tema 4. rocas
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ASIGNATURA: GEOLOGÍA (GEO 112) TEMA: IV. ROCAS PROFESOR: JOSÉ RAMÓN MARTÍNEZ BATLLE DÍA Y HORARIO: MIÉRCOLES DE 19 A 22 TEMA 4. ROCAS DEFINICIÓN • Según Tarbuck y Lutgens (2000), roca es cualquier masa sólida de materia mineral, o parecida a mineral, que se presenta de forma natural como parte de nuestro Planeta • Según Foucault (1985) roca es el material constitutivo de la corteza terrestre, formado en general por una asociación de minerales, que presenta una cierta homogeneidad estadística, en general dura y coherente (entonces vulgarmente se le llama piedra, canto, peñón, etc.) a veces plástica (arcilla, marga) o móvil (arena), en extremo líquida (petróleo) o gaseosa (gas natural). 2 TEMA 4. ROCAS CLASIFICACIÓN • Su clasificación es compleja por basarse en multitud de criterios. En Foucault (1985), se presenta la siguiente clasificación: – R. exógenas • R. sedimentarias – R. detríticas – R. biógenas – R. físico-químicas • R. residuales – R. endógenas • R. magmáticas – R. plutónicas – R. volcánicas – R. hidrotermales • R. metamórficas 5 TEMA 4. ROCAS CLASIFICACIÓN • La clasificación más extendida en América es la que aparece en Según Tarbuck y Lutgens (2000): – Rocas magmáticas (ellos emplean ígneas) • • • • Félsicas Intermedias Máficas y ultramáficas Piroclásticas – Rocas sedimentarias • R. sedimentarias detríticas – – – – – Lutita Limolita Arenisca Conglomerado y brecha Aglomerado – – – – – Caliza Dolomía R. silíceas Evaporitas Carbón • R. sedimentarias químicas – Rocas metamórficas • R. foliadas – Pizarras – Filita – Esquisto • R. no foliadas – Mármol – Cuarcita 6 TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • ¿Qué es el magma? – Roca fundida que normalmente contiene algunos cristales en suspensión y gases disueltos, principalmente vapor de agua, que están confinados por la presión de las rocas circundantes – La mayor parte del magma se compone iones que se mueven libremente. La estructura cristalina resultante del enfriamiento del magma puede variar dependiendo del grado de libertad de movimiento de los iones TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • ¿Qué es el magma? – Los elementos que aparecen en el magma son básicamente los 8 formadores de roca en la corteza terrestre y que forman parte de los minerales silicatados: silicio, oxígeno, aluminio, potasio, calcio, sodio, hierro y magnesio – Las características que se utilizan para clasificar las rocas magmáticas son: textura y composición mineral. Por ello es importante conocerlas a ambas TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • Texturas – Factores que afectan el tamaño de los cristales y en definitiva la textura de las rocas magmáticas • Velocidad de enfriamiento • Cantidad de sílice presente • Cantidad de gases disueltos en el magma TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • Texturas – Afanítica (de grano fino). – Vesicular: algunas rocas de textura generalmente afanítica presentan poros dejados libres por aire cuando es atrapado al solidificarse el magma – Fanerítica (de grano grueso) – Porfídica (cristales o “granos” grandes en matriz de cristales pequeños. A los cristales se les denomina por “fenocristales”, mientras que la matriz de cristales pequeños se conoce por “pasta”) – Vítrea (no se observa granulometría, sea por enfriamiento rápido del magma como por la viscosidad del fluido) – Piroclástica (de partículas o fragmentos expulsados violentamente. Esta textura suele ser más parecida a las rocas sedimentarias, tales como brechas) – Pegmatítica (cristales muy grandes por recrecimiento motivado por el transporte de iones en el agua en la última etapa de cristalización) TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • Composición: – Elementos básicos y minerales: •Cuando el magma se enfría los 8 elementos básico componentes del magma se combinan para formar los minerales silicatados •Las rocas por lo tanto, se clasifican en función de su contenido en silicatos ferromagnesianos u oscuros vs. silicatos no ferromagnesianos o claros TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • Composición: – Clasificación de las rocas según sus minerales • En un extremo, si existe una mayoría de minerales claros, tales como la mica moscovita, feldespatos y cuarzo, se habla de un gran grupo denominado rocas félsicas e intermedias, donde los elementos dominantes son el silício y el oxígeno en forma de SiO2 • En el otro extremo, si las rocas tienen una mayoría de minerales ferromagnesianos o “silicatos oscuros”, como el olivino, piroxenos, anfíboles y micas del tipo biotita, entonces se habla de rocas de composición ultramáfica y máfica TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • Composición: – ¿Diversas composiciones magmáticas o sólo una? • Cabría suponer que ante la amplia variedad de rocas magmáticas existirían iguales cantidades de magmas. Si bien es cierto que existen magmas con composiciones diversas, no son suficientes para explicar la amplia diversidad de minerales y rocas formados a partir de su enfriamiento. Por eso, aparte de la diversidad magmática, es necesario recurrir a otros modelos que expliquen el amplio abanico de rocas magmáticas existentes • En ese sentido, un geólogo de principios del S. XX llamado N. L. Bowen, descubrió, en un experimento de laboratorio, que un mismo magma basáltico