Universidad Alas Peruanas: Rocas

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

GEOLOGIA - ROCAS

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL INGENIERIA CIVIL

TRABAJO N° 02 ROCAS INTEGRANTES  AMBROSIO CAMPOS, Julio César.  MINAY SANTOS, Noemí

 TOLTINO SANTIAGO Claudia 

RODRIGUEZ ESTRELLA, David Ángel



CURSO

: Geología



DOCENTE

: Ing. Raúl CAJAHUANCA TORRES



CICLO

: IV



GRADO

: 2°

1

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

2

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

DEDICATORIA A nuestros padres por el apoyo incondicional. A la UAP, por ser nuestra alma mater y formadora de nuestra carrera profesional. Al docente del curso de Geología Ing. Raúl CAJAHUANCA TORRES por sus sabias enseñanzas.

3

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

Presentación El presente trabajo monográfico trata del estudio de las rocas su clasificación, su formación la importancia de su estudio.

En este trabajo monográfico la idea es comprender la importancia de las rocas y su estudio, su aplicación en campo de la Ingeniería civil ya que en ellos podemos encontrar materiales directos que gracias a su proceso de transformación nos dan materia prima y materiales directos como grava, cantos rodados, arena, hormigón, etc. para realizar edificaciones de todo tipo en el mundo de la construcción.

El trabajo consta de VI capítulos; el I capitulo trata del aspecto generales de las rocas; el capitulo II, estudio de las rocas Ígneas, el capitulo III estudio de las rocas sedimentarias, el capitulo IV estudios de las rocas metamórficas; el V y VI las conclusiones, recomendaciones y la revisión bibliográfica respectivamente.

De antemano agradecemos al docente del curso de Geología, Ing. Raúl CAJAHUANCA

TORRES, Por sus enseñanzas y la designación del trabajo

monográfico, y a las revisiones bibliográficas por ser guía y apoyo para la conclusión del trabajo.

4

CAPITULO I

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

ASPECTOS

GENERALES DE LAS ROCAS

5

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

I.

ASPECTOS GENERALES DE LAS ROCAS.

1.1.

Definición. Según los diccionarios consultados físicamente y en Internet, ROCA es un término de origen incierto, que significa pedrusco o material sólido y duro. En latín roca se dice r u p e s (de ahí rupestre). Por tanto para nuestros fines, y tomando en consideración a los geólogos, ROCA es un material compuesto de uno o más minerales (mono o polimineralico), de tamaño diverso, y puede estar consolidado formando una masa compacta; o no consolidado, formado por partículas de diversos tamaños. Para estudiar fácilmente a las rocas, se han ideado varios métodos de clasificación, y nosotros utilizaremos los más sencillos, aun cuando resultan insuficientes para identificar algunos tipos de rocas, o algunos fenómenos que les dieron origen.

1.2.

Ciclo Litológico. Es un modelo que trata de explicar el origen de las rocas, su desarrollo sobre la superficie terrestre y el regreso a su forma original como magma terrestre. El ciclo de las rocas ilustra la transformación de cada uno de los tres tipos básicos de rocas (ígneas, sedimentarias y metamórficas) en alguno de los otros dos o incluso de nuevo en su mismo tipo. Los sedimentos compactados y cementados forman rocas sedimentarias que, por efecto del calor y la presión, se transforman en metamórficas; los materiales fundidos y solidificados forman las rocas ígneas. Figura 01. Génesis de las rocas

Fuente: Internet 6

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

 Etapa 1: Formación de Roca Ígnea La primera etapa del ciclo es la formación de roca ígnea. Esto tiene lugar cuando el material fundido llamado magma se enfría y solidifica en forma de cristales entrelazados. Las rocas ígneas pueden formarse como materiales intrusivos (véase Intrusiones ígneas), que penetran en otras rocas más antiguas a través de grietas profundas bajo la superficie terrestre antes de enfriarse; o como materiales extrusivos (formados después de las erupciones volcánicas) que se depositan en la superficie después de haber sido expulsados en erupciones y fisuras volcánicas. Los materiales intrusivos comprenden rocas cristalinas, como el granito, mientras que los extrusivos agrupan las lavas. 

Etapa 2: Formación De Roca Sedimentaria La segunda etapa del ciclo tiene lugar cuando las rocas ígneas quedan expuestas a diversos procesos en la superficie terrestre, como meteorización, erosión, transporte y sedimentación. Estos fenómenos disgregan el material de las rocas en diminutas partículas que son transportadas y se acumulan como sedimentos en los océanos y las cuencas lacustres. Estos depósitos sedimentarios quedan compactados por el peso de las sucesivas capas de material y también pueden quedar cementados por la acción del agua que llena los poros. Como consecuencia, los depósitos se transforman en roca en un proceso llamado litificación. Son rocas sedimentarias las areniscas y calizas. 

Etapa 3: Formación De Roca Metamórfica

La tercera etapa del ciclo tiene lugar cuando las rocas sedimentarias quedan enterradas a gran profundidad o se ven afectadas por la formación de montañas (orogénesis), que se asocia con movimientos de las placas de la corteza terrestre. Quedan de esta forma expuestas a distintos grados de presión y calor y así se transforman en rocas metamórficas. Por ejemplo, la arcilla se convierte en pizarra, y el granito puede transformarse en gneis; una forma de caliza se convierte en mármol cuando se ve sometida a fenómenos metamórficos. 

Fin del Ciclo

El ciclo se cierra en la cuarta etapa, cuando las rocas metamórficas quedan sometidas a niveles de calor y presión aún mayores y se transforman en ígneas.

7

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

Todas las rocas tienen el mismo origen: EL MAGMA. Figura 02. Estados de transformación de las rocas

1.3.

Clasificación de las rocas. De acuerdo a la bibliografía las rocas se clasifican en tres grandes grupos el cual detallaremos en los siguientes capítulos. A. Rocas ígneas. B. Rocas sedimentarias. C. Rocas metamórficas.

8

CAPITULO II

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

ROCA IGNEA

9

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

II. 2.1.

ROCAS IGNEAS O ERUPTIVAS Definición 

Las rocas ígneas (latín ignius, "fuego") se forman cuando el magma (roca fundida) se enfría y se solidifica. Si el enfriamiento se produce lentamente bajo la superficie se forman rocas con cristales grandes denominadas rocas plutónicas o intrusivas, mientras que si el enfriamiento se produce rápidamente sobre la superficie, por ejemplo, tras una erupción volcánica, se forman rocas con cristales invisibles conocidas como rocas volcánicas o extrusivas. La mayor parte de los 700 tipos de rocas ígneas que se han descrito se han formado bajo la superficie de la corteza terrestre.



Se consideran el origen de todas las rocas, de ellas se han derivado los otros dos grupos.



Forman el 95% de la corteza terrestre



Son el resultado del enfriamiento del magma Figura 03. Formación de las rocas igneas

10

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

2.2.

Clasificación de las Rocas Igneas Las rocas ígneas se clasifican según su composición química y su origen como lo podemos apreciar en el siguiente esquema:

SEGÚN COMPOSICION QUÍMICA



Coloración de Silicatos



Contenido de Sílice



Saturación de Sílice



Saturación de alúmina

Rocas Plutónicas SEGÚN ORIGÉN

Rocas Filonianas Rocas Volcánicas

Lo podemos detallar de la siguiente manera.

