tema 4 los materiales de la litosfera terrestre 2 rocas2

TEMA 4: LOS MATERIALES DE LA LITOSFERA

TERRESTRE 2: ROCAS

IES Licenciado Francisco Cascales Geología de 2º de Bachillerato Francisco Javier Zamora García

Concepto de roca

• Roca es una masa de material sólido inorgánico u orgánico de origen natural y forma parte significativa de la corteza terrestre.

• La mayoría de las rocas son agregados de minerales.

Concepto de roca

• Las distintas apariencias de las rocas están determinadas fundamentalmente por dos aspectos:

• Uno es la mineralogía, es decir los diferentes componentes y la cantidad relativa de cada uno de ellos.

• El otro es la textura, o sea el tamaño y ordenamiento espacial de los componentes.

Tipos de rocas

• Existen tres grupos básicos de rocas que se diferencian por su composición mineralógica y textura.

• Estos tipos de rocas son:

– Ígneas

– Sedimentarias

–Metamórficas.

Tipos de rocas

Petrología

• La Petrología es la especialidad de la Geología que tiene a su cargo el estudio de las rocas.

CICLO DE ROCAS

• Procesos que convierten a cada uno de los tipos de roca en alguno de los otros dos.

CICLO DE ROCAS • El MAGMA, masa de material fundido, puede inyectarse en la corteza o

subir hasta la superficie a través de fracturas, sufriendo un proceso de enfriamiento denominado SOLIDIFICACIÓN que genera las ROCAS ÍGNEAS.

• Los materiales sobre la superficie terrestre incluyen rocas ígneas, sedimentos y rocas viejas de todas clases. Estos materiales son meteorizados, transportados y acumulados (sedimentados) en forma de sedimentos en un proceso que se denomina SEDIMENTACIÓN. Después de la compactación y cementación de los sedimentos, proceso que se realiza dentro de la corteza y se denomina de manera general como LITIFICACIÓN o DIAGÉNESIS, se generan las ROCAS SEDIMENTARIAS. A profundidades más grandes en la corteza, las rocas sufren un proceso denominado METAMORFISMO que ocurre a gran presión y temperatura y deforma las rocas originales generando un tipo de roca conocido como ROCA METAMÓRFICA. Cuando la presión y la temperatura sobrepasan los límites del metamorfismo, las rocas metamórficas sufren una FUSIÓN, y la posterior SOLIDIFICACIÓN las transforma en rocas ígneas, completándose de esta manera este ciclo de rocas.

CICLO DE ROCAS

Tectónica de placas y el ciclo de las rocas

• Los procesos del ciclo de las rocas están gobernados por la tectónica de placas.

• El plutonismo y el vulcanismo son el resultado de calor interno de la tierra y tienen lugar en tres ambientes geotectónicos bien definidos:

• 1-En los límites convergentes: donde una placa oceánica desciende (subduce) llegando hasta el manto donde se funde, formando magma y rocas ígneas.



• 2-En los límites divergentes: como en las dorsales centro oceánicas, donde el fondo oceánico se expande permitiendo el ascenso del magma basáltico proveniente del manto.



• 3- En las denominadas Plumas convectivas, penachos térmicos o puntos calientes, que son lugares donde el magma asciende desde el manto y sale a la superficie para formar volcanes.

Tectónica de placas y el ciclo de las

rocas


• Las rocas ígneas son en general el producto de la interacción de las placas y de la actividad del calor interno de nuestro planeta. Si no hay diferencia de calor entre núcleo y corteza, no hay movimiento de las corrientes de convección y por lo tanto no hay movimiento de las placas litosféricas, y si las placas no se mueven no hay formación de magma, ni volcanes ni rocas ígneas.


• Los sedimentos son llevados desde las zonas altas de las montañas hacia las cuencas ubicadas en los continentes y en los fondos oceánicos. Esto ocurre al mismo tiempo que las placas litosféricas se hunden lentamente y las capas de sedimentos depositados en primer término son cubiertas por los más modernos, iniciando el proceso de litificación.

• Al contrario de lo que ocurre en el interior de la Tierra, en la superficie, el calor solar gobierna la circulación de los océanos y la atmósfera, controlando la distribución de la humedad y produciendo meteorización y transporte de sedimentos por agentes tales como el viento, el agua y el hielo.


• Las rocas metamórficas se forman allí donde las placas continentales colisionan, en los límites convergentes. Estas colisiones generan montañas y la corteza es sometida a grandes presiones y temperaturas, transformando a las rocas preexistentes y convirtiéndolas en rocas metamórficas.

ROCAS ÍGNEAS O MAGMÁTICAS

ROCAS ÍGNEAS O MAGMÁTICAS

• Las rocas ígneas o magmáticas provienen de la consolidación de un magma fundido.

• Roca ígnea es una roca formada a partir de un estado de fusión. Este tipo de roca es el más abundante en la corteza.

CONCEPTO DE MAGMA

• Un magma es un líquido de composición generalmente silicatada que se encuentra a una temperatura elevada (700-1000 ºC)

• Los elementos más importantes de un magma son: O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na y K, pero también contiene mínimas cantidades del resto de los elementos químicos y cantidades apreciables de agua y otros compuestos, gaseosos a presión atmosférica, pero disueltos con las altas presiones a las que se generan los magmas.

