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Geología, Morfología del terreno y Climatología UPM - ETSIC

© Adrián de la Torre Isidoro 1 www.nuestrosapuntes.webcindario.com

I TEMA 3 i PETROLOGÍA. ROCAS, PROPIEDADES Y USOS.

La corteza terrestre o litosfera está constituida por un conjunto de materiales “rocas”, que engloban la

totalidad de los minerales, excepto el agua y el hielo.

Una “roca” se define como un agregado de más de una especie mineral, que presenta los mismos

caracteres de conjunto en un área de cierta extensión de la corteza terrestre. Matriz rocosa.

PETROLOGÍA: es la ciencia que estudia las “rocas” en su concepto más amplio, desde su origen,

composición, propiedades físico-químicas,…

PETROGRAFÍA: es la parte de la petrología, que se encarga de la descripción y clasificación de las rocas.

MINERALES PETROGRÁFICOS

Son los que habitualmente forman las rocas, los más conocidos: 200 especies.

Los más abundantes:

Silicatos (95%), Carbonatos y Sulfatos

Criterios de clasificación: proporción de minerales que forman la roca. Los minerales se consideran:

ESENCIALES (> 5%)

ACCESORIOS: (< 5%)

ACCIDENTALES

CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS:

ORIGEN:

ÍGNEAS: formadas directamente por cristalización o solidificación del MAGMA (ácido o

básico).

SEDIMENTARIAS: formadas a partir de rocas preexistentes por procesos de

meteorización, erosión, transporte y sedimentación, o precipitación química.

METAMÓRFICAS: formadas a partir de otras rocas preexistentes, pero en condiciones

complejas de temperatura y presión.

VOLUMEN:

Ígneas + metamórficas = 95% de la corteza terrestre

Sedimentarias = 5% restante.

SUPERFICIE:

Ígneas + metamórficas = 25% de los afloramientos.

Sedimentarias = 75% restante.

COMPOSICIÓN. Química y Mineralógica.

QUÍMICA

Ácidas > 65 % de SiO2

Neutras 65 – 52 % de SiO2

Básicas 52 – 10% de SiO2

Ultrabásicas < 10% de SiO2



MINERALÓGICA. Presencia o ausencia de minerales cardinales.

MINERALES CARDINALES

YACIMIENTO: Masas, filones, coladas y estratos.

TEXTURA: forma, tamaño, distribución, cristalización,…

ESTRUCTURA: Distribución a escala del macizo rocoso.

CICLO PETROLÓGICO: las rocas sufren transformaciones a lo largo del tiempo debido a los

procesos geodinámicos internos y externos “Ciclo cerrado”.

PLAGIOCLASA ORTOSA

CUARZO

FELDESPATOIDE

Rocas volcánicas

Rocas sedimentarias meteorización

Rocas Ígneas



1. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS EN LA INGENIERÍA

Las clasificaciones petrográficas científicas no tienen en cuenta las propiedades mecánicas e ingenieriles

de las rocas

Las clasificaciones ingenieriles se deducen de las propiedades de la “matriz rocosa”, determinadas “in

situ”, o en laboratorio sobre muestras adecuadas.

La Sociedad Internacional de Mecánica de Rocas (ISRM, 1981), recomienda estudiar las siguientes

propiedades, en cada emplazamiento rocoso:

RESISTENCIA

Rotura a compresión simple o confinada, cohesión, ángulo de rozamiento interno, resistencia al

impacto, dureza, desgaste, rotura a tracción (Ensayo Brasileño y Ensayo Franklin)

CARGA DE ROTURA

C = carga/superficie

MÓDULO ELÁSTICO

E= 1/e1

COEFICIENTE DE POYSSON

= e2/e1

DEFORMABILIDAD

Flexión, instantánea, a corto, medio y largo plazo.

ALTERABILIDAD. FACTORES DE METEORIZACIÓN

Resistencia a las heladas, al choque térmico, a corto, medio y largo plazo. Factores de

meteorización. Grados de meteorización.

VELOCIDAD DE LA ONDAS SISIMICAS

En campo y laboratorio (ultrasonidos)

PESO ESPECIFICO, POROSIDAD, DIREZA, PERMEABILIDAD

FRACTURACIÓN

Diaclasas, juntas, fracturas, fallas, deslizamientos.

