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GEOLOGIA GENERAL
La Formación de Rocas
Asesor:Dr. Alvaro Carpio Begazo
La formación de las rocasLas rocas. El concepto de roca
Una roca es un agregado natural, coherente y multigranular de uno o más minerales, los cuales conservan individualmente sus propiedades y presentan una homogeneidad estadística
Es un agregado natural porque los componentes de la roca (minerales) se han unido o agregado por procesos naturales
Es coherente porque las partículas que forman la roca están unidas de un modo característico
Es multigranular porque los componentes de la roca casi siempre pueden ser
visualizados como granos diferenciados
Una roca posee homogeneidad estadística porque sus componentes se encuentran representados dentro de unos
porcentajes característicos
RO
CA
MIN
ER
ALE
S
Un mineral tiene una composición química definida. Una roca no, pues su composición
está en función del porcentaje de representación de cada mineral que la forma
La formación de las rocasLas rocas. La clasificación de las rocas (por su origen)
Rocas endógenas
Rocas exógenas
Rocas ígneas o magmáticas
Rocas plutónicas (intrusivas)
Rocas volcánicas (extrusivas)
Rocas metamórficas
Rocas sedimentarias
Rocas residuales
La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticasEl magma. Concepto
El magma es una mezcla de materiales rocosos fundidos total o parcialmente, en cuyo seno se encuentran gases
disueltos y cristales de minerales en suspensión
Elementos más abundantes (98 %): Si, O, Al, Ca, Na, K, Mg y Fe
Los gases provienen de gases originales contenidos en la mezcla, de nuevos gases formados por reacciones químicas o de la evaporación de agua
Los gases están retenidos en la mezcla debido a las altas presiones a las que
está el magma en el interior del planeta, pero se liberan cuando el magma sale al
exterior
Los minerales funden a diferentes temperaturas, por eso, según la
temperatura a la que esté el magma, algunos estarán fundidos y otros no
La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticasEl magma: Origen
El magma se origina a partir de la fusión total o parcial de rocas localizadas en la litosfera o en la mesosfera
En las zonas cercanas a la superficie, las rocas graníticas comienzan a fundir a unos 750 ºC, las de tipo basáltico a unos 1000 ºC
Es decir, cuanto mayor contenido en SiO2, más bajo el punto de fusión
Factores que influyen en la fusión de los minerales de las rocas
Calor PresiónAgua
Desintegración de elementos
radiactivos
Fricción entre rocas en zonas de subducción (p. 78)
Hundimiento de las rocas en zonas de subducción
hacia zonas más térmicas
Ascenso de material caliente desde zonas profundas de la mesosfera hasta parte inferior
de la litosfera
…al aumentar la presión, disminuye el volumen de la masa rocosa, impidiendo la disgregación de los granos
Porque, aunque la fusión incrementa el volúmen de
la masa rocosa…,
Si la roca profundiza
Aumenta su punto de fusión
Si la roca asciende
Disminuye su punto de fusión
Porque al disminuir la presión, aumenta el
volumen disponible y los granos pueden
separarse para que la roca se funda
La presencia de agua disminuye el punto de fusión de la roca, pues los OH- favorecen la rotura de los enlaces Si-O de los silicatos
La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticasTipos de magmas en relación con la Tectónica de Placas (I)
Magma máfico (básico)Magma félsico (ácido)
Magma intermedio
[SiO2] 63-77 %
Por fusión de litosfera oceánica en
zonas subducción
Por fusión de la base de litosfera continental a la que
llega magma de la mesosfera
Viscosidad elevada por su alto [SiO2], que le impide fluir
fácilmenteSi no extrusión:
granitoSi extrusión: riolita y
erupciones explosivas
[SiO2] 45-52 %
En dorsales oceánicas o en los puntos calientes por fusión de
peridotitas del manto
Magma alcalino (menos [SiO2] que toleítico), típico de los puntos
calientes
Magma toleítico, típico de las
dorsales
[SiO2] 52-63 %
Por fusión de litosfera oceánica en zonas subducción
y arrastre de agua de mar (minerales hidratados)
Si no extrusión: diorita
Si extrusión: andesita
Magma ultramáfico (ultrabásico)
