Clasificacion de Rocas II

U.N.Ju – FACULTAD DE INGENIERIA

CATEDRA YACIMIENTO DE LOS MINERALES

NÚCLEO

Capa más interna de la Tierra. Representa el 16 % del volumen total de la Tierra y el 32% de la masa total de la tierra. En su zona más profunda la densidad alcanza un valor próximo a los 14 gr/cm3 Está formado por una mezcla de diferentes metales íntimamente unidos. Según los últimos

estudios, está formado fundamentalmente por dos metales: hierro (78%) y níquel (10 %), con un porcentaje importante de otros elementos más ligeros (silicio, 6 %; oxígeno, 4 %; azufre, 2 %).

Se divide en núcleo externo e interno. .. Comprende 2 (dos) secciones: núcleo interior y núcleo exterior. Núcleo Interior: se encuentra en estado sólido debido a la tremenda presión a la que está

sometido. Sin embargo, su temperatura es de 5000 grados centígrados. Núcleo Exterior: se encuentra en estado líquido. Su temperatura varía entre los 5000 y los

2200 grados centígrados.MANTO

Representa el 82 % del volumen total de la Tierra. Se extiende desde la base de la corteza hasta la discontinuidad de Gutemberg. Extensa capa situada entre el núcleo y la corteza. Tiene un grosor aproximado de 2850Km, y constituye el 82% del volumen y el 67% de la

masa total de la tierra Al límite entre el manto y la corteza se le conoce con el nombre de Zona de Mohorovicic. Su porción superior, llamada astenósfera, está constituida por materia-les que se adaptan a

los cambios de forma o de lugar de las masas continentales. Estos materiales reciben el nombre genérico de MAGMA.

Las diferencias de temperaturas entre las porciones superiores y las profundas del manto dan origen a corrientes de convección. Algunas de estas corrientes llevan magma hacia el exterior de la corteza terrestre; entonces el magma recibe el nombre de LAVA.

Densidad media de 5,6 gr/cm3 Formado principalmente por una roca magmática plutónica denominada peridotita, roca casi

inexistente en la superficie terrestre formada por diferentes silicatos, de entre los cuales destaca por su abundancia el olivino.

Atendiendo a la propagación de las ondas sísmicas, se puede subdividir en: o Manto superior (límite inferior a unos 200 km de profundidad). Los materiales son

menos rígidos que los situados inmediatamente encima y debajo. o Manto intermedio o zona de transición (entre los 200 y 1000 km de profundidad) o Manto inferior. Más rígida que las anteriores.

. LA CORTEZA TERRESTRE:

Es la capa más exterior de la Tierra se extiende a partir de la superficie solida hasta la discontinuidad de Mohorovici, donde se produce un salto de la velocidad de propagación de las ondas P, que indica un cambio en la composición química de las rocas.

Representa tan sólo el 1% de la masa terrestre total. Tiene un espesor aproximado de 33 a 60 km. en las capas continentales (en promedio

alcanza los 35 Km) y sólo 5 km. en los fondos oceánicos. Constituida por numerosos minerales que se combinan y dan origen a rocas de diversos tipos

(ígneas, metamórficas y sedimentarias).

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LITOSFERA

Capa más superficial. Su grosor oscila entre 50 y 300 km. Incluye dos unidades químicas:

o Corteza o Parte del manto superior

Por tanto, se han de diferenciar dos litosferas:o Litosfera continental (de 150 a 300 km de grosor) o Litosfera oceánica (de 50 a 150 km)

En las dorsales oceánicas, puede alcanzar mínimos de 5 a 10 Km. Las rocas que forman esta capa tienen un comportamiento rígido, lo cual determina que ésta

tienda a fracturarse. Está atravesada por una serie de grandes fracturas que la dividen en diferentes trozos: las

placas litosfericas. La litosfera esta mas fría y rígida que la astenósfera Debido a las diferencias de temperatura, el espesor de la litosfera es mayor bajo los

continentes, extendiéndose hasta profundidades medias de unos 120 Km

ASTENÓSFERA

Localizada en el manto superior inmediatamente debajo de la litosfera Comportamiento muy plástico, debido al estado parcialmente fundido de sus rocas. Las

elevadas temperaturas que se dan en esta zona, debidas a la desintegración de minerales radiactivos, determinan que entre un 1 % y un 10 % de las rocas están fundidas.

El grosor de esta capa es muy variable, con un máximo bajo los océanos de 200 km y un mínimo de sólo unos cuantos kilómetros en algunas zonas continentales.

Es el lugar donde se forman una buena parte de los magmas que, después de solidificarse, originan muchas de las rocas magmática que pisamos

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MESOSFERA

Capa situada por debajo de la astenósfera hasta una profundidad de 2.900 km. Formada por rocas sólidas que, a causa de las altas presiones existentes, tienen un

comportamiento muy plástico. Es más rígida que la astenósfera, ya que, a estas profundidades, las altas presiones

reinantes compensan el efecto de las elevadísimas temperaturas.

ENDÓSFERA

Capa más interna de la Tierra. Sus límites coinciden totalmente con los de las capas químicas del núcleo.

Está formada por dos capas de diferente estado físico: o Endosfera externa: situada entre los 2.900 y los 5770 km de profundidad. Se

encuentra en estado líquido, ya que las relaciones de presión y temperatura que se dan determinan que la aleación de metales esté totalmente fundido.

o Endosfera interna: desde los 5770 km hasta el centro de la Tierra. Aunque está formada por las mismas aleaciones que la endosfera externa y que soporta unas temperaturas y presiones superiores, la endosfera interna se encuentra en estado sólido. Esta paradoja se explica fácilmente, ya que el punto de fusión de los metales se incrementa muy rápidamente al aumentar la presión, de manera que, aunque la temperatura de la endosfera interna es más grande que la de la endosfera externa, el punto de fusión de la aleación aumenta por encima de la temperatura de la endosfera interna y, en consecuencia, la aleación no se funde.