es capaz de producir distintos tipos de minerales silicatados, porque durante el proceso de cristalización la composición del fundido cambia continuamente • En la etapa en la que 1/3 del magma ha solidificado, el fundido carecerá casi por completo de hierro, magnesio y calcio, porque éstos son los constituyentes de los primeros minerales que se forman (olivino y anfíboles). La eliminación de estos elementos hará que se enriquezca el contenido en sodio, potasio y aluminio. Igualmente se enriquece la cantidad de sílice TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • Composición: – Serie de reacción discontinua • Cuando el enfriamiento del magma se produce interrumpidamente, los minerales que se forman en cada fase reaccionan posteriormente con el magma nuevamente recalentado para formar un nuevo mineral. • Pongamos un ejemplo: – Por ejemplo, en un magma que se enfría por primera vez se formará el olivino, que es un silicato ferromagnesiano primitivo, compuesto por un tetraedro de sílice-hierro-magnesio (ver Tema Minerales) – Si este magma vuelve a calentarse, el olivino ya formado reaccionará con el fundido, incorporando más sílice, y si vuelve a enfriarse se formarán cadenas sencillas del silicato ferromagnesiano conocido como piroxeno – Lo mismo ocurrirá si el magma vuelve a calentarse, porque el piroxeno incorporará más sílice pasando de una cadena sencilla a una cadena doble. La concentración de sílice aumenta, así como sodio, potasio y aluminio. Se reduce la concentración de hierro, magnesio y calcio – Si estas reacciones continúan se completa una serie que termina en biotita, que tiene estructura laminar (ver Tema Minerales) – Cuando la serie no se interrumpe se denomina serie de reacción discontinua – Muchas veces, la serie no se completa del todo, y pueden llegarse a formar solamente minerales como el olivino y los piroxenos, sin que la biotita o los anfíboles se formen nunca TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • Composición: – Serie de reacción continua • Si la velocidad de enfriamiento es rápida, no da tiempo a que se formen grandes cristales. El proceso más común, según Bowen, era que los iones de sodio del feldespato plagioclasa rico en calcio sustituyan a este último. • El resultado es que la plagioclasa se enriquece en sodio. • Si el enfriamiento es violento, no da tiempo de una sustitución completa y el resultado es cristales de feldespato ricos en calcio y cubiertos por más y más sodio hacia fuera progresivamente • Finalmente en la última fase de cristalización se forma el feldespato potásico (ortosa), la mica moscovita y si hay exceso de sílice precipita el cuarzo TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • Composición: – Otras modelos para explicar la diversidad de rocas magmáticas • Diferenciación magmática – Al formarse los primeros minerales la composición del magma restante en la cámara magmática cambia, porque los minerales ya formados se van al fondo o se adhieren a los bordes de la cámara en la roca caja – Si además el magma resultante migra hacia otros sectores, fuera de la cámara magmática, no reaccionará con los minerales ya formados – El resultado en cualquier caso es una roca cuya composición química es muy diferente a la del magma inicial – Es típico de los sills, lacolitos y otras estructuras endógenas TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • Composición: – Otras modelos para explicar la diversidad de rocas magmáticas • Mezcla de magmas – Si un magma aislado en una cámara magmática es posteriormente intruido por otra célula convectiva, ambos se mezclarán y generan una mezcla nueva. Este proceso puede ocurrir cuando una célula convectiva poco densa alcanza a otra más densa en el proceso de ascenso • Asimilación de la roca caja o huésped – Cuando el magma asciende puede incorporar restos de la roca caja que se fractura ante la presión de la cámara o se funde y se incorpora al magma. El fundido resultante tendrá una composición distinta del magma original TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • Clasificación – Los tipos de rocas magmáticas son: • • • • Félsicas Intemedias Máficas y ultramáficas Piroclásticas – Se clasifican en función de su composición y su textura. La primera es un rasgo dominante, y sirve para dar el nombre a los tipos comunes (félsicas=feldespato+sílice, etc.). En cada grupo composicional siempre hay al menos 2 rocas “tipo” de similar composición pero de texturas diferentes (por ejemplo, en las félsicas, el granito y la riolita) – La textura depende básicamente de la velocidad de enfriamiento del magma – En general, como se ha explicado, la composición de las rocas magmáticas depende de la serie de reacción de Bowen, aunque se reconocen otros modelos para explicar las múltiples variedades de rocas magmáticas. Sin embargo, la clasificación básica a nivel de composición se ciñe a la serie de reacción de Bowen – Hay tipos de rocas magmáticas que no pertenecen a ninguno de los grupos establecidos en esta clasificación, y constituyen un tránsito entre una clase y otra (p.e. la granodiorita, una roca de composición transicional entre los granitos, grupo de las félsicas, y las dioritas, grupo de las intermedias) TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • Clasificación – Rocas félsicas •Este nombre deriva feldespato y sílice, porque las rocas de este grupo tienen una