Petrología. Rocas, propiedades y usos

Geología, Morfología del terreno y Climatología
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I TEMA 3 i
PETROLOGÍA. ROCAS, PROPIEDADES Y USOS.
La corteza terrestre o litosfera está constituida por un conjunto de materiales “rocas”, que engloban la
totalidad de los minerales, excepto el agua y el hielo.
Una “roca” se define como un agregado de más de una especie mineral, que presenta los mismos
caracteres de conjunto en un área de cierta extensión de la corteza terrestre. Matriz rocosa.
PETROLOGÍA: es la ciencia que estudia las “rocas” en su concepto más amplio, desde su origen,
composición, propiedades físico-químicas,…
PETROGRAFÍA: es la parte de la petrología, que se encarga de la descripción y clasificación de las rocas.
MINERALES PETROGRÁFICOS
Son los que habitualmente forman las rocas, los más conocidos: 200 especies.
Los más abundantes:
Silicatos (95%), Carbonatos y Sulfatos
Criterios de clasificación: proporción de minerales que forman la roca. Los minerales se consideran:
 ESENCIALES (> 5%)
 ACCESORIOS: (< 5%)
 ACCIDENTALES
CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS:
 ORIGEN:
 ÍGNEAS: formadas directamente por cristalización o solidificación del MAGMA (ácido o
básico).
 SEDIMENTARIAS: formadas a partir de rocas preexistentes por procesos de
meteorización, erosión, transporte y sedimentación, o precipitación química.
 METAMÓRFICAS: formadas a partir de otras rocas preexistentes, pero en condiciones
complejas de temperatura y presión.
VOLUMEN:
 Ígneas + metamórficas = 95% de la corteza terrestre
 Sedimentarias = 5% restante.
SUPERFICIE:
 Ígneas + metamórficas = 25% de los afloramientos.
 Sedimentarias = 75% restante.
 COMPOSICIÓN. Química y Mineralógica.
QUÍMICA
 Ácidas
> 65 % de SiO2
 Neutras 65 – 52 % de SiO2
 Básicas
52 – 10% de SiO2
 Ultrabásicas
< 10% de SiO2
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MINERALÓGICA. Presencia o ausencia de minerales cardinales.
MINERALES CARDINALES
CUARZO
PLAGIOCLASA
ORTOSA
FELDESPATOIDE




YACIMIENTO: Masas, filones, coladas y estratos.
TEXTURA: forma, tamaño, distribución, cristalización,…
ESTRUCTURA: Distribución a escala del macizo rocoso.
CICLO PETROLÓGICO: las rocas sufren transformaciones a lo largo del tiempo debido a los
procesos geodinámicos internos y externos “Ciclo cerrado”.
Rocas Ígneas
Rocas volcánicas
meteorización
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Rocas sedimentarias
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1. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS EN LA INGENIERÍA
Las clasificaciones petrográficas científicas no tienen en cuenta las propiedades mecánicas e ingenieriles
de las rocas
Las clasificaciones ingenieriles se deducen de las propiedades de la “matriz rocosa”, determinadas “in
situ”, o en laboratorio sobre muestras adecuadas.
La Sociedad Internacional de Mecánica de Rocas (ISRM, 1981), recomienda estudiar las siguientes
propiedades, en cada emplazamiento rocoso:
 RESISTENCIA
Rotura a compresión simple o confinada, cohesión, ángulo de rozamiento interno, resistencia al
impacto, dureza, desgaste, rotura a tracción (Ensayo Brasileño y Ensayo Franklin)
MUESTRA DE ROCA
1
D
e1
L
e2
L > 2D
CARGADE
DEROTURA
ROTURA
CARGA
MÓDULO ELÁSTICO
E= 1/e1
COEFICIENTE DE POYSSON
= e2/e1
C = carga/superficie





DEFORMABILIDAD
Flexión, instantánea, a corto, medio y largo plazo.
ALTERABILIDAD. FACTORES DE METEORIZACIÓN
Resistencia a las heladas, al choque térmico, a corto, medio y largo plazo. Factores de
meteorización. Grados de meteorización.
