Cátedra de Geología, Geomorfología y Suelos Guía Nº 1

Profesor C.G. Ramonell
Universidad Nacional del Litoral
FACULTAD DE INGENIERÍA
Y CIENCIAS HÍDRICAS
Cátedra de Geología, Geomorfología y Suelos
Guía Nº 1
MINERALOGÍA. ROCAS ÍGNEAS Y METAMÓRFICAS
MINERALES
1.
Vulgarmente, denominamos “piedras” a los materiales sólidos naturales que hallamos en la
superficie de nuestro planeta. Aún con la diversidad de colores, tenacidades y tramas que estos
materiales geológicos presentan, los mismos pueden ser diferenciados en dos grandes grupos: el de los
minerales, por un lado, y el de las rocas, por otro. Un mineral es una sustancia inorgánica formada por
procesos naturales en el interior o la superficie de la corteza terrestre, que tiene una composición
química definida, y propiedades físicas determinadas y constantes; la disciplina que los estudia se llama
Mineralogía. Por su parte, una roca es un cuerpo geológico formado por la asociación de minerales, que
aparece con frecuencia y en forma abundante (es decir, con una importante extensión areal o
volumétrica) en distintas partes de la corteza; la descripción y la determinación de la génesis de las rocas
son los objetivos de la Petrografía y la Petrología.
2.
Las dos definiciones de arriba reúnen partes conceptuales no indisolubles: si no mencionamos
alguna de ellas, materiales como el vidrio, el acero o el cemento portland, pasarían a ser minerales o
rocas. Además, no cualquier asociación de minerales puede clasificarse como roca, como se verá luego.
3.
En el planeta existen más de 2000 especies minerales, de las cuales sólo unas 200 aparecen
con frecuencia o tienen importancia económica. Entre estos 200 minerales hay cerca de 30 especies que
son por demás abundantes y que, por formar casi la totalidad de las rocas de la corteza, se las distingue
del resto con el nombre de minerales petrogenéticos.
4.
La existencia de semejante cantidad de especies impone la necesidad de una sistemática de
clasificación que, en Mineralogía, se hace de dos maneras: atendiendo a las composiciones químicas de
los minerales, o a ciertas propiedades derivadas de su naturaleza cristalina. Así, las más de 2000
especies están divididas por su quimismo en cerca de 15 clases, diferentes entre sí por el elemento
químico que forma el anión u oxianión del compuesto natural, que se identifican como sigue: silicatos
(unas 500 especies; en esta clase se encuentran la gran mayoría de los minerales petrogenéticos),
sulfuros y afines (300), fosfatos y vanadatos (350), óxidos e hidróxidos (250), sulfatos y wolframatos
(200), carbonatos, nitratos y boratos (200), sales halógenas (100) y elementos nativos (unos 50
minerales, que aparecen como elementos químicos puros).
5.
Respecto de la clasificación basada en los atributos cristalinos, su explicación queda fuera de los
objetivos de este Curso. Sólo nos limitaremos a mencionar que, si cualquier mineral se desarrollara
libremente, se convertiría en un cristal: es decir, en un cuerpo homogéneo limitado por superficies
planas, que son la expresión externa de un ordenamiento atómico interno. Esta es una definición
mineralógica tradicional, ya que actualmente se denomina cristal a cualquier sólido con un orden
atómico tridimensional. Prácticamente todos los minerales poseen esta cualidad, y las menos de las
veces se presentan como verdaderos cristales en el sentido más estricto de la palabra.
6.
Como resultado de la particular composición química y organización espacial de los átomos,
cada mineral posee una asociación de propiedades físicas que le es característica. Normalmente, son
estas propiedades las que se utilizan para identificar a una especie determinada. Algunas de ellas son: el
color, el brillo (es decir, el aspecto de la superficie del mineral al reflejar la luz), la dureza (o sea, la
resistencia que ofrece la superficie del mineral a ser rayada), la tenacidad (la resistencia del mineral a
ser deformado, triturado, etc.) y el peso específico (o gravedad específica, es decir, el peso
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específico/1000). Hay varias propiedades más, figurando entre las más importantes para la identificación
las que dependen del comportamiento de un haz de luz incidiendo o atravesando la muestra bajo
estudio; obviamente, en estas técnicas (denominadas “de grano suelto” o determinaciones en corte
delgado, respectivamente) se requiere de un tratamiento especial de la muestra, como así también de
conocimientos e instrumental (en principio, un microscopio polarizador) muy específicos.