Campo magnético Terrestre

La prueba reina de la teoría de placas tectónicas

• Convección del núcleo externo (metálico) genera el campo magnético terrestre• Se comporta aproximadamente como un imán, con un polo norte y uno sur• Cuando la roca se solidifica en las dorsales queda grabado la orientación del campo

magnético

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• Las corrientes del núcleo cambian con el tiempo• El campo magnético se INVIERTE con el tiempo• Capas de rocas de diferente edad, registran este campo magnético terrestre y sus

variaciones.

Deriva Continental y Expansión oceánica

El científico Alfred Wegener primero cayó en cuenta como las formas de los continentes encajaban, como si se tratara de un rompecabezas. Pero había otras observaciones que sugerían que los continentes habían estado unidos en algún momento.

El formuló la teoría de la deriva continental. Sin embargo, Wegener no pudo explicar el mecanismo de como los continentes podían moverse.

El investigador Henry Hess encontró por primera vez las dorsales mesooceánicas. Con este descubrimiento, surgió la idea que nueva litósfera es formada a lo largo de estas dorsales, y que este nuevo material empujaba las placas tectónicas.

La prueba absoluta fue el descubrimiento de las bandas magnéticas en el fondo oceánico: las rocas oceánicas registraron las inversiones del campo magnético de la Tierra con el tiempo. Al patrón de las bandas es simétrico con respecto a las dorsales, dando soporte a la idea de la expansión.

Sin embargo, gracias a otras observaciones geofísicas, sabemos que la tierra no se esta expandiendo, por lo cual la litósfera tiene que ser consumida en algún otro lugar.

La idea de las zonas de subducción apareció cuando los pozos de agua profundas (deep sea drilling project) no encontraron rocas más antiguas a los 200 Millones de años.

Con las placas tectónicas tenemos una teoría que explica las observaciones de Wegener y como la litósfera se puede generar y consumir de tal forma que la tierra no este cambiando su tamaño (expandiéndose o encogiéndose).

Observaciones iníciales - Deriva Continental

• primero postulado por Alfred Wegener en 1915• Los continentes casan como partes de un rompecabezas.• Registros fósiles concuerdan en dos continentes separados por un océano.• Depósitos glaciares, carbón y otras unidades geológicas concuerdan en dos

continentes separados• Las curvas de desplazamiento polar aparente no concuerdan entre continentes

Curvas de desplazamiento polar aparente

• muestra la posición aparente del norte magnético con el tiempo• Se calcula la inclinación y declinación en capas geológicas (estratos) aledaños en un

perfil geológico en un lugar• Si las curvas para todos los continentes cuadran, entonces todos los continentes

forman un supercontinente (Pangea). Las curvas muestran el desplazamiento polar real (como cambio el polo norte magnético con el tiempo

• El polo magnético real cambia dramáticamente con el tiempo debido a cambios en el campo magnético de la tierra

• El desplazamiento polar aparente muestra una combinación/superposición del movimiento de los continentes y desplazamiento del polo norte.

Prueba que el fondo oceanico se expande

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• anomalias magneticas se pueden mapear en el fondo oceanico

– El campo magnetico terrestre sufre inversion con el paso del tiempo– cuando las rocas oceanicas se enfrıan debajo de la Temperature de Curie, los

domınios ferromagneticos de la roca retienen la direccion de magnetizacion.– instrumentos en barcos (magnetometros) registran esta magnetizacion remanente– las bandas son simetricas con respecto al eje del MOR

La conclusion: nueva corteza formada en MOR, que posteriormente se aleja a la vez que se enfrıa y se vuelve mas vieja

• Perforacion del mar profundo

– se perforan rocas en el corteza oceanica y se determina la edad de la roca basamento

– se relacionan la edad y las inversiones magneticas– la corteza oceanica es mas vieja al alejarse del MOR– no se encuentra roca oceanica mas antigua que 200M años. (las mas viejas rocas

continentales tienen hasta 4 Billones de años).

Conclusion: rocas oceanicas tienen que ser consumidas en alguna parte

Placas Tectonicas

• litosfera partida en una serie de placas (12 principales) que se mueven• nueva corteza es formada en MOR• corteza vieja es consumida en las zonas de subduccion• ambos procesos se encuentran acompañados de terremotos y vulcanismo• en general: los terremotos y volcanes marcan los limites entre placas; es decir que

las placas interactuan en sus limites, poco donde de ellas• globalmente, nueva corteza es formada y vieja corteza es consumida es cantidades

similares• es decir, la tierra no se esta expandiendo

La tectonica de placas es una ”gran teoria unificadora de las geociencias que explica”

el movimiento de los continentes terremotos vulcanismo la gran mayorıa de rasgos en la superfice de la Tierra formacion de nueva litosfera consumo de vieja litosfera

Produccion y consumo de litosfera

• Nueva litosfera es formada en las dorsales ocenicas• el nuevo material empuja las dos placas (separandolas) ! expansion del fondo

oceanico• cerca de dorsal, la nueva litosfera es caliente, baja densidad y tiene flotabilidad

(bouyant)• la litosfera se va enfriando y la densidad aumenta. El material ademas se engruesa

(crece por debajo)• a medida que se vuelve vieja, eventualmente se vuelve tan densa que no puede flotar

sobre astenosfera• la placa empieza a subducir (hundirse)

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• no hay litosfera oceanica mas antigua de 200 M años• solo la litosfera oceanica subduce• una placa usualmente comprende litosfera continental y oceanica• cuando dos placas con litosfera oceanica se encuentran, la mas densa es forzada a

subdicur• litosfera continental posee alta flotabilidad (baja densidad) y no tiende a subdicur• Caso de los Himalayas: Esta es una colision cont-cont y a lo largo de este lımite de

placas convergente, no se presenta subduccion. Al contrario, se presenta formacion de grandes cadenas montañosas.

