2.6) Génesis de las rocas
Las rocas son materiales formados bajo diferentes procesos geológicos en las profundidades de la corteza terrestre y en su superficie. Desde el punto de vista de la geotecnia las rocas son un material compacto, duro, sólido y difícilmente removible
En su mayoría se encuentran en estado sólido aunque la única roca en estado líquido es el petróleo, pueden estar formados por un solo mineral o por varios, la combinación de los minerales en la roca no es definida, desde el punto de vista genético se dividen en 3 tipos de rocas
2.7) Magmáticas o ígneas:
Magma: es una sustancia fundida de composición muy compleja conformada por diferentes elementos: sílices, silicatos, aluminio, óxidos, Hierro y con bastante cantidad de material volátil
Magmatismo: Conjunto de procesos endógenos relacionados con la actividad magmática cuando el magma asciende desde la astenosfera hasta las profundidades someras e incluso hasta la superficie terrestre
El magma tiene temperaturas mayores a 1000°C desde las cámaras de magma puede ascender por las grietas o fracturas que existen en la corteza terrestre. Sube el magma porque contiene bastantes sustancias gaseosas que son volátiles.
Ígneo significa fuego. Se forman por enfriamiento y solidificación del magma, este magma haciende desde las profundidades incluso hasta llegar a la superficie. En primer lugar el magma líquido es menos denso que el resto de las rocas que la circundan y al ser más liviana trata de ascender por las presiones que existe en las profundidades, por la cantidad de gases y por diferentes procesos tectónicos en la tierra, dependiendo en donde se enfría el magma las rocas magmáticas se clasifican en:
2.7.1) Plutónicas, intrusivas o abisales: Se forman en las grandes profundidades, a estas la presión es bastante grande y la temperatura muy alta, el enfriamiento del magma es muy lenta y se forman los cristales muy visibles a la vista, son homocristalinas, no contiene minerales amorfos, la textura de estas rocas es granular, equicristalina y fanerítica
Granito, Granodiorita, Sienita, Diosita, Gabro, Diunita, Periodita, Peroxenita
2.7.2) Subvolcánicas o hipabisales: Se forman cuando el magma se solidifica en profundiddes ccercanas a la superficie terrestre (someras). El enfriamiento y solidificación del magma es mucho más rápido, formando cristales grandes y también pequeños. Tienen textura porfídica
Pórfido, Liparitico, Pórfido dacítico, Pórfido traquítico, Pórfido audéntico, Diabosa, Dolerita, Kimberlita
2.7.3) Volcánicas, extrusivas o efusivas: Contienen cristales muy pequeños incluso a veces son invisibles, porque el enfriamiento de lava es demasiado rápido, tiene bastantes cantidades de vidrio volcánico es decir es amorfo. Textura Félsica, Afenítica, Criptocristalita, Vítrea
Liparita, Dacita, Andesita, Basalto, Traquita
Andesita por lo general se forma por enfriamiento de lava en los continentes.
Basalto se da por enfriamiento de la lava de los fondos oceánicos
También se pueden distinguir las rocas volcánicas clásticas y piroclásticas, estas se forman de los fragmentos expulsados por el volcán en su explosión
Bombas volcánicas: Al volar en la explosión se redondean
Lapilli: Son fragmentos de rocas del tamaño de una arveja hasta el tamaño de una nuez
Cenizas: Desde el tamaño de una arena hasta un limón.
