GENESIS DE LAS ROCAS
ROCAS
Definición:
Una roca es una piedra muy dura y sólida. Para la geología,
una roca es un sólido cohesionado que está formado por uno o más
minerales. Los minerales más abundantes en una roca se conocen como minerales esenciales, mientras que los que aparecen en proporciones pequeñas se denominan minerales accesorios.
Es posible distinguir entre distintos tipos de rocas. Las rocas monominerálicas están formadas por un único mineral. Las rocas compuestas, en cambio, presentan distintas especies mineralógicas.
Tipos de Rocas:
Rocas Igneas: rocas formadas por la solidificación de magma o de lava (magma desgasificado).
Rocas Sedimentarias: rocas formadas por la consolidación de sedimentos, materiales procedentes de la erosión de rocas anteriores, o de precipitación a partir de una disolución.
Rocas Metamórficas: rocas formadas por alteración en estado sólido de rocas ya consolidadas de la corteza de la Tierra, cuando quedan sometidas a un ambiente energético muy diferente del de su formación.
Ciclo Petrológico de las Rocas:
En el contexto del tiempo geológico las rocas sufren transformaciones
debido a distintos procesos. Los agentes geológicos externos producen la
meteorización, erosión y sedimentación de las rocas de la superficie.
Se llama meteorización a la acción geológica de la atmósfera, que produce una degradación, fragmentación y oxidación. Los materiales resultantes de la meteorización pueden ser atacados por la erosión y transportados. La acumulación de fragmentos de roca desplazados por la forman derrubios. Cuando cesa el transporte de los materiales, éstos se depositan en forma de sedimentos en las cuencas sedimentarias, unos sobre otros, formando capas horizontales (estratos).
Los sedimentos sufren una serie de procesos (diagénesis) que los transforman en rocas sedimentarias. Aquéllas proceden de la compactación y cementación de sedimentos; se producen en las cuencas sedimentarias, principalmente los fondos marinos.
La compactación es el proceso de eliminación de huecos en un sedimento, debido al peso de los sedimentos que caen encima. La cementación es consecuencia producida por la compactación; consiste en la formación de un cemento que une entre sí a los sedimentos (los fragmentos de rocas).
Se llama meteorización a la acción geológica de la atmósfera, que produce una degradación, fragmentación y oxidación. Los materiales resultantes de la meteorización pueden ser atacados por la erosión y transportados. La acumulación de fragmentos de roca desplazados por la forman derrubios. Cuando cesa el transporte de los materiales, éstos se depositan en forma de sedimentos en las cuencas sedimentarias, unos sobre otros, formando capas horizontales (estratos).
Los sedimentos sufren una serie de procesos (diagénesis) que los transforman en rocas sedimentarias. Aquéllas proceden de la compactación y cementación de sedimentos; se producen en las cuencas sedimentarias, principalmente los fondos marinos.
La compactación es el proceso de eliminación de huecos en un sedimento, debido al peso de los sedimentos que caen encima. La cementación es consecuencia producida por la compactación; consiste en la formación de un cemento que une entre sí a los sedimentos (los fragmentos de rocas).
Tipos de Rocas:
Algunos de los tipos de rocas que existen son:
Ígneas: Son aquellas rocas que se conforman a partir
del enfriamiento y solidificación de rocas fundidas, estas últimas
también conocidas bajo el nombre de magma. Si el
proceso de enfriamiento se realiza de forma apresurada, debido a que
ocurre en la superficie de la corteza, trae como consecuencia la
conformación de rocas vitrificadas y cristales de tamaños heterogéneos.
En estos casos, se conoce a las rocas bajo el nombre de volcánicas o lávicas. La pegmatita, pórfido, filón, piedra pómez, obsidiana, lavas cordadas y basalto, son ejemplos de este rocas volcánicas.
Por otro lado, si el magma se solidifica dentro de la superficie
terrestre, lentamente, se desarrollan cristales homogéneos, conocidos
bajo el nombre de rocas plutónicas. Algunos ejemplos de estas son: gabro, granito y granito rosa.
Estas rocas son se ubican en las zonas de mayor profundidad de la corteza y son las que conforman el manto.
Clasificación de las rocas ígneas
Las rocas ígneas se clasifican
mediante dos criterios fundamentales:
-
Abundancia de las especies minerales primarios principales
-
Abundancia de elementos químicos
Abundancia de las especies minerales principales
La abundancia (en volumen) de un
mineral en una roca se denomina abundancia modal.