CONCEPTO DE MAGMA

• La lava es el magma que sale a la superficie terrestre a través de fracturas.

• La composición química de la lava refleja una pequeña proporción de la composición original del magma, debido al escape de gases que sufre durante su ascenso a la superficie.

COMPOSICIÓN DEL MAGMA

Condicionada por el % de sílice (SiO2) Ácidos: Mayor de 66% Intermedios: 66 – 52% Básicos: 52 – 45% Ultrabásicos: Menor de 45%

PROPIEDADES DEL MAGMA

Magmas ácidos: Se forman a Tª entre 900º – 1200º C, ligeros, alta viscosidad por estar formados por tectosilicatos con largas cadenas que producen fricción y disminuyen la movilidad. Magmas básicos: Se forman a Tª > 1200º C, densos, mayor fluidez al estar formados por nesosilicatos con tetraedros aislados que producen menor fricción.

TIPOS DE ROCAS MAGMÁTICAS


• Las rocas ígneas resultan de la composición original (constituyentes minerales) del magma parental y de la velocidad de enfriamiento (textura).

Si la cámara sufre sobrepresión, parte del magma escapará al exterior provocando una erupción volcánica, y originando las rocas volcánicas. Si el magma se consolida dentro de la misma cámara, da lugar a las rocas plutónicas, mientras que si lo hace en las vías de acceso a la superficie originará rocas filonianas.

Enfriamiento del magma

TIPOS DE ROCAS MAGMÁTICAS • De acuerdo a la composición química, las

rocas ígneas se pueden clasificar de manera general en:

• • Rocas máficas o básicas con alto contenido de minerales oscuros y pesados.

• • Rocas intermedias con un contenido promedio de minerales oscuros y pesados y minerales claros y livianos.

• • Rocas félsicas o ácidas con alto contenido de minerales claros y livianos.

TIPOS DE ROCAS MAGMÁTICAS • De acuerdo a la composición química

Tipode rocas ígneas

VOLCANICAS PLUTONICAS Minerales Magma

Cuarzo FdK FdNa FdCa Mica Anfibol Piro

xen

o

Olivino

Riolita Granito oo oo o o Ácido SiO2 > 66%

Traquita Sienita o o o Intermedio SiO2 52-66%

Andesita Diorita o o o o Intermedio SiO2 52-66%

Basalto Gabro o o o Básico SiO2 45-52%

Peridotita o oo Ultrabásico SiO2 < 45%

TIPOS DE ROCAS MAGMÁTICAS • De acuerdo al sitio en donde solidificaron, las

rocas ígneas se clasifican en dos grandes divisiones:

• Rocas ígneas intrusivas o plutónicas solidificadas dentro de la corteza.

• Rocas ígneas extrusivas o volcánicas solidificadas en la superficie terrestre.

• Rocas ígneas filonianas: Solidificación en grietas o fracturas.

Clasificación según el lugar de formación

• Plutónicas: solidificación lejos de la superficie terrestre. Enfriamiento lento, formación de grandes minerales.

• Volcánicas: Rocas formadas a partir de lavas y piroclastos en la superficie de la tierra.

• Filonianas: Solidificación en grietas o fracturas.

TIPOS DE ROCAS MAGMÁTICAS • En general, las rocas ígneas intrusivas tienen

una textura de grano grueso y se presentan en cuerpos denominados intrusivos o plutones, mientras que las rocas ígneas extrusivas tienen una textura de grano fino o vítrea y se presentan en forma de capas.

CLASIFICACIÓN DE ROCAS ÍGNEAS

Clasificación por su textura mineral

TEXTURA FANERÍTICA: los minerales se ven a simple vista. TEXTURA AFANÍTICA: los minerales no son visibles

TEXTURA DE LAS ROCAS ÍGNEAS

La textura fanerítica es típica de rocas plutónicas y la afanítica de volcánicas e hipabisales.

Algunas rocas pueden presentar cristales

“flotando” en una pasta hipocristalina, éstas también se denominan afaníticas.

Grado de cristalinidad Cristalinas Hialocristalinas Vítreas

Rocas plutónicas • Rocas que cristalizan en el interior, lentamente,

presentando una buena cristalización. Presentan textura granuda, con minerales de grano medio a grueso que se reconocen a simple vista. A veces forman cristales de gran tamaño debido a la presencia de agua, dando lugar a textura pegmatítica.

ROCAS PLUTÓNICAS Y FILONIANAS (ROCAS INTRUSIVAS) Concordantes con rocas encajantes

Sill o filón capa :Tabular entre estratos Lacolito . Lenticular de base plana

Discordantes Batolitos :Variables. Alguno muy grandes. Graníticos asociados a orogénesis Diques :En fracturas. Gen tabulares

Rocas plutónicas

Rocas volcánicas • Cristalizan en la superficie terrestre,

rápidamente, por lo que los átomos no se ordenan y no forman cristales, tan sólo vidrio volcánico (textura vítrea) o cristales muy pequeños, no visibles a simple vista (textura microcristalina).