VELOCIDAD DE LA ONDAS SISIMICAS
En campo y laboratorio (ultrasonidos)
PESO ESPECIFICO, POROSIDAD, DIREZA, PERMEABILIDAD
FRACTURACIÓN
Diaclasas, juntas, fracturas, fallas, deslizamientos.
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2. ALTERABILIDAD DE UNA ROCA. FACTORES DE METEORIZACIÓN.
A. ROCA MATRIZ
1) Minerales integrantes
2) Grado de cristalización
3) Tamaño y forma de los minerales (Textura)
4) Cementación de los minerales
5) Naturaleza del cemento
B. FRACTURACION
Fallas, fracturas y diaclasas
C. ESTRUCUTURA
En masa, estratificadas, plegadas,…
D. ACTIVIDAD BIOLOGICA
Hombre, animales, vegetales
E. TOPOGRAFIA
Pendientes, drenaje, grado de insolación,…
F. CLIMATOLOGIA
Precipitaciones, temperatura, humedad, …
G. TIEMPO
Antigüedad de roca
3. ALTERABILIDAD. GRADOS DE METEORIZACIÓN
Clasificación del grado de meteorización de un macizo rocoso (ISRM, 1981; UNE-ENV 1997-3)
Clase
Término
Descripción
No aparecen signos visibles de meteorización, tal vez ligera
I
Fresco
decoloración en las grandes superficies de discontinuidad
Todo el conjunto rocoso está decolorado por meteorización. La
Ligeramente
II
decoloración indica alteración del material rocoso y de las
meteorizado
superficies de discontinuidad.
Menos de la mitad del macizo aparece descompuesto o
Moderadamente
III
trasformado en suelo. La roca fresca o decolorada aparece de
meteorizado
forma continua o como núcleos aislados.
Más de la mitad del macizo aparece descompuesto trasformado
Altamente
IV
en suelo. La roca fresca o decolorada aparece de forma
meteorizado
discontinua o como núcleos aislados.
Completamente
Todo el macizo aparece descompuesto o transformado en suelo.
V
meteorizado
Se conserva la estructura original del macizo rocoso.
Todo el material rocoso se ha trasformado en suelo. Se ha
destruido la estructura del macizo rocoso y la fabrica del
VI
Suelo residual
material. Existe cambio de volumen pero el suelo no se ha
transportado significativamente.
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ALGUNAS CLASIFICACIONES GEOMECANICAS
 Deere y Miller (1966), modificada por Turk y Dearmean (1985). Resistencia a
compresión/ modulo elástico
 Basadas en la resistencia a la compresión simple: rotura uniaxial, triaxial, resistencia a
tracción (Ensayo Brasileño), carga puntual (ensayo Franklin)
 CALSIFICACIONES GEOMECANICAS
 CLASIFICACION UNIFICADA DE ROCAS (Willianson, 1988)
 CLASIFICACION DE TURK (Granitos)
 SISTEMAS UNIFICADOS DE CLASIFICACION DE ROCAS (URCS)
ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE UN MACIZO ROCOSO
1. AGUA. Permeabilidad, porosidad.
2. EXCAVACIONES. desgaste de herramientas, consumo de explosivos, machaqueo,
ripabilidad.
3. SOSTENIMIENTO. Taludes, trincheras y canales, túneles, presas.
4. TERRAPLENES.
5. PEDRAPLENES Y ESCOLLERAS.
6. CAPACIDAD PORTANTE.
7. ESTABILIDAD.
8. PAISAJE Y MORFOLOGÍA.
USOS MÁS FRECUENTES
— Grandes bloques: Escolleras, pedraplenes* , puertos
— Bloques medianos: sillares, puentes, edificación
— Bloques pequeños: adoquines, balasto, hormigón, filtros, mezclas asfálticas
— Tamaño arena: mortero, hormigón, filtros
— Tierras: presas, terraplenes, subbases
* Capa de piedras colocadas sobre un talud para prevenir de la erosión
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4. TIPOS DE ROCAS
4.1. ROCAS ÍNGNEAS
Se han formado por cristalización o solidificación del magma (Ácido con SiO2 o Básico sin SiO2)
debido a su enfriamiento.
ENDOGENAS
o
INTRUSIVAS
EXOGENAS
o
EFOSIVAS
Plutónicas
Filonianas
Volcánicas
Enfriamiento lento a gran
profundidad
Enfriamiento más rápido.