L

MUESTRA DE ROCA

L > 2D

De1

e2

CARGA DE ROTURA

1



2. ALTERABILIDAD DE UNA ROCA. FACTORES DE METEORIZACIÓN. A. ROCA MATRIZ

1) Minerales integrantes

2) Grado de cristalización

3) Tamaño y forma de los minerales (Textura)

4) Cementación de los minerales

5) Naturaleza del cemento

B. FRACTURACION

Fallas, fracturas y diaclasas

C. ESTRUCUTURA

En masa, estratificadas, plegadas,…

D. ACTIVIDAD BIOLOGICA

Hombre, animales, vegetales

E. TOPOGRAFIA

Pendientes, drenaje, grado de insolación,…

F. CLIMATOLOGIA

Precipitaciones, temperatura, humedad, …

G. TIEMPO

Antigüedad de roca

3. ALTERABILIDAD. GRADOS DE METEORIZACIÓN Clasificación del grado de meteorización de un macizo rocoso (ISRM, 1981; UNE-ENV 1997-3)

Clase Término Descripción

I Fresco No aparecen signos visibles de meteorización, tal vez ligera

decoloración en las grandes superficies de discontinuidad

II Ligeramente

meteorizado

Todo el conjunto rocoso está decolorado por meteorización. La

decoloración indica alteración del material rocoso y de las

superficies de discontinuidad.

III Moderadamente

meteorizado

Menos de la mitad del macizo aparece descompuesto o

trasformado en suelo. La roca fresca o decolorada aparece de

forma continua o como núcleos aislados.

IV Altamente

meteorizado

Más de la mitad del macizo aparece descompuesto trasformado

en suelo. La roca fresca o decolorada aparece de forma

discontinua o como núcleos aislados.

V Completamente

meteorizado

Todo el macizo aparece descompuesto o transformado en suelo.

Se conserva la estructura original del macizo rocoso.

VI Suelo residual

Todo el material rocoso se ha trasformado en suelo. Se ha

destruido la estructura del macizo rocoso y la fabrica del

material. Existe cambio de volumen pero el suelo no se ha

transportado significativamente.



ALGUNAS CLASIFICACIONES GEOMECANICAS

Deere y Miller (1966), modificada por Turk y Dearmean (1985). Resistencia a

compresión/ modulo elástico

Basadas en la resistencia a la compresión simple: rotura uniaxial, triaxial, resistencia a

tracción (Ensayo Brasileño), carga puntual (ensayo Franklin)

CALSIFICACIONES GEOMECANICAS

CLASIFICACION UNIFICADA DE ROCAS (Willianson, 1988)

CLASIFICACION DE TURK (Granitos)

SISTEMAS UNIFICADOS DE CLASIFICACION DE ROCAS (URCS)

ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE UN MACIZO ROCOSO

1. AGUA. Permeabilidad, porosidad.

2. EXCAVACIONES. desgaste de herramientas, consumo de explosivos, machaqueo,

ripabilidad.

3. SOSTENIMIENTO. Taludes, trincheras y canales, túneles, presas.

4. TERRAPLENES.

5. PEDRAPLENES Y ESCOLLERAS.

6. CAPACIDAD PORTANTE.

7. ESTABILIDAD.

8. PAISAJE Y MORFOLOGÍA.

USOS MÁS FRECUENTES

— Grandes bloques: Escolleras, pedraplenes* , puertos

— Bloques medianos: sillares, puentes, edificación

— Bloques pequeños: adoquines, balasto, hormigón, filtros, mezclas asfálticas

— Tamaño arena: mortero, hormigón, filtros

— Tierras: presas, terraplenes, subbases

* Capa de piedras colocadas sobre un talud para prevenir de la erosión



4. TIPOS DE ROCAS

4.1. ROCAS ÍNGNEAS Se han formado por cristalización o solidificación del magma (Ácido con SiO2 o Básico sin SiO2)

debido a su enfriamiento.

ENDOGENAS

o

INTRUSIVAS

Plutónicas Enfriamiento lento a gran

profundidad

Filonianas

Enfriamiento más rápido.

En fisuras o grietas cerca

de la superficie

EXOGENAS

o

EFOSIVAS

Volcánicas Hipovolcánicas (Ofitas),

submarinas, subaérea.

MINERALOGIA DE LAS ROCAS IGNEAS

Son silicatos y se clasifican en función de su color.

LEUCOCRATOS

Ácidos (siliacos y félsicos)

Color Claro

Cuarzo

Feldespato (ortosa, albita, anortita)

Foides (Leucita, nefelina, sodalita)

Moscovita, Apatito, Circón

MELANOCRATOS

Básicos (Máficos y Fémicos)

Color Oscuro

Piroxenos y piroxenoides

Anfíboles (Hornbleda)

Olivino (Fosterita y Fayalita)

Magnetita, pirita, esfena

El enfriamiento más o menos lento de estas rocas provoca la cristalización de mayor o menor

cantidad de los minerales, el tamaño y grado de estos dependerá de ello. Esta velocidad

provocara una mayor o menor cristalización (a mayor velocidad menor tamaño de los cristales)

que determinara la textura de la roca.

Si los cristales son relativamente grandes, visibles a simple vista, se les denomina fenocristales, si

solo son visibles al microscopio se les denomina microcristales.

LA TEXTURA DE LAS ROCAS IGNEAS

GRADO DE CRISTALINIDAD

HOLOHIALINAS: más del 90 % en volumen en vidrio (volcánicas)

HIALOCRISTALINAS: parte cristales y parte vidrio (pórfidos)

HOLOCRISTALINAS: más del 90 % son cristales (plutónicas)

TAMAÑO DE LOS CRISTALES

FANERÍTICA: Cuando los cristales se pueden reconocer a simple vista.

