SEMANA 4

GENESIS DE LAS ROCAS

LAS ROCAS son agregados naturales (sistemas homogéneos) que se presentan en nuestro planeta en masas de grandes dimensiones. Están formadas por uno o más minerales o mineraloides. LOS TIPOS DE ROCAS: Los diferentes tipos de rocas se pueden dividir, según su origen, en tres grandes grupos: ÍGNEAS: formadas a partir del enfriamiento de rocas fundidas (magmas). Los magmas pueden enfriar de manera rápida en la superficie de la Tierra mediante la actividad volcánica o cristalizar lentamente en el interior, originando grandes masas de rocas llamadas plutónicas. Cuando cristalizan en grietas de la corteza forman las rocas ígneas filonianas. METAMÓRFICAS: formadas a partir de otras rocas que, sin llegar a fundirse, han estado sometidas a grandes presiones y temperaturas y se han transformado. SEDIMENTARIAS: formadas en zonas superficiales de la corteza terrestre a partir de materiales que se depositan formando capas o estratos. Son detríticas si se originan a partir de trozos de otras rocas. Químicas y orgánicas si se forman a partir de precipitación de compuestos químicos o acumulación de restos de seres vivos. CRISTALIZACIÓN: surgidas del magma Las rocas que se forman a partir del enfriamiento de los magmas se denominan  ROCAS IGNEAS PLUTONICAS

CRISTALIZACIÓN: surgidas del magma

Las rocas que se forman a partir del enfriamiento de los magmas se denominan ROCAS IGNEAS. Estas rocas son muy comunes y se dividen en tres tipos diferentes: plutónicas, volcánicas y filonianas.

ROCAS PLUTÓNICAS, se forman cuando el magma solidifica en el interior de la Tierra. Como en el interior las temperaturas son elevadas, el enfriamiento de los magmas es muy lento. En estas condiciones los minerales disponen de mucho tiempo para crecer, por lo que estas rocas presentan cristales relativamente grandes (se ven bien a simple vista).

Como la presión del interior es también muy elevada, los minerales crecen estrechamente unidos formando rocas densas y sin huecos.

Los granitos son las rocas plutónicas más comunes. Están compuestos por una mezcla de los minerales cuarzo, feldespatos y micas.

El gabro es otra roca plutónica muy común, se reconoce por la ausencia de cuarzo y sus tonos oscuros.

 LAS ROCAS IGNEAS VOLCANICAS Y FILONIANAS

ROCAS VOLCÁNICAS se originan cuando los magmas enfrían en la superficie terrestre, a temperaturas y presiones bajas.

En estas condiciones el enfriamiento es muy rápido con lo que los cristales disponen de muy poco tiempo para formarse y crecer. El resultado son rocas constituidas por una masa de cristales de pequeño tamaño o bien materia amorfa sin cristalizar (vidrio).

Al originarse en la superficie, donde la presión es baja, pueden adquirir un aspecto esponjoso.

Es común clasificar las rocas volcánicas en función de su composición química. Una roca muy frecuente y fácil de reconocer por sus tonos oscuros es el basalto. La riolita, por el contrario, presenta tonos claros.

Independientemente de su composición, podemos agrupar los materiales volcánicos en:

• Volátiles (gases)
• Piroclastos, fragmentos rocosos . Se trata del material fundido que es lanzado al aire durante la actividad volcánica y que enfría al caer en forma de lluvia.
  • Los trozos de pequeño tamaño son las cenizas volcánicas
  • Llamamos a los de mayor tamaño escorias (son parecidas a las de los hornos de carbón).Cuando adquieren aspecto redondeado se llaman bombas volcánicas.
• Coladas, materiales más o menos continuos formados tras el enfriamiento de la lava que fluye desde la boca de erupción. En ocasiones la lava se retuerce mientras se enfría originando las lavas cordadas.

La piedra pómez es una variedad de lava particularmente esponjosa (es tan ligera que flota en el agua).

El vidrio volcánico se llama obsidiana. Tiene color oscuro y un brillo vítreo característico.

Los magmas también pueden cristalizar en el interior de grietas o fracturas en las que las presiones y temperaturas no son tan elevadas como las que soportan las rocas plutónicas durante su formación, ni tan bajas como las de las rocas volcánicas. En este caso las rocas resultantes se denominan

ROCAS 

FILONIANAS. Se llaman pórfidos a las rocas que presentan grandes cristales de un mineral envueltos en una "pasta" de pequeños cristales de otros minerales. Las pegmatitas se reconocen fácilmente por presentar grandes cristales de cuarzo, feldespatos y micas.