En fisuras o grietas cerca
de la superficie
Hipovolcánicas (Ofitas),
submarinas, subaérea.
MINERALOGIA DE LAS ROCAS IGNEAS
Son silicatos y se clasifican en función de su color.
Cuarzo
LEUCOCRATOS
Feldespato (ortosa, albita, anortita)
Ácidos (siliacos y félsicos)
Foides (Leucita, nefelina, sodalita)
Color Claro
Moscovita, Apatito, Circón
Piroxenos y piroxenoides
MELANOCRATOS
Anfíboles (Hornbleda)
Básicos (Máficos y Fémicos)
Olivino (Fosterita y Fayalita)
Color Oscuro
Magnetita, pirita, esfena
El enfriamiento más o menos lento de estas rocas provoca la cristalización de mayor o menor
cantidad de los minerales, el tamaño y grado de estos dependerá de ello. Esta velocidad
provocara una mayor o menor cristalización (a mayor velocidad menor tamaño de los cristales)
que determinara la textura de la roca.
Si los cristales son relativamente grandes, visibles a simple vista, se les denomina fenocristales, si
solo son visibles al microscopio se les denomina microcristales.
LA TEXTURA DE LAS ROCAS IGNEAS
 GRADO DE CRISTALINIDAD
 HOLOHIALINAS: más del 90 % en volumen en vidrio (volcánicas)
 HIALOCRISTALINAS: parte cristales y parte vidrio (pórfidos)
 HOLOCRISTALINAS: más del 90 % son cristales (plutónicas)
 TAMAÑO DE LOS CRISTALES
 FANERÍTICA: Cuando los cristales se pueden reconocer a simple vista.
 AFANÍTICA: cuando los cristales no se pueden reconocer a simple vista.
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DISTRIBUCIÓN DE LOS CRISTALES
 EQUIGRANULAR (granos con el mismo tamaño).
 INEQUIGRANULAR (granos de distinto tamaño).
 PORFÍDICA (los granos están metidos en una pasta vítrea, debida a una solidificación
brusca del magma).
4.1.1. ROCAS ÍGNEAS: ENDÓGENAS O INTRUSIVAS.

Plutónicas: Son rocas formadas por la cristalización lenta de un magma silicatado (en fase
liquida, sólida y gaseosa) que se introduce en la corteza.
o TEXTURA
 Granítica: Cuando los cristales son visibles a simple vista y aspecto homogéneo.
 Aplítica: microcristales o cristales difícilmente perceptibles. Aspecto homogéneo.
 Pegmatita: en la cual los fenocristales son de tamaño grande, centimétricos.
 Porfídica: fenocristales englobados por una masa de microscristales y/o de pasta
vítrea.
 Holocristalinas: totalmente cristalizadas.
 Fanerítica: Grano fino a grueso 2-30 mm.
o ESTRUCTURA
 Batolito o Plutón (grandes masas).
 Cúpulas (menor extensión)
 Lacolitos(masa lenticular)
 Lopolitos (masa tubular lenticular)
 Facolitos (masas intrusitas concordantes)
 Filón o Dique (Discordante)
 Filón o capa Still (Concordante)
o CLASIFICACIÓN
 Nockold (basada en los minerales dominantes) (cuarzo, feldespato, feldespatoides).
 Streckeisen (Ácidas o básicas)
o APLICACIONES Y USOS
 Afloramientos en España.
A) ROCAS PLUTONICAS ÁCIDAS
GRANITO-GRANODIORITA-TONALITA
Cuarzo
Feldespato
Biotítico
Micas
Granito:
Moscovita
Piroxenos
Dos micas
Anfíboles
Comportamiento de las rocas plutónicas ácidas frente a:
1) AGUA
— Impermeables, permeables por fisuración (fallas, fracturas,….). Sin porosidad
2) EXCAVACIONES
— Sano  duro y compacto (desgaste de herramientas). Corte con diamante.
Explosivos. Machaqueo caro. Bloques, adoquines, chapados.
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3) SOSTENIMIENTO
— Taludes: verticales  sano, fracturado deslizamiento y caída de bloques
— Trincheras y canales: se mantienen bien
— Túneles: en roca sana avance bueno (explosivos y tuneladora). En roca
alterada (fallas)  revestir, gunitar, inyectar (Guadarrama)
— Presas: cerrada (granito sano). Vaso cualquier roca).
