diagramas conceptuales muy utiles

1. GEOLOGIA GENERAL La Formación de Rocas Asesor: Dr. Alvaro Carpio Begazo

2. La formación de las rocas Las rocas. El concepto de roca Una roca es un agregado natural , coherente y multigranular de uno o más minerales, los cuales conservan individualmente sus propiedades y presentan una homogeneidad estadística Es un agregado natural porque los componentes de la roca (minerales) se han unido o agregado por procesos naturales Es coherente porque las partículas que forman la roca están unidas de un modo característico Es multigranular porque los componentes de la roca casi siempre pueden ser visualizados como granos diferenciados Una roca posee homogeneidad estadística porque sus componentes se encuentran representados dentro de unos porcentajes característicos ROCA MINERALES Un mineral tiene una composición química definida. Una roca no, pues su composición está en función del porcentaje de representación de cada mineral que la forma

3. La formación de las rocas Las rocas. La clasificación de las rocas ( por su origen ) Rocas endógenas Rocas exógenas Rocas ígneas o magmáticas Rocas plutónicas (intrusivas) Rocas volcánicas (extrusivas) Rocas metamórficas Rocas sedimentarias Rocas residuales

4. La formación de las rocas El magmatismo y las rocas magmáticas El magma. Concepto El magma es una mezcla de materiales rocosos fundidos total o parcialmente, en cuyo seno se encuentran gases disueltos y cristales de minerales en suspensión Elementos más abundantes (98 %): Si, O, Al, Ca, Na, K, Mg y Fe Los gases provienen de gases originales contenidos en la mezcla, de nuevos gases formados por reacciones químicas o de la evaporación de agua Los gases están retenidos en la mezcla debido a las altas presiones a las que está el magma en el interior del planeta, pero se liberan cuando el magma sale al exterior Los minerales funden a diferentes temperaturas, por eso, según la temperatura a la que esté el magma, algunos estarán fundidos y otros no

5. La formación de las rocas El magmatismo y las rocas magmáticas El magma: Origen El magma se origina a partir de la fusión total o parcial de rocas localizadas en la litosfera o en la mesosfera En las zonas cercanas a la superficie, las rocas graníticas comienzan a fundir a unos 750 ºC, las de tipo basáltico a unos 1000 ºC Es decir, cuanto mayor contenido en SiO 2 , más bajo el punto de fusión Factores que influyen en la fusión de los minerales de las rocas Calor Presión Agua Desintegración de elementos radiactivos Fricción entre rocas en zonas de subducción (p. 78) Hundimiento de las rocas en zonas de subducción hacia zonas más térmicas Ascenso de material caliente desde zonas profundas de la mesosfera hasta parte inferior de la litosfera … al aumentar la presión, disminuye el volumen de la masa rocosa, impidiendo la disgregación de los granos Porque, aunque la fusión incrementa el volúmen de la masa rocosa…, Si la roca profundiza Aumenta su punto de fusión Si la roca asciende Disminuye su punto de fusión Porque al disminuir la presión, aumenta el volumen disponible y los granos pueden separarse para que la roca se funda La presencia de agua disminuye el punto de fusión de la roca, pues los OH - favorecen la rotura de los enlaces Si-O de los silicatos

6. La formación de las rocas El magmatismo y las rocas magmáticas Tipos de magmas en relación con la Tectónica de Placas (I) Magma máfico (básico) Magma félsico (ácido) Magma intermedio [SiO 2 ] 63-77 % Por fusión de litosfera oceánica en zonas subducción Por fusión de la base de litosfera continental a la que llega magma de la mesosfera Viscosidad elevada por su alto [SiO 2 ], que le impide fluir fácilmente Si no extrusión: granito Si extrusión: riolita y erupciones explosivas [SiO 2 ] 45-52 % En dorsales oceánicas o en los puntos calientes por fusión de peridotitas del manto Magma alcalino (menos [SiO 2 ] que toleítico), típico de los puntos calientes Magma toleítico , típico de las dorsales [SiO 2 ] 52-63 % Por fusión de litosfera oceánica en zonas subducción y arrastre de agua de mar (minerales hidratados) Si no extrusión: diorita Si extrusión: andesita Magma ultramáfico (ultrabásico) [SiO 2 ] <45 %