AFANÍTICA: cuando los cristales no se pueden reconocer a simple vista.



DISTRIBUCIÓN DE LOS CRISTALES

EQUIGRANULAR (granos con el mismo tamaño).

INEQUIGRANULAR (granos de distinto tamaño).

PORFÍDICA (los granos están metidos en una pasta vítrea, debida a una solidificación

brusca del magma).

4.1.1. ROCAS ÍGNEAS: ENDÓGENAS O INTRUSIVAS.

Plutónicas: Son rocas formadas por la cristalización lenta de un magma silicatado (en fase

liquida, sólida y gaseosa) que se introduce en la corteza.

o TEXTURA

Granítica: Cuando los cristales son visibles a simple vista y aspecto homogéneo.

Aplítica: microcristales o cristales difícilmente perceptibles. Aspecto homogéneo.

Pegmatita: en la cual los fenocristales son de tamaño grande, centimétricos.

Porfídica: fenocristales englobados por una masa de microscristales y/o de pasta

vítrea.

Holocristalinas: totalmente cristalizadas.

Fanerítica: Grano fino a grueso 2-30 mm.

o ESTRUCTURA

Batolito o Plutón (grandes masas).

Cúpulas (menor extensión)

Lacolitos(masa lenticular)

Lopolitos (masa tubular lenticular)

Facolitos (masas intrusitas concordantes)

Filón o Dique (Discordante)

Filón o capa Still (Concordante)

o CLASIFICACIÓN

Nockold (basada en los minerales dominantes) (cuarzo, feldespato, feldespatoides).

Streckeisen (Ácidas o básicas)

o APLICACIONES Y USOS

Afloramientos en España.

A) ROCAS PLUTONICAS ÁCIDAS

GRANITO-GRANODIORITA-TONALITA

Cuarzo

Feldespato Biotítico

Micas Granito: Moscovita

Piroxenos Dos micas

Anfíboles

Comportamiento de las rocas plutónicas ácidas frente a:

1) AGUA

— Impermeables, permeables por fisuración (fallas, fracturas,….). Sin porosidad

2) EXCAVACIONES

— Sano duro y compacto (desgaste de herramientas). Corte con diamante.

Explosivos. Machaqueo caro. Bloques, adoquines, chapados.



3) SOSTENIMIENTO

— Taludes: verticales sano, fracturado deslizamiento y caída de bloques

— Trincheras y canales: se mantienen bien

— Túneles: en roca sana avance bueno (explosivos y tuneladora). En roca

alterada (fallas) revestir, gunitar, inyectar (Guadarrama)

— Presas: cerrada (granito sano). Vaso cualquier roca).

4) TERRAPLENES

— Granito alterado “xabre” “suelo”. Terraplenes, carreteras, presas de tierra

5) PEDRAPLENES Y ESCOLLERAS

— Sano y poco fracturado “Bloques”

6) CAPACIDAD PORTANTE

— Muy buena en roca sana o poco fracturada. Alterado “xabre” 5-10 kg/cm2

7) ESTABILIDAD

— Muy estable construcciones prehistóricas, egipcias, romanas

— A escala geológica se altera “xabre”

8) PAISAJE Y MORFOLOGIA

— Formas en zonas altas: Pedrizas, Galayos

— Formas en zonas bajas: Arenazos, Charquizales

CLASIFICACIÓN DE STRECKEISEN

B) ROCAS PLUTONICAS BASICAS

SIENITA- MONZONITA-DIORITA-GABRO-PERIDOTITA

Son rocas sin cuarzo, con feldespatos, piroxenos, anfíboles y olivino.

Color: gris, rosa y verdoso:

Menos abundantes que las rocas acidas.

Usos similares a las rocas ácidas

Muy empleados como rocas ornamentales por su colorido y fácil pulimiento.



ROCAS FILONIANAS

- APLITA: Holocristalina (grano fino)

- PEGMATITAS: Holocristalina (grandes cristales)

- PÓRFIDOS: ácidos (Con cuarzo) – Básicos (sin cuarzo)

Composición mineralógica igual que las Rocas Plutónicas

Se encuentran formando diques o filones. Menos abundantes y difíciles de explotar. No se

pueden obtener grandes bloques

Usos: adoqines, sillares, áridos, hormigones, filtros, balasto. Se explotan aisladamente o

conjuntamente con las rocas plutónicas.

4.1.2. ROCAS ÍGNEAS: EXÓGENAS O EFUSIVAS.

ROCAS VOLCÁNICAS

VOLCÁN: Montaña formada por materiales fundidos, procedentes del interior de la tierra

(magma), que salen por conductos en forma de Lava, Gases y Piroclastos.