4) TERRAPLENES
— Granito alterado “xabre”  “suelo”. Terraplenes, carreteras, presas de tierra
5) PEDRAPLENES Y ESCOLLERAS
— Sano y poco fracturado “Bloques”
6) CAPACIDAD PORTANTE
— Muy buena en roca sana o poco fracturada. Alterado “xabre”  5-10 kg/cm2
7) ESTABILIDAD
— Muy estable  construcciones prehistóricas, egipcias, romanas
— A escala geológica se altera  “xabre”
8) PAISAJE Y MORFOLOGIA
— Formas en zonas altas: Pedrizas, Galayos
— Formas en zonas bajas: Arenazos, Charquizales
CLASIFICACIÓN DE STRECKEISEN
B) ROCAS PLUTONICAS BASICAS
SIENITA- MONZONITA-DIORITA-GABRO-PERIDOTITA
 Son rocas sin cuarzo, con feldespatos, piroxenos, anfíboles y olivino.
Color: gris, rosa y verdoso:
 Menos abundantes que las rocas acidas.
 Usos similares a las rocas ácidas
 Muy empleados como rocas ornamentales por su colorido y fácil pulimiento.
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ROCAS FILONIANAS
- APLITA: Holocristalina (grano fino)
- PEGMATITAS: Holocristalina (grandes cristales)
- PÓRFIDOS: ácidos (Con cuarzo) – Básicos (sin cuarzo)
 Composición mineralógica igual que las Rocas Plutónicas
 Se encuentran formando diques o filones. Menos abundantes y difíciles de explotar. No se
pueden obtener grandes bloques
 Usos: adoqines, sillares, áridos, hormigones, filtros, balasto. Se explotan aisladamente o
conjuntamente con las rocas plutónicas.
4.1.2. ROCAS ÍGNEAS: EXÓGENAS O EFUSIVAS.

ROCAS VOLCÁNICAS
VOLCÁN: Montaña formada por materiales fundidos, procedentes del interior de la tierra
(magma), que salen por conductos en forma de Lava, Gases y Piroclastos.
LAVA: magma que se enfría y contiene materiales fundidos y gases. La hay ácida (con sílice)
más viscosa, no fluye, y forma explosiones; y básica (sin sílice) es más fluida.
GASES: H2O, SO2, CO2,… en temperaturas superiores a los 100⁰.
PIROCLASTOS: trozos de lava sólida (bombas y lapilli: ceniza + lava).
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TIPOS DE VOLCANES. ESTRUCTURA
ESTRATOVOLCÁN: Alteran erupciones tranquilas
y erupciones explosivas
VOLCÁN EN ESCUDO: lava es expulsada de
forma fluida.
CONO PIROCLÁSTICO: erupciones de tipo
explosivo.
CONO BASÁLTICO: lava muy fluida.
TIPOS DE ERUPCIONES VOLCÁNICAS (Lacroix)
 Hawaiano: Muy básico, lava muy fluida, extensas coladas. No hay explosiones, los gases se
liberan fácilmente. Lagos de lava ardiente. Kilauea (Hawai).
 Stromboliano: lava básica con algo de SiO2, fluida, los gases proyectan lava al espacio.
Explosiones pequeñas, coladas reducidas. Stromboli (estrecho de mesina).
 Vesubiano (Vulcanico): lava ácida, viscosa, no fluye. Se solidifica pronto formando costras.
Explosiones de gases y nubes de ceniza. Vesubio (Nápoles).
 Fisurales: lava muy básica, fluida. Sale a lo largo de una grieta o fisura (de varios Km).
Extensiones enormes de coladas basálticas. Canadá, Brasil, Islandia.
 Peleano: lava ácida, muy viscosa, se solidifica en la chimenea y forma tapones. Salida de lava
en forma de “piton”. Fuertes explosiones y nubes ardientes. El 8-5-1902 Mont Pelée (Isla
Martinica): 30.000 bajas.
 Freático: la lava se mezcla con el agua presiones muy altas, terribles explosiones. Krakatoa
(Indonesia).