• A veces presentan algún cristal más grande que se formó en la cámara antes de la erupción (textura porfídica), y otras veces son rocas muy porosas (textura vacuolar).

Rocas volcánicas

Rocas filonianas

• Formadas por enfriamiento de un magma en zonas próximas a la superficie formando diques o filones. Son intermedias entre los dos tipos anteriores.

UTILIDAD DE LAS ROCAS MAGMÁTICAS

Basalto: se utiliza como grava de carretera y para el afirmado de las vías de tren, en las construcciones bajo el agua y para realizar pequeños enladrillados. Pumita: su empleo como material para pulimentar y en productos de cosmética. En construcción se emplea para fabricar rocas ligeras (rocas esponjosas). suele utilizarse para la preparación de detergentes y para alisar las asperezas de la piel. Granito: se utiliza para adoquines, bordillos y mojones y también para grava (triturado, anguloso). Los granitos coloreados, son buscados para revestimiento de fachadas, embaldosados de suelos o para esculturas. Granodiorita: se utiliza en construcción para realizar lapidas y como lozas de cementerios. Andesita: Sus usos industriales son similares a los de la ortosa, la amazonita, variedades como gema que se pule como piedra. Cuarzodiorita: Se utiliza con profusión en las fabricas de vidrio y de ladrillo silito o como cemento y argamasa.

4. ROCAS METAMÓRFICAS

4.1. CONCEPTO DE METAMORFISMO

• Las rocas metamórficas son llamadas así porque en realidad, son la transformación de una roca preexistente (meta = cambio, morfos = forma).

• Estas rocas son generadas cuando las altas temperaturas y presiones en las profundidades de la Tierra, causan algún cambio en una roca ígnea, sedimentaria o metamórfica previa.

• Lo que cambia es la mineralogía, la textura y eventualmente la composición química sin perder su estado sólido; por eso se dice que los minerales de las rocas metamórficas no cristalizan, si no que crecen lentamente en estado sólido.

CONCEPTO DE METAMORFISMO

• Se define metamorfismo como el conjunto de procesos que sufren las rocas al aumentar la presión y la temperatura, implicando cambios que se producen en estado sólido, es decir, no hay fusión.

ROCAS METAMÓRFICAS

CUALQUIER ROCA QUE HA SUFRIDO UN PROCESO SECUNDARIO DE COMPACTACIÓN O RECRISTALIZACIÓN (SIN FUSIÓN) CONOCIDO COMO METAMORFISMO.

CAMBIOS DEL METAMORFISMO

TRANSFORMACIONES MINERALÓGICAS

- Reajuste mineralógico:Las reacciones son variadas y dependen de los minerales de partida y de los factores existentes. Los cambios pueden ser totales o parciales.

- Recristalización: A partir de 300ºC, las partículas forman cristales de mayor tamaño, sin cambiar de composición mineralógica. Es lo que le ocurre al mármol a partir de una caliza sedimentaria.

- Deshidratación: Perdida de agua de los minerales, debido al aumento de temperatura

CAMBIOS DEL METAMORFISMO

TRANSFORMACIONES TEXTURALES

- Aumento de densidad: la presión comprime la roca y aumenta la densidad

- Reorientación de los minerales: Algunos minerales cuando se comprimen, rellenando huecos.

- Recristalización con orientación permanente: mineral se agranda en la dirección en la que no hay compresión

4.2. FACTORES DEL METAMORFISMO

• En nuestro planeta los procesos metamórficos se dan con mayor frecuencia y extensión a mayores profundidades de la litosfera, donde la presión y la temperatura son elevadas o bien en presencia de fluidos o volátiles.

4.2. FACTORES DEL METAMORFISMO •Presión.

• La presión es un protagonista esencial, y su incremento puede tener dos causas:

• -Presión litostática (no dirigida) debida al peso de las nuevas rocas que se acumulan en las cuencas sedimentarias, y que sumergen y comprimen a las más viejas. Para que su efecto se deje en el metamorfismo debe haber al menos 10 Km de rocas sedimentarias acumuladas encima.

• -Presión tectónica (dirigida) originada por compresiones generadas en límites de placas convergentes: zonas de subducción, colisiones entre continentes, etc.

4.2. FACTORES DEL METAMORFISMO

• Temperatura. • Durante la diagénesis (transformación de

sedimento en roca sedimentaria) la temperatura ya era un protagonista importante, sin embargo en el ambiente sedimentario la temperatura no aumenta por encima de los 200º C. A lo largo del proceso metamórfico, la temperatura puede incrementarse hasta los 800 º C. Por encima de esta temperatura, algunos minerales comienzan a fundir, y nos adentraríamos en el ambiente magmático.

FACTORES DEL METAMORFISMO • Temperatura. • Las rocas pueden soportar aumentos de

temperatura por varias causas: • -Gradiente geotérmico- Al profundizar en la litosfera,

recordemos que la temperatura sube 1º C cada 33 metros, por lo que una roca que esté enterrada a 10 Km de profundidad sufrirá una temperatura de 300 º C. No obstante, el valor asignado al gradiente geotérmico es una media estadística y existen variaciones importantes.