La mezcla de estos 3 al compactarse forma la roca llamada aglomerado únicamente las cenizas al compactarse forman tobas
En Nuestro medio las tobas tienen su propio nombre: Cangagua, este tiene color café amarillento, tiene micro poros, es resistente en estado seco pero colapsable en estado húmedo
Piedra Pómez: Tiene micro porosidad, al expulsarlo del volcán, la lava se solidifica casi instantáneamente y a la misma velocidad salen los gases
Aglomerados: Son rocas piroclásticas que están formados por la unión de cenizas, bombas, lapilli
Escoria: Rocas porosas, oscuras de composición basáltica
Tefras: Son materiales proroclásticos de diferente tamaño y color
Lahar: Es mezcla de lodo con material de las bombas, lapilli y cenizas que expulsa el volcán y agua de lluvia o agua de nieve
Ignimbritas: Son rocas volcánicas formados por depósitos de flujos muy calientes de material piroclástico formados por el calor, son duros y resistentes, no porosos
Lavas ácidas: Son muy viscosas y contienen mucho contenido de sílice
Lavas básicas: Son bastante fluidas contienen poca cantidad de silicatos
Los principales minerales constituyentes de las rocas magmáticas son silicatos que se forman sucesivamente, cuando la temperatura del magma baja la temperatura de solidificación de una roca, los principales silicatos formadores de las rocas son feldespatos se sodio y potasio
Según el contenido de cuarzo y sílice todas las rocas magmáticas están divididas en 4 grupos
Sílice
Cuarzo
Ácidas, félsicas
75-65 (%)
40-10 (%)
Más livianas
Más claras
Neutra, Intermedia
65-52 (%)
10-0 (%)
Básicas, Máficas
52-45 (%)
0%
Ultrabásicas, ultramáficas
< 45%
0%
Más pesadas
Más oscuras
Durante la solidificación del magma en primer lugar se forman los minerales pesados (ultrabásicas y ultramáficas) luego se forman los minerales que para su formación utilizan la cantidad necesaria de sílice. El exceso de sílice se cristaliza en forma de cuarzo en las rocas "ácidas y neutras" por eso las rocas básicas y ultrabásicas no contienen cuarzo.
Intrusión: Cuando el magma se solidifica en las profundidades de la corteza terrestre forman cuerpos llamados INTRUSIONES de acuerdo a la forma de los cuerpos geológicos han nombrado algunas intrusiones con nombres específicos:
Batolito: es un cuerpo intrusivo muy grande con superficies que pueden superar los 100km2, son cuerpos discordantes que tienen techo pero no se les puede visualizar la base, están fomandose cuando el magma asciende y funde a las rocas sobreyacentes y les incorpora en su interior. Cuando el magma comienza a enfriarse al punto de solidificarse algunos fragmentos de rocas vecinas al caer al magma no se funden formando xenolitos
Alrededor de batilito se forma una zona de contacto o aureola de contacto donde las rcas se transforman en rocas metamórficas
Se forman en las profundidades grandes de la corteza terrestre pero con el tiempo (millones de años) pueden aflorar en la superficie terrestre gracias a los movimientos tectónicos y a la erosión de las rocas vecinas
Batolito está conformado por las rocas granito y granodiorita. Al aparecer en la superficie terrestre los minerales (feldespatos) comienzan a meteorizarse para formar los minerales arcillosos
Stock: Es el cuerpo intrusivo ígneo muy parecido al granito por su composición pero tiene las dimensiones más pequeñas que el batolito menores de 100 km2. Se puede distinguir el techo y la base
Lacolito: Es in cuerpo de forma lenticular con piso plano en forma de un hongo que es concordante con las rocas vecinas y se forma cuando el magma bastante viscoso se introduce entre las estratificaciones de la roca sedimentaria, la presión del magma viscoso provoca la deformación de lase s rocas superiores
Lapolito: Es un cuerpo intrusivo en forma de una cuenca, que está formado cuando el magma más bien fluido se introduce entre las estratificaciones de las rocas adyacentes
Sill: De forma tabular horizontal y se forma cuando el magma muy fluido se introduce a lo largo de las superficies de la estratificación de las rocas uniformes. Tienen paredes paralelas y forman dimensiones bastante grandes
Dique: Cuerpo de forma tabular por lo general vertical o inclinado que se forma cuando el magma se introduce por las fracturas de la corteza terrestre. Están formados por las rocas muy duras, resistentes y cuando afloran en la superficie terrestre forman verdaderos muros, las extensiones de los diques pueden ser decenas de km.