Las 2 fuerzas que impulsan el movimiento de placas

• la conveccion del manto impulsa el movimiento en el interior, pero no es el mecanismo principal para mover las placas

• slap pull (jalon de placa): la fuerza mas dominante, la placa densa que subduce jala toda la placa

• ridge push (empuje de dorsal): fuerza menos dominante, el magma menos denso (flotabilidad) sube en la dorsal y empuja para separar las placas

Las rocas

En geología se llama roca a cualquier material constituido como un agregado natural de uno o más minerales, entendiendo por agregado, un sólido cohesionado. La roca es el material formado como consecuencia de un determinado fenómeno geológico (un volcán, la sedimentación de un río, materiales que quedan enterrados por otros y se transforman, etc.) Es frecuente que una roca esté compuesta por varios minerales diferentes, aunque hay rocas formadas sólo por uno.

Existe una gran variedad de rocas pero éstas pueden ser agrupadas en solo tres grandes grupos según su origen y su aspecto.

Las rocas varían en color, tamaño de sus cristales o granos y los tipos de minerales que la componen.

Las combinaciones de mineralogía y texturas producen una gran variedad de rocas, y a su vez, el tipo de mineralogía y textura que tenga una roca en particular dependerá del proceso geológico que la originó (Figura 14).

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ROCAS IGNEAS

Las rocas ígneas, también llamadas eruptivas o magmáticas han sido definidas como aquella rocas generadas a partir del enfriamiento, diferenciación y consecuente consolidación o solidificación del magma. El termino magma se utiliza en forma genérica a una masa de material fluido, natural, de elevada temperatura y composición primordialmente silicatada, generando dentro de la tierra.

Desde el punto de vista fisicoquímico, en el magma coexisten tres fases en equilibrio.

Fase liquida: Formada especialmente por silicatos fundidos. Fase solida: Representada por minerales en suspensión en la fase liquida. Fase gaseosa: Predomina el vapor de agua acompañado por CO2, HC, H2S, etc.

Químicamente, los magmas están formados por 8 elementos mayoritarios, los que expresados en óxidos y en orden decreciente de abundancia son

SiO2>Al2O3>Fe2O3>FeO>MgO>CaO>Na2O>K2O

ORIGEN DE MAGMA

Primarios: Sus características generales son homogeneidad en su composición, una distribución areal grande y continua en el tiempo, y fueron formados directamente por fusión de roca preexistente en niveles profundos de la corteza terrestre o en la parte superior del manto.

Entre los magmas primarios tenemos los siguientes tipos

o Basáltico: De gran distribución en espacio y tiempo, continental y oceánico, las rocas

volcánicas denominadas basaltos son su representante mas difundido, forma la mayor parte de los fondos oceánicos y en menor grado se encuentran en áreas continentales, con manifestaciones a lo largo de prácticamente todo del registro geocronologico.

o Granítico: Su ambiente de formación más típico es principalmente en áreas continentales y

no se tienen registros anteriores al terciario.

Secundarios: El que se formaría por diferenciación de l primario y tendrá composición variable y distribución irregular en espacio y tiempo.

CRISTALIZACION DE UN MAGMA:

Se llama cristalización al cambio del estado líquido al estado solido. La cristalización del magma empieza a tener lugar cuando se da una combinación crítica de temperatura y presión. La cristalización de todos los minerales no se da al mismo tiempo, ni tampoco se van a mantener 8intactos y sin cambio, sino que, por el contrario, debido a cambios de temperatura y presión los minerales pueden cambiar de composición o pueden disolverse y volver a recombinarse en nuevos minerales. Este proceso se llama reacción y el científico N.L. Bowen descubrió que los silicatos se pueden ordenar en dos series de cristalización, que recibe el nombre de serie de reacción de Bowen:

Serie de reacción discontinua: Un mineral ya cristalizado reacciona con el liquido residual, cuya composición cambia constantemente al enfriarse, formando así un mineral de diferente composición. Se denomina de esta manera porque en cada etapa se forma un silicato con distinta estructura.

Serie de reacción continua: un mineral ya formado cambia su composición de manera gradual mediante la sustitución de iones presentes en el líquido residual por los de otros presentes en el mineral original.

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CLASIFICACIÓN

Según su génesis:

Rocas plutónicas o intrusivas ⇒ Si el magma cristaliza a grandes profundidades, se enfría lentamente y origina rocas cristalinas con cristales de tamaño medio o grande. Por ejemplo: el granito, diorita, pórfido y el gabro.

Rocas volcánicas o extrusívas ⇒ Si el magma cristaliza cerca o sobre la superficie terrestre, se enfría rápidamente y origina rocas con: cristales microscópicos (textura afanítica); cristales relativamente grandes, rodeados de una matriz de microcristales o de vidrio (porfídica), o solo vidrio (vítrea). Ejemplo: el basalto y la riolita.

Rocas Hipabisales: Aquellas formadas bajo la superficie, a poca profundidad y durante la movilización del magma, antes de llegar al exterior se consolidan en filones o vetas por lo que se denomina también como filonianas. Estas rocas tienen características intermedias entre las plutónicas y las volcánicas. Están compuestas por elementos de dos tamaños bien diferenciados, grandes cristales inmersos en una masa de pequeños cristales.