[SiO2] <45 %
La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticasTipos de magmas en relación con la Tectónica de Placas (II)
Magmas máficos
La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticasLa cristalización del magma (I) Series de reacción de Bowen
Mientras el magma asciende y se va enfriando, aquellos minerales que alcanzan su punto de solidificación (= punto de fusión) van cristalizando: diferenciación magmática
Las series de reacción de Bowen son el conjunto ordenado de cambios que tienen lugar en una masa magmática durante su cristalización
La cristalización de los diferentes minerales de la masa magmática sigue una pauta que depende de la temperatura y de la composición inicial del magma
Al consolidarse el magma, los elementos que participan en la cristalización de algún mineral son retirados de la masa magmática, con lo que la composición
química de la masa magmática restante va cambiando, por lo que ya no se podrán seguir formando los mismos minerales de antes
Enf
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ient
o de
l mag
ma
Dife
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átic
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La sustitución de un ión por
otro, cambia la composición química, pero
no la estructura cristalina
Un mineral ya formado reacciona
con el fundido residual,
originándose un nuevo mineral que puede sustituir al
anterior a añadirse a la fracción cristalizada
Magma máfico
Magma intermedio
Magma félsico
Las series no se
completan si falta algún
elemento químico
La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticasLa cristalización del magma (II)
La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticasLa cristalización del magma (II) Fases de la consolidación magmática
Fase ortomagmática: 1200 - 800 ºC. Es cuando tienen lugar las series de Bowen y la cristalización de la mayoría de los minerales
Fase pegmatítica: 800 600 ºC. El magma residual, rico en gases, se expande y penetra por
grietas formando filones ricos en cuarzo (SiO2)
Fase neumatolítica: 600 374 ºC. Los gases, al introducirse por las grietas, depositan cationes metálicos
que formarán yacimientos minerales (gangas)
Fase hidrotermal: 374 100 ºC. Es el vapor de agua el que acabará depositando cationes metálicos
en grietas (yacimientos de oro, plata, cobre, etc.)
La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticasLa cristalización del magma (III) La evolución del magma
Las series de reacción de Bowen no explican la diversidad de rocas magmáticas que hay, ya que consideran al magma como un sistema cerrado
En realidad, la evolución del magma, cuando asciende por la litosfera, sufre tres procesos:
Sedimentación cristalina
Asimilación magmática
Mezcla de magmas
Separación de minerales ya cristalizados del resto de la masa magmática
El magma incorpora materiales de la roca encajante
Por fusión de esta roca e
incorporación a la masa magmática
Por incorporación de fragmentos de la roca encajante que no se funden
Reacción entre las sustancias del magma y los
minerales de la roca encajante
Cuando una cámara magmática con magma en diferenciación es
invadida por otra masa de magma, por lo que la composición química
resultante será diferente
La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticasLa clasificación de las rocas magmáticas por su textura y composición químicaPlutónicas (textura fanerítica) y Volcánicas (textura afanítica)
De magma félsico
De magma intermedio
De magma máfico
De magma ultramáfico
De magma máfico
De magma intermedio
La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticasLa clasificación de las rocas magmáticas por su composición química (I)
Kimberlita
La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticasLa clasificación de las rocas magmáticas por su composición química (II)
La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticasTexturas
FILONIANA VOLCÁNICA
La formación de las rocasEl metamorfismo y las rocas metamórficas
El metamorfismo es el conjunto de procesos que ocurren en el interior de la litosfera por los cuales una roca, sin perder nunca el estado sólido, se transforma en otra roca distinta