2.2.1. Según composición química Las rocas ígneas pueden clasificarse, en función de la proporción de silicatos claros y oscuros, como sigue: a. 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.  Rocas ultramáficas. Roca con más de 90% de silicatos oscuros. Por ejemplo, la peridotita.  Rocas máficas o de composición basáltica. Son rocas que tienen grandes cantidades de silicatos oscuros (ferromagnésicos) y plagioclasa rica en calcio. Los basaltos son las rocas máficas más abundantes ya que constituyen la corteza oceánica. b. Silicatos intermedios. Son las rocas comprendidas entre las rocas félsicas y máficas Rocas andesíticas o de composición intermedia. Reciben su nombre por la andesita, la más común de las rocas intermedias. Contienen al menos del 25% de silicatos oscuros, principalmente anfíbol, piroxeno y biotita más plagioclasa. 11

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

c. 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 feldespatos pertenecen a este grupo. 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. d. Contenido de Silice Esta terminología acida o básica, viene del hecho de que el SiO2 forma un ácido cuando se disuelve en el agua (el SiO2 tiene muy baja solubilidad y forma un ácido muy débil).  Acidas

:

SiO2 > 66%

 Intermedias

:

SiO2 de 52% al 66%

 Básicas

:

SiO2 de 45% al 52%

 Ultra básicas SiO2 < de 45% Saturación de Silice Se dividió los minerales de las rocas ígneas en 2 grupos: Aquellos que pueden coexistir con el cuarzo, tal como la mica y el feldespato. Aquellos que no pueden coexistir, por no estar saturados de sílice, como la Leucita. Sobre esta base las rocas ígneas se clasifican en tres grupos  Sobresaturada

:

Contiene cuarzo

 Saturada

:

contiene un cuarzo o un mineral no saturado

 No – Saturada

:

contiene uno o más minerales no saturados

Saturación Alúmina Esta clasificación involucra a la alúmina (Al2O3) y su abundancia relativa con respecto a K2O y Na2O.  Per aluminoso: Al2O3 > K2O +Na2O y contiene minerales como la muscovita y andalusita, y la norma contiene corindón

12

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

 Metaaluminoso Al2O3 > K2O + Na2O pero menor que CaO + Na2O + K2O, contiene minerales como la biotita hornblenda; la norma contiene arnotita.  Subaluminoso Al2O3 = K2O + Na2O; estas rocas contienen minerales no aluminosos con olivino hiperstena, y la norma contiene minerales bajos en aluminio.  Per alcalina:

Al2O3 < K2O + Na2O ocurren minerales como la aergirina y

riebeckita; la norma contiene minerales como la acmita.

2.2.2. Rocas Ígneas según su Origen Según cómo y dónde se enfría el magma se distinguen tres grandes tipos de rocas ígneas, las plutónicas o intrusivas, filoneanas y las volcánicas o extrusivas. 2.2.2.1.

Rocas plutónicas o intrusivas

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". 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 Figura 04. Rocas Plutónicas

denomina afloramiento. El corazón de las principales cordilleras

está

formado

por rocas plutónicas que cuando

afloran,

pueden

recubrir enormes áreas de la superficie terrestre. Las

intrusiones

magmáticas a partir de las cuales se forman las rocas plutónicas se denominan plutones.

13

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

Dentro de los plutones y estructuras tubulares se tienen: 

Sill. Son plutones tabulares y concordantes, cuya potencia varia de centímetros hasta metros. Se diferencia d una lava enterrada en que es más moderna que las rocas enajenantes; además sus superficies son más encajonantes.



Diques. Son intrusiones de forma tabular, relativamente alargadas, que se ha abierto paso a través de los estratos de las rocas sedimentarias, de los planos estructurales de las rocas metamórficas, o de otras rocas ígneas.



Derrame Volcánico, Son estructuras volcánicas de forma tabular, llamado también “coladas de lavas o piroclasticos”, que se superponen para formar una pseudoestratificacion.

Dentro de los plutones y estructuras masivas se distinguen: 

Lacolitos. Son intrusiones que han penetrado como lentes en rocas estratificadas determinando un arco superior. Su tamaño varía desde unos cuantos centenares de metros hasta varios kilómetros de diámetro, y desde unos cuantos centenares de pies hasta varios miles de pies de espesor.



Lopolitos. Se denominan así a ciertas masas grandes de rocas ígneas básicas que generalmente son concordantes, de forma lenticular pero que centralmente tienen un hundimiento ligero en forma de plato o fuente. Su espesor puede alcanzar el kilómetro y su extensión muchas veces mayor.



Batolitos. Un batolito es una gran masa de roca ígnea que se ha cristalizado a una profundidad considerable bajo la superficie de la tierra y sólo ha podido llegar a quedar expuesta a causa de la erosión



Facolitos. Son plutones masivos concordantes, encorvados por ambos lados que ocupan una cuenca tectónica o un sinclinal.



Stock. Son plutones masivos y discordantes el tamaño de sus afloramientos son menores a los 1000Km

14

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”



Aguja Volcánica. Es una estructura volcánica llamada también pitón volcánico, es la estructura que se forma cuando el magma al subir a la superficie se enfría violentamente taponeando el conducto o chimenea y que sobresale del cono volcánico por ser más resistente a ala erosión y a menudo queda como un remache erosional.



Domo volcánico. Es una estructura volcánica en forma de una masa bulbosa de lava solidificada, que se forma principalmente a partir de magmas viscosos. La mayoría de los domos volcánicos se forman a continuación de una erupción volcánica explosiva que taponea el cráter



Mantos. Es un tipo de Plutón tabular similar, de espesor variable entre 2 y 3 cm, hasta unos 100 m. Y por supuesto de menor edad que las rocas encajantes, criterio que por otra parte sirve para diferenciarlo de los derrames de lava.



Rocas en masa. Se llaman comúnmente rocas en masa áreas de rocas ígneas, de contorno más o menos circular expuestas por la erosión sobre una extensión de menos de 30 a 40 millas cuadradas. Pueden ser en parte afloraciones o asomos de un batolito subyacente, todavía no expuesto, o intrusiones independientes.



Láminas intrusivas. Son intrusiones de magma entre los planos de estratificación de las rocas sedimentarias o los planos estructurales de las rocas metamórficas. En general, tienen un espesor relativamente pequeño, en comparación con las demás dimensiones.



Necks. O cuellos volcánicos. Son masas cilíndricas de rocas ígneas de posición vertical que ocupan el conducto a través del cual el magma fluyó para formar un volcán. Una vez que ha concluido el proceso volcánico, la masa fundida que aún queda en el conducto se solidifica lentamente y tan pronto como la erosión desgasta las rocas que lo cubren, queda expuesto aflorando en superficie.

15

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

a. Texturas De Las Rocas Plutonicas  Textura Granular

La característica de las rocas plutónicas es que los

granos minerales equidimencionales dominan la trama. Hay 2 subdivisiones.  Textura Granitoide o sub – euhedral granular:

donde

los

minerales

constituyentes tales como los feldespatos hornblenda, muscovita, biotita, tienden a desarrollarse en granos con contornos subhedrales a euhedrales. Esta textura es típica de las rocas de color claro, como los granitos, granodioritas, y también de las sienitas y dioritas.  Textura gabroide o anhedro granular:

donde los minerales principales

cristalizaron todos casi simultáneamente, e interfiriéndose unos a otros en el crecimiento, por lo cual los minerales presentan contornos anhedrales. Esta textura es típica de las rocas de color oscuro, como los grabos  Textura Grafica. Es un rasgo en el cual los granos grandes de feldespatos encierran muchos pequeños cristales de cuarzo imperfectamente desarrollados y la trama se asemeja a la escritura antigua cuneiforme.  Textura Pegmatitica

Cuando los cristales de los minerales que lo constituyen

tienen un desarrollo desmesurado como se observan en las pegmaticas.  Textura Aplitica En algunas rocas plutónicas se muestra este tipo de texturas que consiste en que su trama está dominada por minerales muy pequeños que no son observables a simple vista.

 Textura Porfirica Es una textura característica

de rocas hipabisales o

subvolcanicas consisten en una trama en donde los cristales bien desarrollados o fenocristales bien desarrollados o fenocristales destacan sobre una matriz vítrea o de cristales muy finos.

16

“ESTUDIO DE LAS ROCAS” Figura 05. Textura típica de rocas plutónicas

b. Estructuras de las rocas plutonicas. Estructura Orbicular. Algunas rocas plutónicas presentan orbiculos que ocurren como segregaciones de forma esférica

que constan de capas concéntricas de

composición y texturas diferentes. Estructura de Xenolito. En su movimiento ascendente, el magma desprender del techo de la cámara magmática grandes bloques que se hunden en el líquido, lo que da lugar a los xenolitos. Principales rocas plutonicas: Granito. Roca ácida de textura granítica, presenta: cuarzo, feldespato alcalino, plagioclasa sódica y micas, su coloración varía de muy claro a tonos medios de gris y a veces verde, con sombras de rosa. También se encuentran con frecuencia la muscovita y la hornablenda. La textura de los granitos es sumamente variable, desde fina a muy gruesa. El granito es más resistente con clima seco.

17

Figura 06. Granito

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

Diorita.

Es una roca intermedia, de

Figura 07. Diorita

coloración oscura debido a la abundancia de minerales ferromagnesianos. De textura granuda

y

contiene

minerales

como:

plagioclasa, feldespato alcalino, micas y cuarzo (escaso), con hornablenda o biotita como principal constituyente oscuro. Las dioritas pasan a convertirse en gabros al disminuir el feldespato que contienen y aumentar los minerales ferromagnesianos, haciendo que la roca sea más oscura. Gabros. Roca de textura granítica de color

Figura 08. Grabros

oscuro, verde, gris oscuro o negro, se compone de: plagioclasa cálcica, auguita, piroxeno, y olivino, no hay cuarzo. Los gabros, como las dioritas, se han usado mucho más como piedra ornamental que para fines de construcción. Sienitas.