7.
A continuación, describiremos los minerales más corrientes de entre los formadores de rocas, y
cuyo reconocimiento a nivel macroscópico es relativamente sencillo (los valores de gravedad específica,
s, se indican al término de cada descripción):
Cuarzo: es anhídrido silícico (SiO 2). Sus colores más frecuentes son el blanco, incoloro, gris negruzco y
rosado. El brillo es vítreo, y la dureza es superior a la del acero o el vidrio. Aparece en forma masiva y se
rompe con fractura irregular. Es muy tenaz. s: 2,65.
Calcedonia: así se denominan a las variedades criptocristalinas fibrosas de cuarzo. La calcedonia posee
las mismas propiedades que este (aunque sus colores son más diversos). Típicamente, sus planos de
fractura son concoidales. Suele aparecer bandeada. s: 2,6.
Feldespato: este es el nombre de un grupo de silicatos de aluminio con potasio, sodio y calcio, que
poseen propiedades macroscópicas comunes, siendo casi siempre imprescindible el uso de técnicas con
microscopio para diferenciarlos. De acuerdo a su composición química, se diferencian los Feldespatos
Alcalinos (silicatos de Al y K) de los Feldespatos Calco-sódicos o Plagioclasas (silicatos de Ca y Na). Los
primeros incluyen a dos especies minerales (Ortosa y Microclino), mientras que las plagioclasas forman
una serie continua de seis especies, en cuyos extremos se encuentran las variedades más ricas en Na
(Albita) y Ca (Anortita). Sus colores más frecuentes son el rosado, anaranjado, blanco y gris, siempre de
tonos claros. Poseen dureza superior a la del vidrio o el acero, pero ligeramente inferior al cuarzo. El
brillo es vítreo, y el hábito masivo. Son minerales tenaces, y, al romperlos, los fragmentos quedan con
dos o cuatro superficies bien rectas (planos de clivaje o exfoliación), con las caras restantes irregulares.
s: 2,54 a 2,57 en los feldespatos alcalinos, y 2,62 a 2,76 en las plagioclasas.
Mica: como en el caso de los feldespatos, “mica” es la denominación de un grupo de silicatos que
incluye a unas diez especies minerales, cuyas características comunes sobresalientes son el hábito
hojoso, una tenacidad y una dureza muy bajas (son rayadas fácilmente por el acero e, incluso, pueden
rayarse con un clavo de cobre), y partición según su hábito. Las micas de aparición más frecuente son la
Moscovita (alúmino-silicato de K y Al hidratado, de color blanco), y la Biotita (alúmino-silicato de K, Mg y
Fe hidratado, de color negro). En ambas, el brillo es reluciente, semi-metálico a vítreo. s: 2,8 a 3,2.
Piroxeno: también es el nombre de un grupo de silicatos (trece minerales, en este caso), cuya especie
más común en las rocas es la Augita (silicato de Al, Ca, Mg y Fe). Posee color negro o verde negruzco,
brillo vítreo, y dureza y tenacidad iguales o ligeramente inferiores a las de los feldespatos. Típicamente,
aparece en la forma de prismas tubulares, de sección transversal cuadrada.
Anfíbol: es la denominación genérica de doce “piroxenos hidratados”, cuyo representante más
abundante es la Hornblenda (un silicato hidratado complejo de Al, Ca y Mg, con cantidades variables de
F, Fe y Na). Sus propiedades físicas macroscópicas son las mismas que citamos para la augita, excepto
en que sus prismas tubulares poseen sección transversal hexagonal. Los valores de s para los piroxenos
y los anfíboles, en conjunto, varían entre 2,85 y 3,6.
Calcita: es un carbonato de calcio de color blanco o incoloro, aunque puede tener diversos tonos de gris,
verde, azul o amarillo. Es rayada fácilmente por el acero, pero no con una uña. Posee brillo vítreo,
tenacidad baja y, característicamente, se rompe en fragmentos limitados por caras planas, en forma de
rombohedros. La calcita se disuelve en aguas con ácido carbónico, que son bastantes frecuentes en la
superficie terrestre. s: 2,71.
