Examen de Rocas, Minerales y procesos de formación. LOS M MINER ALES, llos cconst it uyent es d de llas rrocas: Los minerales se pueden considerar la unidad básica de materia de la Tierra. Son una sustancia sólida en la que sus átomos están unidos con una determinada ordenación en el espacio, formando redes cristalinas. ¿Qué c t i que t t ener u mi ner al ? c ar ac t te r í í s t i ic c a s t ie ne q un m ?
Tiene que ser sólida (esto excluye cosas como el agua o el petróleo) Inorgánica (esto descarta las conchas o el ámbar)
Natural Composición química homogénea (cada mineral tiene una determinada composición química)
Tiene una estructura cristalina (ordenación tridimensional de los elementos que la forman, una estructura interna ordenada)
Normalmente son un compuesto químico y no están formadas por un solo elemento, salvo en excepciones como es el caso de los minerales nativos. Los minerales son los constituyentes de las rocas. Una roca suele estar formada por más de un tipo de minerales (polimineral), pero puede darse que una roca esté formada solo de un tipo de mineral como es el caso de la sal. Así se forma una roca monomineral, que al no tener una estructura cristalina es una roca.
Est ruct ura ccrist alina: Es la estructura interna ordenada que presenta el mineral . Esta se mantiene debido a una serie de enlaces químicos (iónicos, metálicos, covalentes o Van der Waals). Waa ls).
Algunos minerales además además forman cristales, que no es lo mismo que estructura cristalina. Un cristal es un tipo de configuración externa en la que el mineral aparece ordenado en poliedros y prismas (cubos, hexágonos, Triángulos… y así hasta siete formas distintas). Sí es verdad que la estructura interna está distribuida en el interior como exteriormente se ve al cristal . Llamamos hábito cristalino al tipo de poliedro que presenta un cristal. Hay muchos que siempre tienen el mismo hábito cristalino, por ejemplo la pirita suele formar cubos. Pero no siempre esto ocurre así.
Formación d de m minerales: Al proceso de formación de de minerales se le llama cristalización. Para que esto ocurra se tienen que dar procesos que unan estos materiales. Destacan 4 procesos:
Consolidación de magmas : En el magma, los elementos se encuentran dispersos por el líquido. Cuando se produce un enfriamiento del magma los elementos se unen en redes cristalinas y se forman minerales. Precipitación de sustancias disueltas: Esto pasa si tenemos inicialmente un líquido o una disolución. Esta se sobresatura y el exceso de soluto precipita y se cristaliza convirtiéndose en mineral. Cambios de Tª y Presión de las rocas: Estas también se llaman de recristalización y se dan a partir de un sólido ya formado. Cuando este cambia de presión y Tª sus condiciones cambian y cambia de distribución su red cristalina más estable. Sublimación: Pasa con algunos minerales nativos, como el azufre que sale de los volcanes. Las emanaciones del volcán se convierten en sustancias sólidas.
Hay algunas variaciones durante la cristalización que pueden tener varios efectos en la forma final. Tenemos 4 fenómenos de este tipo:
Isomorfismo: Esto es que minerales que tienen una composición química muy distinta entre sí tienen la misma estructura cristalina. Ej.: la galena y la halita. Ya que seguramente se han formado con una Tª y presión similares, este fenómeno ocurre por las sustituciones de minerales que se dan en la formación, y provoca que se forme un mineral u otro pero que tendrán entre sí la misma estructura . Polimorfismo: Estos es que minerales con una misma composición química presentan diversa ordenación cristalina, lo que también les hace diferenciarse. Ej.: si hay una Tª y presión altas los átomos de carbono cristalizan en cubo (diamante), a condiciones moderadas cristalizan en hexagonal y forman grafito. Imperfecciones: Son irregularidades en el cristal por un crecimiento incorrecto (Ej.: falta de espacio en su formación). Ejemplo, que le falte una cara al mineral. Asociaciones de cristales: De dos tipos: si se disponen de forma irregular agregados; si son simétricos, maclas.
En la corteza los elementos más abundantes son: el O2, el Si, el Fe, el Al y el Na . La mayor parte de los minerales están formados especialmente por oxígeno y silicio, siendo el grupo de los silicatos el más importante grupo mineral (92% de los minerales). El Oxígeno es el 46% de la corteza; el silicio, el 28%. Los minerales de este grupo se distribuyen en tetraedros. Ejemplos de silicatos son el cuarzo, el olivino o la moscovita. Además de los silicatos, destacan: los haluros (la halita), los súlfidos (la galena), los carbonatos (calcita), los nitratos, los óxidos (corindón) y elementos nativos (el oro). Los principales minerales formadores de rocas son esencialmente silicatos, pero podemos encontrar más variedad.