Según su composición química

La clasificación resultante va a estar de acuerdo a ciertos elementos tomados como base, este es la sílice (SiO2)

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Según su mineralogía

Se toma como base la ausencia o presencia de determinados minerales o grupos de minerales.

o Rocas félsicas: Rocas compuestas por minerales de colores claros y de bajo Pe como

Qz, Fts, Ms, etc.o Rocas máficas: Rocas compuestas por minerales ferromagnesianos, de color oscuro y

alto Pe. como Px, Ol, Anf, etc.

Según su estado cristalino

Se refiere a la presencia o ausencia de vidrio volcánico, este es un sólido amorfo que se genera cuando el enfriamiento del magma es sumamente rápido. De acuerdo a este criterio las texturas pueden ser:

o Holocristalina: Formada totalmente por cristales, característica principal de las rocas

plutónicaso Hipocristalinas: formada por una pasta vítrea y cristales

o Holohialinas: Formada totalmente por vidrio.

Según el tamaño de los cristales

Parámetro sumamente relacionado con la velocidad de enfriamiento. Estas pueden ser:

o Afanítica: se da por un enfriamiento relativamente rápido. Los individuos de esta textura son

muy pequeños (menores de 0.5mm), solo pueden ser identificados por el estudio de secciones delgadas al microscopio. característico de las vulcanitas.

o vítrea: Si el magma es eyectado repentinamente por un volcán o por una fisura en la

superficie del terreno, el magma se enfría tan rápidamente que no da tiempo a la formación de cristales. El producto resultante es vidrio. En el vidrio los iones están desordenados como los iones en un líquido

o Faneritica: se produce por cristalización muy lenta del magma por lo tanto vamos a

tener cristales de gran tamaño observables a simple vista o con la ayuda de una lupa. típica de rocas plutónicas.o Textura granuda: en conjunto presentan un aspecto “granulado” debido a la uniformidad

en el tamaño de los minerales. El tamaño de los cristales varía entre 1 y 10 mm.o Aplitica: también presenta un aspecto granulado con individuos de tamaños uniformes

pero pequeños, en relación con la textura granosa., se presenta en rocas denominadas aplitas de composición básicamente cuarzo-feldespáticas.

o Pegmatiticas: Se caracteriza porque todos los cristales adquieren grandes dimensiones,

generalmente de varios centímetros, en este caso el crecimiento de los cristales no se

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debe a un mayor tiempo de cristalización sino a un elevado porcentaje de elementos volátiles que actúan como agentes mineralizadores durante la formación de la roca. Textura típicamente de rocas filoneanas.

o TEXTURA PORFIDICA: la roca resultante tiene grandes cristales incrustados en una matriz

de cristales más pequeños, esto implica la presencia de dos tamaños diferentes de cristales. Los de mayor tamaño se llaman fenocristales, mientras que la matriz de cristales pequeños se llama pasta. Esta textura es el resultado del enfriamiento del magma a velocidades diferentes. Características de rocas ígneas hipabisales.

Para clasificar una roca ígnea debemos conocer su composición mineralógica y la cantidad de cada uno de los minerales esenciales (composición modal), además de su textura, la cual nos dará información sobre la forma en que se enfrió el magma. Con toda esta información es posible darle un nombre específico a cada roca ígnea (Figura 18).

CLASIFICACION MINERALOGICA SEGÚN SU PROPORCION EN VOLUMEN (O MODA)-IUGS

Usualmente se utiliza la clasificación de la IUGS, que se basa en propiedades descriptivas y objetivas de las rocas. Adopta términos válidos para todos los geólogos.

Basada en la mineralogía modal (cantidad), los minerales de la roca son el principal atributo de la clasificación (clasificación Q-A-P-F).Para utilizar los triángulos modales se consideran sólo los minerales félsicos (Q=cuarzo, A=feldespato alcalino, P=plagioclasa). Posteriormente se estandariza (levando al 100%) y plotea sobre el triángulo. Existen triángulos distintos para las rocas volcánicas y plutónicas.

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Si la roca es ultramáfica (índice de color > 90%), el método no es aplicable. Se utilizan triángulos de clasificación para rocas ultramáfica:

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ESTRUCTURAS

Es la relación espacial entre los componentes de una roca, es decir su distribución marcando inhomogeidades. La estructura de una roca comprenden los caracteres que resultan de la acción de fuerzas que han actuado sobre o después de su proceso de formación.

Estructuras intrusivas

o Concordantes: Si los contactos son paralelos a las estratificaciones o esquistosidad de las

rocas.o Discordantes: Si el cuerpo trunca a la estratificación o esquistosidad de la rocas mas

antiguas.

Plutones concordantes:

o Filones Capas: Son cuerpos relativamente delgados en comparación con su extensión y

pueden ser horizontales, inclinados o verticales.o Lacolitos: Cuerpo intrusivo que ha arqueado en forma de domo los estratos entre los cuales

ha sido insertado.o Lopolito: Es una intrusión asociada a una cuenca estructural, en el caso más ideal los

estratos que se encuentre por arriba y debajo se inclinan hacia un centro común.o Facolito: son intrusivos concordantes confinados a las crestas de los anticlinales o a los

senos de los sinclinales.