Desparece una isla, se genera un cráter de 8km de diámetro y 300 m de profundidad y se
proyectan al aire 18 km3 de cenizas que dan la vuelta a la tierra (bajan las temperaturas). Se
produjo un “tsunami” 36.000 muertos en Java.
 Submarinos: en las dorsales oceánicas sale lava y produce la expansión del fondo oceánico.
Islas del Pacífico y otros océanos son conos volcánicos. Enfriamiento rápido “pillow lavas”,
poco cristalizadas.
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Manifestaciones póstumas: se producen tras acabar la erupción.
 Fumarolas: se clasifican por su temperatura y composición
 Cloruradas: 800⁰ - 400⁰
 Ácidas: 400⁰ - 200⁰
 Alcalinas: 200⁰ - 100⁰
 Sulfareras: 100⁰ - 50⁰
 Mofetas: < 50⁰
 Geiseres: salida de agua y vapor a elevada temperatura. Se encuentran en
proximidades de volcanes apagados o póstumos. Yellostone (USA), Italia, Canarias.
Distribución geográfica de los volcanes
Se localizaban en el “cinturón de fuego circumpacífico”. Coinciden con los bordes de placas
importantes y con las zonas sísmicas.
Volcanes

Límites de las placas
ROCAS VOLCANICAS
ROCAS ÁCIDAS:
RIOLITA – RIODACITA – DACITA
Son rocas duras, compactas, holocristalinas. Usos como los del granito (Afloramientos más
pequeños)
ROCAS BÁSICAS:
TRAQUITA – LATITA – ANDESITA – BASALTO
DOLERITA – OFITA – DIABASA
Son rocas duras, compactas, colores oscuros, grises o verdosos. Usos en adoquines,
bordillos, gravas y basalto.
ROCAS BÁSICAS CON FELDESPATOIDES:
FONOLOITA – LATINA NEFELINICA – BASALTOS NEFELINICOS
BASANITAS - TEFRITAS
Son rocas duras, compactas, colores oscuros, grises o verdosos. Usos similares a las rocas
básicas.
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4.2. ROCAS SEDIMENTARIAS.
Son las que proceden de otras rocas preexistentes – Plutónicas, Filonianas, Volcánicas,
Metamórficas, o Sedimentarias- sometidas a procesos complejos de alteración/disgregación,
erosión, transporte y sedimentación.
Rocas sedimentarias:
- 75 % de los afloramientos
- 5 % del volumen de la corteza terrestre.
SEDIMENTOLOGÍA: Ciencia que estudia los sedimentos y los procesos sedimentarios,
conjuntamente con los fenómenos geológicos que influyen en la sedimentación.
Sedimento: Es el material que se deposita cuando cesa el medio de transporte. La
sedimentación es un proceso constructivo que cierra el proceso de los factores
Geodinámicos Externos.
Los sedimentos se acumulan en zonas deprimidas de la corteza; océanos, mares, lagos y
ríos y están formados por los componentes:
 Detríticos: gravas, arenas, limos y arcillas.
 Químicos: Sílice, Carbonatos, Sulfatos
 Biológicos: fósiles y restos orgánicos.
FACTORES DE LA SEDIMENTACIÓN
 PROCEDENCIA: Situación y naturaleza de la ROCA MADRE.
 MODALIDAD DE TRANSPORTE:
 Agua: Clasificación, redondez,…
 Hielo: No clasificación, angulosidad,…
 Viento: partículas finas, uniformidad,…
 DURACIÓN: si dura poco tiempo no se sedimenta bien, no se redondea ni desgasta; por lo
que apenas podría clasificarse.
 AMBIENTE: Temperatura, pH, salinidad, Seres vivos.
AMBIENTES SEDIMENTARIOS:
 AMBIENTES SEDIMENTARIOS CONTINENTALES
 Glaciar. Erosión mecánica, fragmentos angulosos y heterométricos. Morrenas (Peñalara.
Madrid).
 Desértico. Tamaño fino y uniforme. Dunas (Cuellar)
 Fluvial. Clasificación de los clastos por tamaños. Redondeados. Terrazas (Jarama).
 Lacustre. Precipitación de carbonatos, sulfatos y cloruros con arcillas, limos, arenas o
gravas. Yesos o arcillas (Cuenca de Madrid).