Formadores de rocas ígneas: Silicatos de hierro (Olivino, piroxeno, anfíboles) Formadores de rocas sedimentarias: Carbonatos (calcita y dolomita), Sulfatos (Yeso y anhidrita) y Haluros (halita) Forman varios tipos de rocas: Silicatos no ferromagnésicos (Cuarzo, moscovita, plagioclasas, arcillas, feldespato potásico). Silicatos de hierro (Biotita)
M AG Y ROC AS AGM AT ATISMO Y AS ÍÍGNE AS AS El magma es roca fundida que se encuentra en el interior de la Tierra. Tiene silicatos y presenta líquidos, sólidos en suspensión y gases (que pueden ser volátiles). Es la base para que se produzcan los procesos de formación de rocas ígneas. Estos magmas se forman en el manto terrestre y suben por diversos mecanismos a la superficie. Se localizan en cámaras magmáticas . Estos magmas , llegado un momento, se enfrían y al enfriarse solidifican. Cuando esto se produce cristalizan y se forman los minerales que luego conformarán rocas ígneas. En función de la presión y la Tª cristalizará de una u otra manera. Clasif icación d de llos m magmas p por s su c composición q qu ím ímica:
Se forman principalmente de los llamados elementos mayores, que componen el magma en más de un 1% del peso (por ejemplo SiO2, Al2O3, FeO, H2O…). También presenta elementos en menor proporción al 1% que se llaman elementos menores y finalmente los elementos traza, que lo componen en menos del 0,1% Pero hay un factor muy importante a la hora de clasificar los magmas: Su pH. Depende de la concentración de SiO 2 que tengan. A más SiO2 más acidez. Tenemos varios tipos:
Magmas félsicos (ácidos): Más de un 65% de SiO2 y elementos traza como Al o Na. A partir de ellos se forman rocas como las andesitas Magmas intermedios: 65%-52% de SiO2. Magmas básicos: entre un 52%-45% de SiO2 y elementos traza como Fe o Mg. A partir de ellos se forman rocas como los gabros y los basaltos. Magmas ultrabásicos: menos de un 45% de SiO2
La serie de Bowen o cristalización fraccionada es un esquema que nos explica la formación de una u otra roca ígnea. No todos los elementos minerales que forman una roca cristalizan bajo las mismas condiciones, sino que se van agregando y así formando otro tipo de rocas. Aquí tenemos un esquema de Bowen:
Pueden pasar varias cosas que originen un cambio en la composición original del magma:
Sedimentación gravitatoria: Los elementos se van formando, pero hay algunos más densos que otros. Los que son menos densos descienden y cristalizan, cambiando así la composición de la roca. Estos son las series de Bowens. Asimilación de la roca encajante: Puede ocurrir que el magma funda las rocas que conforman la cámara magmática , y añadir los elementos que la formaban a su composición. Mezcla de magmas: Puede ocurrir que dos magmas con pH y composiciones distintas se unan . Queda un magma distinto a cualquiera de los anteriores. Volátiles: Algunos materiales son menos pesados y los volátiles los empujan hacia arriba. De esta forma son menos abundantes en las rocas. Además los volátiles pueden producir imperfecciones en las rocas que forman, agujeros por ejemplo, al formar burbujas de gas.
En función del tiempo que tarden estos magmas en consolidar y de los cristales que forman debido a ese tiempo y presión y Tª tenemos 3 tipos de rocas ígneas: plutónicas, volcánicas y filonianas. Su formación no es una serie, sino que son procesos simultáneos. De hecho, todos los procesos petrogenético pueden darse de forma simultánea (no necesariamente tiene que formarse primero una roca plutónica, luego de esta formarse una sedimentaria y por último la metamórfica necesariamente).
Am pet rogenét ico m magmát ico Ambient e p El magmatismo aparece en varios puntos de la Tierra: las dorsales, las zonas de subducción o los puntos calientes. En estos lugares se acumulan magmas que luego ascenderán y formarán rocas ígneas.
