Conceptos Fundamentales de Rocas y Procesos Geológicos

Conceptos Fundamentales de Geología

Rocas y sus Tipos

Roca: Agregado natural formado por uno o más minerales. Son los principales constituyentes de la corteza terrestre.

Tipos de rocas:

• Endógenas (origen interno):
  • Magmáticas (plutónicas y volcánicas)
  • Metamórficas
• Exógenas (procesos superficiales):
  • Detríticas (conglomerados)
  • Químicas (Caliza)
  • Organógenas (restos orgánicos, carbón)

Ciclo Geológico Externo

Ciclo geológico externo: Procesos de transferencia de masa de un lugar a otro a través del agua, hielo o viento.

Meteorización

Meteorización: Alteración in situ de las rocas de la corteza terrestre por los agentes atmosféricos mediante procesos aéreos y subaéreos y en condiciones de presión y temperatura ambiente. Puede ser:

• Física: Cuando la roca y el regolito son de la misma composición (haloclastia, termofracción).
• Química: (Hidrólisis, oxidación, hidratación). Los minerales formados a altas presiones y temperaturas son más inestables, ya que predomina el enlace iónico.

Erosión

Erosión: Arranque y movilización de los materiales que resultan de la meteorización, debido a la acción del agua, viento, etc.

Transporte

Transporte: Los materiales erosionados son conducidos desde el área madre hasta la cuenca de sedimentación, a la vez que se clasifican por tamaño. Cada tipo de transporte confiere unas características a las partículas transportadas.

Sedimentación

Sedimentación: Destino final = cuenca sedimentaria. La capacidad de transporte disminuye.

Cuencas Sedimentarias y Estratos

Cuencas sedimentarias: Extensas zonas de la superficie terrestre que presentan hundimiento.

Estrato: Cuerpo de rocas sedimentarias que se ha formado por un proceso de sedimentación y que está limitado por dos superficies diferenciables (techo y muro).

Diagénesis

Diagénesis: Cambios que se producen en el sedimento después de la sedimentación, consecuencia de la acción conjunta de procesos físicos, químicos y biológicos que se producen en el sedimento.

Procesos de Diagénesis:

• Compactación: Pérdida de H₂O y reorganización de huecos y minerales.
• Cementación: Precipitan las sustancias que se encuentran en disolución, formando el cemento que une los granos a la roca.

Etapas de Diagénesis:

• Sindiagénesis: Las condiciones a las que están sometidos los elementos pasan de ser neutras u oxidantes a reductoras.
• Anadiagénesis: El H₂O se reparte por el sedimento hasta encontrar condiciones de cementación.
• Epidiagénesis: La roca sedimentaria pierde carga de sedimento y materiales antes de volver a entrar en contacto con los agentes atmosféricos.

Estructuras Sedimentarias

Estructuras sedimentarias: Disposición geométrica de elementos que constituyen un sedimento.

• En la superficie:
  • Ondulitas (ondas por paso de corriente de agua)
  • Grietas de desecación
  • Gotas de lluvia
• En el interior:
  • Granoselección (ordenación de material por tamaño)
  • Laminación paralela (láminas paralelas a la superficie del estrato)
  • Laminación cruzada
• Estructuras organógenas:
  • Huellas (crucianas)
  • Estromatolitos (precipitación de carbonato en algas)

Cuencas y Ambientes Sedimentarios

Cuencas sedimentarias: Áreas de subsidencia donde se lleva a cabo la acumulación de sedimento.

Ambientes sedimentarios: Área de la superficie terrestre donde los elementos son depositados.

Tipos de Ambientes:

• Continentales: Glaciares, desérticos, fluviales, lacustres.
• De Transición: Estuarios, deltas, playas, albuferas.
• Marinos: Arrecifes, plataforma continental, fosas, fondos oceánicos, talud continental.

Facies Sedimentarias

Facies: Sucesión sedimentaria que se interpreta como acumulada en un determinado ambiente sedimentario. Pueden estar referidas a las características físicas (litofacies), a su contenido en fósiles (biofacies) o a la presencia de fósiles (icnofacies).

Asociación de facies: Conjunto de facies que representan un ambiente sedimentario particular.

Sucesión de facies: Asociación de facies con orden vertical muy característico.

Rocas Sedimentarias

Rocas sedimentarias: Se forman por la acumulación de sedimento en cuencas sedimentarias gracias a la diagénesis.

Clasificación:

• Detríticas: A partir de sedimento transportado en estado sólido.
• Químicas: Precipitación de sustancias disueltas en H₂O.
• Organógenas: A partir de la acumulación de restos orgánicos.

Madurez de Sedimentos

Madurez textural: Grado de diferenciación que alcanza un sedimento frente al material original.

Madurez mineralógica: Grado de diferenciación entre la asociación de minerales que presenta un sedimento y las que presentaban las rocas que formaban su área madre.

Magma

Magma: Líquido silicatado con una fusión de gases procedentes de la fusión de una roca.

Elementos que originan magmas:

• Incremento térmico
• Descenso de presión
• Adición de H₂O

Tipos de Magma:

• Básicos: Se generan en dorsales oceánicas, forman basalto y gabro, sílice < 50%.
• Intermedios: Ambientes de rift continental y puntos calientes, originan basaltos alcalinos, traquitas, riolitas, sílice 50-60%.
• Ácidos: Fusión a gran profundidad, no ascienden a la superficie (andesitas, granitos), sílice > 60%.

Consolidación Magmática

Consolidación magmática: Proceso de cristalización de minerales debido a que el magma se enfría. Lento = cristales grandes. Rápido = vidrio.