Plutones discordantes

o Diques: el magma se transporta por estructuras laminares, generalmente subverticales ⇒ corteza superior/dominio frágil.

o Chimeneas volcánicas: Llamadas también conductos volcánicos, son raíces de volcanes

erosionados de formas generalmente circulares o semicirculares.o Batolitos: Cuerpo de roca plutónica de grandes dimensiones, más 100 km cuadrados.

o Stocks: Tienen características similares a los batolitos pero ocupan áreas menores de 100

km cuadrados

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Estructuras extrusivas

o Coladas de lavas: Se desarrolla cuando el magma surge en la superficie de la tierra en

forma relativamente suave con poca o ninguna actividad explosiva.o Estratos piroclasticos: están compuestos de fragmentos cuyo tamaño va de fracciones de

mm, a varios metros, algunos fragmentos están formados total o parcialmente de vidrio volcánico que fue arrojado al aire como liquido.

Tipos de actividad volcánica:

Actividad Hawaiana: Comúnmente basaltos con viscosidad muy baja y contenido mínimo en volátiles. No suelen desarrollarse columnas eruptivas.

Actividad Estromboliana: No son volcanes violentos pero si muy ruidosos. Expulsan material basáltico. Es para todos los centros emisores que producen emisiones en ráfagas explosivas pequeñas e intermitentes. Es ligeramente más violento que el hawaiano, aunque las columnas eruptivas no duran mucho tiempo.

Actividad Pliniana: Es altamente peligroso. Tiene un magma extremadamente viscoso riolítico y dacítico con una alta concentración de gases.

Actividad Vulcaniana: Es el más violento y explosivo de todos. Es un híbrido entre el estromboliano y el pliniano. Son productos altamente fragmentados., hay magmas andesíticos con gran cantidad de cristales en suspensión.

La actividad vulcaniana es tan explosiva porque hay interacción agua-magma.

Metamorfismo:

Es un proceso que produce cambios en la mineralogía y/o textura de una roca en estado sólido. El proceso de debe sobre todo al reajuste de la roca a condiciones físicas diferentes a la reinante cuando la roca se formo y que también son diferentes a las condiciones físicas imperantes en la superficie de la Tierra y durante la diagénesis. El proceso puede coexistir con fusión parcial y puede también implicar cambios en la composición química global de la roca.

Los cambios mineralógicos consisten bien en la transformación de unos minerales en otros más estables, pero de la misma composición química, bien en la recristalización de los minerales para dar minerales más grandes.

Los cambios texturales consisten en la reorientación de los minerales que presentan una dimensión predominante (planos y alargados), que se colocan perpendiculares a la dirección de la fuerza (cuando el metamorfismo es de presión).

En el siguiente bloque diagrama se muestran los diferentes ambientes tectónicos en los que pueden formarse rocas metamórficas.

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GRADO METAMÓRFICO

Cuando una roca sufre metamorfosis, sus cristales minerales cambian. Usualmente, el mismo ingrediente químico se usa para formar nuevos cristales durante el metamorfismo. Algunos nuevos tipos de minerales, como la mica y el granate, se forman dependiendo de la cantidad de metamorfosis.

Entonces el grado, es un Termino asociado a la temperatura a la cual fue sometida la roca durante el proceso de metamorfismo, a mayor temperatura mayor es el grado del metamorfismo.

Límites del metamorfismo

El limite inferior del metamorfismo o es decir el limite entre diagénesis y el metamorfismo (de soterramiento) se pone a T = 200°C. Los cambios mineralógicos y de textura en una roca, que ocurren a T<200°C se incorporan a la diagénesis. Tampoco para el límite superior existe una sola definición. En este caso se consideran la temperatura, que corresponde al inicio de la fundición de una roca como determinante para el límite superior del metamorfismo. La temperatura de fundición de una roca depende entre otros factores de su composición. Un granito empieza a fundirse a T = 625-650°C, mientras que un basalto se funde inicialmente a T = 850-900°C con p = 2-3 k bar. Como limite superior se podría elegir la temperatura máxima de T = 900-1000°C.

TIPOS DE METAMORFISMO

1. Según la variación de la composición química entre el protolito y la roca resultante.

Metamorfismo isoquímico: Si la composición química global se mantiene aproximadamente constante (a excepción de los elementos volátiles, como H2O y CO2).

Metamorfismo aloquimico o metasomatismo: Si la composición global cambia significativamente, tanto por aporte como por pérdida de determinados elementos.

2. Clasificación basada en el agente principal o proceso.

Metamorfismo Dinámico

Para el metamorfismo dinámico la presión es el factor predominante, puede tratarse de la presión litostática, que se debe al peso de las rocas superiores o a la carga sobreyacente o del esfuerzo elástico (estress) por ej. Cataclasis o es decir rotura mecánica de una roca por metamorfismo dinámico, que se produce localmente en zonas de fallas. El metamorfismo por soterramiento (o hundimiento) resulta de una carga sobreyacente en un ambiente relativamente estático.

o P dirigida dominante; deformación + recristalización

Metamorfismo Térmico

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T dominante en ambiente de P estática; recristalización + neoformación

Metamorfismo Dinamotérmico

T y P actúan conjuntamente; deformación + recristalización + neoformación

3. Clasificación basada en el ambiente.

Metamorfismo de contacto

El metamorfismo de contacto: ocurre al ser instruido por una roca ígnea preexistente, el factor dominante es los efectos térmicos debido al magma caliente. En el caso clásico un cuerpo ígneo instruye una serie sedimentaria o ya metamórfica produciendo una aureola de contacto.

El tamaño y forma de una aureola está controlada por:

o La naturaleza del Plutón: tamaño, forma, orientación, temperatura y composición

o La naturaleza de la roca de caja: composición, permeabilidad, profundidad y grado

metamórfico previo a la intrusión

El metamorfismo de contacto es caracterizado por una distribución de los grupos de minerales formados simultáneamente concéntrica con respecto al cuerpo intrusivo y por un aumento de la intensidad de recristalización y del grado metamórfico dirigido hacia al cuerpo intrusivo.