Zonas d de s subducción: Las rocas que hay en la corteza entran en estas zonas hacia el interior. Al pasar, se dan condiciones que poco a poco van a hacer que se fundan y conviertan en magmas . Para empezar, se da un aumento de la Tª por el gradiente térmico (mayor Tª a más profundidad). Según se van hundiendo las rocas se produce una fricción en ellas que, sumado a la Tª podrían hacer que las rocas se fundieran… pero en realidad es algo que las propias rocas contienen lo que les hace fundirse: el agua. Al aumentar la fricción y Tª las rocas la liberan. El agua hace que el punto de fusión de las rocas baje y se conviertan en magmas a menor Tª. Además ayuda el hecho de que también intruye agua al interior terrestre. Al fusionar las rocas estas ascienden y se produce magmatismo. Ej.: se da en los andes. Bordes d di v ergentes (dorsales y rifts): Es la mayor parte del magmatismo, aunque no suele formar volcanes superficiales si forma volcanes submarinos. En e stas zonas se originan fracturas. Estas fracturas hacen descender la presión del interior de la tierra. Al descender la presión las rocas se funden en el manto, que ascienden y forman nueva corteza oceánica o continental. En estos lugares siempre hay una cámara magmática a partir de la cual ascienden los materiales. En los fondos oceánicos hay una capa de gabros debajo de la capa de sedimentos por esta razón.
Zonas d de iintraplaca: Destacan los puntos calientes. Estos puntos toman cada vez más relevancia para las teorías actuales de tectónica de placas, que aseguran que son producto de los penachos calientes causantes del movimiento vertical hacia arriba de las placas. Son magmas básicos. Se forman en zonas en las que el manto es más débil. Forman una pluma térmica, a partir de la cual ascienden los materiales. La pluma se mantiene fija, pero las placas se van moviendo. Así se forman islas allá donde la placa coincida con la pluma y se formen series de islas como Hawái.
T i pos d d e R Rocas í gneas: Plutónicas: Son aquellas que se han formado en plutones, que son lugares en profundidad llenos de magma, en los que esta situación se va estabilizando hasta que las rocas quedan sólidas. Las rocas del plutón tienen menor densidad que las rocas encajantes (las que lo rodean) y esto hace que asciendan. Llega un momento en el que la densidad se iguala y el plutón deja de ascender por este motivo, se enfría (por la pérdida de volátiles y por contacto con rocas más frías) y solidifica. Estas rocas llegan a la superficie por la erosión de los materiales que aparecen por encima, que con el tiempo dejan los plutones al descubierto.
Las rocas plutónicas se forman con bastante lentitud , lo que hace que los cristales que se forman sean bastante grandes y mejor formados que los de las volcánicas. Una estructura típica de las roca plutónicas es la formación de minerales con granos, siempre muy compactados y en los que se ve claramente cada mineral. Hay varios tipos de rocas plutónicas importantes, destacamos: los gabros, los granitos y las peridotitas. Tipos d de p plutones: La clasificación tiene que ver con varios criterios, como el tamaño o la forma que adquieren. Pero hay un criterio que nos permite distinguir dos grupos:
Plutones concordantes: Cuando el magma no rompe la roca encajante, sino que aprovecha los huecos naturales. Se llaman así porque concuerdan con lo que debería ser el estrato al que sustituyen. Según su forma hay vario tipos:
Lacolitos: Tienen forma lenticular (de lente), con una base plana y un techo abovedado. Son grandes, de varios km. Lopolito: Son cóncavos, ocurren en cuencas sedimentarias y quedan hundidos. Facolitos: Estructuras asociadas a deformaciones sinclinales o anticlinales del terreno. Lo aprovechan y se introducen. Sill: Masas estrechas que se disponen horizontalmente como un estrato. Grandes.
Plutones discordantes: El magma ha roto la roca encajante y se ha introducido. Son la mayor parte de plutones.
Batolitos: Son enormes, los más grandes. Son de más de 100 km. Son muy irregulares, más o menos redondeados. Forman las cordilleras más antiguas, ya que el tiempo los ha dejado al descubierto. Ej.: Sistema central, sierra de Guadarrama…
Diques, filones y venas : Estos ocurren cuando el magma solidifica en una fisura. Tienen un nombre u otro en función del espesor. Las venas son las intrusiones más pequeñas, pueden ser de tan solo unos pocos centímetros.