Son

rocas

granuladas

compuestas esencialmente por feldespato

Figura 09. Sienitas

ortoclasa. Generalmente se encuentran como minerales accesorios la biotita y la hornablenda. No contienen cuarzo. La sienita a causa de su rareza, tiene poca utilidad

comercial

como

material

de

construcción.

Dolerita. Se usa el término dolerita para asignar aquellas rocas de color intermedio y oscuro y textura fina, que a causa de la finura del grano, no puede saberse si son gabro o diorita.

18

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

2.2.2.2.

Roca Filoniana

Son rocas formadas a partir de magmas que se solidifican en condiciones intermedias de profundidad entre los dos grupos intrusivas y extrusivas. Figura 10. Característica típica de roca Filoniana

a. Origen Las rocas filonianas o subvolcánicas son rocas ígneas intrusivas que se originan en el interior de la corteza terrestre, cuando el magma se abre paso hacia la superficie a través de filones y se solidifica en su interior. Generalmente el magma forma pequeñas masas tabulares (entre unos pocos centímetros y unos cuantos centenares de metros). La mayoría de las rocas filonianas presentan una textura porfídica o afanítica, con cristales sin medida uniforme porque se han formado en dos fases distintas: los minerales de temperatura de fusión más alta han cristalizado lentamente en el interior de la capa terrestre, y el resto, de forma rápida dentro de los filones, donde la roca que encaja es mucho más fría. A través de las fracturas rocosas, las rocas filonianas forman intrusiones tabulares. Estas intrusiones pueden ser de dos tipos: diques y filones. Los diques se forman cuando las intrusiones se sitúan cortando oblicuamente a las rocas encajantes (que les rodean), es decir, es un filón estéril que aflora y construye un muro

19

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

en medio de otras formaciones rocosas. El tamaño de los diques es muy variable, lo mismo pueden tener espesores de escasos centímetros, como decenas de metros. Los filones,

también llamados sills, son formaciones originadas por acumulación de

los minerales en grietas o fisuras de las rocas encajantes, pero situados paralelamente a ellas (por esa razón se llaman concordantes); se suelen forman tras el enfriamiento de una solución hidrotermal que ascendió por las grietas durante un proceso geológico de metamorfismo. b. Clasificación de las Rocas Filoneanas Las rocas filonianas se clasifican atendiendo a su textura y composición química. Se distinguen: pórfidos, aplitas, pegmatitas y lamprófidos. Pórfidos. Los pórfidos, del griego pórphyros (purpuráceo), son rocas eruptivas filonianas características por su estructura porfídica, color claro y pobres en minerales ferromagnésicos (leucocratos). Debido a que su composición es generalmente similar a la de las rocas plutónicas, se suelen denominar añadiéndoles el tipo coincidente de éstas; por ejemplo pórfido granítico, pórfido sienítico, pórfido diorítico, etc. Tienen utilidad como material de construcción. Aplitas. Las aplitas son rocas eruptivas filonianas de textura fina, parecidas a los granitos pero de color claro debido a la ausencia de micas negras (biotitas). Se componen básicamente de cuarzos, ortosas y plagioclasas. Según la naturaleza del magma que las formaron, se distinguen como variedades importantes la aplita sienítica y aplita diorítica. Pegmatitas. Las pegmatitas son rocas eruptivas filonianas formadas por gruesos cristales de cuarzos y feldespatos. También presentan otros minerales, entre los que se destacan el uranio (de gran interés económico industrial), micas blancas (moscovita), topacio y turmalina. Lamprófidos. Los lamprófidos son rocas eruptivas filonianas básicas, de colores oscuros y estructura porfídica, ricas en minerales ferromagnésicos y generalmente con ausencia total de feldespatos. En ocasiones presenta olivino y apatito.

20

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

2.2.2.3.

Rocas Volcánicas O Extrusivas

a. Origen 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 la burbuja de gas que escapan durante la solidificación del magma. Al originarse en la superficie, donde la presión es baja, pueden adquirir un aspecto esponjoso. Las rocas volcánicas típicas se presentan como derrames o coladas de lavas y piroclasticos sobre la superficie de la tierra. Las coladas de lava son cuerpos ígneos tabulares, delgados en comparación con su extensión horizontal, y su posición corresponde de un modo general a la superficie sobre las cuales fueron expulsados. La superficie de las coladas de lavas puede ser lisa, pero en ocasiones estas presentan irregularidades de diferente magnitud:

Figura 11. Típico roca volcánica

21

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

La lava pahoehoe

es de superficie tersa, ondulada o de aspecto de cordel o

cordada, cuya composición es basáltica. Estas lavas se conocen como lavas cordadas, que recuerdan a las hebras trenzadas de los cordeles.

Figura 12. Superficie de lava pahoehoe ó lobulada

La lava Aa

consiste en bloques irregulares cubiertos comúnmente con pequeñas

asperezas rugosidades, de composición basáltica; viene a ser el resultado de una mayor viscosidad ocasionada por temperaturas más bajas y contenido de gas más bajo. La lava del bloque está

compuesta

por

bloques

irregulares

sin

apariencia

escoriforme, es típica de las lavas silíceas.

Figura 13. Lavas en bloques

Lava almohadilladas

cuando la lava llega al océano o cuando se originan en

las cuencas oceánicas, las zonas superficiales de las coladas se enfrían rápidamente, adquiriendo estructuras alargadas que se parecen a grandes almohadillas apiladas 22

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

unas sobre otras, su presencia indica que su deposición se produjo en un ambiente acuático

Figura 14. Lavas almohadilladas o Pillow lavas

b. Texturas de las Rocas Volcánicas Textura Afanitica.

Es común en las rocas volcánicas y se define como la textura

de la roca en la cual los cristales son demasiados pequeños para ser vistosos a simple vista, ya sea en roca cristalizada o vítrea. Textura Porfiritica. En la cual existen cristales grandes y bien formados conocidos como fenocristales de uno o más minerales, incluidos en una masa de grano fino, o vítreo

Figura 16. Textura porfídica Figura 15. Textura afanitica

23

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

Textura Fluidal.

Cuando los minerales constituyentes de la roca muestran una

tendencia paralelo subparalela en la trama. b. Estructuras De Las Rocas Volcanicas Estructura Perlítica. La mayoría de las rocas vítreas presentan diminutas grietas curvadas, y a veces parcialmente concéntrica, debido a la contracción del vidrio. Estructura Esferolitica.

Algunos

minerales

forman

pequeños

corpúsculos

esféricos llamados esferolitas Estructura Vesicular.

Muchas rocas se caracterizan por tener burbujas

atrapadas, las que pueden ser de diferente forma, como elípticas, redondeadas e irregulares. Estructura Amigdaloide.

Cuando las amígdalas, que son vesículas han quedado

rellenas por minerales secundarios como carbonatos y varias formas de vidrio. Escoria.

Es un término que se aplica a la lava d la basáltica , en la cual las

vesículas u oqueades dejadas por el gas son numerosas y de forma irregular. Piedra Pómez. Llamada también pumita, es una lava acido o silícea con aspecto d espuma

que se produce en la etapa extrema del escape de gases y contiene

innumerable cavidades aisladas unas de otras, de tal manera que puede flotar en el agua. Disyunción Columnar. Son estructuras que se forman cuando las rocas volcánicas básicas se enfrían y desarrollan fracturas de contracción en forma de columnas alargadas parecidas a pilares. c. Principales Rocas Volcánicas Según su composición química y mineralógica, las rocas volcánicas se clasifican basaltos, traquitas, andesitas y riolitas. De estas cuatro familias, los más importantes son los basaltos y las andesitas. Basaltos

que constituyen el grupo más extendido de rocas volcánicas, son de

color muy oscuro, casi negro, y están constituidos principalmente por feldespatos, olivina y piroxenos. Son las rocas más abundantes en el fondo de los océanos, 24

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

Andesita

es una roca de color gris claro, y aspecto bastante compacto. Debe su

nombre a que es muy abundante en la cordillera de los Andes. La Andesita se compone principalmente de plagioclasa, hornblenda, biotita y augita. Frecuentemente muestra una textura porfídica con fenocristales de plagioclasa. La matriz es densa y microcrisalina de color negro, gris, gris-verdoso, rojizo-café. Riolita La Riolita tiene una textura micro- criptocristalina, algunas veces con textura porfídica. Se compone de cuarzo, plagioclasa, feldespatos alcalinos y biotita (en general poco máficos). Vidrio volcánico y textura fluidal son comunes. Traquitas

Son los equivalentes volcánicos de grano fino de las sienitas. Su

composición varía desde las traquitas cuarcíferas hasta traquitas feldespatoideas. La composición mineralógica esencial es sanidina, feldespato alcalino, feldespatoides, piroxenos; todas ellas se presentan en una pasta fina fluidal. Estas rocas generalmente tienen texturas porfiríticas. También se presentan en forma de diques y de domos, principalmente debido a su alta viscosidad.