ROCAS METAMORFICAS

ECRISTALIZACIÓN: rocas transformadas

Cualquier roca cuando se somete a intensas presiones y temperaturas sufre cambios en sus minerales y se transforma en un nuevo tipo que llamamos

•  ROCA METAMÓRFICA.

El proceso metamórfico se realiza en estado sólido, es decir las transformaciones se producen sin que la roca llegue a fundirse. La mayoría de las rocas metamórficas se caracterizan por un aplastamiento general de sus minerales que hace que se presenten alineados. Esta estructura característica que denominamos foliación se ve muy bien en rocas como las pizarras, los esquistos y los gneises.

Las pizarras son arcillas metamorfizadas. Presentan foliación muy recta, paralela y próxima. Generalmente son oscuras y con frecuencia contienen fósiles.

Los esquistos son rocas que han sufrido un metamorfismo más intenso. Presentan foliación algo deformada y los fósiles que pudiera haber en la roca original desaparecen durante el proceso metamórfico.

El Gneis es una roca que ha sufrido un metamorfismo muy intenso. Sus principales minerales son el cuarzo, los feldespatos y las micas (como el granito) pero se presentan orientados en bandas claras y oscuras.

Otras rocas metamórficas muy comunes son:

El mármol: se trata de rocas carbonatadas (como las calizas) que han sufrido metamorfismo y presentan un aspecto cristalino característico.

La cuarcita: son areniscas ricas en cuarzo metamorfizadas.

El metamorfismo puede ocurrir en diferentes ambientes terrestres, por ejemplo a ciertas profundidades las rocas sufren cambios debidos al peso de los materiales que hay por encima y a las grandes temperaturas. También se produce metamorfismo en los bordes de las placas tectónicas debido fundamentalmente a las grandes presiones que actúan y también en los alrededores de los magmas gracias a las grandes temperaturas reinantes.

ROCAS SEDIMENTARIAS

SEDIMENTACIÓN: rocas estratificadas

Las rocas originadas a partir de la consolidación de fragmentos de otras rocas, de restos de plantas y animales o de precipitados químicos, se denominan ROCAS SEDIMENTARIAS.

• ROCAS SEDIMENTARIAS DETRÍTICAS son las formadas a partir de la sedimentación de trozos de otras rocas después de una fase de transporte. La clasificación de estas rocas se basa en los tamaños de los trozos que las componen. Las constituidas por trozos de tamaño grande son los conglomerados, las areniscas poseen granos de tamaño intermedio y los limos y arcillas poseen trozos muy pequeños. 

• ROCAS SEDIMENTARIAS QUÍMICAS Y ORGÁNICAS son las formadas a partir de la precipitación de determinados compuestos químicos en soluciones acuosas o bien por acumulación de substancias de origen orgánico. Un tipo muy común es la roca caliza, formada en su mayor parte por restos de organismos como corales, algas, etc. aunque también puede originarse por precipitación de cementos calcáreos. Las tobas calcáreas son rocas muy porosas y con abundantes restos vegetales que se originan en los ríos cuando el carbonato de calcio precipita sobre la vegetación.

Los carbones y petróleos son rocas sedimentarias orgánicas originadas a partir de la acumulación de restos de materia orgánica. Poseen un enorme interés económico.

SEMANA3

EL MAGMATISMO

Es una mezcla de material rocoso fundido, de composición preferentemente silícea que contiene gases agua y minerales sólidos dispersos.

Cuando el magma solidifica el resultado es una roca magmática.

Las rocas formadas por el enfriamiento de los magmas se llaman rocas ígneas.

• Si su enfriamiento y consolidación se producen en el interior de la tierra, reciben el nombre de plutónicas.
• Si ocurren en la superficie terrestre se llaman rocas volcánicas.

Las rocas magmáticas

Las rocas magmáticas, también conocidas como rocas ígneas, se originan a partir del magma que se encuentra en el interior de La Tierra.

La formación de estas rocas es debida a la disminución de la temperatura del magma. Si nos fijamos en el lugar donde tiene lugar el enfriamiento del magma podemos clasificar las rocas magmáticas en:

• Rocas plutónicas
• Rocas filonianas
• Rocas volcánicas

ROCAS PLUTONICAS

Las rocas plutónicas o intrusivas son aquellas rocas ígneas que se han formado a partir de un enfriamiento lento, en profundidad y en grandes masas del magma. Se llama plutones a sus yacimientos.

Una roca plutónica se forma cuando un volumen grande de magma se cristaliza y constituye un cuerpo grande de roca magmática en la profundidad

Durante su formación el enfriamiento es muy lento, permitiendo así el crecimiento de grandes cristales de minerales puros y resultando una textura heterogénea, granulosa, homogénea.