R ocas f f ilonianas: Proceden del enfriamiento del magma en una fractura o discontinuidad, suelen ser de estructura tubular y cortan las estructuras de rocas existentes. Algunos autores actualmente las meten dentro de las rocas plutónicas. Pueden formarse rocas porfídicas, con algunos cristales muy grandes y una matriz de cristales finos. Algunos tipos importantes de rocas filonianas son Rocas de grano grueso como las pegmatitas; los pórfidos; las rocas con granos pequeños como las aplitas (magmas ácidos). R ocas v olcánicas: Se producen por un rápido enfriamiento de un magma. La formación de estas rocas se da sobre todo en volcanes. Al tener un enfriamiento rápido tienen cristales pequeños o no tienen, ya que no da tiempo a la formación de cristales grandes. Hay muchos tipos de rocas volcánicas, destacan algunas como: Los basaltos (igual composición que el gabro, pero cristales más pequeños), andesitas, escorias, pumitas u obsidianas. V olcanes: Se llama vulcanismo al proceso por el que el magma es expulsado al exterior. Un volcán es una estructura similar a una montaña, conectada a una cámara magmática por una chimenea y con un cráter por el que el magma sale al exterior. En la cámara se acumulan gases ( volátiles) y, cuando en el volcán se abre una grieta, escapan los volátiles. Estos arrastran con ellos el magma y el volcán entra en erupción. Cuando el magma sale al exterior deja de ser llamado así para ser llamado lava.
La la v a no es exactamente lo mismo que el magma, sino que es una forma más consolidada al haber tomado contacto con la superficie. Cuando se acumula lava en el cráter este acaba por desbordar y se forman coladas de lava. Hay varios tipos de lavas, en función del tipo de magma del que provengan:
Basálticas: Tienen Fe y Mg y son más básicas que otros tipos. Esto las hace más fluidas y eso hace que sean más rápidas. No son propias de erupciones muy violentas, ya que en ellas los volátiles escapan lentamente, no se acumulan y se liberan con brusquedad. Son propias de lugares como Hawái (puntos calientes) Andesíticas: De contenido intermedio en Silicio. Son más lentas que las basálticas. Esto hace que sean más peligrosas. Entre los fenómenos que pueden provocar están, por ejemplo, el poder taponar la boca del volcán lo que produce grandes explosiones. Propias de zonas de subducción . Riolíticas: Lavas muy ácidas. Las más densas y peligrosas, explosiones violentas.
La lava no es el único producto que un volcán expulsa. Expulsa otros como volátiles (como CO2, los volcanes lo devuelven a la atmósfera), H2O o S2. También los llamados piroclastos, que son rocas volcánicas de distintos tamaños. Se clasifican en 3:
Bombas: Los más grandes y densos, redondeados. Cuando no son redondeados, bloques. Lapilli: piedras más pequeñas y ligeras. Ceniza: menos de 2 mm. Pueden tapar el sol, causar problemas respiratorios…
Los piroclastos pueden ser arrastrados por la columna eruptiva. Hay fenómenos derivados de la columna eruptiva muy peligrosos como la formación de una nube ardiente. Esto pasa cuando la columna no asciende sino que desciende y recorre la ladera de la montaña hasta 100 km de distancia, arrastrando con ella una gran Tª. Esto puede pasar por la formación de un domo volcánico (tapón que se produce en el cráter de algunos volcanes por lavas ácidas). Al abrirse por un lado se forma una nube ardiente. También hay otros fenómenos peligrosos como los lahares. Estos se producen por la fusión de hielos en las cumbres más altas de los volcanes. Cuando se fusionan con el magma se forma una colada de barro que va a gran velocidad y destruyen todo a su paso. Tipos d de E Erupciones: Hawaiana: Suelen ser volcanes no muy grandes, en forma de escudo . La columna eruptiva no es más de 100 m. Tienen lavas básicas, muy fluidas. Su peligrosidad es escasa y van relacionados a puntos calientes. Las erupciones de este tipo son muy frecuentes en la zona donde se encuentre el volcán. No hay muchas explosiones. Estromboliana: Son volcanes de tamaño medio, con columnas eruptivas de menos de 1 km. Las pendientes son más empinadas. Explosiones suaves. No hay coladas de magma, el magma no llega a desbordar el cráter. Vulcaniana: Son volcanes asociados a zonas de subducción . Son de explosividad media. Es producida por volcanes normalmente grandes. Se produce una gran columna eruptiva, de hasta 20 km, que arrastra consigo piroclastos. Los magmas son ácidos y provocan explosiones. Aparecen además coladas de lava, que también forman explosiones por volátiles. Si hay hielos se producen lahares. Pliniana: Muy peligrosas y explosivas. Lavas ácidas, que causan grandes coladas y explosiones muy fuertes. Lluvias de piroclastos y una columna eruptiva que los arrastra que es de más de 20 km. Pueden aparecer domos, ya que la lava tapona el volcán por su densidad. Esto puede producir con mucha frecuencia una nube ardiente. Puede darse también un terremoto si la explosión es tan violenta como para hundir el cono del volcán.