LAVA: magma que se enfría y contiene materiales fundidos y gases. La hay ácida (con sílice)

más viscosa, no fluye, y forma explosiones; y básica (sin sílice) es más fluida.

GASES: H2O, SO2, CO2,… en temperaturas superiores a los 100⁰.

PIROCLASTOS: trozos de lava sólida (bombas y lapilli: ceniza + lava).



TIPOS DE VOLCANES. ESTRUCTURA

ESTRATOVOLCÁN: Alteran erupciones tranquilas

y erupciones explosivas

VOLCÁN EN ESCUDO: lava es expulsada de

forma fluida.

CONO PIROCLÁSTICO: erupciones de tipo

explosivo.

CONO BASÁLTICO: lava muy fluida.

TIPOS DE ERUPCIONES VOLCÁNICAS (Lacroix)

Hawaiano: Muy básico, lava muy fluida, extensas coladas. No hay explosiones, los gases se

liberan fácilmente. Lagos de lava ardiente. Kilauea (Hawai).

Stromboliano: lava básica con algo de SiO2, fluida, los gases proyectan lava al espacio.

Explosiones pequeñas, coladas reducidas. Stromboli (estrecho de mesina).

Vesubiano (Vulcanico): lava ácida, viscosa, no fluye. Se solidifica pronto formando costras.

Explosiones de gases y nubes de ceniza. Vesubio (Nápoles).

Fisurales: lava muy básica, fluida. Sale a lo largo de una grieta o fisura (de varios Km).

Extensiones enormes de coladas basálticas. Canadá, Brasil, Islandia.

Peleano: lava ácida, muy viscosa, se solidifica en la chimenea y forma tapones. Salida de lava

en forma de “piton”. Fuertes explosiones y nubes ardientes. El 8-5-1902 Mont Pelée (Isla

Martinica): 30.000 bajas.

Freático: la lava se mezcla con el agua presiones muy altas, terribles explosiones. Krakatoa

(Indonesia).

Desparece una isla, se genera un cráter de 8km de diámetro y 300 m de profundidad y se

proyectan al aire 18 km3 de cenizas que dan la vuelta a la tierra (bajan las temperaturas). Se

produjo un “tsunami” 36.000 muertos en Java.

Submarinos: en las dorsales oceánicas sale lava y produce la expansión del fondo oceánico.

Islas del Pacífico y otros océanos son conos volcánicos. Enfriamiento rápido “pillow lavas”,

poco cristalizadas.



Manifestaciones póstumas: se producen tras acabar la erupción.

Fumarolas: se clasifican por su temperatura y composición

Cloruradas: 800⁰ - 400⁰

Ácidas: 400⁰ - 200⁰

Alcalinas: 200⁰ - 100⁰

Sulfareras: 100⁰ - 50⁰

Mofetas: < 50⁰

Geiseres: salida de agua y vapor a elevada temperatura. Se encuentran en

proximidades de volcanes apagados o póstumos. Yellostone (USA), Italia, Canarias.

Distribución geográfica de los volcanes Se localizaban en el “cinturón de fuego circumpacífico”. Coinciden con los bordes de placas

importantes y con las zonas sísmicas.

Volcanes Límites de las placas

ROCAS VOLCANICAS

ROCAS ÁCIDAS:

RIOLITA – RIODACITA – DACITA

Son rocas duras, compactas, holocristalinas. Usos como los del granito (Afloramientos más

pequeños)

ROCAS BÁSICAS:

TRAQUITA – LATITA – ANDESITA – BASALTO

DOLERITA – OFITA – DIABASA

Son rocas duras, compactas, colores oscuros, grises o verdosos. Usos en adoquines,

bordillos, gravas y basalto.

ROCAS BÁSICAS CON FELDESPATOIDES:

FONOLOITA – LATINA NEFELINICA – BASALTOS NEFELINICOS

BASANITAS - TEFRITAS

Son rocas duras, compactas, colores oscuros, grises o verdosos. Usos similares a las rocas

básicas.



4.2. ROCAS SEDIMENTARIAS. Son las que proceden de otras rocas preexistentes – Plutónicas, Filonianas, Volcánicas,

Metamórficas, o Sedimentarias- sometidas a procesos complejos de alteración/disgregación,

erosión, transporte y sedimentación.

Rocas sedimentarias:

- 75 % de los afloramientos

- 5 % del volumen de la corteza terrestre.

SEDIMENTOLOGÍA: Ciencia que estudia los sedimentos y los procesos sedimentarios,

conjuntamente con los fenómenos geológicos que influyen en la sedimentación.

Sedimento: Es el material que se deposita cuando cesa el medio de transporte. La

sedimentación es un proceso constructivo que cierra el proceso de los factores

Geodinámicos Externos.

Los sedimentos se acumulan en zonas deprimidas de la corteza; océanos, mares, lagos y

ríos y están formados por los componentes:

Detríticos: gravas, arenas, limos y arcillas.

