada por minerales laminares o columnares se la denomina esquistosidad esquistosidad.. Si alternan capas esquistosas con otras que lo son en menor grado, se dice que la roca posee foliación. La esquistosidad y la foliación son dos propiedades muy importantes en las rocas ya que definen planos debilidad cuya orientación espacial es designificativa por determinar condiciones adversas o favorables en la estabilidad de los taludes rocosos. En zonas de fracturación sometidas a grandes esfuerzos de corte, el metamorfismo dinámico queda restringido a franjas donde los minerales son triturados o deformados, algunas veces se trata de paquetes de mica.

Deformación de estratos en condiciones de temperatura derivada de la presión 

Metamorfismo regional  En todos los tipos de metamorfismo juegan combinándose la presión y la temperatura. La gran diferencia radica en cuáles son los procesos o las situaciones geológicas que las originan y de la magnitud y la intensidad de los fenómenos involucrados. El metamorfismo regional ocurre a gran escala y se encuentra asociado a la colisión de placas litosféricas. Las raíces de las montañas se encuentran en condiciones de elevada presión debido a la carga litosférica y los esfuerzos del choque de la placa subductada. Este tipo de metamorfism metamorfismo o alcanza gran extensión y se produce mediante la acción combinada de presión y temperatura en grandes áreas. Está

 

íntimamente asociado a las fajas orogénicas, donde una antigua cuenca sedimentaria se va hundiendo progresivamente y luego es sometida a un alzamiento (generación de montañas) con picos térmicos en ciertas partes y plegamientos de sus capas.

Características de las rocas metamórficas Las rocas derivadas de episodios metamórficos de diferente intensidad y duración muestran claramente las condiciones en que se formaron analizando las características de los compuestos minerales que las forman:

Las estructuras y texturas metamórficas son singulares y están asociadas con la roca de la cual provienen, tanto composicional como estructuralmente:

En ocasiones, el ordenamiento, el diseño y la forma de los minerales que constituyen la masa de estas rocas muestran su consonancia o no con

 

episodios tectónicos. Analizando la estructura de la roca se pueden sacar conclusiones a partir de la relación entre algunos minerales y su contexto:

Hay condiciones de base que rigen la ocurrencia de los fenómenos de diagénesis, metamorfismo y magmatismo. La presión, la temperatura y la profundidad del emplazamiento son las variables que determinan la presencia de ambientes adecuados para el desarrollo de cada uno de tales procesos.

Diagrama PTP para el metamorfismo

El análisis de las texturas es otro de los recursos que permiten llegar a reconocer genéticamente a las rocas. En el caso de las metamorfitas, las principales texturas que pueden encontrarse clásicamente como distintivos de estas rocas son cuatro: Texturas metamórficas a – Granoblástica Granoblástica   b – Lepidoblástica Lepidoblástica   c – Nematoblástica d – Porfidoblástica Porfidoblástica  

Blasto: del griego βλαστος, quiere Blasto: decir germen, grano o semilla (Diccionario de la RAE)

← Texturas

blásticas

 

Textura granoblástica. granoblástica. Los cristales forman un mosaico de granos más o menos equidimensionales. La disposición morfológica es más estable, minimizando la superficie total de contactos entre granos, en vez de contactos al azar. Esta textura es común en rocas monominerales (cuarcitas, mármoles) y en rocas de grado metamórfico muy alto (granulitas). Textura lepidoblástica. lepidoblástica. Minerales tabulares (micas y cloritas) orientados paralelamente según su hábito planar. La textura presenta orientación preferente de sus componentes minerales y confiere a la roca una foliación que se traduce en anisotropía estructural. Estas texturas son típicas de las metapelitas (pizarras, micacitas, esquistos y gneises pelíticos). Textura nematoblástica. nematoblástica. Definida por minerales prismáticos o aciculares (anfíboles) orientados paralelamente según su hábito elongado en una dirección. Las rocas con esta textura presentan anisotropía estructural (lineación) según la cual las rocas tienden a escindirse. Es típica de las anfibolitas y algunos gneises y mármoles anfibolíticos. Textura porfidoblástica. porfidoblástica. Está definida por la presencia de blastos de tamaño de grano mayor (porfidoblastos) mientras el resto de los minerales forman la matriz en la que se engloban. La matriz puede tener cualquiera de las texturas anteriores. Cualquier tipo de roca metamórfica puede tener esta textura.

Principales rocas metamórficas A partir de los criterios de tipo y grado de metamorfismo, texturas, estructuras y fábricas y la composición de la roca original, se puede efectuar una clasificación de las rocas metamórficas. Pizarras y filitas. filitas. Estas rocas pelíticas de grano muy fino a fino. Está compuestas esencialmente de filosilicatos (micas blancas, clorita,...) y cuarzo. Su característica principal es la de presentar foliación (capas en hojas), debido a la ubicación y orientación preferencial de los componentes minerales planares (filosilicatos), por lo cual son fácilmente fisibles. f isibles. Pizarras: Son rocas de grano muy Pizarras: fino y esquistosidad planar perfecta, independiente de la estratificación. Están constituidas por cuarzo y minerales arcillosos (clorita), esencialmente. Suelen contener cristales aislados de pirita, y materia carbonosa. Son de color gris oscuro a negro y provienen de metamorfismo regional de bajo grado de material sedimentario fino. Tienen brillo mate.