Pirometamorfismo: Características, muy altas temperaturas a muy bajas presiones, generadas por cuerpos volcánicos o subvolcánicos

Metamorfismo Regional: es el que afecta a grandes masas de roca cubriendo una extensión lateral muy amplia.

o Orogénico: es el que se asocia a márgenes de placas convergentes es típico para

los cinturones orogénicos y es muy común en los arcos oceánicos y en los continentes. Se sitúa en los bordes de placas tectónicas convergentes como en el borde entre una placa oceánica y un arco oceánico, en el borde entre placas

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oceánica y continental o en el borde entre dos placas continentales. Los factores importantes del metamorfismo regional son las perturbaciones tectónicas, las variaciones de presión y los esfuerzos elásticos.

o Soterramiento: ocurre en las cuencas sedimentarias en consecuencia de la

solidificación de los sedimentos debido al soterramiento por los sedimentos sobreyacentes. La temperatura y la presión contribuyen al metamorfismo, la temperatura, puesto que la temperatura sube con la profundidad. Las rocas correspondientes son caracterizados por temperaturas de recristalización bajas y por la ausencia de deformaciones. La transición entre la diagénesis y el metamorfismo por soterramiento es continua.

o De Piso oceánico: afecta la corteza oceánica en las dorsales meso-oceánicas;

metasomatismo y alteración hidrotermal considerables, con pérdida de Ca y Si y ganancia de Mg y Na.

o Metamorfismo de zona de falla y de Impacto: Altas tasas de deformación con sólo

menor recristalización

AGENTES DEL METAMORFISMO

El siguiente esquema ilustra como se forman las rocas sedimentarias y cuales son los principales agentes:

Presión

Se debe al peso de las rocas suprayacentes o a bloques que se desplazan una respecto a otro, la presión real a la que está sometida una roca depende también de la presión a la que se encuentran los fluidos contenidos en sus poros (presión de fluidos). Por lo tanto una variación de la misma afecta a:

• Texturas y estructuras, pero no la asociación mineral en equilibrio

• La energía deformacional, sin embargo, puede superar barreras cinéticas y activar el proceso de reacción metamórfica

La fuerza elástica (esfuerzo elástico o ‘deviatoric stress’) se refiere al componente de presión dirigido, que no es del mismo valor en todas las direcciones.

Normalmente el esfuerzo elástico tiene valores pequeños de 5-10 bar hasta 100 bar. El esfuerzo elástico puede deformar la roca, en que actúa: puede alinear los minerales, formar la foliación o la esquistosidad de la roca metamórfica o causar rotaciones de minerales. Por consiguiente el esfuerzo elástico produce las texturas dirigidas (‘fabric’) de una roca metamórfica como de un esquisto, de un

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gneis o de una milonita. Además los fluidos, que pasan por la roca, la presión, que ejercen estos fluidos y la interacción de los fluidos con los minerales o con la roca son factores importantes.

Temperatura

El incremento de temperatura tiene varios efectos

1) Promueve la recristalización e incrementa el tamaño de grano (menor tamaño = mayor sup. específica = menor estabilidad)

2) Conduce las reacciones que consumen minerales inestables para producir nuevas fases estables en las nuevas condiciones

3) Permite superar las barreras cinéticas y de activación que impiden alcanzar el equilibrio luego de la diagénesis (diagénesis produce condiciones muy inestables). Las asociaciones minerales tienden por ello a simplificarse con la T en incremento.

Fluidos

Los fluidos son necesarios para formar fases hidratadas o carbonatos, promueven la disolución de algunos minerales y favorecen la recristalización de otros

Las reacciones que involucran volátiles ocurren a T y P que requieren presiones de fluidos finitas

PROTOLITOS - TIPOS

Se agrupan las rocas sedimentarias e ígneas en seis grupos geoquímicos distintos (la química es el dato más importate para reconocer el protolito)

1. Ultramáfico – muy altos Mg, Fe, Ni, Cr

2. Máficos - alto Fe, Mg, Ca

3. Pelítico (arcilloso) - alto Al, K, Si

4. Carbonático- alto Ca, Mg, CO2

5. Cuarzoso – casi pura SiO2.

6. Cuarzo-feldespático - alto Si, Na, K, Al

ZONAS METAMORFICAS

Rocas que tienen la misma composición química subdividida en zonas (clorita, biotita, granate, etc). Cada zona muestra una paragénesis mineral distinta caracterizada por la aparición de nuevos minerales estables a las T y P que caracteriza a dicha zona. Por ej. La zona de granate se caracteriza por la apariencia de granate y la zona de sillimanita se caracteriza por la apariencia de sillimanita.

FACIES METAMÓRFICAS

Conjunto de características mineralógicas y litológicas que reflejan las condiciones de T y P bajo las cuales se forma la roca.

CLASIFICACION

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Las rocas metamórficas se clasifican según sus propiedades físicas. Los factores que definen o clasifican estas rocas son dos: los minerales que las forman y las texturas que presentan dichas rocas. Las texturas son de dos tipos:

Rocas foliadas

Según el tipo de foliación, tamaño de grano y minerales índice.

Pizarra y filita.

Ambas asociadas a margas y lutitas; en la primera el grano es más fino y la foliación microscópica, en la segunda el grano es más grueso a causa del mayor metamorfismo y la foliación se hace visible en hojas grandes y delgadas. La pizarra tiene color de gris a negro y puede también ser verdoso, amarillento, castaño y rojizo. La pizarrosidad característica puede ser o no paralela a los planos de las capas de las margas originales.