• -Calor liberado en zonas de fuerte fricción como grandes fallas, zonas de subducción, etc

• -Presencia de magmas cercanos procedentes de zonas profundas de la litosfera o del manto.

4.2. FACTORES DEL METAMORFISMO Presencia de fluidos o volátiles.

Aumenta la presencia de fluidos como dióxido de carbono y agua debido a la deshidratación y descarbonatación que sufren algunos minerales.

Los fluidos favorecen las reacciones químicas.

4.3. TIPOS DE METAMORFISMO

•CONTACTO O TÉRMICO (ALTA Tª)

•REGIONAL (ZONA EXTENSA)

- ALTA P Y BAJA Tª

- BAJA P Y ALTA Tª

•DINÁMICO (ALTA P) (FALLAS)

•DE IMPACTO (METEORITOS)

(ALTA P Y ALTA Tª)

• DE ENTERRAMIENTO. (ALTA P Y

MEDIA Tª)


• En función de los valores de P y Tª que haya soportado una roca, se pueden distinguir tres tipos de metamorfismo.

• a- Metamorfismo de alta presión. Está ligado a zonas que han experimentado fuertes presiones tectónicas, como zonas de grandes fallas. Por tanto el papel de la temperatura es secundario. Las rocas sufrirán trituraciones y aparecerán minerales polimorfos de alta presión. Un ejemplo son las milonitas.

4.3. TIPOS DE METAMORFISMO • En función de los valores de P y Tª que haya soportado una

roca, se pueden distinguir tres tipos de metamorfismo.

• b- Metamorfismo de contacto. Se produce cuando la roca sedimentaria se ve atravesada por intrusiones magmáticas, de modo que el factor más relevante es la alta temperatura, mientras que la presión no es relevante.

• En torno al plutón o batolito, quedará una aureola de rocas sedimentarias alteradas, pero los cambios irán siendo menos intenso a medida que nos alejemos de la roca magmática. Algunos ejemplos de rocas típicas de metamorfismo de contacto son las cuarcitas (procedentes de areniscas), el mármol (procedente de las calizas) o las corneanas.

Tipos de metamorfismo



• c- Metamorfismo regional. Aumento de la presión y de la temperatura. Ligado a grandes masas de rocas sedimentarias que han sufrido un enterramiento profundo, y posteriormente han soportado presiones tectónicas. Las zonas propicias para el metamorfismo regional son las cuencas aplastadas por colisiones continentales por lo que está vinculado a orogenias. Origina rocas cuyos granos se orientan perpendicularmente a la dirección de máxima presión, y cuyo tamaño de grano aumenta por recristalización.



• c- Metamorfismo regional.

• La serie típica del metamorfismo regional sería:

• lutita--------pizarra------esquisto------gneiss-------migmatita

de met: º bajo º medio º alto fusión parcial

4.4. TEXTURAS DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS


• Textura de una roca se define como “disposición espacial recíproca de los minerales que constituyen la roca”.

• Durante el metamorfismo cambiará la forma, tamaño y disposición espacial de los minerales, por lo que aparecen unas texturas típicas que informan del tipo de metamorfismo que ha sufrido la roca.


• Las rocas metamórficas tienen exclusivamente textura cristaloblástíca.

• Las texturas cristaloblásticas pueden ser agrupadas en cuatro tipos morfológicos dependiendo del hábito de los cristales que la forman.


Los cuatro tipos de texturas cristalobtástícas. a) granoblástica; b)

Lepidoblástica; c) nematoblástica; d) Porfidoblástica.

4.5. TIPOS DE ROCAS METAMORFICAS

• Atendiendo a las características estructurales, se pueden establecer dos grandes grupos de rocas metamórficas:

• 1) Rocas foliadas o esquistosadas. Con texturas con orientación preferente (foliadas), características del metamorfismo regional. Los minerales planos (micas, arcillas) están ordenados en una dirección perpendicular a la de la presión que soportó la roca. Ej: pizarras, filitas, esquistos, anfibolitas, gneises y migmatitas.

• 2) Rocas no foliadas o masivas. Con texturas sin orientaciones preferentes (no foliadas), características del metamorfismo de contacto. Ej: corneanas, granulitas, cuarcitas, mármoles y eclogitas.

4.5. TIPOS DE ROCAS METAMÓRFICAS FOLIADAS NO FOLIADAS

(Isotrópicas) (Anisotrópicas)

PIZARRAS

ESQUISTOS

GNEIS

CUARCITAS

MARMOLES

CORNEAS (HORNFELS)

DISPOSICIÓN Y CRECIMIENTO PARALELOS EN LOS MINERALES

NO TIENEN CRISTALES CON ORIENTACIÓN PERMANENTE

4. 5. Tipos de Rocas metamórficas • Son muy diversas y se van a diferenciar por su textura y su

composición mineralógica.