Yeso: es un sulfato de Ca hidratado. Tiene color blanco, incoloro, amarillento o gris, y brillo vítreo o
perlado. Puede rayarse con la uña, y es de baja tenacidad, partiéndose en una dirección preferencial.
Forma cristales tabulares o aciculares, y también agregados masivos o dispuestos como pétalos
(“rosetas de yeso”). Como la calcita, puede solubilizarse en aguas meteóricas o subterráneas.
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8.
Se habrá notado que hasta ahora no se hicieron comentarios acerca del tamaño de los
minerales. Este parámetro es muy variable, aún en los ejemplares de una misma especie. Sin embargo,
a veces se pueden identificar dimensiones más frecuentes en ellas, como en el caso del cuarzo, por
ejemplo: si bien sus cristales pueden alcanzar varios decímetros de longitud, lo común es que en las
rocas aparezca formando granos de entre pocos milímetros y varios micrones de tamaño. Lo mismo es
válido para los feldespatos, aún cuando se han identificado cristales individuales de decenas de metros
de longitud.
9.
Con relación a lo anterior, debe destacarse la existencia de un conjunto de minerales bastante
frecuentes en los materiales terrosos del planeta, cuyas dimensiones máximas están en el orden del
micrón. Por tal razón, ellos son conocidos bajo la denominación genérica de minerales de arcilla, donde
se reconocen cuatro grupos fundamentales: el de la caolinita, el de la illita, el de la montmorillonita y el
de los sesquióxidos de hierro y aluminio (como la gibsita y la goethita, por ejemplo). Las especies de los
tres primeros grupos nombrados tienen la particularidad de poseer cargas eléctricas negativas en sus
superficies, lo que influye grandemente en las propiedades mecánicas y químicas del terreno en donde
aparecen en abundancia. Estas cualidades serán analizadas al desarrollar el Trabajo Práctico Nº 2.
10.
Cada especie mineral se forma en un rango establecido de condiciones de presión y
temperatura. Estas pueden ser las atmosféricas, como en el caso del yeso, o muy superiores, de
decenas de kilobares y alrededor de 1500 ºC, como en el del diamante. Las plagioclasas, por ejemplo,
se forman a T superiores a los 500 ºC, mientras que la mayor parte de los ejemplares de calcita del
mundo se originaron a T inferiores; sin embargo, en ciertas rocas suelen existir simultáneamente ambos
minerales: en estos materiales, la calcita puede haberse desarrollado con posterioridad a sus
formaciones, ya sea por la alteración de aquellos silicatos, o por la precipitación a partir de aguas
bicarbonatadas cálcicas circulando por el subsuelo. De esta manera, a los minerales que aparecen en
las rocas se los diferencia en minerales primarios y minerales secundarios, de acuerdo a que se
hayan generado al mismo tiempo o no que la roca portadora.
11.
Entre los minerales primarios que componen las rocas ígneas y metamórficas, se distinguen los
minerales félsicos (cuarzo, feldespatos alcalinos, etc.) de los minerales máficos (piroxenos, anfíboles,
biotita, etc.); los primeros tienen colores claros y son livianos, mientras que los segundos normalmente
son oscuros y más pesados, debido a la presencia de cationes como el Fe y el Mg.
ROCAS ÍGNEAS
12.
Las rocas ígneas son las que se forman a partir del enfriamiento y cristalización del magma: una
sustancia ígneo-fluída, de composición silicatada, capaz de desplazarse muy lentamente en el interior de
la Corteza Terrestre. En él coexisten los tres estados de la materia, con temperaturas que oscilan entre
los 600 ºC y más de 1200 ºC. Cuando el magma se acerca a la superficie terrestre, o la alcanza, se
desgasifica y se transforma en lava. Al solidificar, la lava también da origen a otras rocas ígneas, pero de
aspecto bastante diferente a las que se forman a grandes profundidades, mensurables en kilómetros.
13.