MET AM Y ROC AS MET AM AMORFISMO Y AS M AMÓRFIC AS AS Las rocas metamórficas son las que se dan como consecuencia de reacciones de metamorfismo. Estas reacciones son básicamente transformaciones físico-químicas que sufre una roca inicial o protolito, ya sea de origen ígneo o de origen sedimentario. Es un proceso comprendido estructuralmente entre la zona de formación de rocas sedimentarias y el de rocas volcánicas. Es decir, entre el proceso de diagénesis y el de fusión en magma. El metamorfismo produce cambios en la composición y textura de una roca. Los cambios tienen que ver con variaciones en la presión, Tª y la presencia de fluidos: A umento d de T Tª: A más profundidad, más Tª. Pero existen variaciones de unas a otras zonas. Por ejemplo, en una zona volcánica se alcanzarán a menos profundidad los 1300 ºC que en una de intraplaca como puede ser un cratón (la amazonia, por ejemplo).
Cuando la Tª aumenta se rompen los enlaces que unían a la roca y entonces se produce una recristalización, buscando una situación más estable. Varía la estructura, y con esto también se permite que se agreguen nuevos minerales. Si la Tª aumenta mucho, el material se funde (normalmente entre los 850 ºC y los 1200 ºC). A umento d de lla p presión: Cambia la estructura cristalina a otra más compacta de nuevos minerales. Pero lo que es más característico de algunas rocas metamórficas también lo produce el aumento de presión: el cambio de disposición de los minerales en planos foliares (láminas diferenciadas).
Hay varios tipos de presión que actúan en los fenómenos de metamorfismo:
Litostática: Esto es cuando el material recibe la misma presión en todas direcciones. Es la normal y la sufren las rocas por la superposición de estratos. Confinante: Es la litostática sumada a la que le ejercen los fluidos que la roca tenga en sus granos en distintos periodos de su desarrollo. Dirigida: La fuerza es mayor en alguna dirección, y esto produce una reorientación hacia un lado concreto. Se produce una recolocación. Foliación perpendicular al esfuerzo. Por Muchos motivos, Ej.: un movimiento tectónico.
Fluidos: Cuando aumenta la presión en las rocas estas sueltan el agua que contienen y también lo sueltan sus minerales. El agua entonces circula por las rocas, llevando iones y puede reaccionar con las redes de rocas cuyos minerales están recristalizándose. Influyen mucho en la composición final. Además aceleran las reacciones químicas. Entra agua también por las dorsales oceánicas.
Cuando después de estos procesos no se ha producido un cambio en la composición química (ojo, que no en los minerales , que esos sí suelen cambiar) se llama metamorfismo isoquímico. Es lo más normal, que solo haya un cambio de forma y minerales. En caso contrario se llama metamorfismo metasomático. Hay un cambio de composición (se ha agregado algún elemento, por ejemplo). Esto suele pasar cuando intervienen fluidos.
Resumiendo, el metamorfismo produce los siguientes cambios en una roca:
Textura: Cambio en el tamaño de los granos, su distribución y orientación. Cambios en la estructura: Se forman estructuras de foliación en muchos casos (orientación de los minerales en láminas ). A mayor metamorfismo, más foliación. Cambio en los minerales: Cambios isoquímicos (solo cambios en los cristales, forman otros pero de igual composición); recristalización (aumento del tamaño de cristales); o formación de nuevos cristales (con otros minerales, al aportar el agua nuevos iones).
Hay varias reacciones químicas que se producen por interacción con fluidos. Destacan las de deshidratación (solo liberan agua al aumentar la presión y Tª); las de descarbonatación (en rocas carbonatadas, liberan CO2) y reacciones Redox (oxidación de minerales de hierro, por ejemplo muy visibles en algunos esquistos) Hay distintos grados de metamorfismo. Así hay rocas que se someten a unas condiciones de Tª y presión muy altas y sufren un mayor metamorfismo y otras que no sufren tanto. Así, una roca metamórfica pasa por varias fases. Pongamos por ejemplo la sucesión metamórfica de las rocas foliadas de menor a mayor metamorfismo:
Lutita (sediment.)- Pizarra – Filita – Esquisto – Micaesquisto – Gneis – Migmatita. Varias cosas van variando. Fundamentalmente, la foliación es cada vez más marcada.