Químicos: Sílice, Carbonatos, Sulfatos

Biológicos: fósiles y restos orgánicos.

FACTORES DE LA SEDIMENTACIÓN

PROCEDENCIA: Situación y naturaleza de la ROCA MADRE.

MODALIDAD DE TRANSPORTE:

Agua: Clasificación, redondez,…

Hielo: No clasificación, angulosidad,…

Viento: partículas finas, uniformidad,…

DURACIÓN: si dura poco tiempo no se sedimenta bien, no se redondea ni desgasta; por lo

que apenas podría clasificarse.

AMBIENTE: Temperatura, pH, salinidad, Seres vivos.

AMBIENTES SEDIMENTARIOS:

AMBIENTES SEDIMENTARIOS CONTINENTALES

Glaciar. Erosión mecánica, fragmentos angulosos y heterométricos. Morrenas (Peñalara.

Madrid).

Desértico. Tamaño fino y uniforme. Dunas (Cuellar)

Fluvial. Clasificación de los clastos por tamaños. Redondeados. Terrazas (Jarama).

Lacustre. Precipitación de carbonatos, sulfatos y cloruros con arcillas, limos, arenas o

gravas. Yesos o arcillas (Cuenca de Madrid).

Pantanoso. Limos orgánicos, Fangos. Turberas

Albufera. Agua dulce-agua salada (Lagoon). Fangos. (Valencia)

Deltáico. Agua dulce-agua salada-agua salobre. Fangos. (Ebro).



AMBIENTES SEDIMENTARIOS MARINOS

Sedimentación en agua salada: Detritus, elementos de precipitación química y restos

biológicos.

Zona Netrítica: cantos, arenas (Terrígenos). Restos de conchas, corales, algas. Escasos

sedimentos de precipitación química. Foótica.

Zona Batial: limos, arenas fina. Conchas de moluscos, placton, ostrácodos,

foraminíferos. Precipitación de carbonatos. Afótica.

Zona Abisal: depósitos muy finos (colide). Microorganismos silíceos: radilarios,

diatomeas, foraminíferos. Precipitación de carbonatos. Afótica

LITIFICACION DE LOS SEDIMENTOS

Los sedimentos, blandos y esponjosos, se endurecen por:

— Compactación: Por aumento de la presión litostática el sedimento asienta, expulsa el H2O y

reduce su volumen y espesor.

— Cementación: los elementos sueltos o porosos llenos de agua pueden unirse mediante un

cemento o ligante (arcilla, arena, carbonatos, sílice), o cerrando huecos y aplastándose los

elemento son con algo de cemento entre ellos.

— Diagénesis: los minerales sedimentarios (alotígenos) reaccionan entre sí para dar nuevos

minerales (Autígenos o diagenéticos):

Arcilla + FE + Al +H2O = Bauxitas (Silicato alumínico)

— Metasomatismo: se remplazan unos elementos por otros y se originan minerales

diferentes:

CO3Ca + Fe = CO3Fe + Ca Siderita

CO3Ca + Mg = (CO3)2 CaMg Dolomita

H2O

ó



TEXTURA

Naturaleza, forma y tamaño de sus componentes:

Clásica o detrítica: gravas, arenas, limos y arcillas.

No detríticas: < 50% de partículas detríticas

Cristalina: Grano grueso, medio y fino. Carbonatos

Amorfa: Arcillas y margas

Oolítica

Pisolítica

Porfídica

ESTRUCTURA

Estratos: horizontales, inclinados, plegados, fallados.

CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS



4.2.1. ROCAS DETRÍTICAS: Gravas, arenas, limos y arcillas.

Grava: diámetro > 2mm

Cantos. Diámetro: 2 – 64 mm

Bloques. Diámetro >64 mm.

Grava + Cemento = Conglomerado.

Uso: Hormigón, morteros, filtros, escolleras.

Arena: diámetro 2 - 1/16mm

Arena + Cemento = Arenisca.

Uso: Hormigón, mortero, filtros. Buena para bases y subbases en carreteras. La arena

cementada permite taludes verticales, sin cementar presenta problemas de sifonamiento.

La arenisca se utiliza para sillares aunque es mala como árido.

Limo: Diámetro 1/16-1/256mm

Limo + Cemento = Limonita.

Uso: mal material, sobre todo con agua. Muy erosionable. Problemas de sifonamiento.

Fango (limo + materia orgánica).

Arcilla: diámetro <1/256mm

Arcilla + Cemento = Arcillita.

Minerales de la arcilla: Silicatos hidratados con Al, Na, K, Fe, Mg (Caolin, Montmorillonita,

illita,..).Plásticas con el agua. Impermeables.

Usos de la arcilla: Núcleos de presas, Aislamiento del yeso (para que no ataque al cemento),

tapices de impermeabilización, mejora del terreno, materia prima para fabricar cemento (Arcilla

+ caliza), fabricación de materiales cerámicos, terraplenes (debidamente compactados y

drenados).