2.8) Rocas sedimentarias
Se forman bajo la acción de los procesos exógenos, en la superficie terrestre y en las profundidades muy cercanas. Para que se formen estas rocas tienen que existir 4 etapas
Meteorización de la roca preexistente: Esta roca puede ser magmática, metamófica o la misma sedimentaria. Durante la meteorización físico-mecánica la roca se fragmenta, se fractura por cambios ambientales, la meteorización química es la alteración de la roca por reacciones químicas, unos minerales se transforman en otros.
Se forman los suelos: cuando se quedan en su sitio de origen encima de la roca madre, se llaman suelos residuales.
Transporte: Es transportado por cualquier agente morfológico como agua, nieve, viento. El suelo debe ser movilizado de su sitio de origen.
Depósito o sedimentación: Del material transportado, estas sedimentaciones por lo general se acumulan en las partes depresivas de la superficie de la tierra: mares, cuencas, fondos de los ríos
Compactación, consolidación y cementación: Del material depositado, los procesos que llegan a formar la roca dura y sólida en base a los depósitos de sedimentos, todos estos procesos se llaman diagénesis.
Compactación: Es el proceso de aumento de la densidad del suelo cuando disminuyen los poros entre las partículas de los sedimentos depositados.
Consolidación: Proceso de disminución del volumen de la masa del suelo, pero el saturado lleno de agua. Ej: debajo del fondo de los ríos, mares.
Cementación: La unión por el cemento natural de las partículas del suelo, hasta formar la roca dura.
Las rocas sedimentarias se dividen en 3 grandes grupos:
Rocas sedimentarias terrígenas:
Llamadas detritas (fragmentos), éstas rocas detríticas se forman por la unión de los fragmentos de diferentes tamaño. Dentro de estas rocas podemos diferenciar clásticas y arcillosas
Dentro de las detríticas clásticas existe también diferentes subgrupos que son las rocas psefitas y psamitas y alevrolitas
Psefitas: formadas en su mayoría más del 50% por los fragmentos mayores a 2mm, las más importantes son conglomerados y brechas;
Conglomerados: están conformados por l unión de fragmentos menores a 2mm son redondeados, ésta redondez indica que la trayectoria de transporte de estos fragmentos era bastante larga, por lo general los conglomerados pueden ser de diferente origen
Brechas: Son las rocas terrígenas clásticas psefitas formados por la unión de los fragmentos angulosos con diámetros mayores a 2mm en % mayores a 50 %, estos fragmentos angulosos indican la trayectoria de movimiento muy corto, son generalmente del mismo tipo
Psamitas: Están conformados por los fragmentos de tamaño mayor que 63mm y menor que 2mm como por ejemplo la grauvaca, arcosa y arenisca
Grauvaca: Son rocas compactas de color gris o verde mal clasificados no granos, mal redondeados, angulosos de gran cantidad de componentes rocosos y minerales; andesita, basalto, feldespato y micas en una matriz de clorita
Arcosa: Roca clástica psanitica de textura gruesa con bastantes cantidades de feldespatos y menores proporciones de cuarzo y micas. Débilmente compactadas de color rojizos, grises con granos mal redondeados y mal clasificados.
Arenisca: Rocas clásticas psaníticas conformados más del 90% por cuarzo en pequeñas proporciones micas y feldespatos, por lo general de colores claros, el cemento puede ser de arcilla de óxidos de hierro y carbonatos de calcio
Alevrolitas: Formados por los fragmentos de tamaño 0.002mm<φ<0.063mm este tamaño es llamado de limo, contiene fragmentos de cuarzo, feldespatos, mica, yeso, donomita, calcita. Las principales alevrolitas son:
Limonitas, loess: Tienen porosidades muy grandes, color amarillento, son compactos en estado sólido pero colapsable en estado húmedo, se diferencia de la cangahua porque los loess son de origen glacial
Arcillosas: Arcillolitas, argilitas, lutias. Pueden tener diferentes tonalidades incluso de colores negros, esto se da porque tien en bastantes cantidades de material orgánico, a veces tienen laminaciones
Rocas sedimentarias químicas:
Son las rocas que se forman por la precipitación química de los minerales, como la sal común, el yeso, anhidrita, calcio, estalactitas.