Tipos d de rrocas m met amórf icas Las podemos separar por varios criterios. Primeramente por su grado de metamorfismo, es decir, si han sido sometidas a unas Tª y presiones altas, medias o bajas (grado alto como un gneis, grado medio como un esquisto o grado bajo como una pizarra).Pero sobre todo las podemos clasificar en: Foliadas: Se han formado en procesos donde el factor dominante ha sido la presión. Presentan láminas en las que están distribuidos los minerales. Entre los principales tipos tenemos las pizarras (grano fino, únicas metamórficas con fósiles), filitas (aparición de micas, metamorfismo más intenso), esquistos (granos grueso, minerales fácilmente reconocibles) y gneises (se distribuyen en bandas, muy características) No foliadas: Se suelen formar en metamorfismo de contacto (por calor). Por esto no tienen cristales grandes y no tienen orientación. Destacan las cuarcitas (cristales de cuarzo), mármoles (parecidos a los anteriores en apariencia, cristales de calcita, varios colores), corneanas (grano fino), anfibolitas (metamorfismo de rocas ígneas). Algunas rocas metamórficas que nos son útiles para saber las condiciones interiores en cierto periodo. Esto es porque algunos minerales, exclusivos de estas rocas, solo se forman a unas condiciones determinadas de presión y Tª. Se les llama minerales índice. También fácies litológica. Así podemos saber que un mineral solo se desarrollaría a cierta presión que actualmente no se da. Nosotros podemos deducir que antes había una cordillera que ejercía una mayor presión.
A mbiente p petrogenético M Metamórf ico:
Principalmente tenemos 4 regiones con actividad de este tipo:
Bordes divergentes: En estas zonas hay un gran magmatismo. Esto produce metamorfosis por las Tª circundantes y también porque intruyen fluidos de agua caliente (hidrotermales). Zonas de subducción: Metamorfismo sobre todo debido a esfuerzos tectónicos (presión dirigida). Esto unido a los magmas que ascienden por esta zona produce en un gran volumen de rocas un gran metamorfismo en estas zonas . Se llama metamorfismo regional. Fallas transformantes: metamorfismo por fricción de las rocas, lo que aumenta la presión y la Tª. Regiones de intraplaca : cuando se produce en zonas con un gran espesor de sedimentos.
Tipos d de m metamorf ismo:
No todos los metamorfismos que se producen lo hacen en el interior de la tierra. Hay casos de metamorfismo en el exterior si se produce el suficiente aumento de la presión y Tª. Esto no es muy común, pero puede pasar por un impacto meteorítico. Lo más normal es que se produzcan los cambios en la corteza-manto de la Tierra. Así hay varios tipos de metamorfismo: De c contacto: Se produce fundamentalmente por un aumento de T ª. Tiene que ver con los plutones. Las rocas que encajan al plutón (magma) sufren modificaciones por contacto con el mismo. Se forman aureolas metamórficas, las rocas aparecen más alteradas a mayor cercanía con el plutón y según nos vamos alejando de los anillos las rocas tienen un menor grado de metamorfismo. R egional: Actúan tanto la presión como la Tª, durante un tiempo prolongado . Afecta a áreas muy grandes, como montañas o zonas de subducción (presión constante y al mismo tiempo ascienden magmas por el descenso del punto de fusión debido al H2O) Dinámico: Tiene que ver con la presión. En zonas de movimientos, como las zonas de fallas. Ordenación orientada de las rocas. De e enterramiento: Tiene que ver con la presión y la Tª. Unos estratos se sobreponen en otros y, con el paso de los millones de años, se formará una presión suficiente ejercida por los estratos como para que las rocas inferiores sufran metamorfismo. No suelen tener un grado de metamorfismo muy grande (pizarras, esquistos) y son laminadas por lo general.