• Según su textura:

– No orientadas: granoblástica y cataclástica

– Orientadas: pizarrosa, esquistosa, gneísica y migmatítica

• Según la composición mineralógica de las rocas de partida:

– Rocas silicatadas: Con cuarzo y otros silicatos. Son las más abundantes y comunes como pizarras, esquistos y gneises, que derivan de las arcillas, areniscas y granitos. Las areniscas cuarzosas originan las cuarcitas.

– Rocas carbonatadas: compuestas por carbonatos cálcicos, originarán los mármoles.

TEXTURA GRANOBLÁSTICA TEXTURA LEPIDOBLÁSTICA

3.3 Metamorfismo y facies metamórfica

• El metamorfismo se puede clasificar según su grado de intensidad al aumentar temperatura y presión en grado muy bajo, bajo, medio y alto.

• Para saber el grado de metamorfismo necesitamos saber qué minerales componen la roca y en qué condiciones son estables. La facies metamórfica es el conjunto de minerales que definen las condiciones de presión y temperatura a las que se ha formado la roca, y reciben distintos nombres para que diferenciemos unas de otras.

5. ROCAS SEDIMENTARIAS.

5.1. CONCEPTOS.

• Sedimento es todo material que se asienta o deposita a partir de aire o agua.

• Roca sedimentaria es la roca que se forma a partir de la litificación o diagénesis (compactación + cementación) de los sedimentos.

• Los sedimentos se acumulan en tierra o en agua, generalmente en depresiones de la superficie terrestre conocidas como cuencas sedimentarias.

5.1. CONCEPTOS. • Los agentes geológicos externos determinan los

diferentes tipos de modelado del relieve que se caracterizan por una serie de morfologías erosivas, de transporte y sedimentarias.

• Todas las formas resultantes suelen ser bastante efímeras a escala geológica, pero la sedimentación puede conservarse por tiempo indefinido como rocas sedimentarias.

• De modo que con las rocas sedimentarias pueden reconstruirse procesos geológicos del pasado tales como la paleogeografía, paleoclimatología, paleobiología, etc. Así considerado, el registro sedimentario constituye la historia impresa de la Tierra.

5.1. CONCEPTOS.

5.2. ORIGEN

• Los sedimentos o partículas sedimentarias tienen tamaños que varían desde fragmentos microscópicos hasta grandes bloques.

• Existen dos tipos de sedimentos de acuerdo a su origen: detríticos y no detríticos.

5.2. ORIGEN • Sedimentos detríticos o clásticos son aquellos

que se mantienen en el tamaño de las partículas durante su evolución y se dividen y toman nombres de acuerdo al tamaño o granulometría.

• La escala de Wentworth es una escala granulométrica establecida en el año de 1.922, constituida por clases de tamaños que tienen nombres específicos para cada una. Esta escala es de naturaleza geométrica y la razón exponencial entre clases sucesivas es 2.

5.2. ORIGEN • Su descripción es la siguiente:

• > 256 mm CANTO RODADO (GRAVA)

• 256 - 4 mm GUIJARRO (GRAVA)

• 4 - 2 mm GRANULO (GRAVA)

• 2 - 1/16 mm ARENA

• 1/16 - 1/256 mm LIMO

• < 1/256 mm ARCILLA

5.2. ORIGEN • Sedimentos no detríticos o no clásticos son

aquellos producidos por precipitación provocada inorgánicamente (sedimentos químicos) u orgánicamente (sedimentos orgánicos).

• En la precipitación se forman partículas sólidas a partir de soluciones, donde los elementos se encuentran en estado iónico.

5.2. ORIGEN • La sedimentación comprende la serie de

procesos mediante los cuales las rocas de cualquier tipo se transforman en sedimentos.

• Estos procesos son: meteorización, transporte y sedimentación o depositación.

5.2. ORIGEN • La meteorización es la destrucción de las rocas en

la superficie terrestre debido a la acción de los fenómenos que actúan en la interfase atmósfera-corteza.

• El transporte es la movilización de las partículas meteorizadas hasta las áreas de depósito por medio de diversos agentes: agua, hielo y viento.

• La sedimentación o depositación es la acción de acumulación de las partículas transportadas en sitios sobre la superficie terrestre denominados cuencas sedimentarias.

5.2. ORIGEN • Los sedimentos se transforman en rocas

sedimentarias a través de la litificación o diagénesis, que comprende dos procesos: compactación y cementación.

• • La compactación es un proceso de enterramiento y compresión de los sedimentos, dando como resultado el empaquetamiento de los sedimentos y la pérdida de porosidad.

• • La cementación es un proceso de formación de cementos que precipitan a partir de las soluciones que circulan por los poros de los materiales sedimentarios.

5.3. MINERALES DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS. DIFERENCIACIÓN

SEDIMENTARIA

• A las cuencas de sedimentación llegan los aportes detríticos que aportan los rios, el viento, etc. Pero también llegan iones en disolución y partículas coloidales que flocularán en contacto con los cationes del mar.