Lutita

Estas rocas tienen planos de debilidad que deben tenerse en cuenta en los taludes rocosos cuando lutitas están contenidas en niveles paquetesde sedimentarios inclinados.

Banco o nivel de lutitas 

 

  Filitas:: Son rocas de colores grises Filitas oscuros a negro y provienen de metamorfismo regional de bajo grado de material sedimentario algo más grueso que el de las pizarras. Su brillo es satinado. Están compuestas por más de un 50% de minerales arcillosos, siguiéndole el cuarzo en abundancia. Sus colores van desde el blanco plata a amarillentos o verdosos. También presentan colores oscuros, cuando tienen materiales carbonosos. Esquistos. Son rocas de grano Esquistos. medio a grueso con muy buena foliación, que se designa aquí como esquistosidad . Sus componentes pueden reconocerse a simple vista. Son rocas oscuras que se distinguen por presentar capas segregadas muy ricas en micas, alternando con otras capas de composición cuarzofeldespática. Esta segregación mineral es producida por diferenciación metamórfica de rocas originalmente homogéneas como los sedimentos arcillosos. Los componentes más abundantes de los esquistos son moscovita, biotita, plagioclasas sódicas y otros. Gneis (gneiss): Es una roca de grano medio a grueso con planos de esquistosidad poco definidos y muy discontinuos o inexistentes. Es a menudo una roca cuarzo-feldespática (más de un 20% de feldespato) con textura granular-esquistosa donde los minerales han experimentado orientación dentro de la masa (textura fluidal). Provienen del metamorfismo regional de intrusivas, resultando gneises graníticos (ortogneis) o de rocas sedimentarias, generando gneises esquistosos (paragneises). Cuando se producen a partir de esquistos u otros gneises, se denominan gneises migmatíticos.

Filita

Las filitas también tienen planos de debilidad que deben ser muy tenidos en cuenta en taludes rocosos que ofrezcan niveles de estas rocas contenidos en paquetes sedimentarios inclinados. 

Esquisto

La presencia de micas concentradas en nichos o en planos o niveles en una roca es un asunto a tener en cuenta en los taludes rocosos. Cuando se presentan estas situaciones, hay que adoptar estrategias específicas para el control de la estabilidad del macizo rocoso. 

Gneis

En general, estas rocas son muy resistentes. Sin embargo, como poseen sus cristales deformados y orientados, cuando tienen abundantes micas, estas se encuentran a menudo concentradas en planos y le confieren esquistosidad (gneises esquistosos), con las propiedaddes negativas que esto significa.

 

  Anfibolita:: Las anfibolitas son rocas Anfibolita oscuras compuestas esencialmente por anfíboles (hornblenda en particular) y variable presencia de plagioclasa. Son de elevada densidad. Derivan en su mayoría del metamorfismo regional de rocas ígneas básicas (ortoanfibilitas) o de calcáreos impuros como margas (paraanfibolitas). Generalmente, el cuarzo está ausente. Mármol: Los mármoles4  son rocas Mármol: de grano (cristales) fino a grueso y estructura masiva o bandeada, acompañada esta última por colores variados, dependientes de los minerales accesorios que la acompañan. Su textura es típicamente granoblástica. Son un producto del metamorfismo de contacto y regional de calizas y dolomías. Los mármoles están constituidos por calcita y/o dolomita, acompañadas por minerales accesorios (silicatos de Ca y Mg).

Anfibolita

Mármol blanco

Los mármoles son rocas duras y resistentes, con propiedades mecánicas homogeneas

Cantera de mármol (Almería)

Cuarcita: Son el resultado del meCuarcita: tamorfismo de contacto sobre areniscas cuarzosas y cuarcitas sedimentarias. Compuestas por más del 80% de cuarzo recristalizado, tienen grano medio a fino. Son muy resistentes y presentan fractura irregular, partiéndose a través de los granos (cristales) y no alrededor de ellos, como ocurre en las areniscas. Son rocas masivas o bandeadas, sin foliación y con textura granoblástica. 4

Cuarcita

 No deben confundirse con las rocas de aplicación designadas vulgar y genéricamente como mármoles mármoles   en el lenguaje comercial.

 

Brecha tectónica: tectónica: Las brechas son rocas generadas en un proceso de deformación, fractura y rotación de granos minerales o agregados. Las componen fragmentos angulosos producidos por trituración de materiales a lo largo de una falla. Los fragmentos son visibles a simple vista y constituyen más del 30%. Son producto del metamorfismo dinámico, durante el cual pueden verificarse procesos secundarios como cementación. Brecha (en canto rodado)

Es importante reconocerlas porque revelan que se está en zona de falla.

