TEMA 2.

LAS ROCAS

CONCEPTO DE ROCA.

• Una roca es un agregado de partículas minerales originado de manera natural. Lo normal son las rocas formadas por dos o más minerales, aunque pueden existir rocas monominerales.

TIPOS DE ROCAS.• Según el ambiente donde se originaron, las rocas se han

formado bajo unas determinadas condiciones de presión y temperatura. Atendiendo a esto las rocas pueden generarse básicamente en tres tipos de ambiente:

Ambientes magmáticos tras la consolidación o enfriamiento magmáticos a gran profundidad.

Ambientes metamórficos si se producen cambios mineralógicos al variar la presión y/o la temperatura pero siempre conservando el estado sólido.

Ambientes sedimentarios tras el depósito y litificación de sedimentos en cuencas sedimentarias en la superficie terrestre.

PROCESOS SEDIMENTARIOS.

• Una roca sedimentaria es aquella que se origina por consolidación de sedimentos en una cuenca sedimentaria.

PROCESOS SEDIMENTARIOS.

• Los procesos sedimentarios son tres en el siguiente orden: Erosión. Consiste en el desgaste de las rocas de la superficie

terrestre por parte de los agentes geológicos externos (viento, agua, raíces, etc). Como consecuencia les son arrancados fragmentos de tamaño variable denominados sedimentos.

Transporte. Los sedimentos arrancados durante la erosión, son transportados a cierta distancia según su tamaño y la fuerza del agente de transporte (viento, agua).

Sedimentación. Cuando el agente de transporte pierde fuerza o bien cuando los sedimentos alcanzan una zona baja de la corteza terrestre (cuenca sedimentaria) estos quedan depositados en capas sucesivas de antigüedad, de tal manera que las capas de sedimentos (estratos) mas antiguas estarán más profundas mientras que las más jóvenes serán más superficiales.

Diagénesis. Es la transformación de los sedimentos de las cuencas sedimentarias en rocas sedimentarias por procesos de cementación y compactación.

PROCESOS SEDIMENTARIOS.

Erosión Transporte Sedimentación

PROCESOS SEDIMENTARIOS.

La compactación consiste en un aumento de la presión de carga sobre los sedimentos que están enterrados, por lo que el aire y el agua que puedan quedar entre los poros escapan hacia estratos superiores acercándose mucho los sedimentos entre sí.

La cementación sin embargo se debe a que las sales disueltas en el agua no escapan con ésta (precipitan) y forman una especie de cemento que une los granos minerales.

PROCESOS SEDIMENTARIOS.

COMPACTACIÓN Y CEMENTACIÓN.

PROCESOS SEDIMENTARIOS.

• La diagénesis es un proceso que puede abarcar hasta los 10000 m de profundidad y se puede extender hasta los 100 millones de años.

ROCAS SEDIMENTARIAS.• En función de su origen las rocas sedimentarias pueden

ser: organógenas o de origen orgánico, evaporíticas o de origen químico, detríticas o deposicionales.

Rocas organógenas. Se originan al depositarse y transformarse restos de seres vivos al quedar enterrados en una cuenca sedimentaria. Si lo que se transforma son restos vegetales se formarán carbones. Si lo que se transforma son restos de microorganismos planctónicos se formará una mezcla de hidrocarburos denominada petróleo. También se pueden formar calizas organógenas por acumulación de conchas de seres vivos o por concreciones de Ca CO3 sobre diversas partes vegetales.

ROCAS SEDIMENTARIAS.

Carbones.

ROCAS SEDIMENTARIAS.

Petróleo

ROCAS SEDIMENTARIAS.

Calizas organógenas.

ROCAS SEDIMENTARIAS.

Rocas evaporíticas. Cuando masas de agua marina sufren procesos de evaporación, se produce un aumento progresivo de la concentración de sales, convirtiéndose en salmueras. Las rocas evaporíticas están compuestas por cristales de sales precipitadas. Las más frecuentes son halita, yeso y anhidrita.

ROCAS SEDIMENTARIAS.

Yeso Halita Anhidrita

ROCAS SEDIMENTARIAS.

Rocas detríticas. Son quizás las rocas sedimentarias más características ya que se forman gracias al proceso anteriormente descrito de diagénesis. Los clastos que conforman el sedimento de cada roca sedimentaria se clasifican según su tamaño y de mayor a menor, pueden haber conglomerados, areniscas, y arcillas.

ROCAS SEDIMENTARIAS.

Rocas detríticas 1. Conglomerados. Sus clastos son superiores a 2 mm de diámetro. Los más frecuentes son brechas, con clastos angulosos, y pudingas, con clastos redondeados.

ROCAS SEDIMENTARIAS.

Rocas detríticas 2. Areniscas. Sus clastos oscilan entre 2 mm y 1/16 mm y están consolidados a partir de sedimentos de tamaño arena. Las más comunes son las cuarcitas (con mucho cuarzo), grauvacas (con cuarzo y arcillas a partes similares), y arcosas (con mucho feldespato).

ROCAS SEDIMENTARIAS.

Cuarcita Grauvaca Arcosa

ROCAS SEDIMENTARIAS.