La moda de una roca es, por tanto, la abundancia
volumétrica de sus minerales constituyentes expresada en
porcentajes sobre cien (% vol).
Los minerales se clasifican en:
-
Minerales primarios (o singenéticos, formados durante procesos magmáticos).
-
Pirogenéticos: Formados directamente a partir del fundido magmático.
-
Minerales de reacción: Se forman por las reacciones de los minerales pirogenéticos con el fundido residual.
-
Minerales xenógenos, formados al asimilarse fragmentos de rocas encajantes en el magma.
-
-
Minerales secundarios o postmagmáticos: Minerales formados en procesos hidrotermales, metasomáticos o metamórficos que afecten la roca.
Desde el punto de vista de su
abundancia, los minerales se clasifican en:
-
Minerales principales: Aquellos cuyo contenido es superior al 5% en la roca.
-
Minerales de segundo orden: (accesorios mayores) con contenidos entre el 2 y 5% en la roca.
-
Minerales accesorios: Su contenido es inferior al 2% en la roca.
Para clasificar una roca ígnea en base
a su moda, se utilizan diagramas ternarios en los que se
representan los contenidos de minerales primarios
(no se utilizan los secundarios, formados después de la
cristalización del magma).
Se utilizan los siguientes parámetros:
-
Q: Polimorfos de SiO2 (típicamente cuarzo, aunque tambien tridimita y cristobalita en algunas rocas ígneas cristalizadas a altas temperaturas).
-
A: Feldespato alcalino, incluyendo feldespato potásico (sanidina, ortosa y/o microclina) y albita (término de la serie de las plagioclasas con porcentajes molares de anortita entre 0 y 5 %).
-
P: Plagioclasa (todos los términos de la serie de las plagioclasas con procentajes molares de anortita entre 95 y 100 %) y escapolita.
-
F: Feldespatoides (leucita, pseudoleucita, nefelina, analcima, sodalita, noseana, kalsilita, haiiyna, cancrinita).
-
M: Minerales máficos (micas, anfíboles, piroxenos, olivino), minerales opacos en luz transmitida (magnetita, ilmenita), epidota, allanita, granate, melilita, monticellita, carbonatos primarios y accesorios (circón, apatito, titanita, etc).
Desde el punto de vista de las
clasificaciones modales, los minerales de los grupos Q,
A, P Y F comprende los minerales félsicos, (de "fel"
y "si", acronimos de feldespatos, feldespatoides,
minerales del Si, o sea, minerales ricos en Si, Al, Ca,
Na, y K) y los minerales del grupo M son máficos
(de "m" y "f", acrónimos de los elementos Mg y Fe, o
sea, minerales ferromagnesianos).
Desde el punto de vista del índice
de color se utiliza el porcentaje de minerales
máficos M' (= M menos moscovita, apatito, carbonatos
primarios).
-
Hololeucocrática: 0-10%
-
Leucocrática: 10-35%
-
Mesocrática: 35-65%
-
Melanocrática: 65-90%
-
Holomelanocrática: 90-100%
Series de reacción de Bowen (para la
diferenciación ígnea por cristalización fraccionada)
Ultramaficas plutónicas
Cuando M > 90,
los minerales máficos son dominantes, las rocas son muy
ricas en MgO y FeO y pobres en SiO2, y denominándose
rocas ultramáficas. Se utilizan los siguientes
diagramas, donde se indican los nombres de las rocas.
Clasificación de las rocas ígneas plutónicas. M > 90. Rocas ultramáficas (Le Maitre et al 2002; imagen tomada de Tutor de Petrología).
Clasificación de las rocas ígneas plutónicas. M > 90. Rocas ultramáficas con anfíbol (hornblenda) (Le Maitre et al 2002; imagen tomada de Tutor de Petrología).
Rocas máficas-félsicas plutónicas
Cuando M < 90,
las rocas son máficas, intermedias o
félsicas. Se utilizan los siguientes diagramas,
donde se indican los nombres de las rocas.