7. La formación de las rocas El magmatismo y las rocas magmáticas Tipos de magmas en relación con la Tectónica de Placas (II) Magmas máficos

8. La formación de las rocas El magmatismo y las rocas magmáticas La cristalización del magma (I) Series de reacción de Bowen Mientras el magma asciende y se va enfriando, aquellos minerales que alcanzan su punto de solidificación (= punto de fusión) van cristalizando: diferenciación magmática Las series de reacción de Bowen son el conjunto ordenado de cambios que tienen lugar en una masa magmática durante su cristalización La cristalización de los diferentes minerales de la masa magmática sigue una pauta que depende de la temperatura y de la composición inicial del magma Al consolidarse el magma, los elementos que participan en la cristalización de algún mineral son retirados de la masa magmática, con lo que la composición química de la masa magmática restante va cambiando, por lo que ya no se podrán seguir formando los mismos minerales de antes Enfriamiento del magma Diferenciación magmática La sustitución de un ión por otro, cambia la composición química, pero no la estructura cristalina Un mineral ya formado reacciona con el fundido residual, originándose un nuevo mineral que puede sustituir al anterior a añadirse a la fracción cristalizada Magma máfico Magma intermedio Magma félsico Las series no se completan si falta algún elemento químico

9. La formación de las rocas El magmatismo y las rocas magmáticas La cristalización del magma (II)

10. La formación de las rocas El magmatismo y las rocas magmáticas La cristalización del magma (II) Fases de la consolidación magmática Fase ortomagmática : 1200 - 800 ºC. Es cuando tienen lugar las series de Bowen y la cristalización de la mayoría de los minerales Fase pegmatítica : 800  600 ºC. El magma residual, rico en gases, se expande y penetra por grietas formando filones ricos en cuarzo (SiO 2 ) Fase neumatolítica : 600  374 ºC. Los gases, al introducirse por las grietas, depositan cationes metálicos que formarán yacimientos minerales (gangas) Fase hidrotermal : 374  100 ºC. Es el vapor de agua el que acabará depositando cationes metálicos en grietas (yacimientos de oro, plata, cobre, etc.)

11. La formación de las rocas El magmatismo y las rocas magmáticas La cristalización del magma (III) La evolución del magma Las series de reacción de Bowen no explican la diversidad de rocas magmáticas que hay, ya que consideran al magma como un sistema cerrado En realidad, la evolución del magma, cuando asciende por la litosfera, sufre tres procesos: Sedimentación cristalina Asimilación magmática Mezcla de magmas Separación de minerales ya cristalizados del resto de la masa magmática El magma incorpora materiales de la roca encajante Por fusión de esta roca e incorporación a la masa magmática Por incorporación de fragmentos de la roca encajante que no se funden Reacción entre las sustancias del magma y los minerales de la roca encajante Cuando una cámara magmática con magma en diferenciación es invadida por otra masa de magma, por lo que la composición química resultante será diferente

12. La formación de las rocas El magmatismo y las rocas magmáticas La clasificación de las rocas magmáticas por su textura y composición química Plutónicas (textura fanerítica) y Volcánicas (textura afanítica) De magma félsico De magma intermedio De magma máfico De magma ultramáfico De magma máfico De magma intermedio

13. La formación de las rocas El magmatismo y las rocas magmáticas La clasificación de las rocas magmáticas por su composición química (I) Kimberlita

14. La formación de las rocas El magmatismo y las rocas magmáticas La clasificación de las rocas magmáticas por su composición química (II)

15. La formación de las rocas El magmatismo y las rocas magmáticas Texturas FILONIANA VOLCÁNICA

16. La formación de las rocas El metamorfismo y las rocas metamórficas El metamorfismo es el conjunto de procesos que ocurren en el interior de la litosfera por los cuales una roca, sin perder nunca el estado sólido , se transforma en otra roca distinta Factores que condicionan el grado de metamorfismo Incremento de temperatura , que produce cambios químicos en los minerales Incremento de presión , que produce cambios en la estructura mineral Presencia de fluidos , que favorecen las reacciones químicas entre los elementos Calor propio del manto Presión de confinamiento Presión litostática Presión de fluidos Presiones direccionales ESQUISTOSIDAD y FOLIACIÓN Fricción en las zonas de subducción o fallas transformantes Calor de las bolsas de magma Deshidratación de algunos minerales y migraciones iónicas, es decir, cambios de composición química