DI AG Y ROC AS SEDIMENT AR AGÉNESIS Y AS S ARI AS AS Las rocas sedimentarias son las que se forman a partir de minerales procedentes de otras rocas anteriores que, por procesos de meteorización y erosión, se han fragmentado. También se pueden formar a partir de sustancias que segregan los seres vivos o por precipitación. De la compactación de estos trozos y gracias a varios cambios que tienen que ver con la presión y la Tª se forman rocas sedimentarias. Las rocas sedimentarias son muy importantes en la corteza terrestre, ya que forman el 80%. La mayor parte del suelo está formado por rocas de este tipo, así que hay una capa de sedimentos que recubre casi toda la Tierra. Son importantes para el hombre ya que contienen en su interior recursos importantes como petróleo o gas natural o el oro. La formación de estas rocas se produce a partir de sedimentos, que son los trozos más pequeños en los que se disgrega un protolito. Los procesos que forman las rocas de este tipo tienen que ver tanto con agentes geológicos externos como internos. El proceso de formación de rocas sedimentarias se llama litificación.
Formación d de rrocas ssediment arias ((lit if icación) Met eorización: Es el proceso en el que comienza la disgregación de la roca madre en sedimentos. Esto es debido a la acción conjunta de agentes geológicos externos como el agua, y de los seres vivos como los árboles. Solo se produce rotura, no desplazamiento. Si los fragmentos tras la meteorización quedan inmóviles forman el suelo. El suelo además está formado por humus, procedente de materia orgánica en descomposición. Si tras esto se produce desplazamiento acabarán por formar rocas sedimentarias.
Hay varios tipos de meteorización. A priori puede ser: Física: Rotura de rocas por una fuerza física, como un golpe. Hay de varios tipos:
Gelifracción: Consiste en la introducción de agua en las grietas de una roca. Cuando la Tª baja, el agua que se ha metido en estas rocas congela y aumenta de volumen. Así aumenta la presión interior y acaba por romper la roca. Esta meteorización da lugar a pedrizas o berruecos. Dilatación: Muy normal en desiertos. Al haber un fuerte cambio de Tª entre el día y la noche, las rocas se contraen y dilatan mucho. Los minerales que forman una roca son distintos y no contraen a la misma Tª . Al existir una diferencia en la Tª a la que dilatan los minerales , se generan tensiones que acaban por partir la roca. Por pérdida de presión: los materiales han subido a la superficie a raíz de una situación anterior en la que estaban hundidos. Al subir a la superficie se produce una descompresión y la roca se erosiona. Biofísica: Por ejemplo por la intrusión de las raíces de los árboles en rocas.
Química : Se produce un cambio de composición, además de la rotura. Los minerales se transforman en otros más estables a esas condiciones. Hay de varios tipos:
Hidrólisis: Son reacciones de iones en contacto con el agua. Rompen la estructura cristalina. Estas reacciones se producen mucho en silicatos. Disolución: Algunas sales que componen las rocas se disuelven en agua fácilmente. El agua las puede quitar de la composición de una roca. Cuando en esa agua existe una sobresaturación, la sal precipita y se forman rocas monominerales, como halitas. Hidratación: El agua se añade a la configuración del mineral. Común en arcillas (se expanden con el agua) Oxidación: Especialmente en materiales metálicos. Se oxidan y son más disgregables. Carbonatación: El agua lleva disuelto CO2 y forma ácido carbónico. Este ácido reacciona con las calizas que son insolubles y las convierte en bicarbonatos, solubles en H2O.
Erosión: En este proceso, además de una lenta disgregación de los materiales que les va reduciendo de tamaño, se produce también desplazamiento. La erosión tiene 3 agentes principales como causantes: el agua, el viento y el hielo. Normalmente y debido a la acción de la gravedad se produce un transporte desde zonas de más altitud a otras de menos altitud. Tras el proceso de erosión los materiales se acaban acumulando en lugares, llamados cuencas sedimentarias. La erosión sirve también para clasificar las partículas por tamaño. Si están bien seleccionados se formaran rocas a partir de partículas de tamaño similar. Hay varios tipos de erosión según su transporte:
Arrastre: Los materiales son arrastrados. Por ejemplo, los glaciares al deshelarse arrastran los materiales que englobaban. Rodadura: Los materiales van rodando por el suelo y eso les da una forma esférica. Este tipo de desplazamiento lo dan agentes como el agua o el viento para partículas grandes (cantos rodados). Saltación: Los materiales se desplazan a saltos. El agente tiene suficiente fuerza como para elevar el material, pero no como para mantenerlo elevado. Esto es para partículas medianas, especialmente en agua y viento. Suspensión : Las partículas se desplazan en el propio agente . Agua y viento con partículas pequeñas. Disolución: Si los materiales son solubles y son transportados disueltos. En agua.