Travertino: Precipitación de carbonato de calcio de las fuente termales
Estalactitas: Precipitaciones de carbonato de calcio que penden del techo de las cavernas. El agua la infiltrarse por el techo de las cavernas forman estalactitas que pueden seguir creciendo hasta toparse con las estaloemitas y forman columnas capilares
Rocas sedimentarias orgánicas
Son rocas que se forman por acumulación de los restos de animales y plantas de fósiles de conchas de caracoles, algas, de plancton y de algunos otros restos de vegetales
La más famosa roca orgánica son los depósitos carbonaseos (carbones) dentro de estos carbones tenemos:
Turba: Están compuestas por los fragmentos de madera en una matriz de los trozos desintegrados. Los fragmentos de vegetales están atacados por residuos completamente descompuestos atacados por las bacterias y otros organismos pequeños. Se forman por acumulación de musgos en los pantanos y contiene de 50 a 55% de carbono tiene colores amarillentos, cafes, conteniendo restos vegetales su energía calorífica es baja
Lignita: Es una roca combustible con bastante contenido de restos vegetales donde microscópicamente se pueden divisar algunos trozos de madera, contienen alrededor del 70% de carbono 5,5% de hidrogeno 25,5% de oxígeno y nitrógeno. Tiene la energía calorífica mucho mayor que la turba
Hulla: Contiene 82% de carbono, 5.7% de hidrogeno y alrededor de 15% oxígeno y nitrógeno. Tiene una energía calorífica de 57000 kcal/kg
Antracita: Contiene de 90 a 95% de carbono poco contenido de oxígeno (3%) e hidrogeno 2%. Tiene color negro brillante, se forman cuando las capas carbonigeras están sujetos a gran presión y un ligero aumento de temperatura.
3. Rocas metamórficas (Meta=cambio; formas=forma)
Las rocas metamórficas se forman bajo procesos endógenos (de metamorfismo) procesos de metamorfismo.
Metamorfismo.- es el proceso que ocurre en las profundidades de la corteza terrestre bajo los procesos endógenos y se produce bajo grandes presiones y altas temperaturas.
Formación:
La roca metamórfica también se forma en grandes profundidades de la corteza terrestre donde la roca preexistente que puede ser metamórfica, magmática y sedimentaria se transforma en una metamórfica por la re cristalización de los minerales existentes. Esta transformación se produce cuando la roca se encuentra en estado sólido.
Durante el metamorfismo del granito se forma gress (roca metamórfica).
Las areniscas (sedimentaria psamita) se transforma en cuarcitas.
Las calizas (sedimentarias) se transforman en mármoles y lutitas.
Lutitas (arcillosa) se trasforman en pizarras, filitas, esquistos, grers.
Existen 3 grados de metamorfismo:
1.- Metamorfismo de grado bajo (pizarras).
2.- Metamorfismo de grado medio.
3.- Metamorfismo de grado alto.
Factores de metamorfismos:
Temperatura.- para que se forme la roca metamórfica la temperatura debe ser mayor a 200°C y menor a 1000°C, mayor a esta temperatura la roca se funde.
Presión.- se refiere a la presión que ejercen las rocas sobre yacentes depende de la profundidad y también de la densidad de la roca.
Esfuerzo elástico o estrés.- se refiere a la presión dirigida que no es igual en todas las direcciones, el estrés deforma las rocas, alinea a los minerales provocando la esquistosidad y foliación de la roca metamórfica. Puede provocar también la rotación de los minerales dentro de la roca metamórfica.
Migración de fluidos.- gases calientes y emanaciones hidrotermales, al pasar por la roca ejercen presión y también al interactuar con los minerales las transforma.
Quimismo de la roca preexistente.- en condiciones iguales en base a diferente tipo de roca se forman diferentes tipos de rocas metamórficas.
Propiedades ingenieriles de las rocas metamórficas:
Son muy diferentes y depende de la aplicación de la fuerza siempre es más baja en la dirección de la esquistosidad y más alta en la dirección perpendicular a la esquistosidad algunas de estas rocas pizarras, filitas por lo general son muy propensas a la meteorización y grers es más resistente a la meteorización.