25

CAPITULO III

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

ROCA SEDIMENTAIA

26

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

III.

ROCAS SEDIMENTARIAS.

3.1.

DEFINICIONES. Las rocas sedimentarias proveen un panorama fascinante de las condiciones superficiales del pasado en la Tierra. Esto debido a que ellas se forman en o cerca de la superficie y no han sido fundidas o fuertemente alteradas por las altas presiones y temperaturas que producen las rocas ígneas y metamórficas. Los restos de plantas y animales son incorporados en los sedimentos que posteriormente se transformaran en rocas. Estos serán preservados, por lo que proveen un registro de la vida y las condiciones climáticas que existieron en el pasado en la Tierra.

Figura 16. Procesos de meteorización y erosión de los sedimentos a partir de la roca madre, luego ocurre su posterior transporte y depositación en cuencas sedimentarias

La formación de rocas sedimentarias envuelve numerosos procesos. Las rocas expuestas en superficies (ígneas, metamórficas o sedimentarias) reaccionan con la atmósfera e hidrosfera produciendo una pérdida de partículas llamadas sedimentos. Estos sedimentos son erosionados por el agua, viento y hielo y ayudados por la gravedad son transportados, normalmente, lejos de su punto de origen. Los sedimentos se acumulan en capas, junto con depósitos minerales provenientes de soluciones y restos de organismos y plantas que vivieron en o cerca del área de depositación. Posteriores cambios físicos y químicos transforman las capas de sedimentos en rocas sedimentarias. Por lo tanto, las rocas sedimentarias son formadas a partir de sedimentos en o cerca de la superficie de la Tierra por una combinación de procesos físicos, químicos y biológicos. 27

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

Las rocas sedimentarias constituyen el 75% del total de afloramientos en la Tierra. Sus espesores promedios son de 1,5 km en los continentes, 5 km en el talud continental y 3 km en el piso oceánico, con un máximo de 15 km aproximadamente en algunas localidades. Las rocas sedimentarias más comunes son las lutitas (60%), areniscas (20%) y calizas (20%). La erosión de rocas sedimentarias antiguas puede aportar minerales de mena a cuencas depositacionales, los cuales pueden ser concentrados en cantidades suficientes bajo condiciones favorables de transporte, selección y depositación para formar yacimientos económicamente viables. Se pueden reconocer yacimientos singenéticos, los que se forman simultáneamente con la roca, pueden originarse por procesos químicos (calizas, yeso, fosfatos, sal) o por procesos mecánicos (placeres de oro). Yacimientos diagenéticos, los que se forman después de la depositación de los sedimentos debido a cambios impuestos por altas temperaturas y presiones (carbón). Yacimientos epigenéticos, los que son derivados de otra parte, luego de la depositación de los sedimentos. Ellos son concentrados por la circulación de aguas subterráneas o fluidos hidrotermales. Sedimentología, Estudio de los sedimentos y su formación. Sedimentos son los depósitos que se forman en la superficie de la tierra y en el fondo del mar. La formación de sedimentos depende de acciones físicas y químicas presentes en la transición roca - atmósfera y roca - agua. Los procesos sedimentológicos ocurren sin la acción de altas presiones y temperaturas. Figura 17. Sedimentología de rocas.

28

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

3.2.

Formación de rocas sedimentarias. Los sedimentos están compuestos de tres mayores tipos de materiales: partículas de rocas y minerales provenientes del rompimiento de materiales antiguos, partículas producidas por la actividad vital de plantas y animales, y cristales precipitados de soluciones saturadas en o cerca de la superficie de la Tierra. Los sedimentos en cualquier lugar de la Tierra pueden estar compuestos por una combinación de estos tres componentes.

Flujo grama 01. Formación de las rocas sedimentarias

MATERIAL DE PARTIDA

METORIZACIÓN

Suelo

EROSIÓN TRANSPORTE

DEPOSITO/PRECIPITACION

Roca sedimentaria blanda

Roca sedimentaria

DIAGÉNESES

29

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

3.2.1. Meteorización de materiales antiguos Cuando los materiales antiguos (rocas, sedimentos, o conchas de organismos) quedan expuestos en la superficie de la Tierra interactúan con la atmósfera y la hidrosfera. Como resultado de esta interacción las diferentes especies minerales que conforman las rocas expuestas se desestabilizan produciéndose un conjunto de cambios físicos y químicos que agrupamos bajo el nombre de meteorización. Por lo tanto, entendemos por meteorización la rotura o la disgregación de una roca sobre la superficie de la Tierra, en la que se forma un manto de roca alterada, regolito, que permanece in situ. Por otra parte, la erosión incluye la denudación o degradación, es decir, la meteorización y el transporte del material. La meteorización entonces, al reducir la consistencia de las masas pétreas, abre el camino a la erosión. Un agente importante de fragmentación es la alternancia de congelamiento y deshielo de agua en una fisura, lo cual puede romper una roca sólida en pedazos. El hielo ocupa un 9% más de volumen que el agua y es un poderosa cuña. Otro agente son las raíces de plantas: una vez que ellas consiguen introducirse en una ruptura, actúan como cuñas cuando crecen y podrán romper parte de la roca. Los sedimentos derivados del rompimiento físico de otros materiales son llamados sedimentos clásticos (clasto es derivado del griego klastós, que significa “roto en pedazos”). Figura 18. Meteorización física y química de las rocas.

La mayoría de las partículas clásticas son derivadas de la meteorización que ocurre en la tierra. Estas partículas están compuestas en parte por sílice por lo que se denominan 30

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

silicilasticas. Otros tipos de clastos, que no son de sílice ni orgánicos, pueden ser, por ejemplo, fragmentos de conchas encontrados cerca de la costa, principalmente en áreas tropicales. Al mismo tiempo procesos químicos pueden alterar parte de los minerales presentes. Por ejemplo, cuando los feldespatos de granitos son expuestos a soluciones ácidas, ellos cambian a minerales de arcilla, los cuales se desprenden fácilmente. La combinación de fragmentación física y cambios químicos reducen lentamente la roca a una mezcla de partículas clásticas que pueden tener un rango de tamaño desde bloques hasta arcillas. Los iones solubles producidos por la meteorización son lavados del suelo y transportados por ríos a los océanos y a cuencas en los continentes, donde ellos son depositados por procesos químicos. a. Actividad biológica Los sedimentos hechos por plantas y animales son llamados sedimentos biogénicos. Las partículas biogénicas más abundantes son las conchas de organismos marinos. Ellas frecuentemente constituyen una gran porción de los sedimentos acumulados cerca de la costa o en el piso oceánico. El calor y claridad de aguas someras son optimas para el crecimiento de muchos organismos que secretan carbonato de calcio (CaCO3). El carbonato de calcio puede estar en forma de calcita o de su polimorfo aragonito. Los barros compuestos de cristales de aragonito se acumulan en áreas tranquilas. Las algas calcáreas remueven el carbonato de calcio del agua de mar y lo incorporan a sus esqueletos. Cuando estas algas mueren, los cristales de aragonito son depositados en el piso oceánico. Los arrecifes de coral son otra fuente importante de sedimentos biogénicos en áreas tropicales. Las olas que rompen contra el arrecife erosionan partes de los corales y rompen las conchas de otros animales que viven dentro del arrecife produciendo sedimentos biogénicos de grano grueso. La turba es un sedimento biogénico formado a partir de materiales de plantas que se acumulan en pantanos. Luego que la turba es enterrada comienza una lenta transformación en carbón. b. Precipitación química Los sedimentos químicos están compuestos de cristales que han precipitado de soluciones concentradas. Los iones que fueron liberados durante la meteorización de los minerales son acarreados desde su fuente por el agua. Estos iones disueltos pueden ser depositados cuando tanto un cambio químico o físico como la evaporación produzca una 31