 Pantanoso. Limos orgánicos, Fangos. Turberas
 Albufera. Agua dulce-agua salada (Lagoon). Fangos. (Valencia)
 Deltáico. Agua dulce-agua salada-agua salobre. Fangos. (Ebro).
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AMBIENTES SEDIMENTARIOS MARINOS
Sedimentación en agua salada: Detritus, elementos de precipitación química y restos
biológicos.
 Zona Netrítica: cantos, arenas (Terrígenos). Restos de conchas, corales, algas. Escasos
sedimentos de precipitación química. Foótica.
 Zona Batial: limos, arenas fina. Conchas de moluscos, placton, ostrácodos,
foraminíferos. Precipitación de carbonatos. Afótica.
 Zona Abisal: depósitos muy finos (colide). Microorganismos silíceos: radilarios,
diatomeas, foraminíferos. Precipitación de carbonatos. Afótica
LITIFICACION DE LOS SEDIMENTOS
Los sedimentos, blandos y esponjosos, se endurecen por:
— Compactación: Por aumento de la presión litostática el sedimento asienta, expulsa el H2O y
reduce su volumen y espesor.
H2 O
— Cementación: los elementos sueltos o porosos llenos de agua pueden unirse mediante un
cemento o ligante (arcilla, arena, carbonatos, sílice), o cerrando huecos y aplastándose los
elemento son con algo de cemento entre ellos.
ó
— Diagénesis: los minerales sedimentarios (alotígenos) reaccionan entre sí para dar nuevos
minerales (Autígenos o diagenéticos):
Arcilla + FE + Al +H2O = Bauxitas (Silicato alumínico)
— Metasomatismo: se remplazan unos elementos por otros y se originan minerales
diferentes:
CO3Ca + Fe = CO3Fe + Ca
Siderita
CO3Ca + Mg = (CO3)2 CaMg
Dolomita
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TEXTURA
Naturaleza, forma y tamaño de sus componentes:
 Clásica o detrítica: gravas, arenas, limos y arcillas.
 No detríticas: < 50% de partículas detríticas
 Cristalina: Grano grueso, medio y fino. Carbonatos
 Amorfa: Arcillas y margas
 Oolítica
 Pisolítica
 Porfídica
ESTRUCTURA
Estratos: horizontales, inclinados, plegados, fallados.
CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS
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4.2.1. ROCAS DETRÍTICAS: Gravas, arenas, limos y arcillas.
 Grava: diámetro > 2mm
Cantos. Diámetro: 2 – 64 mm
Bloques. Diámetro >64 mm.
Grava + Cemento = Conglomerado.
Uso: Hormigón, morteros, filtros, escolleras.
 Arena: diámetro 2 - 1/16mm
Arena + Cemento = Arenisca.
Uso: Hormigón, mortero, filtros. Buena para bases y subbases en carreteras. La arena
cementada permite taludes verticales, sin cementar presenta problemas de sifonamiento.
La arenisca se utiliza para sillares aunque es mala como árido.
 Limo: Diámetro 1/16-1/256mm
Limo + Cemento = Limonita.
Uso: mal material, sobre todo con agua. Muy erosionable. Problemas de sifonamiento.
Fango (limo + materia orgánica).

Arcilla: diámetro <1/256mm
Arcilla + Cemento = Arcillita.
Minerales de la arcilla: Silicatos hidratados con Al, Na, K, Fe, Mg (Caolin, Montmorillonita,
illita,..).Plásticas con el agua. Impermeables.
Usos de la arcilla: Núcleos de presas, Aislamiento del yeso (para que no ataque al cemento),
tapices de impermeabilización, mejora del terreno, materia prima para fabricar cemento (Arcilla
+ caliza), fabricación de materiales cerámicos, terraplenes (debidamente compactados y
drenados).
Problemas de la arcilla: plasticidad con agua (deslizamientos), asientos fuertes (lentos), a veces
son expansivas (con agua se hinchan), se meteorizan pronto. Mal sostenimiento (túneles,
taludes y trincheras).
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4.2.2. ROCAS INTERMEDIAS: Marga
Arcillas impuras:
Margas: Arcilla + Caliza.
Diatomeas: Algas diatomesas (silíceas).