Milonita: Las milonitas son brechas Milonita: pero microscópicas, con un 10-50% de clastos mayores de 0,2mm. Asociadas directamente con fallas compresivas de alto ángulo (desarrollo de grandes presiones), las milonitas son el producto de un metamorfismo dinámico de grado muy elevado que produce condiciones para la recristalización y neomineralización. Como en el caso de las brechas, es importante su reconocimiento porque su presencia permite advertir que se está en una zona de falla.

Marco genético de una milonita

Milonita

Migmatita: Las migmatitas constiMigmatita: tuyen un exponente del mayor grado de metamorfismo. Predomina la temperatura, llevando a las rocas casi hasta su punto de fusión. Se produce la deformación de las estructuras de la roca original y en ocasiones se dan fenómenos de mezcla, producidos por inyección de material ígneo hacia la roca de caja. Las texturas migmatíticas son clásiMigmatita cas y son fácilmente identificables cuando provienen de rocas con es- Las migmatitas son rocas muy existentes y constituyen un material seguro de funtratificación o bandeamiento. dación. Son rocas frágiles y duras.

 

Serpentinita: Las serpentinitas son Serpentinita: rocas compuestas esencialmente por minerales del grupo de la serpentina (antigorita, crisoltilo, lizardita...). Son rocas generalmente masivas, aunque pueden presentar cierto bandeado composicional. Proceden de rocas ultrabásicas, constituidas esencialmente por olivino y piroxenos. Estas rocas son conocidas comercialmente como mármoles verdes, pero es claro que no lo son.

Serpentinita

Hornfels (cornubianitas): Son rocas Hornfels (cornubianitas): de aspecto masivo, no esquistosas, muy homogéneas y de grano fino, con fractura concoidea. Son rocas oscuras, densas y su textura es granoblástica, presentando un mosaico de granos equidimensionales pequeños. Son rocas típicas de metamorfismo de contacto de rocas pelíticas o pelitas calcáreas. Los hornfels se conocen también con el nombre de cornubianitas cornubianitas..

Hornfel

Salvo casos específicos, los tipos descritos pueden proceder una misma roca, difiriendo en cuanto al grado metamórfico sufrido. Así por ejemplo, una pelita (o metapelita) de grado muy bajo se denomina en general filita o pizarra, en grado bajo sería una micacita o un esquisto, en grado medio un esquisto y en grado alto un esquisto o un gneis pelítico; una roca máfica sería un esquisto verde en grado bajo (esquisto con abundante clorita y albita) o una anfibolita en grado medio. Las rocas metamórficas foliadas (como los esquistos y gneises esquistosos) no son especialmente utilizadas como material de construcción debido a la fuerte anisotropía que presentan en cuanto a sus características mecánicas, que suponen una fácil exfoliación y rotura paralelamente a la superficie de foliación y/o lineación. Como aotación final, debe destacarse que el límite entre los grados y tipos de metamorfismo, como puede verse, no son exactos, existiendo muchas variedades transicionales. Tal vez el mayor problema reside en la categoría de las metamorfitas de grado bajo, donde el tiempo involucrado en el proceso es breve, en comparación con el de las otras.

 

 

Bibliografía 5  Alonso Zarza, A.M., 2010. Petrología sedimentaria sedimentaria. . Notas de teoría. 3. Procesos en ambientes exógenos I: Meteorización. Meteorización . Reduca (Geología). Serie Petrología Sedimentaria. 2 (3): 18-32, 2010. ISSN: 1989-6557. Departamento de Petrología y Geoquímica. Facultad de Ciencias Geológicas. Universidad Complutense de Madrid. Disp. en Internet en: eprints.ucm.es/10112/1/152-297-1-PB.pdf eprints.ucm.es/10112/1/152-297-1-PB.pdf Auckland University, 2005. Geology: Rocks and minerals. minerals. Disponible en Internet en: https://flexiblelearning.auckland.ac.nz/rocks_minerals/rocks/ https://flexiblelearning.auckland.ac.nz/rocks_minerals/rocks/   Barrientos, V., 2010. Geología y Morfología del Terreno. Terreno. 1º Curso I.T.O.P. (Unidad 3: Petrología. Universidad de A Coruña. Dep. de Tecnología de la Construcción. Ingeniería Técnica de Obras Públicas. Disp. en Internet en: http://caminos.udc.es/info/asignaturas/obras_publicas/106/. Quintana C., E., 1991. Rocas Rocas.. En: Geotecnia I. Temas de Trabajos Prácticos. Departamento de Construcciones Civiles. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Universidad Nacional de Córdoba. Pp. 1-16. Edición digital: Ernesto G. Abril. Primera versión digital del original (v 2.0), agosto de 2011.

5

 Empleada, con adaptaciones y notas propias, en la elaboración de esta publicación didáctica.