composición dominante de estos minerales, y otros minerales accidentales •Su textura, como en todas las rocas magmáticas puede ser afanítica y fanerítica TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • Clasificación – Rocas félsicas • Algunos tipos comunes de rocas félsicas son: – Granito » Es del tipo magmática intrusiva, se forma por enfriamiento lento del magma a profundidades considerables inserta en la corteza terrestre. Si aflora, es porque se ha erosionado la roca caja o huésped que la envuelve » Textura fanerítica, que puede ocasionalmente ser porfídica » Composición de 25 a 35% de cuarzo y más del 50% de feldespato potásico (p.e. ortosa) y feldespato plagioclasa rico en sodio, ambos silicatos no ferromagnesianos » El cuarzo es esférico (generalmente no tiene forma cristalina), de brillo vítreo y color claro a gris claro » Los feldespatos son generalmente de color blanco a gris, o incluso rosado (salmón) y exhiben forma rectangular » Tiene otros constituyentes o minerales accesorios, como moscovita (mica no ferromagnesiana), y accidentalmente tiene silicatos ferromagnesianos como biotita o anfíbol. Estos últimos son sólo el 20% pero destacan mucho por su coloración oscura » Cuando el feldespato potásico es dominante y rosado el granito es casi rojizo. Pero cuando tiene un color entre blanco y gris, y a esto se suma la coloración oscura de los ferromagnesianos, el granito es de color gris claro » La variedad porfídica tiene fenocristales de fedespato de un centímetro o más de longitud, repartidos en una matriz de grano grueso de cuarzo y anfíbol » El término granito se utiliza frecuentemente de forma indistinta para amplias variedades de rocas faneríticas. Es preferible abandonar esta práctica y referirse a ellas como rocas granudas y no graníticas » En RD aflora en varios de los sistemas montañoso, pero especialmente en la Cordillera Central. Es habitual también la tonalita en valles, como Bonao y Villa Altagracia. Esta variedad no es un granito propiamente, sino más bien una diorita » Tiene utilidad ornamental TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • Clasificación – Rocas félsicas • Algunos tipos comunes de rocas félsicas son: – Riolita » Es del tipo magmática extrusiva o efusiva, por lo que es emitida hacia la superficie terrestre donde el magma se enfría, cristaliza velozmente y solidifica » De similar composición que los granitos pero de textura afanítica. Su composición es básicamente silicatos no ferromagnesianos (claros) » Suele ser de color marrón claro o rosado, a veces gris muy claro » Contiene frecuentemente fragmentos vítreos y huecos que indican un rápido enfriamiento sobre la superficie terrestre. Estos fragmentos son de cuarzo o feldespato potásico (ortosa). Aunque la roca no es de textura porfídica estos fragmentos se aluden normalmente como “fenocristales” » La riolita es bastante infrecuente » En RD, la riolita sólo aflora en la Cordillera Central (proximidades de Valle Nuevo, Aguas Blancas, Valle del Tetero) y en la Cordillera Oriental, proximidades de Hato Mayor TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • Clasificación – Rocas félsicas • Algunos tipos comunes de rocas félsicas son: – Obsidiana » Roca de textura vítrea color oscuro que se forma cuando la lava rica en sílice se solidifica. Los iones de esta roca están desordenados y por tanto, según Tarbuck y Lutgens, su composición no es mineral » Aunque su color es negro o marrón rojizo, la obsidiana tiene una composición semejante a las riolitas y granitos, pero enriquecida en sílice. El sílice por sí solo es claro, transparente, como los vidrios de las ventanas. El color oscuro es consecuencia de iones metálicos presentes en el magma » Da una talla muy buena, y en muchos grupos prehistóricos, tanto de Europa, como de América del Norte (México uno de ellos), constituyó una fuente excelente para la elaboración de industrias líticas » En RD no hay reportes de obsidiana TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • Clasificación – Rocas félsicas • Algunos tipos comunes de rocas félsicas son: – Pumita » En composición es igual a la obsidiana, es decir, con los minerales que típicamente tienen las rocas félsicas (granito, riolita) y enriquecida en sílice » Su textura es vesicular, provocada por la grandes cantidades de gases que escapan a través de la lava, generando una masa frecuentemente gris y porosa. Los poros hacen que esta roca sea muy liviana, incluso puede flotar en agua » En algunas muestras de pumita hay muchos agujeros, en otras se observan fragmentos de cristal » Pulida, se utiliza para el arreglo de manos y pies en manicurismo y pedicurismo » En RD se reportan pumitas en las proximidades de Valle Nuevo y Aguas Blancas TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • Clasificación – Rocas intermedias • Reciben este nombre porque son rocas cuya composición es “intermedia” entre las félsicas y las máficas • Las rocas magmáticas intermedias contienen minerales encontrados cerca de la mitad de la serie de reacción de Bowen • El anfíbol (generalmente hornblenda) y las plagioclasas cálcicas y sódicas son los principales constituyentes de este grupo • Las más comunes son andesita y diorita TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • Clasificación – Rocas intermedias •Algunos tipos comunes de rocas intermedias son: – Andesita » Roca de color gris