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

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 MINERALES Es coherente porque las partículas que forman la roca están unidas de un modo característico ROCA Es multigranular porque los componentes de la roca casi siempre pueden ser visualizados como granos diferenciados 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 Una roca posee homogeneidad estadística porque sus componentes se encuentran representados dentro de unos porcentajes característicos

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

Elementos más abundantes (98 %): Si, O, Al, Ca, Na, K, Mg y Fe 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 Los gases provienen de gases originales contenidos en la mezcla, de nuevos gases formados por reacciones químicas o de la evaporación de agua Elementos más abundantes (98 %): Si, O, Al, Ca, Na, K, Mg y Fe Los minerales funden a diferentes temperaturas, por eso, según la temperatura a la que esté el magma, algunos estarán fundidos y otros no 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

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 Factores que influyen en la fusión de los minerales de las rocas Calor Agua Presión Desintegración de elementos radiactivos 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 Fricción entre rocas en zonas de subducción (p. 78) Ascenso de material caliente desde zonas profundas de la mesosfera hasta parte inferior de la litosfera Si la roca profundiza Si la roca asciende Aumenta su punto de fusión Disminuye su punto de fusión Hundimiento de las rocas en zonas de subducción hacia zonas más térmicas Porque, aunque la fusión incrementa el volúmen de la masa rocosa…, Porque al disminuir la presión, aumenta el volumen disponible y los granos pueden separarse para que la roca se funda 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 SiO2, más bajo el punto de fusión …al aumentar la presión, disminuye el volumen de la masa rocosa, impidiendo la disgregación de los granos

Magma intermedio La formación de las rocas El magmatismo y las rocas magmáticas Tipos de magmas en relación con la Tectónica de Placas (I) [SiO2] 52-63 % Por fusión de litosfera oceánica en zonas subducción y arrastre de agua de mar (minerales hidratados) Si extrusión: andesita Si no extrusión: diorita Magma alcalino (menos [SiO2] que toleítico), típico de los puntos calientes Magma toleítico, típico de las dorsales Magma félsico (ácido) Magma ultramáfico (ultrabásico) Magma máfico (básico) [SiO2] 63-77 % [SiO2] 45-52 % Por fusión de la base de litosfera continental a la que llega magma de la mesosfera [SiO2] <45 % Por fusión de litosfera oceánica en zonas subducción En dorsales oceánicas o en los puntos calientes por fusión de peridotitas del manto Viscosidad elevada por su alto [SiO2], que le impide fluir fácilmente Si no extrusión: granito Si extrusión: riolita y erupciones explosivas

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

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 Magma máfico Magma intermedio La sustitución de un ión por otro, cambia la composición química, pero no la estructura cristalina Enfriamiento del magma Diferenciación magmática Magma félsico 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 Un mineral ya formado reacciona con el fundido residual, originándose un nuevo mineral que puede sustituir al anterior a añadirse a la fracción cristalizada Las series no se completan si falta algún elemento químico 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 Las series de reacción de Bowen son el conjunto ordenado de cambios que tienen lugar en una masa magmática durante su cristalización

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

La formación de las rocas El magmatismo y las rocas magmáticas La cristalización del magma (II) Fases de la consolidación magmática Fase hidrotermal: 374  100 ºC. Es el vapor de agua el que acabará depositando cationes metálicos en grietas (yacimientos de oro, plata, cobre, etc.) Fase neumatolítica: 600  374 ºC. Los gases, al introducirse por las grietas, depositan cationes metálicos que formarán yacimientos minerales (gangas) Fase pegmatítica: 800  600 ºC. El magma residual, rico en gases, se expande y penetra por grietas formando filones ricos en cuarzo (SiO2) Fase ortomagmática: 1200 - 800 ºC. Es cuando tienen lugar las series de Bowen y la cristalización de la mayoría de los minerales

Asimilación magmática Sedimentación cristalina 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 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 El magma incorpora materiales de la roca encajante Asimilación magmática En realidad, la evolución del magma, cuando asciende por la litosfera, sufre tres procesos: Cuando una cámara magmática con magma en diferenciación es invadida por otra masa de magma, por lo que la composición química resultante será diferente Mezcla de magmas Sedimentación cristalina Separación de minerales ya cristalizados del resto de la masa magmática

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 ultramáfico De magma máfico De magma máfico De magma intermedio De magma intermedio De magma félsico

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

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

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

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 Deshidratación de algunos minerales y migraciones iónicas, es decir, cambios de composición química Calor propio del manto Calor de las bolsas de magma Presión de confinamiento Presiones direccionales Fricción en las zonas de subducción o fallas transformantes Presión litostática ESQUISTOSIDAD y FOLIACIÓN Presión de fluidos

La formación de las rocas El metamorfismo en la tectónica de placas La formación de las rocas El metamorfismo en la tectónica de placas. Tipos de metamorfismo En zonas de importante sedimentación, la presión litostática produce metamorfismo de enterramiento 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 fallas (incluidas las transformantes) y en zonas de subducción

La formación de las rocas Clasificación de las rocas metamórficas

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

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

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

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

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

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

La formación de las rocas Formación de las rocas sedimentarias 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 (CO3Ca, SiO2, FeO, SO4Ca, rellenándose el espacio entre los granos con un “cemento” Ciertos minerales pueden ser disueltos por el agua circulante, creándose nuevos espacios entre los granos Silificación: SiO2 sustituye al CO3Ca De unos minerales por otros a causa de ciertas reacciones entre las sustancias del sedimento Dolomitización: (CO3)2CaMg sustituye a CO3Ca De ciertos minerales, que se convierten en otros de igual composición química pero diferente forma y/o tamaño

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

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

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

La formación de las rocas EL CICLO DE LAS ROCAS

Bibliografía -Noriega Iglesias Juan Ignacio , Natividad Ferrer Marí, Miguel García Vicente, Manuel Medina Martínez,” Biologia y Geologia” edt Bruño. Madrid, 2002 ISBN 84-216-4329-0