Formació i Deformació de les Roques: Processos Sedimentaris, Metamòrfics i Tectònics

Medis Sedimentaris i Diagènesi

Els medis sedimentaris són zones de la superfície terrestre sotmeses a processos geològics externs (erosió, transport, deposició) que modifiquen el relleu. Aquí es formen les roques sedimentàries per compactació i cimentació dels sediments.

• Als continents, predominen l'erosió i la meteorització.
• La majoria de roques sedimentàries es formen en àrees continentals, oceans i mars.
• Les zones costaneres presenten medis sedimentaris de transició.

La diagènesi engloba els canvis físics, químics i biològics que transformen els sediments en roques sedimentàries:

• Alteració i destrucció de roques preexistents per meteorització.
• Transport dels sediments per agents geològics fins a les conques sedimentàries.
• Deposició i transformació dels sediments en roca sedimentària.

La compactació redueix el volum dels porus del sediment, i la cimentació, simultània, precipita material soluble que actua de ciment. La recristal·lització forma nous minerals.

Classificació de les Roques Sedimentàries

• Detrítiques: formades per erosió, transport i deposició de fragments de roques.
• Químiques: precipitació d'anions i cations dissolts en aigua.
• Bioquímiques: químiques amb intervenció d'éssers vius.
• Biogèniques: acumulació d'esquelets d'organismes.
• Orgàniques: acumulació de teixits orgànics.

Roques Detrítiques

• Carcassa: grans de mida grossa o mitjana.
• Matriu: grans petits entre els fragments grossos.
• Ciment: precipitat que aglutina els elements.

Tipus:

• Rudites: còdols o grava en matriu fina (conglomerats, bretxes).
• Gresos: grans de mida mitjana, matriu de llim i argila (gresos silícics o feldspàtics).
• Lutites: grans de mida petita, minerals argilosos (limolites, argil·lites).

Roques Carbonatades

Formades per precipitació de carbonat de calci (CaCO3). La dissolució i precipitació depenen del pH, temperatura, salinitat i éssers vius.

• Bioclasts: fragments d'esquelets.
• Fang calcari: matriu fina.

Tipus:

• Origen químic: calcàries, travertins, estalactites, estalagmites.
• Origen orgànic: esculls fòssils, estromatòlits, lumaquel·les, cretes, dolomies.

Roques Evaporítiques i Orgàniques

Evaporítiques: precipitació de sals per evaporació (>80% sals): carbonats de calci, sulfats de calci (guix), clorur de sodi (halita).

Orgàniques:

• Carbons naturals: transformació de vegetals (torba, lignit, hulla, antracita).
• Petroli: barreja d'hidrocarburs de plàncton mort en sediments marins.

Metamorfisme i Tectònica de Plaques

El metamorfisme transforma roques en estat sòlid per canvis mineralògics i estructurals (pressió i temperatura). Es generen nous minerals (metasomatisme) o es reorganitzen (canvi isoquímic), amb canvis estructurals. Resultat: roques metamòrfiques.

• Canvis de temperatura: 100-200 °C fins a 700 °C, difusió d'ions, activitat de fluids, inestabilitat de minerals, deformació.
• Canvis de pressió: reducció de volum, augment de plasticitat, reordenació de grans (foliació: pissarres, esquists).
• Fluids químicament actius: aigua i diòxid de carboni com a catalitzadors.

Roques Metamòrfiques i Tectònica

• Marges de plaques: alta pressió i temperatura (metamorfisme d'alta pressió). Dorsals: menys metamorfisme.
• Zones intraplaca: menys pressió i temperatura (metamorfisme regional o tèrmic).
• Marges transformants: fricció (metamorfisme dinàmic o de pressió).

Roques que pateixen metamorfisme:

• Sediments d'erosió continental.
• Roques de l'escorça continental.
• Sediments del fons marí.
• Roques ígnies de l'escorça oceànica.

Exemples: pissarres, fil·lites, esquists, gneis.

Deformació de les Roques

Les forces tectòniques deformen les roques, originant noves estructures. Forces dèbils o de curta durada no solen causar deformacions significatives. Forces importants i prolongades formen plecs o falles.

Esforç: força aplicada sobre una superfície (bar o pascal).

• Litostàtic o uniforme: forces similars en totes direccions, redueix el volum.
• Diferencial o dirigit: forces amb magnituds diferents, causa deformacions.
  • Tensió: allargament de les roques.
  • Compressió: escurçament de les roques.
  • Cisalla: lliscament i translació.

Tipus de Deformació

• Elàstica: reversible, proporcional a l'esforç.
• Plàstica: permanent.
• Fràgil: fractura per pèrdua de cohesió.

Plecs

Ondulacions per compressió o cisallament (regió plàstica).

• Anticlinal i sinclinal: zones còncaves i convexes.
• Xarnera: zona de màxima curvatura.
• Flanc: regió lateral de la xarnera.
• Pla axial: uneix les xarneres (vertical: simètric; inclinat: asimètric).
• Eix: intersecció del pla axial amb la xarnera.

Anticlinal: convex cap amunt, materials antics al nucli. Sinclinal: convex cap avall, materials joves al nucli. Monoclinal: una inflexió per moviment de falla.

Fractures: Falles i Diàclasis

: Paral·lel (Falles) Perpendicular al pla (Diàclasis) Elements:  -Pla de falla: Inclinació del pla de fractura. -Escarpament de falla: Relleu abrupte produït pel moviment de la falla. -Sostre: massa rocosa que hi ha al damunt d'un pla de falla. -Mur: Superfície inferior d'una falla. Tipus: -Falla de salt segons el cabussament: (Falla normal->Extensió dels dos blocs. Falla inversa->Compressió dels dos blocs. Encavalcaments-> El cabussament del pla de falla es inferior a 45*) -Falla de salt segons la direcció: El desplaçament dels blocs es horitzontal i paral·lel a la direcció del pla de falla. (Cisallament)  -Falla de salt oblic: Desplaçament horitzontal i vertical. (Extensió i cisallament)