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

perdida de los iones en solución. Los iones que precipitan como cristales se acumulan en capas de sedimentos químicos. La precipitación continúa hasta que la concentración de los iones restantes llegue a ser suficientemente baja para que permanezcan en solución. Los sedimentos químicos depositados de soluciones concentradas se llaman evaporitas, las cuales se forman en una gran variedad de ambientes. Ejemplos de depósitos evaporíticos son los salares del norte de Chile. Teóricamente en depósitos evaporíticos, el carbonato de calcio precipita primero, luego el yeso y por ultimo la halita. Características de los sedimentos Las distintas propiedades de los sedimentos nos proveerán de evidencias para establecer las condiciones ambientales en que ellos se acumularon. a. Composición El control más importante de la composición de los sedimentos siliciclásticos es la mineralogía de la roca fuente. Además la duración e intensidad de la meteorización en el área fuente podrá cambiar significativamente la composición mineralógica del sedimento. Estos procesos de meteorización continuarán hasta que el sedimento este desprovisto de actividad con la atmósfera e hidrosfera, es decir cuando este enterrado. Mientras que las rocas ígneas y metamórficas tienen una gran variedad mineralógica, las rocas sedimentarias se caracterizan por lo contrario. Esto se debe a que muchos de los minerales de rocas ígneas y metamórficas son inestables en condiciones ambientales y son

transformados

a

minerales

más

estables

durante

la

meteorización.

Consecuentemente, la mayoría de las partículas de las rocas sedimentarias están compuestas de cuarzo, feldespato, calcita, óxidos de hierro, minerales de arcilla y fragmentos de roca. La composición mineralógica de los sedimentos no siempre permanecerá fija, aun luego de su enterramiento, ya que procesos diagenéticos pueden producir cambios mineralógicos.

32

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

Tamaño del grano

Escala de Wentworth.

Otra de las propiedades de los sedimentos que se puede determinar en una primera instancia es el tamaño de estos. Esto último refleja factores como la cantidad de transporte que han sufrido las partículas, las condiciones energéticas del medio a las que han sido expuestas, la distancia de la fuente de origen, etc. Por ejemplo, bloques de 3 m, no podrán estar a una distancia muy lejana de su fuente de origen. Por el contrario partículas tamaño arcilla, ya han sufrido bastante desgaste y estarán muy lejos de su fuente. La escala granulométrica de Wentworth ha sido utilizada clásicamente para diferenciar los tipos de sedimentos. Esta clasificación los divide en bloques, guijas, guijarros, gránulos, arenas, limos y arcillas. Términos como fino, medio y grueso son utilizados para subdividir las partículas mencionadas anteriormente. Los términos de la escala de

33

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

Wentworth sólo se refieren al tamaño de las partículas y no a la composición de estas. Es importante aclarar que una partícula tamaño arcilla no será un mineral de arcilla. Selección La selección es la propiedad que describe la variabilidad del tamaño de grano en una roca sedimentaria. Aquellas rocas que muestran solo una clase granulométrica bien definida, siendo el tamaño de todas las partículas similar, se dicen bien seleccionadas. Por otra parte, aquellas en que sus constituyentes presentan una gran diversidad de tamaños se denominan mal seleccionadas. La selección de una roca es una propiedad que condiciona fuertemente su porosidad, y por lo tanto su comportamiento frente a la circulación de agua, subsuperficial, subterránea. Redondeamiento y esfericidad Las partículas en muchas rocas sedimentarias tienen los bordes redondeados. Esto es debido a que originalmente sus bordes angulosos han sido redondeados por la abrasión durante el transporte. El redondeamiento es un dato morfológico de interés en la tipificación

del

ambiente

de

sedimentación

de

algunas

rocas

sedimentarias,

especialmente las areniscas y conglomerados. Por otra parte, una vez que los bordes han sido redondeados, la partícula tenderá a cambiar su aspecto a una forma más esférica. La esfericidad está relacionada con las diferencias existentes entre los distintos diámetros o longitudes de los ejes de la partícula. Por ejemplo, clastos tamaño bloque que son transportados por un río a una playa pueden ser redondeados, pero no esféricos, pero por la acción de las mareas y las olas, estos tenderán a redondearse. Es típico ver en una playa como algunos clastos van y vienen por la acción de las olas. Se dice que una roca sedimentaria es más madura cuanto más redondeados y seleccionados estén los clastos que la integran. La madurez textural es un índice que refleja el tiempo transcurrido entre la erosión del material detrítico original y su depositación final. 3.2.2. Transporte y depositación de los sedimentos En los transportes por viento, glaciares y flujos de barro, la mayoría de los sedimentos son arrastrados como partículas discretas suspendidas en el flujo. En los glaciares las partículas pueden ser llevadas en la parte superior o dentro de estos. El transporte por agua, sin embargo, envuelve una gran variedad de mecanismos físicos y químicos. Las 34

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

partículas más grandes, como gravas, se deslizaran o rodaran por el piso. Las partículas de arena pueden rebotar por el piso y los limos y arcilla estarán suspendidos dentro del flujo, son estas últimas las que hacen ver turbia el agua. Al mismo tiempo iones son arrastrados invisiblemente en solución dentro del flujo. Figura 19. Etapa de transporte en la formación de rocas sedimentarias

35

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

Los sedimentos transportados por agua y viento son depositados cuando la energía cinética del flujo decrece. Cuando las partículas son depositadas, se acumulan en capas en la superficie. Las partículas en los flujos de barro son depositadas cuando el agua es perdida por evaporación o infiltración en la tierra. Las partículas transportadas por glaciares son depositadas cuando el hielo se derrite y el material llevado dentro y sobre el glaciar se sitúa en el piso. Figura 19. Tipos de transporte en un ambiente fuvial: Tracción, saltación, suspensión y solución.

36

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

3.2.3. Depositación en Ambientes sedimentarios y facies. Reciben el nombre de ambientes o medios sedimentarios, los lugares donde pueden depositarse preferentemente los sedimentos. Algunos ambientes sedimentarios están situados dentro de los continentes, como ocurre con el medio fluvial, el cual se forma por la deposición de partículas en el lecho y a ambos lados de los ríos, principalmente durante las crecidas, o el medio lagunar, originado por el material sedimentado en el fondo de los lagos. Otros ambientes se localizan en las zonas costeras y sus aledaños. Entre éstos se pueden citar los deltas, formados por los sedimentos que lleva el río al final de su curso, y las playas. Es, sin embargo, en el mar, donde suelen encontrarse los máximos espesores de sedimentos de plataforma continental, pero sobre todo los localizados al pie del talud continental y en la desembocadura de los cañones submarinos. En las llanuras abisales, en cambio, el espesor de los sedimentos es muy pequeño, desapareciendo prácticamente al aproximarse a las dorsales. Figura 20. Ambientes sedimentarios

37

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

Los sedimentos son depositados en una gran variedad de lugares. Algunos de estos pueden ser: abanicos aluviales, ríos, lagos, glaciares, dunas, estuarios, playas, deltas, islas barreras, plataformas continentales, talud continental, mar profundo, etc. Cada uno de estos ambientes está caracterizado por una serie de subambientes y por procesos característicos que determinaran la forma en que se depositen los sedimentos. Así se crearán una serie de texturas y estructura sedimentaria típica de cada ambiente. Al transcurrir millones de años y estos depósitos se transformen en rocas sedimentarias, los geólogos serán los encargados de interpretar y reconstruir los ambientes sedimentarios de ciertas rocas a partir de las estructuras sedimentarias que se encuentren y otros factores como, el tamaño de los clastos, redondeamiento, selección, tipo de fósiles, etc. Por facies se entiende el conjunto de características litológicas y biológicas que definen ciertos depósitos o rocas, las cuales serán representativas de ambientes depositacionales particulares. Por ejemplo, facies de playa, facies de plataforma, etc. 3.2.4. Litificación y diagénesis

Figura 21. Procesos de diagénesis

38

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

Luego que la roca sea meteorizada es necesario el transporte de los sedimentos a una zona de acumulación, donde serán depositados y posteriormente convertidos en roca por procesos de diagénesis y litificación. La diagénesis corresponde a los cambios físicos y químicos que afectan al sedimento después de su depositación y la litificación corresponde a aquellos procesos por los cuales un sedimento depositado se convierte lentamente en una roca sedimentaria sólida. Una de las consecuencias más importantes de los procesos diagenéticos es la pérdida de porosidad, o espacio entre las partículas de la roca, lo que puede afectar a las condiciones de esa roca como reservorio de petróleo, agua u otros fluidos. 3.3.

CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS.

Las rocas sedimentarias, a pesar de ser las menos abundantes, cubren el 75% de la superficie de los continentes y casi el 100% de los fondos oceánicos. Además constituyen el recurso natural más consumido después del aire y el agua. En España se consumen unas 10 Tm de roca sedimentaria por habitante y año. Las rocas sedimentarias se han clasificado en tres grandes grupos caracterizados por el origen y la composición: detríticas, químicas y orgánicas. Dentro de cada grupo existen subgrupos de acuerdo con diferentes criterios. Las rocas sedimentarias se clasifican como se muestra en el siguiente grafico. Figura 21. Clasificación de las rocas

39

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

3.3.1. Rocas detríticas. Estas rocas se forman a partir del proceso de erosión, transporte y sedimentación. Figura 22. Procesos de formación de roca detrítica.

Son rocas constituidas por granos, matriz y cemento. El diámetro y la composición de los granos, así como su porcentaje con respecto al total, son muy variables. Una roca detrítica se origina por la acumulación de granos en una cuenca. Simultánea o posteriormente, se produce el relleno de los huecos por granos de menor tamaño (matriz) Y por último, la precipitación de cemento químico que da consistencia a la roca. Posteriormente la roca puede sufrir cambios mineralógicos, de acuerdo con los procesos diagenéticos que experimente. A la hora de clasificar rocas detríticas, se establecen una serie de parámetros. Todos ellos dan idea de la madurez del sedimento.  Diámetro de los granos.  Forma de los granos (esférica, subesférica, planar).  Redondez de los granos (bordes redondeados, angulosos)  Roca grano sostenida o soportada por la matriz.  Composición de los granos (una única composición, distintas composiciones). 40

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

3.3.1.1.

Clasificación de rocas detríticas

a. Sefitas o ruditas. Son las rocas detríticas cuyo diámetro de grano es mayor de 2 mm, (por tanto se considera matriz a todos aquellos granos minerales menores de 2 mm), La composición de los granos de las sefitas es generalmente silicatada (cuarzo, feldespatos) o carbonatada. Si todos los granos son del mismo mineral, la roca se denomina Oligomíctica. Si todos los granos son de minerales distintos, la roca se denomina Polimíctica. Figura 22. Procesos de formación de roca detrítica.

Las sefitas se clasifican en: Figura 23. Conglomerados  Gravas- si los granos no están cementados.  Conglomerados –si los granos están cementados.

A

conglomerados

su se

vez,

clasifican

los en

brechas (si los granos son angulosos) y

pudingas

(si

los

granos

son

redondeados).

41

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

Algunos nombres relacionados con las sefitas son Tills (conglomerados tipo brecha de origen glaciar) Molasas (conglomerados de cantos de gran tamaño, relacionados con el desmantelamiento de relieves recién levantados). Figura 23. Conglomerados de cantos rodados

b. Samitas o areniscas. Son rocas detríticas con el diámetro de grano comprendido entre 1/16 de mm y 2 mm. (Por lo tanto se considera matriz a todos los minerales menores de 1/16 mm) Se clasifican por su tanto por ciento de matriz y por la composición de sus granos (clasificación de DOTT-PETTIJHON) A efectos de clasificación, se considera la composición de los granos del siguiente modo:  granos de cuarzo.  granos de feldespato.  fragmentos de roca (granos de cualquier composición distinta del cuarzo y el feldespato: carbonatos, óxidos de hierro, etc)

42

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

Las areniscas con menos de un 15% de matriz se denominan arenitas. (Cuarcitas si predominan los granos de cuarzo, arcosas si predominan los granos de feldespato, y arenita lítica si predominan los fragmentos de roca. Las areniscas con un porcentaje de matriz comprendido entre el 15 y el 75% se denominan grauwacas. (Cuarzo-grauwacas si predominan los granos de cuarzo, grauwacas feldespáticas si predominan los granos de feldespato, y grauwacas líticas si predominan los fragmentos rocosos) Una roca con más del 75% de matriz, sería considerada una lutita. Existen otros nombres tradicionales como las calcarenitas, las areniscas ferruginosas, etc que según la anterior clasificación entrarían dentro de las arenitas líticas. Figura 23. Las areniscas y su sedimentación

c. Pelitas o lutitas. Son rocas cuyo diámetro de grano es menor a 1/16 de mm. Clasificar lutitas es complicado porque sus minerales sólo son visibles a microscopio electrónico. La composición de los minerales de las lutitas es muy variable:  silicatos del grupo de la arcilla (filosilicatos): illita, caolinita, clorita, montmorillonita, biotita, moscovita.  otros silicatos: cuarzo, feldespatos.  carbonatos: calcita, dolomita. 43

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

 carbones, grafito. Según el tamaño de grano, se clasifican en:  limo- diámetro de grano comprendido entre 1/16 de mm y 1/256 de mm.  arcilla- diámetro de grano inferior a 1/256 mm. Frecuentemente se las nombra según el mineral que predomina (lutitas ferruginosas, lutitas silíceas, lutitas carbonatadas o margas, lutitas bituminosas, etc). Figura 24. Lutitas de grano fino

3.3.2. Rocas químicas y bioquímicas. Son las rocas sedimentarias que tienen su origen casi exclusivamente en la precipitación química de sales minerales con mayor o menor participación de los seres vivos, pero cuyos componentes son siempre inorgánicos. a. Carbonatos. La mayoría de las rocas sedimentarias químicas son calizas y dolomías. Nunca una roca es carbonatada al 100% ya que siempre hay cierta cantidad de arcillas, óxidos de hierro y otros silicatos, que son los causantes entre otras cosas del color de la roca. Los carbonatos pueden tener origen químico, bioquímico, metasomático, etc, con lo que las texturas son muy variables.

44

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

Calizas. El mineral que predomina es el CaCO3 (calcita) A efectos de clasificación se consideran los siguientes componentes:  Ortoquímicos 

CaCO3 con un diámetro de grano inferior a 0,02 mm. Micrita (matriz) CaCO3 con un diámetro de grano superior a 0,02 mm. Esparita (cemento)



aloqímicos- fósiles (restos de seres vivos)



oolitos (esferas concéntricas de carbonato cálcico)



pelets (bolas de origen fecal)



intraclastos (fragmentos de cualquiera de los aloquímicos anteriores)

Figura 25. Calizas con restos de conchas fosilisadas

b. Dolomías. Un proceso muy común durante la diagénesis avanzada es la dolomitización: 2CaCO3 + Mg2+

CaMg(CO3)2 + Ca2+

De esta forma, las calizas tenderán a transformarse en dolomías, borrándose generalmente la textura original de las calizas. A la hora de clasificar las dolomías, se respetan los grupos de Folk, pero anteponiendo el prefijo dolo- delante. De este modo, aparecen nombres como dolobiomicrita, dolodismicrita, etc.

45

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

Las calizas son usadas como material de construcción (sillares) y como materia prima para la fabricación de hormigones y cemento. c. Evaporitas. Son rocas formadas por sales de alta solubilidad (cloruros, sulfatos, etc) Tienen su origen en zonas de clima árido y ambientes acuosos de rápida evaporación. Figura 26. Rocas evaporitas

d. Yesos. Son rocas cuyo principal componente es el yeso (CaSO4.2H2O) Existen distintos tipos de yesos relacionados con la etapa diagenética hasta la que han llegado, a pesar de que todos son blancos o grisáceos. El yeso primario, recién precipitado, es el llamado yeso lenticular (con aspecto de lentejas grises cementadas) A medida que la roca sufre enterramiento, se deshidrata transformándose en anhidrita (CaSO4) Más tarde, en la epidiagénesis, la anhidrita puede rehidratarse dando lugar al yeso secundario en sus distintas modalidades: alabastro, yeso fibroso, yeso laminar. Los yesos son la materia prima para el yeso de construcción. El alabastro es usado como material para esculturas y claraboyas. e.

Otras Sales.

46

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

Cloruros. Son rocas formadas por minerales como la halita (NaCl) o la silvina (KCl) Constituyen yacimientos de interés económico por su utilización en la industria papelera, de jabones y detergentes, farmacéutica, de pinturas, etc. Rocas Mixtas. Dentro de este grupo se encontrarían todas las rocas de composición intermedia de los grupos que se han descrito. Las más comunes son las margas, de composición intermedia a las lutitas y las calizas.