Esquisto:

Roca de grano grueso que contiene más de un 20% de minerales planares, roca característica del metamorfismo de grado medio. Puede provenir de rocas sedimentarias o ígneas como el basalto; posee metamorfismo de mayor grado que pizarras y filitas; según el material sea laminado o fibroso, variará su comportamiento; tiene mayor clivaje que los anteriores y menor que los gneises.

Gneis: Roca de grano grueso, que presenta minerales alargados y granulares en las bandas claras y planares en las oscuras. Son rocas de alto grado formadas a partir de rocas ígneas o sedimentarias, por lo que existen muchas variedades (gneis de plagioclasa-biotita, hornblendífero o de piroxe-granate, etc

Rocas no foliadas

Mármol: Roca metamórfica de grano grueso, compuesta por granos de calcita, el protolito es una calcita o dolomita. Es una metamorfita compuesta predominantemente de Metamórficas calcita o dolomita (>50 %). El protolito es una caliza sedimentaria. También reciben el nombre de calizas cristalinas. Cuando tienen un % menor de carbonatos y aparecen silicatos ricos en Ca (epidotos, diópsido, hedenbergita, wollastonita, escapolitas, etc) reciben el nombre de rocas calcosilicatadas (protolito probable es una marga).

Metacuarcita: esta metamorfita está compuesta por >80 % de cuarzo. El protolito es una cuarcita o cualquier arenisca rica en cuarzo

Corneanas: Rocas que han sufrido metamorfismo de contacto, no tiene fabrica planar.

TIPOS ESPECIFICOS DE ROCAS METAMORFICAS:

Esquisto verde: una roca de bajo grado metamórfico que típicamente contiene clorita, actinolita, epidota y albita. Note que los tres primeros minerales son verdes, lo que imparte el color y nombre a la roca. Si está foliada se denomina esquisto, si no se denomina ‘greenstone’. El protolito es generalmente una roca ígnea máfica.

Anfibolita: una roca metamórfica dominada por hornblenda (>40 %) + plagioclasa. Pueden o no ser foliadas. El protolito puede ser una roca ígnea máfica o una marga, predominando ampliamente la primera litología.

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Serpentinita: una roca ultramáfica metamorfizada en un grado bajo, de manera que contiene más que nada serpentina producto de la alteración de olivino y piroxenos.

Esquisto azul: esquistos azulinos debido a la presencia de anfíboles sódicos como glaucofana o riebeckita. El protolito puede ser ígneo o sedimentario rico en minerales máficos (grauvacas inmaduras).

Eclogita: una roca metamórfica máfica verde y roja que contiene clinopiroxeno y granate (onfacita + piropo) y está libre de plagioclasa. Puede o no exhibir foliación. El protolito es basáltico y se forman en grados medios/altos.

Skarn: es una roca carbonática metasomatizada, que contiene minerales calcosilicáticos tales como grosularia, epidoto, tremolita, vesuvianita, etc. Tactita es un sinónimo.

Granulita: una roca de alto grado de filiación pelítica, máfica o cuarzo-feldspática que está predominantemente compuesta de minerales libres de H2O u OH. Nunca tienen muscovita, mientras que plagioclasa y ortopiroxeno son comunes.

Otra clasificación posible es atendiendo al grado de metamorfismo. De acuerdo con este criterio, la clasificación de rocas metamórficas es el siguiente:

El nombre de las diferentes divisiones corresponde a las diferentes facies metamórficas.

Cada facies metamórfica está caracterizada por la presencia de determinados minerales, que son característicos de las presiones y temperaturas que delimitan dicha facies.

Dependiendo de la composición mineralógica de la roca que sufra el metamorfismo, aparecerán unos u otros minerales pertenecientes a la facies correspondiente.

Sin embargo, esta no es una clasificación práctica para el reconocimiento de rocas metamórficas en este nivel, ya que esta precisa el reconocimiento al microscopio óptico de los minerales que las componen.

TEXTURA MÁS COMUNES

Granoblástica: mosaico equi-granular de cristales equidimencionales con orientación al azar. Porfidoblastica: formada por cristales relativamente grandes que han crecido durante el

metamorfismo.

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Nematoblastica: orientación preferente viene dada por la disposición subparalela de minerales prismáticos (anfíboles y piroxenos).

Lepidoblastica: orientación preferente viene dada por la disposición subparalela de minerales planares (filosilicatos)

ROCAS SEDIMENTARIAS

Son rocas originadas por procesos de meteorización y diagénesis de las rocas (metamórficas, ígneas o sedimentarias) preexistentes debido a la acción de agentes externos (físicos, químicos y biológicos).

Pueden formarse a las orillas de los ríos, en el fondo de barrancos, valles, lagos y mares, y en las desembocaduras de los ríos. Se hallan dispuestas formando capas o estratos.

Las rocas sedimentarias se caracterizan por dos rasgos esenciales:

• Presentan una estructura estratificada, con capas producidas por el carácter a la vez progresivo y discontinuo del proceso de sedimentación. Se llaman estratos esas capas.

• Contienen generalmente fósiles, cuando no están directamente formadas por fósiles. Los procesos magmáticos destruyen los restos de los seres vivos, lo mismo que los procesos metamórficos, salvo los más suaves.

CICLO SEDIMENTARIO

Es un conjunto de procesos que conducen a la formación de una roca sedimentaria, es el resultado de la interacción de la hidrosfera, atmosfera y biosfera sobre las rocas y minerales que se encuentran aflorando en la superficie.

El ciclo sedimentario comienza por:

1. Meteorización y erosión de las rocas preexistentes.

2. Transporte del material detrítico o en solución.

3. Sedimentación o depositación del material

4. Diagénesis que comprende la litificación de los sedimentos

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- Meteorización: es el conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos que determinan la desintegración y/o descomposición de las rocas, estos procesos actúan en general en y cerca de la superficie.- Erosión: es un proceso dinámico que implica captura y remoción del material por los agentes de transporte (agua, aire, nieve).