SEDIMENTARIA

• Según su origen, los minerales de las rocas sedimentarias se pueden clasificar del siguiente modo:

• A- Minerales heredados o transportados. (Cuarzo, arcillas, óxidos de hierro y aluminio)

• B- Minerales de precipitación química (carbonatos, sulfatos, nitratos, cloruros, fosfatos, etc)

• C- Minerales Diagenéticos. Formados durante la compactación y mitificación del sedimento. (dolomita, carbones, sulfuros, etc)


SEDIMENTARIA

• Todos estos minerales se acumularán en un punto u otro de la cuenca según su densidad, tamaño y direcciones de las corrientes, formando después estratos de rocas diferentes.


SEDIMENTARIA

• De manera que de la meteorización y erosión de una roca inicialmente homogénea situada en un continente, pueden obtenerse rocas de características muy distintas: es la diferenciación sedimentaria.


SEDIMENTARIA

5.4. DIAGÉNESIS: DE SEDIMENTO A ROCA.

• Se entiende por diagénesis el conjunto de cambios que sufre el sedimento hasta que se transforma en roca sedimentaria.

• Estos cambios están provocados fundamentalmente por el peso de los nuevos sedimentos que van comprimiendo los anteriores y por el cambio de condiciones químicas al irse enterrando en zonas cada vez más profundas. También influye el aumento de la temperatura debido al gradiente geotérmico.


• -Compactación- Se debe al peso de los sedimentos suprayacentes. Tiene como consecuencia una disminución del volumen del sedimento y una pérdida de porosidad. En el caso de un fango calcáreo puede suponer la pérdida de hasta el 60% del volumen original.

• -Deshidratación- Al disminuir el volumen de poros el agua es expulsada hacia zonas de menor presión. Generalmente los fluidos migrarán hacia zonas más cercanas hacia la superficie. El sedimento se deseca.


• -Cementación- Consiste en la precipitación de sales minerales en los pocos poros que continúan existiendo. Actuarán dando cohesión y dureza al sedimento. Lo que antes era un montón de granos sueltos, se transforma en un armazón de granos cementados.

• -Cambios REDOX- Como consecuencia del enterramiento, el sedimento va introduciéndose en zonas con poca o nula cantidad de oxígeno libre, (condiciones reductoras) y se producirán cambios en el estado de oxidación de los átomos. El Fe3+ pasará a Fe2+, los sulfatos se transformarán en sulfuros, etc)


• -Recristalización- Con el aumento de presión y temperatura los minerales de pequeño tamaño tienden a soldarse unos con otros y sus redes cristalinas acaban por solaparse formando nuevos minerales de mayor tamaño.

• -Sustitución y Metasomatismo- Consiste en el reemplazamiento ión a ión entre los minerales del sedimento y las disoluciones intersticiales:

• 2CaCO3 + Mg2+ _ CaMg(CO3)2 + Ca2+ • (calcita + magnesio _ dolomita + calcio) • -Neoformación- Es la reacción entre minerales

formados durante la meteorización para dar lugar a otros nuevos más estables con las nuevas condiciones de presión y temperatura.

Fases de la diagénesis

Parámetros que aumentan hacia la superficie:

• Carácter oxidante.

• Presencia de agua.

• Porosidad

Procesos que tienen lugar:

• Compactación.

• Colapso de los poros.

• Fosilización.

• Cementación.

• Cambios en la estructura cristalina.

Parámetros que aumentan hacia el interior:

• Escasez de oxígeno.

• Cantidad de CO2 disuelto.

• Presión.

• Carácter reductor.

• Carácter ácido.

Epidiagénesis Sindiagénesis Anadiagénesis


• Por todos o por alguno de estos mecanismos, un sedimento que originalmente era un conjunto poroso y húmedo de granos sueltos, con una composición en equilibrio con la superficie, se transformará en un armazón compacto de granos soldados, escasamente poroso y con una nueva composición en equilibrio con las condiciones reinantes en zonas más profundas de las cuencas sedimentarias.

5.5. CLASIFICACION

• 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.

DETRÍTICAS

NO DETRÍTICAS

QUÍMICAS

ORGANÓGENAS

Conglomerados

Arcillas

Areniscas

Brecha

Pudinga

Carbonatadas

Silíceas

Evaporíticas

Fosilíferas

Carbón

Petróleo

Clasificación de las rocas sedimentarias

ROCAS DETRÍTICAS. • 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.

ROCAS DETRÍTICAS. • 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 granosostenida o soportada por la matriz.

• -Composición de los granos (una única composición, distintas composiciones)

ROCAS DETRÍTICAS.

ROCAS DETRÍTICAS. • SEFITAS O RUDITAS.

• Son las rocas detríticas cuyo diámetro de grano es mayor 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.

• Las sefitas se clasifican en:

• -Gravas- si los granos no están cementados.

• -Conglomerados –si los granos están cementados. A su vez, los conglomerados se clasifican en brechas (si los granos son angulosos) y pudingas (si los granos son redondeados)

Conglomerado

Brecha

ROCAS DETRÍTICAS.

• SEFITAS O RUDITAS.

• 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)

SAMITAS O ARENISCAS • Son rocas detríticas con el diámetro de grano

comprendido entre 1/16 de mm y 2 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)

SAMITAS O ARENISCAS. • 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.

Arenisca

SAMITAS O ARENISCAS.

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.

• -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.