 El granito, el gabro, la sienita, la diorita, la peridotita y la tonalita son ejemplos de rocas plutónicas.

Las rocas plutónicas son las más importantes. Dominan abrumadoramente la composición de la Tierra, estando constituido por ellas la totalidad del manto terrestre y la mayor parte del volumen de la corteza.

ROCAS FILIONIANAS

Las rocas filonianas son rocas ígneas plutónicas que se originan cuando el magma se abre paso hacia la superficie a través de filones y se solidifica en su interior. 

Generalmente el magma forma pequeñas masas tabulares.

La mayoría de las rocas filonianas presentan una textura porfídica o afanítica, con cristales sin medida uniforme porque se han formado en dos fases distintas: los minerales de temperatura de fusión más alta han cristalizado lentamente en el interior de la capa terrestre, y el resto, de forma rápida dentro de los filones, donde la roca que encaja es mucho más fría.

Algunos ejemplos de rocas filonianas son el pórfido (de composición parecida al granito, con diferentes proporciones de cuarzo, plagioclasa y ortosa, y con textura porfírica) y la pegmatita (de composición similar y con grandes cristales).

ROCA VOLCANICA

Las rocas volcánicas o extrusivas son aquellas rocas ígneas que se formaron por el enfriamiento de lava en la superficie terrestre1 o de a escasa profundidad.

El enfriamiento rápido del magma o lava que se torna en roca volcánica hace que se formen muchos cristales pequeños, también llamados micro cristales o granos finos, en estas rocas. El enfriamiento rápido también puede formar rocas volcánicas compuestas total o parcialmente de vidrio.

Las rocas volcánicas más comunes en la Tierra son el basalto seguido por la andesita. Otras rocas volcánicas son la riolita, la dacita y la traquita para mencionar unas pocas.

Cuerpos magmáticos

• las rocas que se forman de magmas que se cristalizan en la superficie son llamadas rocas efusivas o volcánicas.
• las rocas intrusivas se forman cuando los magmas se cristalizan bajo la superficie. Son las que se originan por un enfriamiento brusco del magma incandescente cuando sale a superficie, eso provoca que no dé tiempo a que se formen cristales ya sea parcial o totalmente. Se trata de rocas formadas fundamentalmente por minerales silicatados.

El dique es una formación ígnea intrusiva de forma tabular. Su espesor es generalmente mucho menor que sus restantes dimensiones. Las intrusiones de diques se suelen producir a favor de  fracturas de carácter distensivo.

Los lacolitos son plutones concordantes que se forman cuando el magma intruye en un ambiente cercano a la superficie.

El batolito es una masa extensa de granitoides que se extiende por cientos de kilómetros y cubre más de 100 kilómetros cuadrados  en la corteza terrestre. Los batolitos están compuestos por múltiples plutones individuales los cuales pueden sobrelaparse o intersecarse.

El Sill  es una masa tabular de roca ígnea, con frecuencia horizontal, que ha intruido lateralmente entre dos capas antiguas de roca sedimentaria, capas de lava volcánica.

Origen de los magmas

Se generan por la fusión total o parcial de rocas profundas de la corteza inferior y manto superior. Los materiales de estas zonas se encuentran en condiciones cercanas al punto de fusión, siendo lo más probable que sólo una pequeña fracción del material se encuentre fundida y que la mayor parte de las rocas siga en estado sólido, a este fenómeno se denomina fusión parcial.

La fracción fundida es un líquido menos denso que la fracción sólida a través de la que asciende. El magma se almacena en bolsas denominadas cámaras magmáticas a profundidades menores.

En realidad el desencadenamiento de un proceso de fusión depende de que se reúnan ciertas condiciones físicas y químicas que lo permitan.

Los factores físicos que condicionan la fusión de un magma son la presión y la temperatura.

Presión: Se debe al peso de los materiales que tiene encima y aumenta proporcionalmente a su espesor y densidad. Un aumento de la presión provoca un aumento del punto de fusión de las rocas o minerales.

Temperatura: Se calcula que la temperatura en zonas profundas de la corteza continental debe oscilar entre 500º y 700º ºC, las temperaturas en el manto son mayores, calculándose que a unos 100 Km. de profundidad será del orden de los 1.500 º C.

Por ejemplo, para una misma temperatura, el punto en el que se inicia la fusión de los minerales que forman una roca puede variar debido a la presión. A presiones mayores, se requerirá normalmente una mayor temperatura para alcanzar el punto de fusión inicial de un mineral.