Sediment ación: Es la acumulación de sedimentos en cuencas sedimentarias que son lugares deprimidos en las que se produce la diagénesis. Esta sedimentación se produce en varios ambientes:
Bordes divergentes: En rifts se acumulan sedimentos si estos han cesado su actividad. Bordes convergentes: Importantes, ya que van a formar orógenos de colisión, al unirse los bordes divergentes. Chocan y suben las masas y se forma el orógeno. Intraplaca: Hay cuencas sedimentarias de muchos tipos. Se forman en varios medios: lagos, glaciares, ríos…
En función de donde se depositen los materiales tendremos unas u otras condiciones sedimentarias. A estos lugares se les llama medios sedimentarios. Según el medio sedimentario salen unas u otras rocas sedimentarias. Por ejemplo, en un lugar sin organismos marinos no saldrán fósiles marinos o rocas como calizas tobaceas. Hay varios tipos de sedimentos que van a formar un tipo u otro de rocas sedimentarias:
Sedimentos detríticos: formados por las partículas depositadas físicamente . Gran composición en cuarzo. Se depositan de forma selectiva en función del tamaño formando capas de gravas, arenas y limos. Acaban formando rocas detríticas.
Sedimentos químicos o bioquímicos : se forman por precipitación por ejemplo en el caso del transporte en disolución, que sufre una sobresaturación. Ej.: La salmuera. o
o
Sedimentos químicos: se forman por evaporación del agua (generalmente debida a incremento de temperatura). Sedimentos bioquímicos: formados por acumulación de partículas calcáreas (generalmente organismos con esqueleto calcáreo).
Sedimentos orgánicos: por acumulación de restos vegetales o de materia orgánica procedente de animales (microorganismos) como conchas que acabarán por formar rocas, que pueden contener fósiles. Por eso las bolsas de petróleo se encuentran en rocas sedimentarias, porque los animales que la forman se depositan en cuencas sedimentarias y luego quedan envueltos por sedimentos.
Diagénesis Es el conjunto de cambios que se producen en los sedimentos y que dan lugar a rocas sedimentarias. Tienen lugar a presiones y Tª relativamente bajas . Hay 5 procesos: Compactación: Con el paso del tiempo se van depositando cada vez más sedimentos.
Así, unos quedan enterrados por debajo de otros más nuevos. Poco a poco va aumentando la presión en los más antiguos, que van reduciendo el volumen al irse escapando el agua y el aire , lo que hace que los clastos se junten más entre sí. Disolución: El agua que ha sido expulsada empieza a circula por las rocas y disuelve
algunas partículas. Cementación: Las sustancias en disolución precipitan en los huecos de los sedimentos
y, unidas al propio agua, y las compactan. Son cementos, que las unen fuertemente. Algunas rocas sedimentarias se quedan en esta fase. Metasomatismo: Es la sustitución en el sedimento de un mineral por otro de
distinta composición pero de igual volumen . Es bastante común el fenómeno de dolomitización, por el cual las calizas se convierten en dolomías cambiando el calcio que contienen por magnesio. Recristalización: Se disuelven parte de los sedimentos. Así queda espacio para que se
produzca una recristalización y surjan cristales de mayor tamaño.
Tipos d de R Rocas S Sediment arias Atendiendo a su origen se pueden clasificar en dos grupos: Detríticas: Son las que se forman por agregación de fragmentos de distintos tamaños a partir de protolitos. Se pueden diferenciar claramente los clastos (los más gruesos), la matriz (fragmentos más pequeños) y el cemento que los une. Son muy frecuentes los clastos de cuarzo. Hay varios tipos importantes de rocas detríticas, destacamos: conglomerados (formadas fundamentalmente de gravas, si son de clastos angulosos, brechas; si son redondeados, pudingas); areniscas (formadas mayormente por arenas, por ejemplo las arcosas); y las arcillas (formadas fundamentalmente de limos, tenemos limolitas y argilitas) No detríticas: Se forman a partir de la precipitación de sustancias o por procesos relacionados con los seres vivos. Tenemos en función de la composición: rocas carbonatadas (calizas y dolomías ); evaporitas (rocas salinas como la halita o el yeso); Rocas silíceas (como el sílex, que se rompe en cuñas cóncavas, lo que indica que es monomineral); las rocas fosfatadas (apatito); y las ferruginosas (como la limonita).