Existe una gran variedad de rocas ígneas, que ronda en cerca de 100 especies. Tal diversidad
se relaciona con el quimismo particular de cada magma, o con sus velocidades de desplazamiento o de
enfriamiento, entre varias otras razones. De acuerdo a si las rocas se formaron en profundidad o en la
superficie del planeta, es conveniente diferenciarlas en dos grandes grupos: el de las intrusivas y el de
las efusivas, respectivamente. Estas últimas se denominan también rocas volcánicas (o vulcanitas),
mientras que las primeras se dividen en otras dos clases: una muy importante, la de las rocas
plutónicas (o plutonitas), y otra cuyos materiales forman cuerpos de dimensiones modestas,
denominadas rocas filoneanas o hipoabisales.
14.
Mientras que las rocas volcánicas se originan por el enfriamiento de coladas lávicas, las rocas
plutónicas resultan de la cristalización dentro de una cámara magmática. Así se llama al lugar físico
profundo donde se encuentra el magma, que está limitado por paredes de rocas no fundidas
denominadas genéricamente rocas de caja; las cámaras magmáticas tienen dimensiones variables, del
orden de un km 3 a varios miles de km 3. Ordinariamente, porciones del magma suelen forzar su paso a
través de fracturas (o discontinuidades parecidas) en las rocas de caja, abriéndolas y solidificándose en
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cuerpos tabulares, cuyos espesores se miden, comúnmente, en metros o decámetros; en estos sitios se
forman las rocas filoneanas.
15.
En escenas de películas de ficción o de videos documentales, la mayoría de nosotros ha visto
volcanes en erupción: con o sin derrames lávicos, las erupciones se caracterizan por proyectar a la
atmósfera materiales incandescentes, en la forma de cenizas o bombas volcánicas; estas se depositan
por gravedad en los alrededores del volcán, mientras que las cenizas suelen ser llevadas muy lejos por
vientos superficiales o troposféricos antes de decantar. Por estas vías empiezan a originarse una cuarta
variedad de materiales geológicos, derivados, en principio, de procesos ígneos, que se conocen con el
nombre de rocas piroclásticas (o piroclastitas).
16.
A diferencia de las rocas plutónicas y filoneanas, en las que el tiempo de cristalización es del
orden de los 106 y 102-3 años, respectivamente, las vulcanitas cristalizan al término de algunas horas o
días. Estas condiciones se reflejan en varias de las características intrínsecas de los minerales que
forman las distintas rocas, como por ejemplo en sus tamaños, desarrollo de caras cristalinas, etc. A las
cualidades que dependen de los rasgos geométricos de los cristales que forman una roca se les llama
parámetros o propiedades texturales.
17.
En otra perspectiva, la cristalización de un magma o una lava es un proceso que va ocurriendo a
medida que estas sustancias ígneas se desplazan. Dependiendo de la relación entre la velocidad de
desplazamiento / veloc. de cristalización, por ejemplo, los minerales inequidimensionales (como los
piroxenos, anfíboles, etc.) podrán quedar orientados o no en la dirección del flujo; la organización
espacial de los componentes de una roca se denomina estructura.
18.
Como los rasgos texturales y estructurales de las rocas son importantes para su descripción o
clasificación, la incumbencia de estos términos debe ser bien entendida. En la Figura 1 hemos
representado dos paredes de ladrillos comunes, hechas por un albañil experimentado (Fig. 1A), y otro
que, evidentemente, tenía poco conocimiento del asunto (Fig. 1B);
Figura 1A.
Figura 1B.
los dos hombres construyeron sus paredes con igual cantidad de mezcla, y con ladrillos que tenían las
mismas dimensiones. Aquí podemos afirmar que ambas paredes tienen idéntica textura, pero diferente
estructura.
19.
En principio, nosotros vamos a diferenciar las rocas con textura fanerítica (todos los minerales
constitutivos se observan a simple vista), de las que poseen textura afanítica (los minerales sólo son
visibles al microscopio). En cualquiera de estas dos texturas elementales puede, o no, que los cristales
de una especie mineral determinada sean mucho más grandes que los de las especies restantes: a los
minerales de mayor tamaño se los denomina fenocristales, mientras que al resto del conjunto se lo llama
pasta (en el ejemplo de la Fig. 1, los ladrillos son “fenocristales”, mientras que los componentes de la
mezcla forman la “pasta”).
20.