Tipos de metamorfismo:
Metamorfismo de contacto o térmico.- el factora más importante es la temperatura común por ejemplo: en las rocas de contacto o aureolas de contacto que existen en las intrusiones ígneas. Cerca de las intrusiones el grado de metamorfismo es alto y lejos de las intrusiones es bajo.
El efecto de contacto depende de la dimensión de la intrusión.
Dique 10m de espesor la aureola de contacto va a ser muy pequeña porque el magma se enfría rápido por el efecto de aureola de contacto alrededor de un batolito es mucho más grande el magma en batolito se enfría durante unos 10 millones de años.
Metamorfismo dinámico.- el factor predominante es la presión, este tipo de metamorfismo se origina en las zonas de formación de las cadenas montañosas donde predominan grandes presiones y movimientos tectónicos bajo los cuales se produce la deformación de la roca en la parte superior de la corteza terrestre.
Este tipo de metamorfismos se producen cuando existen movimientos de los bloques a lo largo de las faldas tectónicas donde se forman las rocas metamórficas tipo milonita y melange.
Milonita.- Rocas metamórficas molidas por el desplazamiento de los bloques a lo largo de las faldas.
Melange.- Es una mezcla caótica de las rocas asociadas con zonas de fallas de mayor envergadura.
Metamorfismo regional.- Se produce tanto a altas temperaturas como a bajas temperaturas.
Factores de temperatura y presión:
Abarca las áreas mucho más grandes cientos y miles de quilómetros de la superficie.
Durante el metamorfismo muchos de los minerales adquieren una orientación alargada perpendicular a la dirección del máximo esfuerzo compresivo, proporcionando una textura característica a la roca metamórfica.
Esquistosidad.- Textura orientada a los minerales y foliación de los estratos esquistosos.
Rocas amsotropicas.- Respuesta de roca es diferente dependiendo de la fuerza del esfuerzo.
Otras rocas:
Las que no sufren el esfuerzo predominante y crecen fortuitamente en todas las direcciones por lo general son isotrópicas.
Pizarras.- Son rocas típicas de grado bajo de metamorfismo, pueden tener colores negros, grises, azules.
Forman láminas que se desprenden fácilmente compuestos por minerales arcillosos micas y cuarzos.
Filitas.- rocas parecidas a las pi pero tienen un brillo satinado, se componen de menor cantidad de los minerales arcillosos y -------
Esquisto.- Están conformadas en su mayoría en las micas con presencia de cuarzo.
Grers.- Es roca típica de grado alto de metamorfismo constituida por feldespatos, cuarzos, micas, llanos y oscuras de grano grueso.
Cuarcita.- Es roca formada en base a las areniscas conformadas por granos gruesos de cuarzo.
Son rocas resistentes y muy duras tienen cemento silicio.
Mármol.- Roca compacta formada de calizas constituidas por carbonatos de calcio colores blancos de diferentes tonalidades.
Decoraciones y construcciones.
10) Ciclo geológico completo de las transformaciones de las rocas
MAGMA MAGMASedimentaciónSedimentaciónDiagénesis Diagénesis MetamorfismoMetamorfismoSe meteorizanSe meteorizanSe forman suelosSe forman suelosSe forman rocas metamórficasSe forman rocas metamórficasSe fundenSe fundenForma rocas magmáticasForma rocas magmáticasSe enfría, solidifica y cristalizaSe enfría, solidifica y cristalizaRocas sedimentariasRocas sedimentariasDepósitoDepósitoTransporteTransporte
MAGMA
MAGMA
Sedimentación
Sedimentación
Diagénesis
Diagénesis
Metamorfismo
Metamorfismo
Se meteorizan
Se meteorizan
Se forman suelos
Se forman suelos
Se forman rocas metamórficas
Se forman rocas metamórficas
Se funden
Se funden
Forma rocas magmáticas
Forma rocas magmáticas
Se enfría, solidifica y cristaliza
Se enfría, solidifica y cristaliza
Rocas sedimentarias
Rocas sedimentarias
Depósito
Depósito
Transporte
Transporte