UTILIDAD DE LAS ROCAS DETRITICAS

• Las rocas sedimentarias detríticas son el grueso de las llamadas rocas industriales, es decir, las que son utilizadas como materiales de construcción (rocas ornamentales, sillares y morteros), áridos (sedimentos o rocas trituradas utilizadas para pavimentos, terraplenes, escolleras, impermeabilizaciones de embalses), vidrio (a partir de la sílice fundida), materiales cerámicos (a partir de la arcilla para elaborar ladrillos, baldosas y dentaduras), aislantes y abrasivos.

5.5. 2. ROCAS QUÍMICAS Y BIOQUÍMICAS

• 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.

5.5. 2. ROCAS QUÍMICAS Y BIOQUÍMICAS

5.5. 2. ROCAS CARBONATADAS

• 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.


• A) CALIZAS. El mineral que predomina es el CaCO3 (calcita)

EL CASO ESPECIAL DE LAS CALIZAS

Hay calizas de orígen químico, como las

estalactitas y las estalacmitas, formadas

por la precipitación química de los

carbonatos disueltos en el agua.

Y

Hay calizas organógenas, formadas por conchas, caparazones y

esqueletos de animales marinos


• A) CALIZAS. A efectos de clasificación se consideran los siguientes componentes:

• -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)


• A) CALIZAS. A efectos de clasificación se consideran los siguientes componentes:

• -Otros minerales- cuarzo, feldespato, arcillas, óxidos de hierro, etc. (pueden suponer hasta el 25% de la roca)

• Una de las clasificaciones más aceptada es la de Folk, que se basa en catalogar la caliza según el ortoquímico dominante (micrita o esparita) y situar como prefijo el aloquímico dominante (fósiles, pelets, oolitos, intraclastos) De este modo aparecen ocho grupos de rocas como biomicrita, ooesparita, intramicrita, etc.

CALIZAS

• Siguen usándose nombres tradicionales para las rocas carbonatadas como:

• -tobas (carbonatos de origen continental depositados entre masas vegetales, que al descomponerse generan numerosos huecos de aspecto tubular)

• -travertinos (son carbonatos de origen lacustre acumulados en bandeados finos de colores alternantes)

• -lumaquelas (calizas constituidas por enormes acumulaciones de fósiles)

ROCAS CARBONATADAS

• 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.

ROCAS CARBONATADAS

• Las calizas son usadas como material de construcción (sillares) y como materia prima para la fabricación de hormigones y cemento.

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.

EVAPORITAS • A) 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.

EVAPORITAS

• B) OTRAS SALES:

• -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

ALGUNAS ROCAS SEDIMENTARIAS DE

ORIGEN QUÍMICO

CALIZA MARGA

SÍLEX

YESO

SAL GEMA

CARBONATADAS

SILÍCEAS

EVAPORÍTICAS

http://es.wikipedia.org/wiki/s%c3%adlex

http://es.wikipedia.org/wiki/caliza

http://es.wikipedia.org/wiki/marga

http://es.wikipedia.org/wiki/yeso

http://es.wikipedia.org/wiki/sal_gema

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.

5.5.3.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”

5.5.3.ROCAS ORGÁNICAS • 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)

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 aerobia, y se acumulan dando lugar a depósitos no consolidados denominados turba.

CARBONES

• A partir de aquí comienza a actuar la carbonización:

• (C6H12O6)2n --_5 CO2 + 5n CH4 + 2n C

• Glúcidos ------ dióxido de carbono + metano (gas de los pantanos, grisú) + carbono

CARBONES

• La turba contiene en torno a un 60% de 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)

CARBONES • 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.

• Tipo de carbón % de carbono Poder calorífico.

• Turba 55-60 5000-6000 • Lignito 70-75 6000-7000 • Hulla 85 7000-8000 • Antracita 90-95 >8000

Formación del carbón

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.

PETRÓLEO Y GAS NATURAL • 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)

Formación del petróleo

ESTRATIFICACIÓN Y ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS

CONCEPTO DE ESTRATO

• De este modo se define estrato como “cuerpo de litología homogénea depositado paralelamente a la inclinación original de la cuenca y separada de las unidades sedimentarias adyacentes por superficies de estratificación, que corresponden a periodos de no sedimentación y/o erosión; o bien por un cambio brusco en la composición de la roca”

CONCEPTO DE ESTRATO

CONCEPTO DE ESTRATO

• Los estratos se caracterizan por sus aspectos geométricas (forma, espesor, etc) y por sus aspectos genéticos (composición, textura, etc)

• Estos son los principales tipos de estratificación.

Tipos de estratificación

Estratificacion

Estratos

• A la hora de estudiar el registro estratigráfico se deben tener en cuenta una serie de principios básicos:

• -Principio de superposición de estratos (STENO)

• -Principio de actualismo (LYELL)

• -Principio de uniformismo (HUTTON)

• -Principio de sucesión faunística (DARWIN)

ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS.

• Las estructuras sedimentarias son las características geométricas del estrato a escala macroscópicas. Algunas de ellas afectan a todo el estrato, otras sólo afectan a la superficie del mismo.