La distinción
entre gabros y dioritas (campo 10) y otras rocas
relacionadas (campos 9', 9, 9*, 10', 10* y 14) se
hace con base al contenido molar de anortita de la
plagioclasa (determinado por propiedades ópticas o
mediante microscopía electrónica):
-
An ≥ 50 Gabro
-
An < 50 Diorita
Si no se puede
determinar el contenido de An (por alteración o
maclas mal definidas) se utiliza el valor de M:
-
M ≥ 30 Gabro.
-
M < 30 Diorita.
Clasificación de las rocas ígneas plutónicas. M < 90. Rocas máficas, intermedias y félsicas (Le Maitre et al 2002).
Para las rocas máficas (gabroicas)
se utilizan también los siguientes diagramas:
Clasificación de las rocas ígneas plutónicas gabroicas (Le Maitre et al 2002; imagen tomada de NASA).
Clasificación de las rocas ígneas plutónicas gabroicas (Le Maitre et al 2002; imagen tomada de NASA).
Rocas volcánicas lavicas
Para las rocas
volcánicas lávicas se utiliza el diagrama Q-A-P-F:
Clasificación de las rocas ígneas volcánicas. M < 90. Rocas máficas, intermedias y félsicas (Le Maitre et al 2002; imagen tomada de Tutor de Petrología).
Volcánicas piroclásticas
Las rocas volcánicas piroclásticas (explosivas) deben
contener fragmentos volcánicos no retrabajados (i.e.,
transportados por agentes externos como viento,
agua,...) en una proporción mayor de 75%. Para estas
rocas, se utiliza el diagrama:
Brechas piroclásticas, Cabo de Gata
Se consideran rocas epiclásticas aquellas que contienen fragmentos
de rocas volcánicas con evidencias de haber sido
transportados en algún medio.
Para las rocas volcánicas se
utiliza el diagrama TAS (Total Alkalis vs Silica).
En este diagrama no se utilizan términos modales (máfico,
félsico, etc) sino químicos: rocas ultrabásicas,
básicas, intermedias, y ácidas, en
función de la abundancia de SiO2 en porcentajes en peso:
Clasificación química de las rocas ígneas volcánicas. Diagrama TAS -Total Alkalis vs. Silica- (Le Maitre et al 2002; imagen tomada de NASA).
Rocas Sedimentarias: Rocas formadas por la consolidación de sedimentos, materiales procedentes de la erosión de rocas anteriores, o de precipitación a partir de una disolución.
Clasificación de las rocas sedimentarias
En función de sus componentes, las
rocas sedimentarias se clasifican en:
-
rocas detríticas o clásticas (más del 50% de terrígenos). Ruditas o conglomerados (pudingas y brechas), areniscas, lutitas (limolitas, arcillas o arcillitas).
-
no detríticas (menos del 50% de terrígenos), que a su vez pueden subdividirse en:
-
de precipitación química o biogeoquímica. Calizas, dolomías, evaporitas, rocas silíceas (silex, chert). Dentro de este grupo se incluyen las rocas residuales (rocas aluminosas o bauxitas y rocas ferruginosas o lateritas).
-
organógenas (depósito de fragmentos orgánicos de animales y/o vegetales). Carbón, petróleo.
-
Las rocas sedimentarias también pueden
clasificarse en función de su composición química. Una
parte importante de las rocas sedimentarias se pueden
clasificar en el diagrama SiO2, CaCO3+[CaMg](CO3)2 (o (Ca,MgCO3),
Al2O3·xH2O+Fe2O3·xH2O (o (Al,Fe)2O3·xH2O), donde x
representa un número de moléculas de H2O variable:
Rocas Metamórficas: rocas formadas por alteración en estado sólido de
rocas ya consolidadas de la corteza de la Tierra, cuando quedan
sometidas a un ambiente energético muy diferente del de su formación.
Clasificación de las rocas metamórficas
Las
clasificaciones de este tipo de rocas se basan en:
-
la composición química y mineralógica de la misma,
-
el origen de la roca original o protolito (ígneo o sedimentario),
-
sus características texturales, estructurales y de fábrica
En cuanto al
criterio composicional, se pueden diferenciar grandes
grupos tales como rocas de composición máfica
y ultramáfica (procedentes de rocas
ígneas máficas como grabros y ultramáficas como
peridotitas), pelítica (rocas
sedimentarias detríticas arcillosas) y gneísica
(rocas ígneas ácidas como granitos y riolitas, y
sedimentarias de tipo areniscas arcósicas),
carbonáticas (calizas y dolomías)
y calcosilicatadas (carbonatadas
impuras con cierta proporción de componente arcilloso y
margas).