17. La formación de las rocas El metamorfismo en la tectónica de placas. Tipos de metamorfismo En zonas de fallas (incluidas las transformantes) y en zonas de subducción También llamado dinamotérmico (P+T), está asociado a las orogenias en zonas de subducción y a las zonas de obducción El metamorfismo de contacto o térmico está asociado a puntos donde se almacenan bolsas magmáticas y produce aureolas metamórficas En zonas de importante sedimentación, la presión litostática produce metamorfismo de enterramiento

18. La formación de las rocas Clasificación de las rocas metamórficas

19. La formación de las rocas Clasificación de las rocas metamórficas Cuarcitas Mármol Gneisses Esquisto micáceo Pizarra

20. La formación de las rocas Clasificación de las rocas metamórficas Las cuarcitas del cabu Peñes

21. Los sedimentos y las rocas sedimentarias El suelo (I): origen (suelo autóctono o residual) Meteorización y erosión de las rocas de la superficie terrestre Material blando y no consolidado que cubre la roca: regolita Seres vivos se instalan sobre la regolita  descomposición materia orgánica  formación de humus en horizonte A Suelo joven , poco evolucionado (pocos horizontes, poco espesor) Suelo maduro , evolucionado (todos los horizontes, espesor) Lixiviado y diferenciación de horizontes Horizonte D: roca madre 1000 a 10.000 años

22. Los sedimentos y las rocas sedimentarias El suelo (II): estructura ( horizontes ) Regolita

23. Los sedimentos y las rocas sedimentarias El suelo (III): Tipos de suelos Ranker gris sobre cuarcitas (Pola de Allande)

24. Los sedimentos y las rocas sedimentarias El suelo (IV): Tipos de suelos Paisaje de tierra parda (Salas)

25. La formación de las rocas Formación de las rocas sedimentarias. Diágenesis Diagénesis o litificación : conjunto de procesos que transforma los sedimentos en rocas sedimentarias Las capas superiores de sedimentos comprimen a las inferiores Disminuyen los espacios entre granos, el volumen y el espesor general de la capa y se expulsa agua El agua circulante por los poros lleva sustancias que precipitan (CO 3 Ca, SiO 2 , FeO, SO 4 Ca, rellenándose el espacio entre los granos con un “cemento” Ciertos minerales pueden ser disueltos por el agua circulante, creándose nuevos espacios entre los granos De unos minerales por otros a causa de ciertas reacciones entre las sustancias del sedimento Silificación : SiO 2 sustituye al CO 3 Ca Dolomitización : (CO 3 ) 2 CaMg sustituye a CO 3 Ca De ciertos minerales, que se convierten en otros de igual composición química pero diferente forma y/o tamaño

26. La formación de las rocas Clasificación de las rocas sedimentarias (I) Ruditas : clastos > 2 mm Arenitas : clastos 2-1/16 mm Lutitas : clastos < 1/16 mm DETRÍTICAS

27. La formación de las rocas Clasificación de las rocas sedimentarias (II) Carbonatadas : compuestas de carbonatos QUÍMICAS Evaporitas : formadas por evaporación y precipitación en mares cálidos poco profuntos Ferruginosas : formadas por óxidos o hidróxidos de Fe

28. La formación de las rocas Clasificación de las rocas sedimentarias (III) ORGANÓGENAS Silíceas : formadas por acumulación de esqueletos de protistas unicelulares marinos Calizas bioquímicas : formadas por acumulación de esqueletos calcáreos de corales o moluscos (conchas) Carbones y petróleo : formados por descomposición de restos vegetales terrestres (carbón) o de plancton marino (petróleo)

29. La formación de las rocas EL CICLO DE LAS ROCAS