• Hay estructuras sedimentarias producidas durante la compactación del sedimento (secundarias) y otras producidas durante la propia sedimentación (primarias) Son estas últimas las más interesantes ya que indican cuál es la base del estrato.

•

ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS. • -Estructuras mecánicas:

• -Huellas de impacto de lluvia. • -Canales de erosión. • -Ripples. • -Grietas de desecación. • • -Estructuras biológicas: • -Fósiles corporales en posición de vida. • -Huellas de desplazamiento. • -Galerías de habitación. • -Bioturbaciones. •

ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS.

DISCONTINUIDADES

ESTRATIGRÁFICAS.

La sedimentación no es, ni mucho menos, un proceso

continuo. A pesar de que las rocas sedimentarias son

las páginas del libro donde se puede leer la historia de

la Tierra, la información guardada en los estratos

presenta interrupciones.

La propia superficie de estratificación puede indicar

un periodo de tiempo en el que la sedimentación

quedó detenida.

Discontinuidades estratigráficas.

• Sin embargo, cuando el periodo de tiempo del que no se ha conservado roca sedimentaria es considerable, hablamos de discontinuidades estratigráficas.

Discontinuidades estratigráficas

• Las discontinuidades estratigráficas son cicatrices erosivas causadas por una interrupción de la sedimentación durante un periodo de tiempo considerable. La interrupción puede estar además acompañada por erosión previa a una nueva etapa sedimentaria, que se deposita sobre la cicatriz. El periodo de tiempo que ha transcurrido sin sedimentación se denomina hiato sedimentario, y si éste además fue acompañado por fenómenos erosivos, recibe el nombre de laguna estratigráfica.

Discontinuidades estratigráficas

6. SEDIMENTOLOGÍA. APRENDIENDO A LEER EN LAS

ROCAS

AMBIENTES SEDIMENTARIOS. CONCEPTO DE FACIES.

• Cada ambiente sedimentario está caracterizado por unas condiciones físicoquímicas especiales y por una determinada fauna y flora. Por consiguiente, la sedimentación de una zona se caracterizará por:

• -unos minerales determinados.

• -unas estructuras sedimentarias determinadas.

• -unos restos fósiles determinados.


• Facies sería sinónimo de sedimento propio de una zona y quedaría definido con dos de las tres propiedades anteriores:

• -tipo de roca y tipo de fósiles (ej. calizas con ammonites)

• -tipo de roca y estructuras sedimentarias presentes (ej. areniscas con estratificación cruzada)

• -estructura sedimentaria y contenido fósil (ej. laminaciones algales)

• Así pues, el término “facies”, más que describir la roca en el sentido químico o mineralógico, hace referencia a su ambiente de formación, lo que tiene interés para hacer reconstrucciones paleogeográficas.


• a) Medios continentales

• -fluviales- Rocas detríticas con estratificaciones cruzadas. Sin fósiles o con fósiles de organismos continentales.

• -lacustres-Arcillas y calizas laminadas, con fósiles de algas. En ambientes anóxicos se forma turba.

• -glaciares-Conglomerados de grano grueso y poco redondeado, masivos y sin orientaciones preferentes.

• -eólicos- Areniscas con estratificación cruzada. También son frecuentes los yesos y otras evaporitas.


• b) Medios marinos. • -litorales- Areniscas con estratificación cruzada

(oleaje) y laminaciones algales (mareas) • -de plataforma- Calizas tableadas o alternancia de

calizas y margas. Fósiles marinos de ambiente poco profundo.

• -de talud- Areniscas y lutitas formando secuencias de turbiditas. Fósiles de ambiente profundo.

• -abisales- Arcillas laminadas con fósiles de caparazón silíceo.


• c) Medios de transición.

• -deltas y estuarios- lutitas laminadas o con estratificación cruzada. Restos vegetales continentales junto con fósiles marinos.

SERIES SEDIMENTARIAS

• -Series continuas. Indican procesos estables en el tiempo. Sus espesores pueden ser de hasta cientos de metros.

SERIES SEDIMENTARIAS

• -Series positivas. Indican una subida progresiva del nivel del mar (transgresión) donde la sedimentación marina se va apoyando sobre la continental original. Sus espesores también alcanzan los centenares de metros.

Series sedimentarias

• -Series negativas. Indican una retirada progresiva del mar (regresión) bien por una bajada del nivel del mar, bien por una elevación progresiva del relieve. Sus espesores también alcanzan los centenares de metros.


• -Series condensadas. Espesores sedimentarios reducidos que se corresponden con largos periodos de tiempo. Responden a zonas con escasas tasas de sedimentación.


• -Series rítmicas. Son secuencias de rocas que van repitiéndose monótonamente.

• -Fluvial (meandros)

• -Lacustres (varvas glaciares)


• -Ciclotemas del carbón. Corresponden a una transgresión marina o lacustre en la que se produce una muerte masiva de plantas y su posterior carbonización.


• -Turbiditas (Flysch). Corresponden a una avalancha sedimentaria en una zona de talud (entre la plataforma continental y la llanura abisal) Cada serie oscila entre 10 y 20 cm.

•

tema 4 los materiales de la litosfera terrestre 2 rocas2

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