Los minerales van cristalizando, primero los máficos (ricos en Mg y Fe, Si < 40%) y luego los félsicos (ricos en elementos ligeros, Si > 70%).

Cuando desciende la temperatura bajo la elevada presión, suceden 3 fases de consolidación:

1. Fase Ortomagmática: La temperatura del magma desciende hasta 500ºC. Se cristaliza la mayor parte de los minerales. Se forman yacimientos de segregación por separación de minerales de la fase fluida en la cámara magmática.
2. Fase Pegmatítico-Neumatolítica: Cristalizan los últimos minerales. Se genera un líquido residual donde se concentran los elementos volátiles y, al aumentar la presión, estos penetran en las zonas periféricas de la masa plutónica, originando una aureola. Se forman yacimientos pneumatolíticos.
3. Fase Hidrotermal: La solución residual migra por las grietas, depositándose en estas. En ocasiones, estas son ricas en elementos metálicos y originan yacimientos hidrotermales que se producen por sublimación en el interior de las grietas.

Evolución Magmática

Evolución magmática: La mayor parte de los magmas se quedan en una cámara magmática donde se producen procesos que cambian la composición química del magma.

Procesos:

• Diferenciación: Solidificación del magma por enfriamiento (diferenciación gravitatoria, transporte de gas, filtración a presión).
• Mezcla.
• Asimilación: El magma funde proporciones de rocas encajantes, lo que altera su composición.

Texturas de Rocas Magmáticas

Textura de las rocas magmáticas: Características que presentan las rocas al microscopio.

Tipos de Textura:

• En rocas volcánicas:
  • Vítreas (enfriamiento rápido)
  • Microcristalinas (cristales pequeños porque no ha tenido tiempo suficiente)
  • Vacuolar (burbujas de gases)
• En rocas plutónicas:
  • Cristalina (minerales perfectamente formados y se reconocen al microscopio)
• En rocas plutónicas y volcánicas:
  • Porfídica

Tamaño de los cristales:

• Fanerítica (visible)
• Afanítica (no visible)

Grado de cristalinidad:

• Holohialinas: > 90% vidrio
• Hialocristalinas: Parte vidrio, parte cristales
• Holocristalinas: > 90% cristales

Factores y Tipos de Metamorfismo

Factores de metamorfismo:

• Temperatura
• Presión:
  • Presión litostática: Actúa en una única dirección.
  • Presión de fluidos: Actúa en todas direcciones.
• Composición química de la roca.

Tipos de metamorfismo:

• Impacto
• Enterramiento (bordes activos y pasivos)
• Dinamometamorfismo (bordes activos)
• Térmico o de contacto (destructivo intraplaca)
• Fondo oceánico (constructivo)
• Regional (destructivo)

Esquistosidad y Foliación

Esquistosidad: Como consecuencia de la presión, produce el lajamiento de la roca.

Foliación: Crecimiento cristalino que genera superficies irregulares.

Fluidos Hidrotermales e Hidrotermalismo

Hidrotermalismo: Proceso geológico asociado con la actividad ígnea que implica el agua caliente. Pueden ser:

• Juveniles: Procede del interior de la Tierra.
• Meteóricas: Se infiltran desde la superficie y se calientan en un foco de calor.

Formación de depósitos hidrotermales:

• Disponibilidad de soluciones mineralizadoras susceptibles de disolver y transportar materia mineral.
• Presencia de fracturas en las rocas encajantes.
• Presencia de lugares para la deposición del contenido mineral.
• Reacciones químicas que permitan la precipitación de nuevos minerales.
• Concentración de material mineral depositado para llegar a constituir depósitos explotables.

El hidrotermalismo presenta una zonación: distribución en zonas con distintas mineralizaciones. Se pueden clasificar en:

• Epitermales: Más someros, temperatura baja.
• Mesotermales: Temperatura 175-300ºC y presión moderada.
• Hidrotermales: Temperatura y presión altas (300-600ºC).
• Pirometasomáticos: La mineralización tiene lugar en contacto con la masa granítica, con migración de fluidos en la zona de metamorfismo de contacto.

La actividad hidrotermal puede alcanzar la superficie terrestre y dar lugar a:

• Fumarolas: Conducto de emisión de gases no explosivos.
• Solfataras: Emisiones de vapor de H₂O y ácido sulfhídrico, temperatura < 100ºC.
• Géiseres: Emanaciones de vapores de H₂O hirviendo.

Relación con la Tectónica de Placas

Magmatismo y Tectónica de Placas

• En bordes convergentes tipo arco de islas: Comienza siendo basáltico, pero conforme llegan a la superficie aparecen andesitas y riolitas.
• En zonas de intraplaca oceánica: La actividad magmática está ligada al ascenso de plumas mantélicas que, por descompresión, originan grandes emisiones de basalto.
• En bordes convergentes (continentales): Predominan magmas intermedios con rocas volcánicas y plutónicas.
• En bordes divergentes: Los magmas son basálticos, dando lugar a la corteza oceánica.
• En zonas de intraplaca continental: Las plumas mantélicas también producen basalto.
• En zonas divergentes de rift: La fusión por descompresión genera magmas basálticos que, al mezclarse con rocas de la corteza, pueden dar lugar a andesitas.

Sedimentación y Tectónica de Placas

• Cuencas en extensión: Se generan dentro o entre placas y están asociadas con un incremento del flujo de calor debido a las plumas mantélicas.
• Cuencas en compresión: Ocurren donde hay una colisión de placas.
• Cuencas transformantes: Se desarrollan donde las placas presentan un movimiento lateral con respecto a la otra.