Los petrógrafos han identificado unas 15 variedades texturales básicas en las rocas ígneas. Las
más comunes y de reconocimiento sencillo se citan a continuación:
Textura Granuda: es fanerítica, y los cristales minerales tienen aproximadamente igual tamaño, que
frecuentemente es menor a 1 cm. En estos casos, las rocas que la poseen son plutónicas. Una textura
granuda de grano muy grueso, con cristales mayores a los 2-3 cm, es típica de una especie de roca
filoneana muy común, llamada pegmatita.
Textura Porfírica: es aquella en la que pueden diferenciarse fenocristales y una pasta; la pasta puede ser
granuda o afanítica. Las rocas ígneas con textura porfírica de pasta granuda son intrusivas; las que
poseen textura afanítica o porfírica de pasta afanítica son volcánicas.
4
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21.
Respecto de las estructuras, normalmente se reconocen unos 10 tipos, siendo las de aparición
más frecuente las que se describen abajo:
Estructura Masiva: los cristales inequidimensionales no están orientados en una dirección preferencial en
el espacio (como en el caso de los ladrillos de la Fig. 1B). Esta estructura aparece tanto en rocas
intrusivas como efusivas.
Estructura Vesicular: aparece sólo en algunas variedades de vulcanitas. La roca posee huecos o
vesículas más o menos esféricas, producidas por el escape de la fase volátil del magma. En ocasiones,
las vesículas aparecen rellenadas por minerales de cristalización tardía, o por minerales secundarios.
Estructura Fluidal: es la opuesta a la estructura masiva, y puede presentarse en cualquiera de los tipos
de rocas ígneas. A veces, las vulcanitas vesiculares también tienen esta estructura, debido a que los
huecos están “estirados” (forman elipsoides) en la dirección en que se movía la lava.
22.
Cada una de las casi cien variedades de rocas ígneas posee nombre propio, como en el caso de
los minerales. La clasificación en una u otra especie es el resultado de analizar otras características más
específicas de las rocas, aparte de su textura. La práctica habitual es la de considerar la composición
mineral, prestando atención a los minerales petrogenéticos primarios. En tal sentido, la Figura 2
reproduce el diagrama simplificado de clasificación de plutonitas y vulcanitas adoptado por la Unión
Internacional de Ciencias Geológicas, mientras que el Cuadro 1 muestra otra clasificación de rocas
ígneas, que incluye también a especies de rocas hipoabisales. Hemos incorporado tales diagramas en
esta guía no para que sean estudiados, sino con el propósito de que, si en el futuro estudian un texto
geológico que les menciona un nombre desconocido de roca, tengan estas fuentes para encontrarlo y
saber más o menos de qué variedad se trata. La manera de leer ambos diagramas se explicará
sucintamente en la Clase de Trabajo Práctico.
PLUTONITAS
VULCANITAS
1)Granitoide rico en cuarzo
2) Riolita alcalifeldespática
2) Granito alcalifeldespático
3) Riolita
3) Granito
4-5) Dacita
4) Granodiorita
6) Traquita alcalifeldespática
5) Tonalita
7) Traquita
6) Sienita alcalifeldespática
8) Lacita
7) Sienita
9-10) Andesita / Basalto
8) Monzonita
11) Fonolita
9) Monzodiorita / Monzogabro 12) Fonolita tefrítica
10) Diorita / Gabro
13)Tefrita / Basanita fonolítica
11) Sienita fóidica
14) Tefrita / Basanita
12) Monzonita fóidica
15) Foidita
13) Monzodior.-gabro fóidico 16) Ultramafititas
14) Diorita / Gabro fóidico
15) Foidolita
16) Ultramafitolitas: Peridotita, Piroxenita, Dunita.
Q = Cuarzo. A = Feldespatos Alcalinos. P = Plagioclasas. F = Feldespatoides. M = Máficos.
Figura 2.
23.
Cualquiera de las especies nombradas en la Figura 2 o el Cuadro 1 puede formar parte, o la
totalidad, de un área determinada en la superficie terrestre. Los geólogos denominan afloramientos (de
tal o cual variedad de roca) a las apariciones de las rocas en los taludes, a menos que se trate de
vulcanitas o piroclastitas que tengan bastante que ver con el origen de esas superficies, como es el caso
de las laderas de aparatos volcánicos o de las coladas lávicas. Algunas especies de rocas ígneas muy
frecuentes en la superficie y corteza terrestres se describen a continuación:
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Granito: es una roca plutónica de textura granuda y estructura masiva, de color rosado, rojo o gris claro,
casi blanco. Sus minerales esenciales son el cuarzo y los feldespatos, siendo los alcalinos más
abundantes que las plagioclasas; suele contener cantidades poco importantes de moscovita y/o biotita.