medio, extrusiva (volcánica) » De grano fino, textura afanítica, pero frecuentemente de textura porfídica. En este último caso los fenocristales son de claros y rectangulares de plagioclasa o cristales negros y alargados de hornblenda » En RD es común observar andesitas en Padre Las Casas TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • Clasificación – Rocas intermedias •Algunos tipos comunes de rocas intermedias son: – Diorita » Roca intrusiva de grano grueso (fanerítica), parecida al granito gris (aquellos en los que el feldespato es gris) » Su composición feldespato plagioclasa rica en sodio y anfíbol, con cantidad muy pequeñas de biotita » Las proporciones de plagioclasa sódica y anfíbol son casi a partes iguales, la roca tiene un efecto sal y pimienta » En RD se puede observar en la Sierra de Bahoruco TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • Clasificación – Rocas máficas •Sus componentes principales (olivino, piroxeno y plagioclasa cálcica) tienen un alto contenido en hierro y magnesio o calcio y bajo en sílice •Por lo tanto, dado que los minerales más importantes en este grupo son oscuros o silicatos ferromagnesianos se denominan máficas, de magnesio y ferrum (raíz latina de hierro) TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • Clasificación – Rocas máficas •Algunos tipos de rocas máficas son: – Basalto » Roca volcánica de grano fino, afanítica, color verde oscuro a negro » Su composición mineral son fundamentalmente piroxeno y plagioclasa cálcica, con cantidades menores de olivino y anfíbol » Cuando es porfídico el basalto contiene comúnmente fenocristales pequeños de plagioclasa cálcica de colores claros o fenocristales de olivino de aspecto vítreo embebidos en una pasta oscura » En RD es muy común y se puede observar en la Cordillera Central de forma abundante TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • Clasificación – Rocas máficas •Algunos tipos de rocas máficas son: – Gabro » El equivalente intrusivo del basalto, es decir, que tiene la misma composición pero su textura es más bien fanerítica » Es de color verde muy oscuro a negro » El gabro constituye una roca muy común de la corteza oceánica, pero es raro que aflore por entre la corteza continental » En RD se le puede observar en la Sierra de Bahoruco TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • Clasificación – Rocas ultramáficas •Reciben este nombre porque contienen la máxima concentración de hierro y magnesio, dado que los únicos minerales presentes son los primeros en cristalizar de la serie de Bowen: olivino y piroxeno •Las ultramáficas son infrecuentes en la superficie terrestre •La más importante es la peridotita, la cual se cree es el componente principal del manto superior TEMA 4. ROCAS ROCAS MAGMÁTICAS • Clasificación – Rocas ultramáficas • Algunos tipos de rocas ultramáficas son: – Peridotita » Roca magmática fanerítica, que puede ser tanto amarillo oscura o más o menos verde negruzca, aceitosa » Su composición es de más de 90% de minerales ferromagnesianos, olivino predominante, acompañado de piroxeno, a veces anfíbol marrón claro y biotita » Se cree que el manto superior, bajo la corteza terrestre, está constituido esencialmente por este tipo de rocas – Komatita, Picrita » Equivalentes afaníticos de las peridotitas, de color negro, » Misma composición que la peridotita, es decir, rica en minerales ferromagnesianos, con olivino dominante TEMA 4. ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS • Definición de sedimento: – Conjunto de partículas no consolidadas creadas por la alteración y la erosión de las rocas, por precipitación química de soluciones acuosas o por secreciones de organismos, y transportadas por el agua, el viento y los glaciares. – Las rocas sedimentarias proceden de la compactación y cementación del sedimento en un proceso que globalmente se denomina litificación TEMA 4. ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS • Definiciones de Roca Sedimentaria – Según Foucault, rocas exógenas formadas en la superficie de la Tierra, que representan el 5% del volumen de la corteza terrestre (continental y oceánica), pero que cubren un 75% de la superficie (en área). Son muy variadas porque su génesis depende de numerosos factores: • • • • • naturaleza inicial de los materiales desagregados y alterados tipos de alteración modo de transporte zona de depósito modalidades de diagénesis – Según Tarbuck y Lutgens, roca formada a partir de productos de meteorización de rocas preexistentes que han sido transportadas, depositadas y litificadas. Esta definición no abarca a todas las rocas que hoy se conocen como “sedimentarias”, porque no contempla a las biogénicas y las físico-químicas TEMA 4. ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS • Clasificación según Tarbuck y Lutgens – R. sedimentarias detríticas • Lutita • Limolita • Arenisca • Conglomerado y brecha • Aglomerado – R. sedimentarias químicas • Caliza • Dolomía • R. silíceas • Evaporitas (sal, yeso) • Carbón TEMA 4. ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS • Clasificación según Tarbuck y Lutgens – R. sedimentarias detríticas • Son rocas que se forman a partir de la acumulación de los materiales que se originan por alteración (química, física o biológica) y son transportados como partículas sólidas por el agua, el hielo o el viento (detritos) • La clasificación se basa en el tamaño del material de origen que conforma el sedimento. Así: – Aglomerado, sedimento conformado por bloques de más de 64 milímetros – Conglomerado y brecha, cantos, entre 2 y 64 mm – Arenisca, arena, ente 1/16 (~0.063) y 2 mm – Limolita, limo, entre 1/256 (~0.004) y 1/16 (~0.063) mm (esta categoría casi no se usa y se prefiere agrupar dentro de “lutitas”. En este dossier se asume a limolita como parte de las lutitas) – Lutita, arcilla, menos de 1/256 (~0.004) mm TEMA 4. ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS • Clasificación según Tarbuck y Lutgens – R. sedimentarias detríticas • En muchas clasificaciones, de hecho Tarbuck y Lutgens así lo hacen, la limolita es parte de las lutitas y los aglomerados son parte de los conglomeraos/brechas • Por lo tanto, las categorías estables, presentes en cualquier clasificación de rocas sedimentarias detríticas son: conglomerado/brecha, arenisca y lutita • Sin embargo, si bien para fines didácticos es una simplificación útil clasificar a las rocas sedimentarias detríticas en esos tres tipos, no menos cierto es que existen muchas detríticas que constituyen transiciones entre estas, o cuyas composición clástica no se reduce a unas partículas de un único tamaño • Se anima al estudiantado a profundizar en las rocas sedimentarias con manuales como el de F. J. Petitjohn TEMA 4. ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS • Clasificación según Tarbuck y Lutgens – R. sedimentarias detríticas • Lutita – Roca compuesta por partículas de tamaño de la arcilla y del limo – Es la más abundante de las rocas sedimentarias en el planeta – La sedimentación masiva de partículas de arcilla y limo requiere de corrientes no turbulentas, muy tranquilas, como las de los lagos, llanuras de inundación de los ríos, lagunas y zonas de las cuencas oceánicas profundas – Incluso las partículas de arcilla muy pequeñas son capaces de inhibir la atracción de la gravedad cuando están suspendidas en un fluido y pueden tardar años o puede no ocurrir nunca la deposición. Por eso, se requiere que las partículas de arcilla se aglomeren en agregados para decantarse – Cuando las lutitas son negras indican una presencia importante de carbono, materia orgánica – Las partículas se depositan siempre de forma desordenada, dejando espacio entre ellas (poros) que es ocupado posteriormente por agua. Al apilarse más sedimento arriba, las partículas de limo y arcilla se ordenan en una alineación paralela, lo que expulsa el agua. Esto impide la circulación del agua en su interior, lo que dificulta la circulación del “cemento”, y por esta razón son rocas poco competentes, débiles TEMA 4. ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS • Clasificación según Tarbuck y Lutgens – R. sedimentarias detríticas • Lutita – Esto también explica la incapacidad del agua de penetrar en este tipo de rocas – Es común el uso del término “lutita” a todas las rocas sedimentarias de grano fino, pero debe evitarse y referirse a las rocas según su verdadera tipología basada en distintos criterios (el geoquímico es uno muy importante) – La lutita tiene características que la hacen singular. Si la roca es capaz de escindirse en capas finas a lo largo de planos de amplio recorrido se habla de lutita físil – Si por el contrario no los presenta se habla de lutita no físil o “mudstone” o shale – La lutita agrupa a las limolitas (también llamada siltita), pero cuando los geólogos hacen referencia a esta última se trata de roca compuesta fundamentalmente por partículas de limo (no confundir con limonita, que es un hidróxido) – En RD hay abundantes sectores con lutitas. Algunos sitios emblemáticos son: Morro de Monte Cristi, carretera AzuaBarahona, Hoya de Enriquillo, cuenca del río Ocoa entre otros TEMA 4. ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS • Clasificación según Tarbuck y Lutgens – R. sedimentarias detríticas • Arenisca – Roca en la que predominan los clastos arenosos – Después de la lutita, es la segunda más abundante. Constituye el 20% del conjunto – Para determinar su origen se utilizan criterios tales como: selección y forma del grano, composición, y otros » La selección del grano es el grado de semejanza del tamaño del clasto en una roca sedimentaria. Si todos son iguales (homométricos) se dice que la muestra está “bien seleccionada”. Si contiene clastos de muy diversos tamaños (heterométricos) se dice que la arena está mal seleccionada » La forma de los granos arenosos es otro criterio útil. Los granos transportados por el viento suelen denominarse “ventifactos”, que quiere decir “hechos por el viento”, tienen una forma geométrica no redondeada. Los transportados por el agua son redondeados. La duración del transporte es también determinante en la forma del grano » La composición indica muchas veces qué tanta alteración del material original hubo, y qué tanta distancia ha recorrido. Los feldespatos y los silicatos ferromagnesianos se transforman y lavan primero que el cuarzo TEMA 4. ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS • Clasificación según Tarbuck y Lutgens – R. sedimentarias detríticas • Arenisca – Debido a su durabilidad, el cuarzo es el mineral dominante en las areniscas. Cuando este es el caso, la roca se denomina “cuarzoarenita”. – Cuando una arenisca presenta cantidades apreciables de feldespato, y frecuentemente micas, se denomina “arcosa”. El cemento, que es generalmente un 15% está compuesto de arcillas. Tienen color claro, material detrítico homométrico y estratificación irregular. Son continentales y se encuentran a menudo en las proximidades de los granitos y gneiss, de las que proceden por alteración poco intensa (clima seco), arranque transporte y sedimentación bastante rápidos y en un corto espacio – Una tercera variedad de areniscas de color oscuro es la “grauwaca” o “grauwaca”. Tiene, además de granos de cuarzo, feldespato y micas, fragmentos de roca de grano fino (esquistos, basaltos, etc.) cementados en una matriz (esta última está compuesta de partículas arcillo-limosas ubicadas en los espacios entre clastos grandes). Más del 15% de la grauvaca es matriz – En RD las areniscas son abundantes en el borde meridional y septentrional de la Cordillera Central y Valle de San Juan. En la carretera Azua-Barahona, cuenca del río Ocoa son habituales los afloramientos de areniscas TEMA 4. ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS • Clasificación según Tarbuck y Lutgens – R. sedimentarias detríticas • Conglomerado y brecha – Roca detrítica compuesta fundamentalmente de grava, que pueden ser grandes cantos rodados o angulosos hasta clastos pequeños del tamaño de una habichuela – Los clastos suelen ser lo bastante grandes como para identificar la roca de procedencia, y por lo tanto resulta fácil identificar el lugar de origen – Es frecuente que los conglomerados estén mal seleccionados. Los huecos entre los grandes clastos contienen arena o lodo que a su vez los empastan – La grava se acumula en diversos ambientes y normalmente indica la existencia de pendientes acusadas o corrientes turbulentas: cauces que salen de un macizo montañoso, oleaje intenso que remueve los restos de un acantilado, avalanchas, glaciares, etc. – Si los clastos son redondeados la roca se denomina “conglomerado” y si son angulosos “brecha”. Algunos autores, como Foucault, prefieren reservar el término conglomerado al conjunto de las rocas compuestas por al menos un 50% de clastos de más de 2 mm empastados por un cementado, designando entonces como “pudingas” a aquellas que tienen clastos redondeados y “brechas” a las que los tienen angulosos – En RD las pudingas y brechas existen en los piedemonte de la Cordillera Central, Sierras de Bahoruco y Neyba y otros. Se pueden observar también en el tramo carretero Baní-Barahona TEMA 4. ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS • Clasificación según Tarbuck y Lutgens – R. sedimentarias bioquímicas • También llamadas “biógenas y físico-químicas”, o protógenas por otros autores • Son aquellas que se forman a partir de material precipitado del agua por medios orgánicos (vida, secreciones, acumulación de restos vivos como esqueletos, etc.) o inorgánicos (por evaporación) • La clasificación de estos autores es la siguientes: – Caliza » Arrecifales » Coquina y creta » Inorgánicas – – – – Dolomía Rocas silíceas (sílex) Evaporitas Carbón TEMA 4. ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS • Clasificación según Tarbuck y Lutgens – R. sedimentarias bioquímicas • Calizas – Algunos autores, como Petitjohn, agrupan las calizas, dolomías y otras rocas con radical de carbonato entre las rocas carbonatadas. A efectos didácticos, se seguirá la clasificación de Tarbuck y Lutgens – Representan el 10% en volumen total de todas las rocas sedimentarias – Están compuestas de calcita, un carbonato cuya fórmula es CaCO 3 – Se forma tanto por procesos inorgánicos como por procesos bioquímicos. La forma más común es la de origen bioquímico – Existe una variedad muy amplias de calizas detalladas en Petitjohn. Se detalla una clasificación simplificadas: » Calizas arrecifales. El crecimiento del pólipo (invertebrado) en simbiosis con algas zooxantelas segrega un esqueleto rico en calcitas que cuando se aglomera produce la estructura denominada arrecife. La acumulación en el arrecife de restos orgánicos de seres vivos en cuyos cuerpos hay abundantes cantidades de carbonato de calcio hacen que estas estructuras produzcan cantidades abundantes de roca caliza arrecifal. En RD hay abundantes ejemplos. Abundantes facies de las terrazas marinas sobre las que se apoya la ciudad de Santo Domingo son del tipo arrecifal TEMA 4. ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS • Clasificación según Tarbuck y Lutgens – R. sedimentarias bioquímicas • Calizas – Existe una variedad muy amplias de calizas detalladas en Petitjohn. Se detalla una clasificación simplificadas: » Coquina y creta: hay calizas altamente biogénicas, mucho más que la caliza arrecifal. La acumulación exclusiva de restos de seres vivos de cuerpos carbonatados da estos tipos especiales de roca carbonatada. La coquina se produce con la acumulación de muchas conchas de moluscos y caparazones de crustáceos en una aglomeración poco cementada que permite distinguir a simple vista dichas partes corporales. La creta, una roca blanda y porosa que deja traza, es también altamente biogénica porque consiste en la acumulación de las partes duras de microorganismos marinos (cocolitos=piezas calcáreas de entre 2 a 10 micrómetros), básicamente vegetales unicelulares y foraminíferos planctónicos. En RD hay abundantes coquinas en el litoral de Pedernales y Hoya de Enriquillo, mientras que la creta aparece en las formaciones del Mioceno de la Sierra de Bahoruco (Lemba, Cabo Duarte, etc.) TEMA 4. ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS • Clasificación según Tarbuck y Lutgens – R. sedimentarias bioquímicas • Calizas – Existe una variedad muy amplias de calizas detalladas en Petitjohn. Se detalla una clasificación simplificadas: » Calizas inorgánicas: los espeleotemas de las cuevas tienen un origen inorgánico (muchos geólogos en EEUU llaman travertinos a este tipo de roca, pero en Europa está restringido a los carbonatos que se depositan en las surgencias del karst). Igualmente la caliza oolítica, compuesta de pequeños granos esféricos denominados oolitos. Los oolitos se forman cuando una partícula, generalmente un fragmento de caparazón, es movido armónicamente, lo que hace que se concrecione carbonato de calcio en torno a este por precipitación química en un medio saturado y progresivamente caliente TEMA 4. ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS • Clasificación según Tarbuck y Lutgens – R. sedimentarias bioquímicas • Dolomía – Roca carbonatada compuesta de un mineral denominado dolomita, que es un carbonato cálcico-magnésico. Se cree que la dolomía puede formarse por precipitación directa de magnesio en el agua de mar, pero resulta más obvio y aceptado científicamente que el magnesio reemplaza al calcio de la calcita para formar dolomita (la mayor parte de las dolomías es vieja) – En RD, aparecen algunos afloramientos de dolomía en la vertiente Norte de la Sierra de Bahoruco TEMA 4. ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS • Clasificación según Tarbuck y Lutgens – R. sedimentarias bioquímicas • Rocas silíceas (sílex) – Hay muchas variedades bio-químicas de rocas con sílice (SiO 2) microcristalina. – El pedernal es un ejemplo, cuyo color oscuro es debido a la materia orgánica que contiene – El jaspe es una variedad roja, que debe su color brillante al óxido de hierro – La bandeada es el ágata – Estas rocas aparecen en nódulos en la caliza o como capas interestratificada en la caliza. Puede que los nódulos sean por precipitación, pero difícilmente las capas se puedan explicar por este mecanismo porque el agua de mar nunca contiene tanta sílice como para saturarse. Más bien, podrían deberse sílice de organismos acuáticos como las diatomeas y los radiolarios, los cuales son capaces de extraer sílice del agua de mar aun cuando esta contenga cantidades mínimas – En RD, al Sur de la Sierra de Bahoruco, entre las caliza Miocenas, y al Norte en las calizas Oligocenas es posible encontrar abundantes cantidades de pedernal TEMA 4. ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS • Clasificación según Tarbuck y Lutgens – R. sedimentarias bioquímicas • Evaporitas – Son rocas que se producen por la acumulación de precipitados químicos, que decantan en el fondo de una bahía semi-cerrada o un lago gracias al aumento en concentración que produce la evaporación – En RD se pueden observar estas rocas en la Hoya de Enriquillo – Sal de roca, o mineral » Es una roca compuesta fundamentalmente de halita, un mineral cuya formula es NaCl, o cloruro sódico » La halita es igual en composición que la sal de mesa – Yeso » Compuesta de sulfato cálcico hidratado CaSO 4.2H2O » El yeso es el componente fundamental de la argamasa, que se utiliza mucho en decoración de interiores y exteriores TEMA 4. ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS • Clasificación según Tarbuck y Lutgens – R. sedimentarias bioquímicas • Carbón – Es una roca compuesta por restos orgánicos (básicamente acumulaciones vegetales) parcialmente descompuestos en un ambiente pobre en oxígeno (anóxico, reductor), como en los pantanos, lagunas, manglares, etc. – Las bacterias en estos ambientes consumen parcialmente la materia orgánica y liberan el oxígeno y el hidrógeno, enriqueciendo el residuo en carbono, lo cual lo hace altamente calórico. Las bacterias no alcanzan a descomponer del todo los restos orgánicos porque la acidez del medio aumenta a tal nivel que impide su supervivencia. – El carbón, según su enriquecimiento en carbono empieza como turba, pasa posteriormente a lignito, luego a hulla (bituminoso) y posteriormente a antracita TEMA 4. ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS • Transformación de sedimento en roca – Litificación: proceso mediante el cual los sedimentos no consolidado se transforman en rocas sedimentarias sólidas. La litificación se traduce en dos procesos individuales: • Compactación: conforme los sedimentos se acumulan a través del tiempo, el peso del material suprayacente comprime a los más profundos. Esto reduce el espaciado entre los granos, lo que los junta y compacta. Mientras más compresible sea el sedimento, mayor compactación experimentará • Cementación: En la compactación, la reducción del espaciado entre los granos produce una expulsión de agua de los poros. Esta agua circulante transporte el cemento disuelto, el cual es dejado como matriz entre los granos, dándole cohesión a éstos. – Un término más amplio, casi equivalente a litificación, es diagénesis. Es el conjunto de procesos que afectan a un depósito sedimentario y lo transforman progresivamente en roca sedimentaria compactada. Este proceso incluye la compactación y cementación, pero abarca otros muchos como el aumento de la temperatura, las reacciones químicas y otros TEMA 4. ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS • Ambientes sedimentarios y facies – El ambiente sedimentario es el conjunto de condiciones físicas, químicas y biológicas que determinan la naturaleza del lugar donde los sedimentos se depositan. Los ambientes sedimentarios pueden ser de distintos tipos, pero los más frecuentes son: continentales y marinos – Facies es una categoría en la que se puede encuadrar una roca y que está determinada por uno o varios caracteres, ya sean de tipo litológico o paleontológico. Estos caracteres distintivos son el resultado de la deposición en ambientes sedimentarios específicos TEMA 4. ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS • Fósiles – Petrificación: los restos de un organismo se petrifican cuando las pequeñas cavidades internas y poros de la estructura original se llenan de mineral precipitado – Moldes: cuando un caparazón u otra estructura es enterrada en un sedimento y luego disuelta por el agua subterránea, queda su molde. Hay 2 tipos: • Externos: cuando sólo queda el exterior del organismo • Internos: cuando el interior del organismo es mineralizado y se observan los órganos internos – Carbonización: un sedimento fino encierra los restos de un organismo, y con el tiempo la compactación expulsa los componentes líquidos (agua) y gaseosos dejando una película de carbono – Impresiones o imprimaciones: cuando de la carbonización se pierde la película de carbono queda una impresión o imprimación – Huellas: rastros de pisadas dejados por los animales en el sedimento blando que luego se litificó – Madrigueras: tubos en sedimento, madera o roca realizados por un animal. Estos agujeros se llenaron después de materia mineral y se conservaron – Coprolitos: fosilización de los excrementos y contenido del estómago que puede proporcionar información útil relativa a los hábitos alimenticios de los organismos TEMA 4. ROCAS ROCAS METAMÓRFICAS • DEFINICIÓN – Roca formada por la modificación de otras preexistentes en el interior de la Tierra, todavía en estado sólido, mediante calor, presión y/o fluidos químicamente activos TEMA 4. ROCAS ROCAS METAMÓRFICAS • Ambientes metamórficos – Proximidad a una masa magmática=metamorfismo de contacto – Zona de falla=metamorfismo cataclástico o dinámico – Durante la formación de montañas=metamorfismo regional TEMA 4. ROCAS ROCAS METAMÓRFICAS • Factores – Calor. Proporciona la energía que impulsa los cambios químicos que resultan en la recristalización de los minerales. Las rocas formadas en la superficie terrestre pueden ser sometidas a un calor muy intenso cuando son intruidas por material fundido que asciende desde abajo – Presión. Hay dos mecanismos que producen una sobrepresión sobre rocas pre-existentes. • La presión aumenta con la profundidad en una masa de rocas sedimentarias. Las rocas enterradas están sometidas a la fuerza o esfuerzo ejercida por la carga que tienen encimas. La presión provocada por el peso de los materiales suprayacentes se denomina “presión de confinamiento” • En segundo lugar los esfuerzos tectónicos direccionales durante la formación de montañas. Generalmente se denominan “esfuerzos direccionales” porque siempre están dirigidas en función de la dirección de los esfuerzos tectónicos – Actividad química (agua con iones disueltos). Los fluidos activos potencian también los procesos metamórficos. Lo más frecuente es que el fluido contenga iones en solución. Este fluido es el agua que expulsan las rocas y minerales cuando son sometidos a compactación, el cual reacciona con los minerales de la roca y ayuda a la migración iónica, formándose minerales más estables en las nuevas condiciones de presión y temperatura. Otra forma mediante se emite agua ionizada es a través de las fuentes hidrotermales. Esta agua también reacciona con las rocas pre-existentes TEMA 4. ROCAS ROCAS METAMÓRFICAS • Cambios inducidos por el metamorfismo – Texturales • Texturas foliadas – Pizarrosidad (foliación rocosa o pizarrosidad), aparece la mica, como en la pizarra – Esquistosidad, la mica crece y la roca se hace escamosa (mica-esquisto, talco-esquisto) – Bandeado gnéisico, gran segregación mineral por el alto grado de metamorfismo, no se separa en capas • Textura no foliadas – Cambios mineralógicos • Por calor, se cambian las moléculas y se pierden incluso elementos • Introducción de minerales TEMA 4. ROCAS ROCAS METAMÓRFICAS • Tipología – Rocas foliadas • Pizarra, de lutita. La pizarra es una roca de grano fino • Filita, de lutita. La filita es de grano fino a medio • Esquistos, de lutita, volcánicas y graníticas. El esquisto es una roca de minerales muy diversos de grano grueso (muchos micáceos) • Gneises, de lutita, volcánicas y graníticas, minerales de grano grueso. El gneis es una roca compuesta de minerales de grano grueso (no micáceos) TEMA 4. ROCAS ROCAS METAMÓRFICAS • Tipología – Rocas débilmente foliadas • Milonitas, de cualquier material. Las milonitas son rocas duras de grano fino • Metaconglomerados, de conglomerado rico en cuarzo. Los metaconglomerados son rocas compuestas de cantos rodados muy estirados • Anfibolitas, rocas volcánicas máficas. Las anfibolitas son rocas de grano grueso TEMA 4. ROCAS ROCAS METAMÓRFICAS • Tipología – Rocas no foliadas • Mármol, procedente de calizas y dolomías. El mármol está compuesto por granos de calcita intercrecidos • Cuarcitas, procedente de arenisca rica en cuarzo. La cuarcita está compuesta de granos de cuarzo intercrecidos.
