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CARACTERÍSTICAS DE LAS ROCAS

COMPOSICIÓN, TEXTURA Y ESPACIOS VACÍOS CLASIFICACIONES

1. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES

• Concepto de roca (agregado natural de minerales, abundante):

- falta de homogeneidad: → establecer grupos homogéneos, escala

- presencia de discontinuidades: → considerar la roca matriz

- existencia de anisotropías: → controlar la orientación

• Características de las rocas (aspectos descriptivos relacionados

con su naturaleza y propiedades):

- composición química Química - composición mineral Petrografía - disposición textural Petrografía - porosidad: espacios vacíos Petrografía - propiedades físicas Física

• Clasificaciones de rocas:

- genéticas: ígneas, metamórficas, sedimentarias - composicionales: silicatadas, carbonatadas - texturales: detríticas o clásticas, cristalinas

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PRINCIPALES TIPOS ROCOSOS UTILIZADOS EN EDIFICACIÓN CLASIFICACIÓN GENÉTICA Rocas ígneas: Plutónicas: GRANITO, SIENITA, DIORITA, GABRO (PERIDIOTITA) Volcánicas: BASALTO, ANDESITA, PÓRFIDO (TRAQUITA, RIOLITA) Rocas sedimentarias: Detríticas: CONGLOMERADO, ARENISCA (LIMOLITA) Bioquímicas: CALIZA BIOCLÁSTICA, CALALIZA MICRÍTICA, TOBA CALCÁREA, TRAVERTINO, DOLOMÍA (SILEX, YESO) Rocas metamórficas: Foliadas: PIZARRA, ESQUISTO, GNEIS, MIGMATITA (ANFIBOLITA) Masivas: MÁRMOL, CUARCITA, SERPENTINA (CORNEANA) CLASIFICACIÓN COMPOSICIONAL

Rocas silícatadas: GRANITO, BASALTO, ARENISCA… Minerales: cuarzo, silicatos (feldespatos K, plagioclasas), micas... Elementos químicos: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg

Rocas carbonatadas: MÁRMOL, CALIZA Minerales: carbonatos (calcita, dolomita Elementos químicos: O, C, Ca, Mg CLASIFICACIÓN TEXTURAL

Rocas cristalinas: GRANITO, MÁRMOL Textura cristalina: cristales Red de fisuras: fisuras

Rocas detríticas: ARENISCA, CALIZA Textura detrítica o clástica: granos, unión Sistema poroso: poros, accesos

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• Descripción petrográfica (Ficha resumen):

- aspectos macroscópicos o de visu: - naturaleza, granulometría - color, alteraciones - homogeneidad, isotropía - compacidad, coherencia - alteración…

- aspectos composicionales - componentes minerales - componentes petrográficos (en rocas sedimentarias) - espacios vacíos: poros, fisuras

- aspectos texturales (microscópicos) - modelo o tipo textural - elementos texturales de granos o cristales: . tamaño, forma, fase de unión, bordes . distribución: homogeneidad, isotropía . alteración… - elementos texturales de poros o fisuras: . tamaño, forma, grado de comunicación . distribución: homogeneidad, isotropía . discontinuidades…

CARACTERÍSTICAS PETROGRÁFICAS

MACROSCÓPICAS COMPOSICION* MICROSCÓPICAS

- Aspecto general - Granos / Cristales - Tipo de textura - Color - Tamaño: granos / cristales - Compacidad - Forma: granos / cristales - Coherencia - Fase unión / Borde de cristales - Orientación

- Fase de unión - matriz - cemento

- Orientación - Homogeneidad - Otros componentes - Distribución - Estructuras - Tamaño y forma de vacíos - Alteración - Discontinuidades

- Alteración - Otras características

- Espacios vacíos - poros - fisuras

- Otras características * Naturaleza y porcentaje de los componentes

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2. ANÁLISIS DE LA POROSIDAD Los materiales rocosos: son medios porosos

- fases minerales (fases sólidas) - espacios vacíos (fases con fluidos: líquidos, gases)

→ POROSIDAD

• La porosidad: es el conjunto de los espacios vacíos - ligada a la composición y textura:

confiere a las rocas su naturaleza - requiere un estudio específico:

dada su dificultad y su interés

• Importancia de la porosidad - influye en las propiedades: físicas, mecánicas, químicas - influye en el comportamiento: alteración / alterabilidad - influye en la génesis de la roca: disolución / cementación

Análisis de la porosidad (todos los aspectos de los espacios vacíos)

a) La porosidad como propiedad física: → VOLUMEN POROSO (cantidad de espacios vacíos) - concepto simple: fácil de determinar

- parámetro cuantitativo: se expresa en %

b) La porosidad como característica petrográfica: → SISTEMA POROSO (configuración de los vacíos)