Para los fines prácticos, conviene a veces hablar de rocas graníticas o de granitoides, ya que hay
otras especies de plutonitas muy parecidas en color y textura al granito, pero que tienen distinta
composición mineralógica. Las variedades con fenocristales (normalmente de feldespatos) se denominan
pórfiros graníticos, y pueden ser rocas hipoabisales o plutónicas.
Gabro / Diorita: son plutonitas granudas y masivas, de tonos oscuros (negro o verde negruzco en el
gabro, y gris en la diorita). Los principales constituyentes son plagioclasas, piroxenos y anfíboles.
Pegmatita: es una roca filoneana de textura granuda de grano muy grueso y estructura masiva, con
colores y mineralogía iguales, o muy similares, a los del granito.
Riolita: es una vulcanita masiva, de textura porfírica y pasta afanítica, con fenocristales de feldespato
alcalino o cuarzo dispersos en una pasta de color naranja o rosado. La composición mineralógica total es
la misma que la del granito, por lo que la riolita es considerada su “hermana” volcánica.
Basalto: como en la relación riolita/granito, el basalto es el equivalente volcánico del gabro. Su textura
más frecuente es la afanítica, y posee colores de tonos oscuros: violáceo, gris o negro; los basaltos muy
alterados por intemperismo son de color rojo. Su estructura puede ser cualquiera de las descriptas en el
párrafo 10.
Andesita: es la vulcanita equivalente a la diorita. Tiene colores gris verdosos o verdosos, estructura por
lo general masiva, y textura porfírica de pasta afanítica. Los fenocristales son de anfíboles-piroxenos y/o
plagioclasas.
Tobas: son rocas piroclásticas formadas por la litificación (transformación en roca) de cenizas
volcánicas. Su composición es bastante variada, y algunas de sus propiedades texturales y estructurales
serán explicadas y mejor entendidas cuando veamos las Rocas Sedimentarias.
Ignimbrita: es una roca piroclástica semejante en aspecto a la riolita, pero con un bandeamiento por
flujo (una estructura fluidal especial) que le es característica. También se la conoce con el nombre de
“toba soldada”.
Cuadro 1.
% de Min.
Máficos(1)
% de
Cuarzo(2)
% Feldes.
Alcalinos3
% de
Plagioclasa cálcica
Rocas
Plutónicas
Rocas
Volcánicas
Rocas
Hipabisales
(1)
5 – 50 %
5%
 50 %
50 – 10 %
10 – 50 %
Granito
Riolita
(Pórf.Cuar-
5%
 10 %
50- 90%
10 – 50 %
Granodiorita
Granogabro
Tonalita
Riodacita
Riobasalto
Dacita
 90 %
90 – 10 %
10 – 50 %
Sienita
Sienodiorita
 10 %
50 - 90 % 10 - 50 % 50 - 90 %
Sienogabro
Diorita
Gabro
Andesita
Basalto
Ortófiro
cíf/Liparita)
Pórfiro
Granítico
Pórf. Granodiorítico /
Pórf.Riodac
Pegmatita
y Aplita
Graníticas
Pegmatita y Pegmat.y Pegmatita y
Aplita Gra- AplitaGra
Aplita
nodioríticas nogábric. Tonalíticas
Traquita
Pórf. Tonalítico / Pórf.
Dacítico
Traquian- Traquibadesita
salto
Pórf.Sienít. Pórf.Sieno- Pórf.Sieno- Pórf.Dioríti- Pórf.GábriPórf.Ortofír diorít./Pórf. gábr./Pórf.
co / Pórf.
co /
PórfTraquít Traquiand. Traquibas. Andesítico
Diabasa
Pegmatita
y Aplita
Sieníticas
Pegmatita
y Aplita
Sienodiorít
Pegmatita
y Aplita
Sienogábr.
Pegmatita
y Aplita
Dioríticas
Pegmatita
y Aplita
Gábricas
En relación a los minerales félsicos. (2) En relación a los feldespatos. (3) En relación a las plagioclasas.