3.3.3. Rocas orgánicas. La biosfera constituye un importante depósito de Carbono en la Tierra. El carbono de los seres vivos suele acabar directa o indirectamente acumulándose en la atmósfera como CO2, debido a que el oxígeno existente en la atmósfera y la hidrosfera destruyen cualquier resto orgánico, tarea a la que ayudan los organismos descomponedores aerobios. Sin embargo, cuando los restos de seres vivos quedan enterrados en ambientes anóxicos, entran en acción las bacterias anaerobias lo que, unido a los procesos diagenéticos, hacen que el sedimento orgánico sufra un proceso llamado carbonización, gracias al cuál el carbono se acumulará en la roca hasta constituir porcentajes importantes. Se originan así combustibles fósiles como el carbón y el petróleo que representan “energía solar atrapada en el tiempo” (Los combustibles fósiles proveen la mayor parte de la energía que mueve nuestra civilización. Sin embargo presentan dos graves inconvenientes: no son renovables y su combustión general un aumento del CO2 atmosférico, así como otros gases como los óxidos de azufre y de nitrógeno que provocan alteraciones ambientales de gran importancia como el calentamiento global y la lluvia ácida).

a. Los carbones. Los vegetales constituyen una enorme cantidad de biomasa que contiene altas cantidades de compuestos orgánicos como glúcidos y lípidos. En ambientes acuáticos de poca profundidad y escasa ventilación tales como zonas pantanosas, llanuras de inundación de los ríos, ambientes lacustres, turberas e incluso deltas, se generan ambientes pobres en oxígeno donde los restos vegetales no son descompuestos por vía La turba contiene en torno a un 60% de 47

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

carbono. Cuando queda enterrada entre capas de arcillas y arenas, el incremento gradual de presión y temperatura provocan su compactación. El agua, el dióxido de carbono y el metano son expulsados aumentando así el contenido en carbono.

Con el progreso de la carbonización y los procesos diagenéticos, la turba se transforma en lignito (a unos 1000 metros de profundidad), éste en hulla (entre 1000 y 7000 metros de profundidad) y ésta en antracita (a más de 8000 metros de profundidad) En todos los casos, estas transformaciones son procesos extremadamente lentos que requieren decenas de millones de años y por ello, el carbón es un recurso no renovable. b. Petróleo y gas natural. El petróleo (del latín, “aceite de roca”) es una mezcla heterogénea de hidrocarburos sólidos (asfalto, ceras, parafinas), líquidos (petróleo crudo) y gaseosos (metano, butano, propano). Se origina por fermentación anaeróbica de restos de microorganismos planctónicos enterrados en sedimentos marinos. Los medios más favorables para este proceso son las cuencas profundas carentes de oxígeno con una elevada tasa de sedimentación donde los restos orgánicos se mezclan con arcillas y limos. A medida que los restos orgánicos son enterrados, las biomoléculas se descomponen mediante procesos similares a la carbonización en los que se esfuma el oxígeno y el nitrógeno, y queda un residuo enriquecido en carbono e hidrógeno. Este sedimento se denomina sapropel, y constituirá la roca madre del petróleo. La formación de sapropel también sucede a menor escala en pantanos, lagos someros, y deltas. La temperatura necesaria para la formación del petróleo oscila entre los 70 y los 170ºC (por debajo no se forma, y por encima se altera, convirtiéndose en gas o desapareciendo por completo) Según lo que se ha explicado, es relativamente fácil que se generen combustibles fósiles. Pero a diferencia de lo que sucede con el carbón que se conserva fácilmente (debido a que es un sólido, y se comporta como una roca sedimentaria más), también es relativamente fácil que el petróleo no se conserve. Y es que, al tratarse de un fluido, el petróleo suele ser expulsado de los poros de la roca 48

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

madre a medida que avanza la diagénesis (por aumento de la presión, disminución de la porosidad, etc) De este modo, lo más probable es que los hidrocarburos suban hacia la superficie, hacia zonas de menor presión, donde el oxígeno acaba con ellos. A no ser que en su camino de ascenso se encuentre con:  una roca muy porosa capaz de almacenarlo (roca almacén)  una capa de roca que cubra por completo a la anterior y que sea altamente impermeable (roca de cobertera) Si se dan las dos condiciones citadas, el petróleo puede quedar atrapado durante millones de años en una trampa petrolífera. La mayoría de las trampas petrolíferas son estructuras tectónicas tales como anticlinales, discordancias angulares y fallas, aunque también las hay de origen sedimentario (arrecifes) y de origen pseudotectónico (diapiros). Figura 27. Formación de petróleo

49

CAPITULO IV

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

ROCA METAMORFICAS

50

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

IV.

ROCAS METAMORFICAS Definición.

4.1.

Se denomina roca metamórfica a aquella que ha sido formada a partir de otra roca, mediante un proceso llamado metamorfismo. Las rocas metamórficas se forman a partir de transformaciones mineralógicas y texturales de otras rocas, ya sean ígneas, sedimentarias o las propias rocas metamórficas. La Tierra está sometida a un continuo enfriamiento (calor irradiado por la Tierra, volcanismo, tectónica) y en la corteza existe un aumento gradual de la temperatura con la profundidad, al que usualmente se llama gradiente geotérmico. Este varía de una zona a otra de la corteza siendo su valor medio de 1ºC cada 33 m. Una roca a medida que es sometida a condiciones más profundas se ve inmersa en un medio de mayor temperatura y de mayor presión. Causas del metamorfismo. Existen varios tipos de metamorfismo debido a la diversidad de causas que lo producen: a. Temperatura O El aumento de temperatura que interviene en el metamorfismo puede deberse a: 

El gradiente geotérmico.



La proximidad de una intrusión magmática.



El rozamiento entre los dos bloques de una falla.

b. Presión El aumento de presión puede deberse a: 

El confinamiento (presión litostática): el peso de las rocas supra yacentes, la acumulación de sedimentos



la existencia de mantos de corrimiento.



El plegamiento, que introduce además una presión de componente horizontal (presión tectónica).



La presencia de una fase fluida, que provoca una presión conocida como presión de fluidos.

Efectos de la presión y la temperatura . Las presiones y temperaturas a las que se ven sometidas las rocas en el proceso metamórfico pueden provocar los siguientes efectos: 51

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”



Se forman nuevos minerales que son estables en las nuevas condiciones a las que se ve sometida la roca.



Expulsión de volátiles (por el aumento de temperatura)



Recristalización: se rompe la red cristalina (sin perder el estado sólido) y se forma una nueva red, más estable en las nuevas condiciones.



Orientación de los minerales de la roca perpendicularmente a la fuerza que actúa; como consecuencia, los minerales adquieren una orientación paralela y por eso aparecen en la roca planos de exfoliación, pizarrosidad o esquistosidad, como ocurre en las pizarras y en los esquistos.

4.2.

Tipos de Metamorfismo

a. Dinamometamorfismo 

Es el resultado de la deformación intensa que tiene lugar en las zonas de falla.



La fricción entre los bloques provoca, por un lado, la trituración de la roca y por otro, calor debido al rozamiento.



La roca resultante de la trituración se denomina cataclastita o brecha de falla y ocupa una banda de anchura variable que depende de la intensidad del proceso y de la litología. Cuando la cataclasis es muy intensa y los fragmentos llegan a ser microscópicos, la roca resultante se denomina milonita.

Figura 27. Proceso de dinamometamorfismo

52

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

b. Metamorfismo térmico o de contacto Es un fenómeno esencialmente térmico que se produce alrededor de los cuerpos ígneos

en la corteza terrestre, produciéndose principalmente dentro de las zonas

orogénicas y en niveles relativamente altos y con un grado bajo de metamorfismo regional. Suele darse fundamentalmente ligado a los granitos de los niveles altos de los erógenos, aunque también puede darse en relación con el magmatismo.

La intrusión provoca el desarrollo de aureolas metamórficas, concéntricas en relación con el plutón. En éstas aureolas suelen definirse diferentes zonas determinadas por la aparición, en dirección perpendicular al contacto intrusivo, de diferentes minerales índice (sillimanita, andalucita, biotita y clorita).

Las aureolas no se forman alrededor de cualquier cuerpo intrusivo. Las rocas resultantes del metamorfismo de contacto se denominan corneanas (por su fractura de aspecto córneo).