Problemas de la arcilla: plasticidad con agua (deslizamientos), asientos fuertes (lentos), a veces

son expansivas (con agua se hinchan), se meteorizan pronto. Mal sostenimiento (túneles,

taludes y trincheras).



4.2.2. ROCAS INTERMEDIAS: Marga

Arcillas impuras: Margas: Arcilla + Caliza.

Diatomeas: Algas diatomesas (silíceas).

Loess: Depósitos eólicos.

Arcillas residuales: Terra Rossa: Óxidos de Fe

Terra Fusca. Óxidos de Fe + Materia orgánica

Lateritas y Bauxitas: Fe + Al

Rocas mixtas: Calizas + Arena + Arcila

Usos: las margas similares a las arcillas

Diatomeas como productos industriales, filtros, albero, subbase.

Loess problemas de sifonamiento, pero que los limos

Terra Rossa como las marga.

4.2.3. ROCAS NO DETRÍTICAS: carbonatadas, evaporitas, silíceas, alumino-ferruginosas, fosfatadas y

organógenas.

Carbonatadas

Calizas: Se forman por precipitación química de CO3Ca en mares y lagos, en función del

contenido en CO32- y Ca++.

Producto de solubilidad: K5 (CO3Ca) = [CO32-] * [Ca++] = 0,87.10-8

Si es >Precipita, si es < Disuelve.

División:

Autóctonas:

Bioquímicas: Biohermales: CO3Ca + Corales

Biostromales: CO3Ca + Conchas

Pelágicas: Creta-grano fino.

Precipitación química: Toba

Travertino

Caliche

Alóctonas:

Calcirrudita: diámetro > 2mm

Calcarenita: diámetro entre 2 y 1/16 mm

Calcilutita: diámetro <1/16mm

% CARBONATO

0 5 15 25 35 65 75 85 95 100

100 95 85 75 65 35 25 15 5 0

% ARCILLA

AR

CILLA

PU

RA

AR

CILLA

AR

CILLA

MA

RG

OS

A

MA

RG

A A

RC

ILLO

SA

MARGA

MA

RG

A C

ALC

ÁR

EA

CA

LIZ

A M

AR

GO

SA

CA

LIZ

A

CA

LIZ

A P

UR

A



Dolomías: Más del 50 % de CO32- y de estos, más del 25% Dolomita.

Autóctonas bioquímicas

— Caliza biohermales

CO3Ca+ Organismo sedentarios (Crinoides, Corales, Algas). Climas cálidos y

aguas someras. Cordones litorales, Arrecifes, Aolones, barreras de coral.

Rocas porosas, permeables y ligeras.

— Calizas biostromales

CO3Ca + Caparazones microscópicos de foraminíferos y ostrácodos en los

fondos oceánicos. Roca de grano fino, Duras y compactas (calizas

litográficas).

Autóctonas Precipitación Química

— Toba

Se forma por evaporación del agua en manantiales calientes en los que

precipita el CO3CA sobre materia orgánica (ramas, hojas, tallos). Roca

porosa.

— Travertino

Parecido a la Toba pero sin materia orgánica. Precipitación de la calcita en

cuevas kársaticas. Estalactitas y estalagmitas. Mármol travertino.

— Caliche

Precipitación de CO3Ca en costras de exudación al evaporarse el agua del

suelo que asciende por capilaridad. Climas áridos “losas”.

Aloctonas

— Calcirrudita

— Calcarenita

— Calcilutita

Dolomías

CO3Ca y (CO3)2CaMg. Aspecto runiforme “Piel de elefante”.

Componentes de una roca carbonatada (Folk, 1962).

Ortoquímicos: Precipitación química son transporte. Micrita (matriz), diámetro <5 micras y

Esparita (cemento), diámetro > 15 micras.

Aloquímicos: materiales precipitados dentro de la cuenca que han sufrido un cierto transporte.

Intraclastos, oolitos, bioclastos y pellets.

Terrígenos: Materiales producidos fuera de la cuenca y transportados en estado sólido

CO3Ca 100 90 75 50 25 10 0

CA

LIZ

A P

UR

A

CA

LIZ

A

CA

LIZ

A

DO

LO

MÍTIC

A

DO

LO

MÍA

CA

LC

ÁR

EA

DO

LO

MÍA

DO

LO

MÍA

PU

RA

0 10 25 50 75 90 100

(CO3)2Ca Mg



Rocas evaporítas

Se forman por precipitación química al evaporarse el agua del mar o lagos salados en cuencas

endorreicas (cerradas).

SULFATOS: Anhidrita, Yeso, Baritina…

CLORUROS: Halita, Silvina, Fluorita,…

El principal problema de estas rocas es que son muy solubles con el agua circulante.

El Yeso, soluble en agua, ataca AlCa3 de cemento. La Anhidrita + agua aumenta,

aproximadamente el 60% de su volumen.