24.
Exceptuando a las tobas, el resto de las rocas ígneas descriptas son prácticamente
impermeables (a menos que estén fracturadas) y muy tenaces (en especial aquellas que tienen pastas
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afaníticas). Sus resistencias al quedar expuestas a la intemperie varían según el contenido de minerales
félsicos y máficos, y del tamaño de los cristales: mientras más félsicos tenga la roca o más pequeños
sean sus granos, mayor será su resistencia a la alteración; de todas formas, esta última propiedad sólo
interviene en magnitudes de tiempo grandes, de cientos y miles de años.
25.
Para finalizar, las rocas ígneas suelen ser diferenciadas también por su quimismo, midiendo, por
ejemplo, la cantidad total de SiO2 (composición del cuarzo) que hay en ellas. Por esta vía, a rocas como
el granito, la riolita, la pegmatita y la ignimbrita se las clasifica como rocas ácidas, mientras que el gabro
y el basalto resultan ser rocas básicas; la andesita y la diorita, son rocas mesoácidas.
ROCAS METAMÓRFICAS
26.
Las rocas metamórficas (o metamorfitas) se originan por la transformación de rocas
preexistentes en el interior de la corteza terrestre, cuando quedan sometidas a presiones y/o
temperaturas muy diferentes, y casi siempre mayores, a las que les dieron origen. El proceso de
transformación se denomina metamorfismo, y tiene la singularidad de que los cambios ocurren en estado
sólido: la roca que lo experimenta jamás llega a fundirse, porque esto implicaría la aparición de un
magma y, por ende, de una roca ígnea.
27.
Las presiones y temperaturas del metamorfismo oscilan entre  1 y 10 kilobares, y 200 a 850 ºC.
Esas presiones pueden deberse al peso de la columna de rocas sobrepuesta (presión litoestática o de
soterramiento: cada 1 km de profundidad, la presión se incrementa unos 300 bares), o a las que originan
montañas, o fracturas y pliegues en las rocas (presiones tectónicas). Por su parte, las temperaturas
citadas suelen estar asociadas al gradiente geotérmico (avanzando hacia el interior de la corteza
terrestre la temperatura aumenta 1 ºC, en promedio, cada 30-35 m de profundidad), o a la presencia
cercana de un magma, o a las generadas por el rozamiento de bloques o de placas corticales
deslizándose unas sobre otras. Por tales efectos, las rocas metamórficas pueden formar cuerpos de
tamaños y geometrías muy disímiles, a veces irregulares, otras tabulares, y otras como aureolas
alrededor de cámaras magmáticas.
28.
Debido al metamorfismo, las nuevas rocas formadas adquirirán texturas y/o estructuras típicas,
cuyas denominaciones técnicas, según el uso de los petrólogos de rocas metamórficas, son bastante
complicadas. Por ello, en este Curso adoptaremos los términos ya conocidos de afanítica y fanerítica
para las texturas metamórficas (ver párrafo 19), aún cuando estas nomenclaturas sean específicas de
las rocas ígneas. Del mismo modo, diferenciaremos dos tipos básicos de estructuras: la masiva (con
igual definición que la dada en el párrafo 21) y la planar. En efecto, muchas especies de metamorfitas
poseen esta última estructura, que describe la organización en planos o capas rectas, paralelas entre sí,
de los cristales minerales que las componen.
29.
Hay tres variedades mayores de estructuras planares: el clivaje metamórfico, la esquistosidad y
la foliación. En las dos primeras, la composición mineralógica entre capas sucesivas no varía, y las rocas
que las poseen tienen texturas afaníticas y faneríticas, respectivamente. En la última, la estructura queda
definida por la alternancia de capas de minerales máficos, entre las que se intercalan capas de minerales
félsicos.
30.
En principio, los minerales que componen las rocas metamórficas son los mismos que se
mencionaron en las variedades comunes de rocas ígneas. Sin embargo, existen especies minerales
exclusivas del metamorfismo, como el talco (por citar una bien conocida por todos nosotros). Hay varios
silicatos más, aparte del talco y de los ya estudiados, que son frecuentes y/o exclusivos en las rocas
metamórficas, pero su conocimiento no importa a los fines del Curso.