Figura 27. Metamorfismo de contacto

53

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

c. Metamorfismo regional o dinamotérmico (metamorfismo general) El metamorfismo está determinado por la presión y temperatura, definiéndose de esta manera una serie de "grados" y "facies" metamórficas. Es el caso más común del metamorfismo y también el más complejo, y para su estudio es necesario un conocimiento profundo de la cartografía geológica y estructural de la zona relevada, así como de la petrografía de cada tipo litológico involucrado. Se produce siempre en relación con las zonas de subducción, afectando a grandes extensiones de roca, circunstancia a la que debe su nombre. Puede considerarse como el efecto simultáneo de presión y temperatura. En las zonas afectadas por este tipo de metamorfismo, se observa que la intensidad del proceso es progresiva, desde zonas superficiales con metamorfismo poco intenso, a zonas profundas, intensamente metamorfizadas. Esta gradación de la intensidad del metamorfismo provoca la aparición de series de rocas metamórficas en los macizos montañosos afectados por este tipo de metamorfismo. La más conocida de estas series es la que se forma a partir de un sedimento arcilloso, que está formada por los siguientes términos:

Figura 28. Metamorfismo de las rocas

54

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

4.3.

Tipos de Rocas Metamórficas Mármoles y calizas cristalinas



Proceden del metamorfismo regional o de contacto de las calizas o dolomías, el cual produce una recristalización con aumento del tamaño de los granos. Si proceden de calizas puras se forman mármoles blancos, si son impuras originan mármoles de colores muy variados.



Cuarcitas Pueden proceder del metamorfismo de contacto o del metamorfismo general de areniscas y conglomerados cuarzosos. Son muy compactas, formando relieves destacados en los paisajes.



Esquistos arcillosos (pizarras) Los esquistos en general, son rocas que han adquirido una esquistosidad como consecuencia de esfuerzos tectónicos. Los esquistos arcillosos son esquistos de grano fino, que proceden de un metamorfismo poco intenso de las arcillas. Equivalen a las pizarras en sentido amplio. Figura 29. Las pizarras

55

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”



Micaesquistos y micacitas Son rocas esquistosas claramente cristalinas, de grano fino a medio, compuestas esencialmente por micas (moscovita y biotita) y cuarzo. Se forman a partir de sedimentos arcillosos y arenosos, por metamorfismo de medio y alto grado.



Gneises Rocas metamórficas de grado medio o alto que pueden derivar de rocas sedimentarias (paragneis) o ígneas (ortogneis). Están formados esencialmente por cuarzo, feldespatos alcalinos y micas. Su estructura presenta foliación y lineación minerales. Se caracteriza por poseer bandas claras y oscuras.



Migmatitas Estas rocas están en el límite entre las rocas metamórficas de alto grado y las rocas magmáticas, y su génesis está ligada a una anatexia (proceso mediante el cual las rocas del metamorfismo general, sometidas a una temperatura cada vez más elevada, se funden parcialmente, dando lugar a las migmatitas, o totalmente, originando un magma que puede dar lugar a granitos de anatexia). Es una mezcla de rocas de tipo granítico y gneis.

56

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

TEXTURAS DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS Anteriormente dijimos que uno de los cambios que sufren las rocas al someterse a las condiciones de metamorfismo son los cambios texturales. Estos consisten en la reorientación de los minerales que tienen una dirección predominante, esto es, o bien son planos, o presenta una dirección mayor que las otras dos (minerales alargados). La orientación de todos estos minerales según la dirección de mínima presión se denomina foliación. En el esquema de la derecha vemos unas flechas que indican la actuación de fuerzas compresivas. La dirección de las flechas indica la dirección de máximo esfuerzo. En el primer paso, los minerales planos y alargados están orientados de forma aleatoria, en todas las direcciones posibles. A medida que aumenta la presión, estos minerales van girando, para orientarse según la dirección de mínima presión (perpendicular a la dirección de máximo Esfuerzo). Finalmente, todos los minerales planos presentan la misma orientación, dando lugar a la foliación. Existen tres tipos distintivos de foliación, que veremos en la descripción de las rocas: pizarrosidad, esquistosidad y bandeado. Es importante resaltar el hecho de que los minerales que tienen el mismo tamaño en las tres direcciones del espacio (redondo, cúbico) no presentan orientación. Una arenisca formada exclusivamente por granos de cuarzo no producirá foliación, porque todos sus granos minerales son redondos, y no presentan orientación definida. Por tanto, solo las rocas que poseen minerales planos o alargados pueden presentar foliación. Según esto, las rocas metamórficas se agrupan en dos grandes categorías texturales: A. Rocas metamórficas granoblásticas. Son rocas metamórficas con textura granular (suelen ser minerales claros, como calcita, cuarzo, plagioclasas, dolomita, etc.), confiriendo a la roca una estructura masiva. El término granoblástico se refiere al hecho de que los minerales, en el metamorfismo, aumentan de tamaño debido a procesos de recristalización que reciben el nombre de blástesis. B. Rocas metamórficas con foliación. Rocas metamórficas que contienen minerales planos y alargados (suelen ser minerales oscuros, como micas, piroxenas, anfíboles, turmalinas, etc.) que se orientan, dando a la roca una estructura laminar.

57

CAPITULO V

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

58

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

V.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5.1. 

Conclusiones. El trabajo asignado al grupo por el docente del curso fue terminado con el apoyo de las revisiones bibliográficas tanto virtuales como físicos las misma que realizado por el grupo formado en este curso.



La investigación realizada y la búsqueda de información nos permitió conocer la importancia del estudio de las rocas en el campo de la ingeniería civil.



En el proceso de la formación de rocas sedimentarias encontramos materiales pétreos de suma importancia para la industria de la construcción civil.



En las rocas metamórficas podemos encontrar materiales para techado de las casas como las pizarras.

5.2.

Recomendaciones.

De acuerdo a la información recopilada en la formación de rocas se producen materiales para la construcción civil como: 

Cimentaciones y Paredes: Piedras de canteras, partidas y cortados mediante sierras se utilizan para construir estructuras subterráneas de los edificios. Las piedras partidas y cortadas como la calizas, areniscas, dolomitas y volcánicos se utilizan para paredes, pilares, etc.



Fachadas y Elementos Arquitectónicos: piedras de fácil pulido y agradable textura.



Elementos de Edificios: escaleras, descansillos, parapetos, etc. son fabricados de granito, mármol, caliza etc. Las losas y piedras para los dinteles de puertas y ventanas, cornisas son hechos con las mismas losas que la fachada.



Estructuras Subterráneas y Puentes: se construyen con rocas de ignición y sedimentación. Túneles y partes inferiores de los puentes se construyen con granito, diorita, garbo y basalto. Las piedras vistas y de fachada para túneles y puentes son hechas con piedras con surcos y acabados onduladas.

por lo tanto recomendamos su utilización tomando ciertos criterios.

59

CAPITULO VI

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”

REVISIÓN

BIBLIOGRÁFICA

60

“ESTUDIO DE LAS ROCAS”



Prothero, D.R. y Schwab, F. 2004. Sedimentary Geology. An Introduction to Sedimentary Rocks and Stratigraphy. W.H. Freeman and Co. New York. 557 pp



Stow, D. 2007. Sedimentary rocks in the field: a colour guide. Manson Publishing, 320 pp.



Tucker, M.E. (Ed) 1988. Techniques in Sedimentology. Blackwell Sci. Publ, Oxford, 394 pp.



Tucker, M.E. 1991. Sedimentary Petrology. An Introduction to the origin of sedimentary rocks. (2ª Ed). Blackwell Sci. Publ, Oxford, 269 pp.



Tucker, M.E. 2001. Sedimentary Petrology. An Introduction to the origin of sedimentary rocks. (3ª Ed). Blackwell Sci. Publ, Oxford, 262 pp.



Tucker, M.E. 2003. Sedimentary rocks in the field. Wiley,Chichester, 234 pp.



García Garmilla, P.; Aranburu. A. e Ibáñez López, J.A. 2005. Atlas para prácticas de Petrología Sedimentaria. UPV. CD-ROM.



http://plata.uda.cl/minas/apuntes/Geologia/hidrogeol/01000cont.htm y también



http://www.geologiaenlinea.com/geologia/ccss11.htm



http://www.britannica.com/bcom/eb/article/2/0,5716,117862+1,00.html



http://www.ucm.es/info/petrosed/index22.html



http://plaza.snu.ac.kr/~lee2602/atlas/atlas.html



http://mccoy.lib.siu.edu/projects/crelling2/atlas/

61