Factores que condicionan el grado de metamorfismo
Incremento de temperatura, que produce cambios
químicos en los minerales
Incremento de presión, que produce cambios en la
estructura mineral
Presencia de fluidos, que favorecen las reacciones
químicas entre los elementos
Calor propio del manto
Presión de confinamiento
Presión litostática
Presión de fluidos
Presiones direccionales
ESQUISTOSIDAD y FOLIACIÓN
Fricción en las zonas de subducción o fallas
transformantes
Calor de las bolsas de magma
Deshidratación de algunos minerales y
migraciones iónicas, es decir, cambios de
composición química
La formación de las rocasEl metamorfismo en la tectónica de placas. Tipos de metamorfismo
En zonas de fallas (incluidas las transformantes) y en zonas de
subducción
También llamado dinamotérmico (P+T), está asociado a las
orogenias en zonas de subducción y a las zonas de obducción
El metamorfismo de contacto o térmico está asociado a puntos
donde se almacenan bolsas magmáticas y produce aureolas
metamórficas
En zonas de importante sedimentación, la presión litostática produce metamorfismo de enterramiento
La formación de las rocasClasificación de las rocas metamórficas
La formación de las rocasClasificación de las rocas metamórficas
CuarcitasMármol
Gneisses
Esquisto micáceo
Pizarra
La formación de las rocasClasificación de las rocas metamórficas
Las cuarcitas del cabu Peñes
Los sedimentos y las rocas sedimentariasEl suelo (I): origen (suelo autóctono o residual)
Meteorización y erosión de las rocas de la superficie
terrestreMaterial blando y no
consolidado que cubre la roca: regolita
Seres vivos se instalan sobre la regolita
descomposición materia orgánica formación de
humus en horizonte A
Suelo joven, poco evolucionado (pocos
horizontes, poco espesor)
Suelo maduro, evolucionado (todos los
horizontes, espesor)
Lixiviado y diferenciación de horizontes
Horizonte D: roca madre
1000 a 10.000 años
Los sedimentos y las rocas sedimentariasEl suelo (II): estructura (horizontes)
Regolita
Los sedimentos y las rocas sedimentariasEl suelo (III): Tipos de suelos
Ranker gris sobre cuarcitas (Pola de Allande)
Los sedimentos y las rocas sedimentariasEl suelo (IV): Tipos de suelos
Paisaje de tierra parda (Salas)
La formación de las rocasFormación de las rocas sedimentarias. Diágenesis
Diagénesis o litificación: conjunto de procesos que transforma los sedimentos en rocas sedimentarias
Las capas superiores de sedimentos comprimen a las inferiores Disminuyen los espacios entre granos, el volumen y el espesor
general de la capa y se expulsa agua
El agua circulante por los poros lleva sustancias que precipitan (CO3Ca, SiO2, FeO, SO4Ca, rellenándose el espacio entre los
granos con un “cemento”
Ciertos minerales pueden ser disueltos por el agua circulante, creándose nuevos espacios entre los granos
De unos minerales por otros a causa de ciertas reacciones entre las
sustancias del sedimento
Silificación: SiO2 sustituye al CO3Ca
Dolomitización: (CO3)2CaMg
sustituye a CO3CaDe ciertos minerales, que se convierten en otros de igual
composición química pero diferente forma y/o tamaño
La formación de las rocasClasificación de las rocas sedimentarias (I)
Ruditas: clastos > 2 mm
Arenitas: clastos 2-1/16 mm
Lutitas: clastos < 1/16 mm
DET
RÍT
ICA
S
La formación de las rocasClasificación de las rocas sedimentarias (II)
Carbonatadas: compuestas de carbonatos
QU
ÍMIC
AS
Evaporitas: formadas por evaporación y precipitación en mares
cálidos poco profuntos
Ferruginosas: formadas por óxidos o hidróxidos de Fe
La formación de las rocasClasificación de las rocas sedimentarias (III)
OR
GA
NÓ
GEN
AS
Silíceas: formadas por acumulación de esqueletos de protistas unicelulares marinos
Calizas bioquímicas: formadas por acumulación de esqueletos calcáreos
de corales o moluscos (conchas)
Carbones y petróleo: formados por descomposición de restos vegetales terrestres
(carbón) o de plancton marino (petróleo)
La formación de las rocasEL CICLO DE LAS ROCAS
Bibliografía
-Noriega Iglesias Juan Ignacio , Natividad Ferrer Marí, Miguel García Vicente, Manuel Medina Martínez,” Biologia y Geologia” edt Bruño. Madrid, 2002 ISBN 84-216-4329-0