- aspecto cualitativo: espacio geométrico - concepto complejo: difícil de conocer

. medio continuo (a diferencia con los granos) . carácter tridimensional . difícil de observar (secciones) . difícil de describir (negativo ) . difícil de cuantificar (sólo partes) - análisis del sistema poroso: simplificaciones

a) Modelos de sistema poroso b) Elementos del sistema poroso c) Tipos de espacios vacíos

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3. LA POROSIDAD COMO CARACTERÍSTICA PETROGRÁFICA - es un componente petrográfico (como los granos, cristales, matriz…):

. componente único: los espacios vacíos

- tiene unas características texturales (como los demás componentes): . tamaño, forma, distribución de los espacios vacíos

MODELOS DE SISTEMA POROSO (modelos extremos, excepciones)

a) Medios Porosos → Texturas / Rocas Detríticas (areniscas, calizas…) - amplios espacios vacíos: poros - estrechas comunicaciones: accesos de poro

→ SISTEMA POROSO (ss) • volumen total de vacíos (porosidad): elevada 10 % • comunicación de los vacíos: variable

-- almacenamiento de fluidos: f (poros) -- circulación de fluidos: f (acceso de poro)

b) Medios Fisurados → Texturas / Rocas Cristalinas (granitos, mármoles…) - red tridimensional de fisuras (discontinuidades)

→ RED DE FISURAS / RED FRACTOGRÁFICA • volumen total de vacíos (porosidad): baja 1 % • comunicación de los vacíos: elevada

-- circulación de fluidos -- resistencia mecánica

ELEMENTOS DEL SISTEMA POROSO (partes, parámetros cuantificables)

Volumen de los espacios vacíos: Porosidad (propiedad física) Concepto sencillo (parámetro): determinación fácil Significado → f (modelo): - Rocas Porosas: -- baja -- 8% -- media -- 16% -- alta -- - Rocas Fisuradas: --- baja --- 1,5% --- alta ---

Tamaño y forma de los vacíos (ligados entre sí) Concepto complejo:

- continuidad, carácter tridimensional de la porosidad, - variabilidad: coexistencia de varios tipos de poros

. distinguir poros, accesos y fisuras . atender a la escala de observación: Representatividad . considerar el objetivo del estudio

⇒ Tratamiento estadístico: tendencia central, dispersión

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Significado → f (modelo): - Rocas Porosas: [cavidades HARC: z / x > 0,1]

poros: tamaño: -- micro -- 60µm -- meso -- 2mm -- macro -- forma: equidimensionales (x ≈ y ≈ z)

accesos: tamaño: --- micro --- 7,5µm --- macro --- forma: cilindricas, cónicas (x > y ≈ z)

- Rocas Fisuradas: [cavidades LARC: z / x < 0,1] fisuras: tamaño: longitud: -- microfisura – 1 mm -- fisura --

espesor: -- microfisura -- 1 µm -- fisura – densidad lineal de fisuras: nº fisuras / longitud (µm-1) forma: planares (x ≈ y > z)

Parámetro relacionado con el tamaño y la forma de los vacíos: Superficie específica: Superficie de vacíos / Volumen de roca (µm-1)

Grado de comunicación - relación tamaño de poro / tamaño de acceso - porosidad abierta / porosidad cerrada - número de coordinación de los poros

Distribución → f (textura) . homogeneidad . orientación: isotropía . localización en relación con los componentes texturales ⇒ TIPOS DE POROS (ESPACIOS VACÍOS) TIPOS DE ESPACIOS VACÍOS

- definidos en relación con la textura: Tipo de roca

. significado genético . connotaciones geométricas

POROS INTRAGRANULARES

POROS INTERGRANULARES

POROS FENESTRALES

POROS MATRICIALES

POROS INTERCRISTALINOS

POROS MÓLDICOS

FISURAS

POROS VACUOLARES

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4. TÉCNICAS DE ESTUDIO

(volumen poroso + sistema poroso)

MÉTODOS DIRECTOS → la porosidad como propiedad textural

→ observación > cuantificación

Observación - Simple vista (lupa) - Microscopía óptica (fluorescencia) - Microscopía electrónica - Microscopía confocal

Descripción:

- Modelo de sistema poroso - Elementos de los poros, accesos, fisuras…

Cuantificación:

• Métodos manuales (estereología) - Contador de puntos - Ocular integrador

• Métodos automáticos - Proceso de imágenes

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA: Técnicas especiales

- muestra pulidas - muestras impregnadas - moldes, negativos

MÉTODOS INDIRECTOS: TÉCNICAS EXPERIMENTALES

→ la porosidad como propiedad física → cuantificación > observación

Cuantificación - Volumen poroso - Elementos del sistema poroso