Para que se genere un magma es necesario que suba la temperatura o que descienda la presión.

Formación de magmas

• Una roca está formada por un conjunto de minerales, cada uno de los cuales tiene un punto de fusión característico.
• Por lo tanto, una roca no tendrá un punto de fusión, sino un intervalo de temperaturas en el cual parte de la roca está fundida y otra parte sólida.
• El punto de comienzo de fusión de una roca se llama punto de solidus, y el de final de fusión punto de liquidus; entre ambos la roca estará parcialmente fundida.

El flujo del magma

• Cuando comienza la fusión parcial, sólo hay gotitas dispersas dentro de la roca.

• Por encima del 5% las gotitas se conectan y pueden comenzar a ascender ( extracción (separación del magma de su roca fuente)
• El magma forma bolsas llamadas cámaras magmáticas.

Evolución de los magmas

• La mayoría de los magmas no llega directamente a la superficie desde su zona de origen, Sino que se aloja en una cámara Magmática relativamente somera (1-5 km de profundidad) donde experimenta una serie de procesos que cambian su composición.

• Los magmas formados directamente por fusión de las rocas de la corteza o el manto se denominan magmas primarios, y los que resultan de la evolución de éstos son magmas secundarios.
• Cuando un magma se enfría, empiezan a formarse en él cristales, empezando por los de aquellos minerales que tienen puntos de fusión más altos. Este proceso se conoce como cristalización fraccionada. Frecuentemente, los cristales formados se separan del magma residual, cambiando su composición global.
• El magma puede fundir porciones de la roca encajante, cambiando su composición. Este proceso se conoce como asimilación magmática.
• Puede ocurrir mezcla de dos magmas de orígenes distintos o, como ocurre más frecuentemente, de un magma ya diferenciado y un magma primario de la misma fuente.

Fases de consolidación magmática

A lo largo del enfriamiento del magma, los geólogos han diferenciado 3 fases, partiendo de un magma que cristaliza lentamente a presión constante:

• Ortomagmática: el magma desciende hasta 500ºC de temperatura y durante ésta se produce la diferenciación. Cristalizan los minerales melanocratos (oscuros) como el olivino, piroxenos y anfiboles y minerales leucocratos (claros) como la anortita y albita.
• Pegmatítico-neumatolítica: a una temperatura menor y con un contenido alto en materiales volátiles, el magma tiene mayor presión, penetrando en las fracturas de las rocas circundantes. El enfriamiento es más rápido y su consolidación da lugar a las rocas pegmatíticas o filonianas. La cristalización en un medio rico en fluidos permite el crecimiento de grandes cristales que son típicos de éstas rocas y la formación de minerales raros formados por elementos volátiles que pueden constituir menas de interés geológico. Cristalizan micas, feldespatos y cuarzo.
• Hidrotermal: ocurre cuando la temperatura ha descendido a 300ºC, quedando una fase líquida importante y se consolida el magma residual. Se forman minerales de interés económico como los sulfuros. A veces, estas soluciones hidrotermales cargadas de iones se ponen en contacto con las rocas adyacentes originando fenómenos de metasomatismo, o llegan a la superficie a través de fracturas formando geiser o fuentes termales. Con frecuencia estas soluciones hidrotermales llevan compuestos metálicos en disolución y son la causa de la formación de yacimientos minerales útiles en las zonas periféricas de los macizos de rocas plutónicas.

Magmas primarios

Se conocen tres tipos de magmas primarios, que dan lugar a tres series de rocas ígneas:

• Magmas tolíticos: Se generan en las dorsales oceánicas como consecuencia de la fusión parcial de las peridotitos del manto a poca profundidad. El magma llega a las capas superficiales rápidamente, por lo que no hay tiempo para su evolución o diferenciación y se origina basaltos y gabros.

Porcentaje en Silicio Si02 de este magma: 50 %

• Magmas alcalinos: Es un magma rico en metales alcalinos, especialmente en Sodio y en Potasio. Se genera a partir de la fusión parcial de peridotitos en zonas profundas, son escasos en zonas de subducción y no se han descrito en dorsales oceánicas.

Porcentaje en Silicio Si02 de este magma: 45 %

• Magmas calcoalcalinos: Se forma por fusión a gran profundidad (100-150 Km.) de corteza oceánica subducida. Su ascenso es complicado, tanto por la gran profundidad como por la complejidad de las zonas de subducción, existiendo bastante tiempo para la diferenciación. La serie de calcoalcalina da lugar a andesitas y riolitas y a sus equivalentes plutónicos diorita y granito.

Emplazamientos de las rocas magmáticas