- Depositación: Se refiere a la sedimentación del material debido a la pérdida de la capacidad del agente de transporte.

- Litificación: término que se refiere a los procesos mediantes los cuales los sedimentos no consolidados se transforman en rocas sedimentarias solidas. El proceso básico de litificación es:

Compactación: los sedimentos más viejos son comprimidos por el material joven suprayacente; a mayor profundidad mayor compactación.

Cementación: cambio químico que implica la precipitación de los minerales entre los granos sedimentarios individuales. Los minerales cementantes (calcita, sílice, óxidos) son transportados en solución por el agua que percola atreves de los espacios abiertos entre las partículas.

Clasificación de rocas sedimentarias

Las rocas sedimentarias pueden clasificarse por su origen o por la formación de los materiales que componen las rocas en:

Rocas clásticas o detríticas: se forman por meteorización, erosión, transporte, sedimentación y litificación de rocas preexistentes de cualquier tipo. Entre las mas comunes según el tamaño de clasto son:

o Psefitas: clastos>2mm (aglomerados, conglomerados y brechas)

o Psamitas: clastos entre 1/16 a 2mm de diámetro (areniscas, arcosas y grauvacas)

o Pelitas: clastos menores de 1/16mm (limonitas, arcilita, lutitas, etc).

Brechas y conglomerados: consisten fundamentalmente en grava; si los grandes clastos son angulosos a la roca se la denomina brecha.

Areniscas: predomina los clastos de tamaño arena, después de las lutitas, la arenisca constituyen las rocas más abundantes.

Lutitas: compuesta por partículas de tamaño de la arcilla y el limo, los ambientes de formación más comunes son los lagos, llanuras de inundación de ríos, lagunas y zonas de cuenca oceánica profunda.

Rocas químicas: formadas por procesos químicos inorgánicos: precipitación de sales, oxidación de compuestos, etc. Formando por ejemplo la caliza, sílex y la sal de roca.

Existen dos grupos principales: las rocas carbonática y las evaporitas. Además, hay que indicar que algunos tipos de rocas carbonatadas pertenecen a las rocas orgánicas (p. ej. Las biohermitas, biolititas, etc.).

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Rocas evaporíticas

Son las rocas formadas a partir de la intensa acumulación de sales (sulfatos, carbonatos, cloruros, bromuros), que puede tener lugar en aguas continentales o marinas sometidas a una intensa evaporación. Estas rocas se forman por precipitación química directa de sales en un fluido acuoso sobresaturado. Las principales rocas evaporíticas están compuestas por la acumulación de alguno/s de los siguientes minerales: yeso (SO4Ca + 2H2O), silvina (ClK), halita (ClNa), thenardita (SO4Na2), carnalita (ClK.CL2Mg.6H2O), etc.

Estas rocas suelen presentar texturas equigranulares (como las rocas plutónicas), y se reconocen fácilmente por ser solubles o por su baja dureza.

Rocas carbonatadas

Son rocas que están mayoritariamente compuestas por carbonatos; o bien calcita (CO3Ca), y entonces se denominan Calizas, o bien por dolomita (CaMg (CaCO3)2), y entonces se denominan Dolomías. En función del porcentaje de calcita y dolomía que presenta la roca reciben diferentes nombres. De esta forma, podemos clasificarlos en: calizas, calizas dolomíticas, dolomías calcáreas y dolomías.

Rocas orgánicas

Son rocas formadas por la acumulación de materiales generados mediante procesos orgánicos. Por ejemplo, acumulación de conchas, exoesqueletos, restos vegetales, etc. Dentro de este grupo grupo incluimos los carbones y algunos tipos de rocas carbonatadas y silíceas.

Carbones

Los carbones son las rocas organógenas más típicas. Estas rocas se forman a partir de materia orgánica (fundamentalmente vegetal) transformada por un proceso denominado carbonización. Este proceso va transformando la materia orgánica, dando lugar a una serie de acumulados cada vez más ricos en carbono: turba, lignito, hulla y antracita.

Calizas

Existen una serie de rocas carbonatadas formadas por la acumulación directa de material orgánico carbonático, generalmente conchas y exoesqueletos. Estos depósitos se encuentran en ocasiones en el registro geológico conservando su estructura biológica original (p.ej. arrecifes).

Rocas siliceas

Algunos tipos de rocas silíceas formadas por la acumulación directa de material orgánico silíceo, generalmente caparazones de diatomeas (diatomitas), restos de radiolarios (radiolaritas) y acumulaciones de espículas de esponjas (espongiolitas).

MINERALES DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

Minerales detríticos o alogenicos: son minerales resistentes, liberados por desintegración, los cuales son trasportados y depositados. Ej Qz, Ft, Micas, Gr, Minerales arcillosos.

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Minerales químicos o autigenos: son minerales formados por precipitaciones químicas a partir de soluciones acuosas y son generalmente compuestos hidratados ya que se forman en ambientes ricas en agua. Ej Calcita, dolomita, halita, yeso

TEXTURAS MÁS COMUNES

T. Cristalina: Se caracteriza porque los granos minerales están unidos por enlaces químicos o están mutuamente enlazados entre si.

T. oolítica: Formada por agregados de pequeñas concreciones generalmente esféricas <2mm llamadas oolitas, están unidas por un cemento químico de la misma composición.

T. pisolitica: Es similar a la textura oolítica con la diferencia de que las concreciones alcanzan a diámetros >2mm.

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Clasificacion de Rocas II

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