Se producen karstificaciones que pueden producir colapsos súbitos en estructuras.

Rocas Silíceas

Se forman por la precipitación físico-química de la sílice, a partir de soluciones más o menos

concentradas. Contenido en Sílice >90%.

Rocas silíceas inorgánicas: SÍLEX.

Rocas silíceas organógenas:

Diatormeas: Organismo formadores de diatomeas

Radilaritas: Organismo formadores de radioarios

Espongiolitas: Organismos formadores de esponjas

Rocas Alumino-ferruginosas

Se forman por precipitación físico-química de aluminio y hierro, a partir de disoluciones más o

menos concentradas.

— Hierro oolítico: Pellets de Fe

— Hierro de los pantanos: Limonita (Mena de Fe)

Rocas Fosfatadas

Integradas por mezclas de minerales submicroscópicos de fosfatos diversos, con impurezas

orgánicas o inorgánicas.

Fosfatos primarios: Fosforita (Sahara, Marruecos) y Apatito.

Fosfatos secundarios: acumulación de huesos.

Abonos: acumulación de excrementos de aves. Guano

Rocas Organógenas

Son los combustibles fósiles.

Carbón

El principal componente es el carbono y se origina a expensas de la materia orgánica

vegetal.

Antracita: 95-100 % de carbono. Pocos volátiles. Gran poder calorífico.

Hulla: 75 % de carbono. Volátiles entre 10-50 %

Lignito: 55-75 % de carbono. Alto contenido en azufre. Poco poder calorífico.

Turba: < 55 % de carbono. Materia orgánica reciente.



Petróleo

Acumulación natural de hidrocarburos líquidos, gaseosos o sólidos (asfalto),

procedentes de la evolución de la materia orgánica.

Origen orgánico: Acumulación de microorganismos y peces (materia orgánica) en los

fondos marinos. Se produce:

Fermentación anaerobia = SAPROPEL (fango rico en materia orgánica) + Diagénesis =

Roca Madre (Porosa y permeable).

El petróleo migra y se concentra en rocas almacén “trampas Petrolíferas” hasta que son

explotadas (diapiros, pliegues, fallas).

Aplicaciones de las Rocas Sedimentarias

Rocas Sueltas

— Derrubios de ladera o piedemonte: Cantos angulosos, heterométricos, sin cementar. A

veces se mueven.

— Conos de deyección: Cantos muy heterométricos, malos para cimentación y obras

lineales. Buenos acuíferos.

— Terrazas: En los ríos españoles hay 4 niveles de terrazas, correspondientes a la 4

glaciaciones. Gravas excelentes: áridos de buena calidad. Buenas para obras lineales,

cimentaciones. Excelentes acuíferos

— Morrenas glaciares: Acumulaciones de bloques, cantos, heterogéneos y heterométricos.

Lagos naturales “glaciares”. Suelen ser móviles.

— Deltas: problemas por la presencia de limos, fangos y turberas.

Rocas agregadas

— Arcillas: impermeables, plasticidad alta, expansivas, deslizamientos. Fabricación de

cemento, cerámica, núcleos de presas, terraplenes.

— Limotitas: peligro de colapso, sifonamientos,…

— Areniscas: Buenas parta tallar en construcción (sillares)

— Conglomerados: Buena como roca compacta

— Calizas: Áridos, firmes, basalto, pedraplenes, fabricación del cemento. Permeables y

solubles (karstificaciones).

— Dolomias: No sirven para fabricar cemento por el contenido en Mg.



4.3. ROCAS METAMÓRFICAS

METAMORFISMO

Proceso mediante el cual las rocas sólidas modifican su textura, estructura y composición

mineralógica, por cambios de Presión y Temperatura y da lugar a la formación de nuevas rocas

“ROCAS METAMÓRFICAS”.

FACTORES DE METAMORFISMO

1. Presión

Presión litostática (a 4000 m llega a 1000 atm)

Presión orentada de empujes orogénicos

Zonas de subducción intraplaca

2. Temperatura

Gradiente geotérmico (30ºC por Km)

Deformaciones mecánicas (generan calor)

Intrusiones magmáticas

3. Duración

4. Aporte de materiales

5. Pérdida de gases y elementos volátiles

PROCESO : P + T Roca plática Plegamiento

(+ DENSIDAD - VOLUMEN)

CONSECUENCIAS

— Deformaciones de la red cristalina (cristales hojosos, alargados o aciculares)

— Puede afectar a cualquier roca (incluso más de una vez)

— Duración de millones de años

— Hay aportaciones perdidas de otros iones (migmatitas)

— Aparece hojosidaad, esquistosidad o foliaciones.

TIPOS DE METAMORFISMO

Los procesos físico-químicos del metamorfismo no están suficientemente conocidos pero sñi sus

resultados

— De contacto: T > P (Corneanas).

— Dinámicas: P > T (Brechas, pizarrosidad, fallas,…).