Rocas sedimentarias 3. Arcillas. Sus clastos tienen un tamaño inferior a 1/16 mm, es decir de tamaño microscópico. Son las rocas sedimentarias más abundantes en superficie.

PROCESOS MAGMÁTICOS.

• Los procesos magmáticos ocurren en el interior de la Tierra (corteza y manto) a altas temperaturas.

• Un magma es un fundido en el que hay cristales o fragmentos de roca en suspensión y gases, procedente de la fusión parcial o total de las rocas preexistentes en dicha zona.

PROCESOS MAGMÁTICOS.• Un magma se puede originar como

consecuencia de:Un aumento local de la temperatura que funda

algunos minerales debido a causas diversas. Ocurre frecuentemente en zonas de subducción y puntos calientes.

Una descompresión de la zona ya que disminuye el punto de fusión de las rocas. Ocurre mucho en dorsales oceánicas.

La presencia de fluidos reduce también la temperatura de fusión de las rocas. Es típico también de zonas de subducción.

PROCESOS MAGMÁTICOS.• Según su abundancia de sílice, un magma puede ser

ácido si es muy rico, o básico si es pobre en sílice. Así en función de la composición química del magma se originarán rocas magmáticas de diferentes tipos de acidez, lo que va a determinar sus propiedades físico-químicas:

Temperatura. Aquellos magmas compuestos por minerales iniciales de alto punto de fusión son más calientes que los que proceden de minerales con punto de fusión más bajo. Así los magmas basálticos, son del orden de 1050 a 1300ºC, mientras que en los magmas graníticos la temperatura oscila entre 700 y 900ºC.

PROCESOS MAGMÁTICOS. Viscosidad. Los magmas son más viscosos cuanto mayor es su

contenido en sílice ya que éste es capaz de polimerizar creando una compleja red cristalina que dificulta su desplazamiento. Así los magmas ácidos son muy viscosos, por lo que ascienden lentamente hacia la superficie y los gases que contienen quedan confinados dentro. Por el contrario los magmas básicos tienen una baja viscosidad y por ello una mayor fluidez, por lo que su ascenso a la superficie es rápido moviéndose sus gases con facilidad y escapando con facilidad. A mayor temperatura, menor viscosidad.

Densidad. La fusión de rocas de la corteza continental origina magmas ligeros compuestos principalmente por elementos alcalinos o alcalinotérreos, mientras que la de rocas de la corteza oceánica y del manto aportará al magma elementos ferromagnesianos de una densidad mayor

PROCESOS MAGMÁTICOS.• Una vez formado el magma en regiones

profundas litosféricas su baja densidad general respecto a las rocas del entorno hace que ascienda a regiones más superficiales y se enfríe, ya sea por un enfriamiento rápido en la superficie (vulcanismo) o lento en profundidad (plutonismo). Durante este proceso de enfriamiento se dan fenómenos de cristalización, diferenciación magmática, asimilación de la roca encajante, y mezcla de magmas.

PROCESOS MAGMÁTICOS.• Cristalización. Se van formando nuevos cristales

a determinadas condiciones de presión y temperatura, de manera que van cristalizando minerales diferentes para cada intervalo de presión y temperatura. Así en algún momento de la consolidación magmática coexisten una fracción sólida, una fase líquida y otra gaseosa. Este proceso se denomina cristalización fraccionada. Basándose en unas condiciones en la cámara magmática, Bowen propuso dos secuencias de minerales que se originaban al enfriarse los magmas básicos, una continua y otra discontinua:

PROCESOS MAGMÁTICOS.

Series de Bowen.

PROCESOS MAGMÁTICOS.• Diferenciación magmática. Lo normal es que

durante la consolidación magmática se produzca una separación de fases sólida y líquida, quedando el fluido residual empobrecido en los elementos ya cristalizados, formando magmas secundarios de composición química diferente al primario. Esto puede deberse a decantación gravitatoria de la fase sólida, al transporte gaseoso de sodio y calcio a zonas de la cámara magmática de menor presión donde quedan concentrados, o a el enfriamiento diferencial dentro del mismo magma por contacto con las paredes de la cámara.

PROCESOS MAGMÁTICOS.

Diferenciación magmática.

PROCESOS MAGMÁTICOS.• Asimilación de la roca encajante. El magma en

su migración hacia la superficie se contamina y cambia su composición química al fundir y asimilar parte de las rocas encajantes e incorporar nuevos elementos.

• Mezcla de magmas. La situación más probable es la ocupación de una cámara con un magma ya diferenciado por un magma ascendente más caliente sin diferenciar aún.

PROCESOS MAGMÁTICOS.• Así pues según todo esto, tenemos diferentes tipos de magmas

según su localización: En zonas de dorsal oceánica se originan magmas toleíticos (por

fusión de rocas del manto superior) tras una fractura y posterior descompresión. Al enfriar en superficie forman basaltos, y en profundidad originan gabros.

En zonas de subducción se producen magmas más profundos de composición calcoalcalina tras la fusión de la placa oceánica que arrastra sedimentos acumulados empapados de agua. Al enfriar en superficie originan erupciones violentas que forman riolitas, andesitas y dacitas, y en profundidad originan granitos o sienitas.

