Cap iii petrologia

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Facultad: INGENIERÍA Curso: Geologia general Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes UNC-EAPIG wmorales @unc.edu.pe 1 Escuela académico profesional: INGENIERÍA HIDRAULICA CAPITULO III : PETROLOGÍA

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CAPITULO III : PETROLOGÍA

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• CAP. III PETROGRAFÍA

– 3.1 Conceptos generales. Ciclo de la rocas

– 3.2 Clasificación general de las rocas.

– 3.3 Rocas Ígneos. Extrusivas, filonianas y plutónicas. Clases y usos

– 3.4 Rocas sedimentarias y metamórficas. Clases y usos. Canteras.

• GABINETE N° 03: Reconocimiento de rocas.

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El Geólogo

Ok! Pero, y como %$&!& sigo esta estructura en profundidad?

•TECTONICA

•EXPLORACION

El GeofísicoInterpretaciòn conjunuta en términos de la estructura interna?

Corteza Superior

Corteza Inferior

Manto Litosférico

Manto Astenoférico

Manto Astenoférico

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

• Entender adecuadamente los procesos que dan origen a los diferentes tipos de rocas es uno de los principales objetivos de todo estudio geológico y esto no solo es útil para descifrar la evolución histórica de nuestro planeta, si no que además nos dan información sobre las posibilidades de reservas de combustibles fósiles o minerales en un área, de la utilidad o no de cierta roca para un determinado fin, o nos puede brindar información muy útil para su aplicación en problemas ambientales.

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

• Entender adecuadamente los procesos que dan origen a los diferentes tipos de rocas es uno de los principales objetivos de todo estudio geológico y esto no solo es útil para descifrar la evolución histórica de nuestro planeta, si no que además nos dan información sobre las posibilidades de reservas de combustibles fósiles o minerales en un área, de la utilidad o no de cierta roca para un determinado fin, o nos puede brindar información muy útil para su aplicación en problemas ambientales.

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LAS ROCAS DE LA TIERRA• Las rocas son como ¨cajas negras¨ que graban en

su interior una valiosa información sobre los procesos históricos de nuestro planeta. Una buena parte de la actividad de la Geología consiste en interrogar a las rocas para extraer de ellas la información necesaria y poder contar esta historia.

• Existe una gran variedad de rocas pero éstas pueden ser agrupadas en solo tres grandes

• grupos según su origen y su aspecto.

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Calcificación general de las rocas

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EL CICLO DE LAS ROCAS

• El denominado Ciclo de las Rocas , es una serie de procesos geológicos por los cuales uno de los tres grande grupos de rocas se forma a partir de los otros dos. Este ciclo podría empezar con la generación de magma en el interior de la Tierra, donde las temperaturas y presiones son lo suficientemente altas como para fundir las rocas preexistentes.

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LA FORMACIÓN DE LAS ROCASEL CICLO DE LAS ROCAS

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PROCESOS FORMADORES DE ROCA

EL CICLO DE LAS ROCAS

PROCESOS ENDOGENOS

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PROCESOS FORMADORES DE ROCA

EL CICLO DE LAS ROCAS

PROCESOS EXOGENOS

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PROCESOS FORMADORES DE ROCA

ROCAS IGNEAS

PROCESO

FUSIONSOLIDIFICACION

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PROCESOS FORMADORES DE ROCA

ROCASMETAMORFICAS

PROCESO

METAMORFISMO; TRANSFORMACION AL ESTADO

SOLIDO

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PROCESOS FORMADORES DE ROCA

ROCAS SEDIMENTARIAS

PROCESODISGREGACION DE ROCAS PRE-

EXISTENTES, TRANSPORTE Y DEPOSITACION CERCA DE LA SUPERFICIE

TERRESTRE

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PROCESOS FORMADORES DE ROCA

ROCAS IGNEAS

PROCESO

FUSIONSOLIDIFICACION

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QUE ES EL MAGMA?

Líquido silicatado (40-100% SiO2), viscoso, homogéneo de alta temperatura (700-1300ºC) constituido por moléculas ionizadas (de todos los elementos químicos) y generado por la fusión de una roca

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PROCESOS MAGMATICOS Y TECTONICA DE PLACAS

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MARGENES DIVERGENTES

ASCENSO DE MANTO PORCONVEXION

FUSION

CRISTALIZACION

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MARGENES CONVERGENTES PROCESOS MAGMATICOS

ANIMACION PROCESOS MAGMATICOS

FUSION

CRISTALIZACION

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PRODUCTOS MAGMATICOS ROCAS IGNEAS

CAMARA MAGMATICA

tem

pera

tura

Intrusivas o plutonicas

cristalizacion lenta (DT) y completa

extrusivas o volcanicas

solidificacion rápida (DT) cristalizacion parcial

DT = contraste de temperatura entre magma y entorno

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ESTRUCTURAS INTRUSIVAS

SILLS (FILON-MANTO)

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PRODUCTOS VOLCANICOS

EFUSIVAS (LAVA)

MAGMA FLUIDO

PIROCLASTICAS

MAGMA PULVERIZADO

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METAMORFISMO REGIONAL

Cambios progresivos en la presión y la temperatura que afectan a un volumen o región considerable (10-100 km) de las

placas tectónicas

NUEVOS MINERALESFORMAN TEXTURA

ANISOTROPA FOLIADA(PERPENDICULAR AL ESFUERZO MAYOR)