— Regional: P y T muy altas (Orogenias, plegamientos, zonas de subducción)

— Pirometamorfismo: T alta en contacto con lavas volcánicas (Buchitas)

— Cataclástico: fracturación rotura de rocas sin recristalización (Milonitas)

— Metasomatismo: Cambio en la composición (Peridorita – Serpentina : Skarn)

— Retrógado: Se dan en rocas que solo son estables a altas temperaturas cuando bajan

(Biotita a Clorita)



TEXTURA Y ESTRUCTURA

Durante el proceso de metamorfismo se desarrollan nuevos cristales “cristaloblastos”

(blastein=brotar) que dan las siguientes texturas:

Ganoblásticas: Granos simétricos (Cuarcita, Mármol).

Lepidoblásticas: En forma de escamas (Micacitas).

Nematoblásticas: En forma de hilos (Gneis).

Diablásticas: Cristales interpenetrados por otros (Feldespatos).

Porfidoblásticas: cristales grandes en otros más pequeños (Gneis granular).

Poiquioblasticas: cristales variados.

Helicíticas: cristales con giros helicoidales (Granate).

Las estructuras más frecuentes son:

Estratificación

Esquistosidad, pizarrosidad, foliaciones.

MINERALES DE LAS ROCAS METAMORFICAS

Los de las Rocas Ígneas:

LEUCOCRATOS

Ácidos (Color Claro)

Cuarzo, feldespato, Foides, moscovita,

Apatito, Circón

MELANOCRATOS

Básicos (Color Oscuro)

Piroxenos y Piroxenoides

Anfíboles, Olivino, Magnetita, pirita, Esfena

Específicos.

Andalucita, Silimanita y Distena, Granate, Cordierita, Fosterita, Wollastonita, Estaurolita,

Epidota,…

Son minerales exclusivos “minerales termómetro”.

FACIES METAMORFICAAS EN FUNCION DE LA T Y P

Cada facies reúne una serie de rocas que se han formado en la mimas condiciones de P y T, han

sufrido similares deformaciones y con los mismo fluidos mineralizadores. Se han definido varias

con las de isometamorfismo: Epi, Meso, Cata y Ultrazona



SECUENCIA DE METAMORFISMO:

La roca originada, que puede ser cualquiera, incluso una roca ya metamorfizada, incluye

lógicamente en el tipo de roca resultante tras el proceso del metamorfismo.

PARECTINITAS. (De “Ektenia” = Tensión”). Procede de rocas sedimentarias y sin aportes

de fluidos mineralizadores.

ORTOECTINITAS. Procede de rocas ígneas y sin aportes de fluidos mineralizadores.

MIGMATITAS. (De “Migma” = Mezcla). Son rocas formadas a altísimas temperaturas y

presiones con aportes de fluidos magmáticos.

CLASIFICACION DE LA ROCAS METAMORFICAS

Principales rocas metamórficas:

Gneis, Filita, Cuarcita, Pizarra, Esquisto, Anfibolita, Mármol, Milonita, Corneana, Granulita, Eclogita,

Migmatita.

APLICACIONES DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS:

Estas rocas tienen propiedades mecánicas muy variadas, desde rocas muy duras (Cuarcita, Corneana,

Migmatitas) a rocas blandas (Pizarras, Esquistos, Filitas).

Cuarcita y Corneanas

— rocas duras, afanáticas y/o fanereiticas, granoblásticas (Silíceas).

— Dan excelente gravas apara hormigones.

— Inconveniente; su gran dureza, aristas cortantes y excesivo coste de explotación y

machaqueo. Escasez de finos.

— Muy usadas en balasto (Canteras de Despeñaperros.

Gneis y Migmatitas

— Rocas duras (Q, FK, Micas) Lepidoblásticas.

— Minerales orientas en bandas.

— Frágiles y rompen por las bandas más débiles

— Buenas como cimentación de edificios, obras civiles,…

— No sirven para hormigones, gravas y balasto.

Pizarras

— Se explotan para tejas, chapados,… (Aprovechando su fisibilidad (se abren en láminas)).

Filitas y esquistos

— Poco utilizadas. Son plásticas y provocan deslizamientos

— Cuando se alteran “launas” (arcillas muy plásticas e impermeables). Manantiales.

— Provocan grandes deslizamientos (Carreteras, canales, ).



Mármoles

— Formados por calcita o dolomita. Fanerítica, granoblástica.

— Duras y frágiles. Rocas Ornamentales.

Serpentinas

— Roca verdosa que procede de las Peridotitas.

— Roca ornamental (terrazos y mármoles artificiales)

Milonitas

— Roca triturad y poco cimentada.

— Se produce en zonas de falla y mantos de corrimiento.

— Se observan “espejos de falla” que indican el sentido del movimiento de los bloques.

— Se explotan para áridos, dan excelentes hormigones. “kakeritas” del Trías Alpujárride en

calizas dolomíticas.

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