En cuanto al
origen de la roca original, se subdividen en rocas
ortoderivadas, esto es, originalmente ígneas,
y paraderivadas, esto es, originalmente
sedimentarias.
Tipos de Metamorfismo
Los tipos de metamorfismo más
importante son metamorfismo
regional y de metamorfismo de
contacto. Las rocas del primer tipo de
metamorfismo se forman en áreas
orogénicas amplias, a lo largo de cientos de km,
soliendo presentar foliaciones e importantes
deformaciones. Las del segundo tipo
se
forman en torno a los contactos entre cuerpos magmáticos
intrusivos y las rocas encajantes, en respuesta al
incremento de temperatura que sufren las rocas
adyacentes al ponerse een contacto con los cuerpos
ígneos. Este tipo de rocas no sufre esfuerzos dirigidos
especialmente intensos durante la blastesis mineral, por
lo que suelen ser rocas no foliadas (exclusivamente
blásticas). Existen, no obstante, otros tipos de
metamorfismo.
Texturas
Las texturas
principales que pueden encontrarse en las rocas
metamórficas son cuatro, que se describen a
continuación.
-
Textura granoblástica. Los cristales forman un mosaico de granos más o menos equidimensionales. Los contactos entre granos tienden a formar 120º en puntos donde se juntan tres de ellos (denominados puntos triples). Esto se debe a que esta disposición morfológica en más estable, ya que se minimiza la superficie total de contactos entre granos y por ende la energía de superficie, por comparación con otras disposiciones que implican contactos al azar. Esta textura es común en rocas monominerálicas como cuarcitas y mármoles, así como en rocas de grado metamórfico muy alto como granulitas.
-
Textura lepidoblástica. Está definida por minerales tabulares (en general filosilicatos, normalmente micas y cloritas) orientados paralelamente según su hábito planar. El hecho de que esta textura presente orientación preferente de sus componentes minerales supone que las rocas con esta textura presentan fábrica planar (o plano-lineal), lo que confiere a la roca una anisotropía estructural (foliación) según la cual tiende a exfoliarse. Estas rocas presentan, por tanto, comportamientos mecánicos contrastados según las direcciones perpendicular y paralela a la superficie de foliación. Esta textura es la típica de metapelitas (pizarras, micacitas, esquistos y gneises pelíticos).
-
Textura nematoblástica. Está definida por minerales prismáticos o aciculares (e.g., inosilicatos, normalmente anfíboles) orientados paralelamente según su hábito elongado en una dirección. Las rocas con esta textura presentarán fábrica lineal (o plano-lineal), lo que igualmente les confiere una anisotropía estructural (lineación) según la cual las rocas tienden a escindirse. Esta textura es típica de anfibolitas y algunos gneises y mármoles anfibólicos.
-
Textura porfidoblástica. Está definida por la presencia de blastos de tamaño de grano mayor (i.e., porfidoblastos) que el resto de los minerales que forman la matriz en la que se engloban. La matriz por su parte puede tener cualquiera de las texturas anteriores (grano-, lepido- o nematoblástica), o una combinación de ellas. Cualquier tipo de roca metamórfica puede tener textura porfidoblástica, y los porfidoblastos pueden ser de cualquier mineral que la forme.
Texturas blásticas en rocas metamórficas. A) Granoblástica. B) Lepidoblástica. C) Nematoblástica. D) Porfidoblástica.
Estas cuatro
texturas pueden aparecer en las rocas metamórficas de
manera exclusiva. Sin embargo, lo normal es que las
rocas metamórficas presenten una combinación de dos o
más de ellas. La textura global se describe primero con
el de la textura individual más dominante, y a
continuación el resto (e.g., porfido-grano-lepidoblástica).
Combinaciones de texturas en rocas metamórficas. a) Granolepidoblástica. b) Granonematoblástica. c) Granoporfidoblástica.
A parte de estas
texturas, existen texturas particulares que suelen
proporcionar información sobre los procesos reaccionales
que han sufrido estas rocas. No entraremos en ellas ya
que tienen un interés genético más que descriptivo. Si
acaso, nombrar la textura poiquiloblástica, definida, al
igual que en rocas ígneas, por cristales
porfidoblásticos que incluyen a otros minerales más
pequeños.
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