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METAMORFISMOREGIONAL CONTINENTE

METAMORFISMO REGIONAL

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Litificación-diagénesis convierte lossedimentos en roca al exponerlos a altas PT relativas

Transporte lleva los sedimentoshacia zonas de Depositación

PROCESOS SEDIMENTARIOSMeteorización (Mecánica+Química)

disgrega roca expuesta en la superficie

Erosión remueve roca disgregadadesde su ubicación original

EXHUMACION VIA EQUILIBRIO ISOSTATICO

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PROCESOS SEDIMENTARIOS

Descarga de agua y sedimentos

Ajuste isostático por erosión/sedimentación

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Litificación-Diagénesis

Depositación-Sedimentación

PROCESOS SEDIMENTARIOS

Meteorización

Erosión-Transporte

SUELO

SEDIMENTO

DEPOSITOS NO-CONSOLIDADOS

ROCAS SEDIMENTARIAS

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PROCESOS SEDIMENTARIOS

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La formación de las rocas. El concepto de rocaUna 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

ERA

LES

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

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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

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La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticas

El 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

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La formación de las rocas. El magmatismo y las rocas magmáticas ,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 ºCEs decir, cuanto mayor contenido

en SiO2, más bajo el punto de fusión

Factores que influyen en la fusión de los minerales de las rocas

CalorPresiónAgua

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

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Magma máfico (básico)Magma félsico (ácido)

Magma intermedio

[SiO2] 63-77 %

Por fusión de litosferaoceánica en zonas

subducción

Por fusión de la base de litosferacontinental 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 rocas - El magmatismo y las rocas magmáticasTipos de magmas en relación con la Tectónica de Placas (I)

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Magmas máficos

La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticas

Tipos de magmas en relación con la Tectónica de Placas (II)

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La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticas

La 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

Enfr

iam

ien

to d

el m

agm

a

Dif

eren

ciac

ión

mag

mát

ica

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 félsico

Las series no se

completan si falta algún

elemento químico

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La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticas

La cristalización del magma (II)

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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 rocas - El magmatismo y las rocas magmáticasLa cristalización del magma (II) Fases de la consolidación magmática

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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 incorporaciónde 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 magmáticas

La cristalización del magma (III) La evolución del magma

Page 42: Cap iii petrologia

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 magmáticas

La clasificación de las rocas magmáticas por su textura y composición químicaPlutónicas (textura fanerítica) y Volcánicas (textura afanítica)

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La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticas

La clasificación de las rocas magmáticas por su composición química (I)

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La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticas

La clasificación de las rocas magmáticas por su composición química (II)

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FILONIANA VOLCÁNICA

La formación de las rocas-El magmatismo y las rocas magmáticas

Texturas

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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 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

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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

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La formación de las rocasClasificación de las rocas metamórficas

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Clasificación de las rocas metamórficas

CuarcitasMármol

Gneisses

Esquisto micáceo

Pizarra

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LOS SEDIMENTOS Y LAS ROCAS SEDIMENTARIASEl suelo (I): origen (suelo autóctono o residual)

Meteorización y erosión de las rocas de la superficie

terrestre

Material 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

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El suelo (II): estructura (horizontes)

LOS SEDIMENTOS Y LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

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La formación de las rocas - Formación de las rocas sedimentarias. Diágenesis

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

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Curso: Geologia general Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes UNC-EAPIG wmorales @unc.edu.pe53

Escuela académico profesional: INGENIERÍA HIDRAULICA

La formación de las rocas - Clasificación de las rocas sedimentarias (I)

Ruditas: clastos > 2 mm

Arenitas: clastos 2-1/16 mm

Lutitas: clastos < 1/16 mm

DET

RÍT

ICA

S

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La formación de las rocas - Clasificación 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

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La formación de las rocas - Clasificación de las rocas sedimentarias (III)

OR

GA

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)

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CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS ÍGNEASTABLAS DE IDENTIFICACIÓN DE ROCAS

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FUENTE: www.uam.es/personal_pdi/.../metamorficashttp://web.usal.es/

TABLAS DE IDENTIFICACIÓN DE ROCAS

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CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIASTABLAS DE IDENTIFICACIÓN DE ROCAS

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1 - Las rocas ígneas también se denominan ...

a)Magmáticas

b)Plutónicas

c)Volcánicas

e)Metamórficas

2 - ¿A qué textura dará lugar un enfriamiento rápido de un magma?a)Porfídica b)Vítrea c)Granudac)Cristalina

3 - ¿Cuándo se considera que una roca es ultrabásica?A)Si tiene menos del 5% de sílice B)Si tiene más del 90% de sílice C)Si tiene menos del 43% de sílice D)Si tiene más del 60% de sílice

Cuestionario

4 - ¿Qué roca proviene del metamorfismo regional de la arcilla?A)Pizarra B)Cuarcita C)Esquisto D)Dolomita

5 - ¿Cuál de los siguientes minerales no pertenece a la serie discontinua (melanocratos) de las "series de reacción de Bowen"?A)Piroxenos B)Biotita C)Olivino D)Ortosa

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