En zonas de fallas transformantes es similar a las dorsales oceánicas.

En zonas de intraplaca se forman magmas alcalinos derivados de la fusión parcial de las peridotitas del manto, y como consecuencia de una fracturación y posterior ascenso de penachos térmicos

ROCAS MAGMÁTICAS.• Son aquellas que derivan de la consolidación de

un magma. Según su lugar de formación pueden ser:

Rocas plutónicas. Si se forman en el interior de la cámara magmática. Suelen presentar grandes cristales ya que éstos han tenido suficiente tiempo (enfriamiento lento) para crecer por lo que presentan una textura granuda. Ejemplos: gabro, granito, diorita, sienita, peridotita.

ROCAS MAGMÁTICAS

Rocas plutónicas.Granito Sienita

ROCAS MAGMÁTICAS

Rocas plutónicasGabro Peridotita Diorita

ROCAS MAGMÁTICASRocas volcánicas. Son aquellas que se forman

tras un proceso de enfriamiento rápido en la superficie en contacto con la atmósfera o con la hidrosfera. Debido a ello, los cristales no tienen suficiente tiempo de crecer y pueden ser microscópicos (textura porfídica) o ni siquiera llegar a formarse (textura vítrea). Las principales rocas volcánicas son: Basalto, riolita, andesita, dacita, traquita, obsidiana y pumita.

ROCAS MAGMÁTICAS

Basalto Pumita Obsidiana

ROCAS MAGMÁTICAS

Andesita Riolita

ROCAS MAGMÁTICAS

• Cuadro comparativo rocas volcánicas-rocas plutónicas:

ROCAS MAGMÁTICASRocas filonianas. Se forman como

consecuencia de dos periodos de enfriamiento; uno lento cerca de la cámara magmática que dejara grandes cristales, y otro rápido en grietas alejadas de ésta que originará cristales diminutos, por lo que se trata de una textura de grandes cristales en una matriz de cristales microscópicos. Los principales ejemplos de rocas filonianas son pórfidos y pegmatitas.

ROCAS MAGMÁTICAS

Pórfido Pegmatita

PROCESOS METAMÓRFICOS.• El metamorfismo es un conjunto de procesos que consisten en la

transformación de minerales de las rocas para adaptarse a las condiciones cambiantes de presión y/o temperatura que ocurren en estado sólido, es decir sin fundir.

• Los factores que pueden causar el metamorfismo son: Un aumento de temperatura que rompa enlaces entre nodos y

favorezca las reacciones químicas. Se origina a temperaturas superiores a 150º C ó 200º C, e inferiores a 800º C.

Un aumento de la presión litostática (de la columna de roca suprayacente), o dirigida por esfuerzos tectónicos.

Reacciones químicas en presencia de fluídos ya que son vehículo de transporte de iones entre minerales

Tiempo suficiente para que actúen todos los factores anteriores.

PROCESOS METAMÓRFICOS.• Los efectos del metamorfismo sobre las rocas pueden

ser: Cambios en la textura, sobre todo en la orientación

mineral. Cambios en la estructura, foliación, que según la

intensidad de la presión tiene diferentes grados: pizarrosidad (estructura hojosa) a intensidades bajas, esquistosidad (bandeado grosero) a intensidades intermedias, y bandeado (con bandas alternas de colores claros y obscuros) a intensidades altas.

Cambios físico-químicos que originan recristalizaciones o neoformación de minerales diferentes.

PROCESOS METAMÓRFICOS.

• Tipos de matamorfismo:Metamorfismo térmico o de contacto

alrededor de intrusiones magmáticas, provocando aureolas metamórficas en las que las rocas aparecen más alteradas cuanto más cerca del magma están. Así se originan las corneanas o rocas cornubianíticas.

PROCESOS METAMÓRFICOS.Metamorfismo regional si afecta a extensas

regiones que suelen ser antiguas cuencas sedimentarias sometidas a un aumento de temperatura por subducción y de presión por un enterramiento progresivo o por presiones dirigidas al subducir una placa.

Metamorfismo dinámico o de presión dirigida de origen tectónico que generan pliegues o fallas que originan brechas tectónicas.

Metamorfismo de enterramiento por presión confinante que origina pizarrosidad.

PROCESOS METAMÓRFICOS.

ROCAS METAMÓRFICAS• Según la estructura de la roca metamórfica

pueden existir:Rocas con estructura foliada, es decir, con una

estructura planar definida por la orientación de sus minerales en una dirección perpendicular a la de los esfuerzos que los originaron. Ejemplos: pizarras, esquistos, micaesquistos y gneises.

Rocas con estructura no foliada, cuyos minerales carecen de orientaciones preferentes. Aquí se incluyen corneanas, cuarcitas, mármoles y eclogitas.

ROCAS METAMÓRFICAS.

Pizarra Esquisto Micaesquisto Gneis

ROCAS METAMÓRFICAS.

Corneana Cuarcita Mármol Eclogita

EL CICLO DE LAS ROCAS.