31. Estrictamente, la cantidad de especies de rocas metamórficas parece igualar, o superar, a la de las
rocas ígneas. Esto se debe, básicamente, a las combinaciones posibles entre: variedad de roca que
sufrió metamorfismo – presión del metamorfismo – temperatura del metamorfismo – tiempo durante el
cual actuó el metamorfismo. No obstante ello, algunas metamorfitas frecuentes en la superficie y corteza
terrestre son:
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Filita: es de color gris azulado o azul verdoso, y su estructura es el clivaje metamórfico. Comercialmente
se la denomina “piedra laja” (a veces suele ser teñida de negro para ser vendida como “pizarra”, otra
roca metamórfica, más cara en el mercado).
Esquisto: así se denominan las metamorfitas de estructura esquistosa. Si el mineral dominante es la
moscovita, se llamará esquisto moscovítico; si es la biotita, esquisto biotítico; si es el talco, esquisto
talcoso; etc.
Gneiss: la característica básica de esta roca es la estructura foliada, o foliación.
Mármol: es una metamorfita de estructura masiva (a veces, bandeada), formada mayoritariamente por
cristales de calcita. Ordinariamente tiene colores de tonos claros (blanco, celeste, amarillo), aunque esto
puede cambiar debido a la presencia de impurezas.
Metacuarcita: tiene la misma estructura del mármol, y está casi exclusivamente formada por cristales
muy pequeños de cuarzo. Sus colores son variados, pero de tonos claros.
Cataclasita: es el nombre colectivo de un grupo de metamorfitas originadas por la trituración de rocas
preexistentes, luego de haber sido sometidas a grandes presiones en zonas de fracturas corticales. Sus
texturas y estructuras varían de acuerdo al grado de molienda alcanzado.
Migmatita: También es una denominación genérica de unas 15 variedades de rocas. En realidad, no son
metamorfitas en sentido estricto, como se mencionará en Clase. Básicamente, poseen aspectos
semejantes al granito y al gneiss, simultáneamente.
32. Lo mencionado en el párrafo 24 para las rocas ígneas, es válido también para las rocas
metamórficas (con la excepción de las cataclasitas, en las que la permeabilidad y la tenacidad depende
del nivel de la trituración mecánica). Ambos grupos tienen valores de gravedad específica variables,
como se ilustra en el Cuadro 2 (este cuadro se incluyó para conocimiento, pero no para estudio). En lo
que respecta a otras propiedades prácticas, o ingenieriles, de las metamorfitas, debe destacarse la
susceptibilidad del mármol a la disolución, por estar compuesto fundamentalmente por calcita. Además,
los planos de esquistosidad o de clivaje metamórfico de las rocas que afloran en los taludes de
montañas son potenciales superficies de deslizamiento ladera abajo de esos bloques rocosos, cuando la
dirección y el grado de inclinación de sus estructuras planares son casi iguales y menores,
respectivamente, al de las laderas que forman.
Cuadro 2. Gravedades específicas, s, de rocas ígneas y metamórficas. (1)
Rocas Ígneas
Rocas
Metamórficas
(metamorfitas)
(1)
Fuentes de datos:
Grupos y especies de rocas
Ácidas
Granito
Plutonitas
Granitoides (en gral.)
Básicas
Ácidas
Riolita (o similar)
Pumita (“piedra pómez”)
Vulcanitas
Mesoácidas
Andesita (o similar)
Básicas
Basalto
Esquisto clorítico
Planares
Esquisto micáceo
No planares
Metacuarcita
Mármol
Rangos de s medidos
2,58 – 2,73
2,53 – 2,78
2,67 - 3,4
2,14 - 2,66
0,6 -  1
 2,07 - 2,85
2,21 -  2,77
2,57 - 2,61
 2,67 - 2,68
2,42 - 3,12
2,57 - 2,68
2,66 - 2,87
2,57 - 3,47
- “Principios de geología y geotecnia para ingenieros”, D. KRYNINE & W. JUDD. 1980. Ed. Omega,
Barcelona.
- “Geología aplicada a la ingeniería”, P. N. PANIUKOV. 1981. Ed. Mir, Moscú.
- Valores obtenidos en el Laboratorio de Sedimentología de la FICH.
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