Loess: Depósitos eólicos.
Arcillas residuales:
Terra Rossa: Óxidos de Fe
Terra Fusca. Óxidos de Fe + Materia orgánica
Lateritas y Bauxitas: Fe + Al
Rocas mixtas: Calizas + Arena + Arcila
Usos: las margas similares a las arcillas
Diatomeas como productos industriales, filtros, albero, subbase.
Loess problemas de sifonamiento, pero que los limos
Terra Rossa como las marga.
% CARBONATO
100
85
75
35
85
25
95 100
CALIZA PURA
MARGA
65
75
CALIZA
65
CALIZA MARGOSA
35
MARGA CALCÁREA
ARCILLA
95
25
MARGA ARCILLOSA
15
ARCILLA MARGOSA
5
ARCILLA PURA
0
15
5
0
% ARCILLA
4.2.3. ROCAS NO DETRÍTICAS: carbonatadas, evaporitas, silíceas, alumino-ferruginosas, fosfatadas y
organógenas.
Carbonatadas
 Calizas: Se forman por precipitación química de CO3Ca en mares y lagos, en función del
contenido en CO32- y Ca++.
Producto de solubilidad: K5 (CO3Ca) = [CO32-] * [Ca++] = 0,87.10-8
Si es >Precipita, si es < Disuelve.
División:
 Autóctonas:
 Bioquímicas:
Biohermales: CO3Ca + Corales
Biostromales: CO3Ca + Conchas
Pelágicas: Creta-grano fino.
 Precipitación química: Toba
Travertino
Caliche

Alóctonas:
 Calcirrudita: diámetro > 2mm
 Calcarenita: diámetro entre 2 y 1/16 mm
 Calcilutita: diámetro <1/16mm
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Dolomías: Más del 50 % de CO32- y de estos, más del 25% Dolomita.
 Autóctonas bioquímicas
— Caliza biohermales
CO3Ca+ Organismo sedentarios (Crinoides, Corales, Algas). Climas cálidos y
aguas someras. Cordones litorales, Arrecifes, Aolones, barreras de coral.
Rocas porosas, permeables y ligeras.
— Calizas biostromales
CO3Ca + Caparazones microscópicos de foraminíferos y ostrácodos en los
fondos oceánicos. Roca de grano fino, Duras y compactas (calizas
litográficas).
 Autóctonas Precipitación Química
— Toba
Se forma por evaporación del agua en manantiales calientes en los que
precipita el CO3CA sobre materia orgánica (ramas, hojas, tallos). Roca
porosa.
— Travertino
Parecido a la Toba pero sin materia orgánica. Precipitación de la calcita en
cuevas kársaticas. Estalactitas y estalagmitas. Mármol travertino.
— Caliche
Precipitación de CO3Ca en costras de exudación al evaporarse el agua del
suelo que asciende por capilaridad. Climas áridos “losas”.
 Aloctonas
— Calcirrudita
— Calcarenita
— Calcilutita
 Dolomías
CO3Ca y (CO3)2CaMg. Aspecto runiforme “Piel de elefante”.
0
CALIZA
10
50
25
25
50
10
75
0
DOLOMÍA PURA
75
DOLOMÍA
90
CALIZA PURA
100
DOLOMÍA
CALCÁREA
CO3Ca
CALIZA
DOLOMÍTICA

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90
100
(CO3)2Ca Mg
Componentes de una roca carbonatada (Folk, 1962).
 Ortoquímicos: Precipitación química son transporte. Micrita (matriz), diámetro <5 micras y
Esparita (cemento), diámetro > 15 micras.
 Aloquímicos: materiales precipitados dentro de la cuenca que han sufrido un cierto transporte.
Intraclastos, oolitos, bioclastos y pellets.
 Terrígenos: Materiales producidos fuera de la cuenca y transportados en estado sólido
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Rocas evaporítas
Se forman por precipitación química al evaporarse el agua del mar o lagos salados en cuencas
endorreicas (cerradas).
 SULFATOS: Anhidrita, Yeso, Baritina…
 CLORUROS: Halita, Silvina, Fluorita,…
El principal problema de estas rocas es que son muy solubles con el agua circulante.
El Yeso, soluble en agua, ataca AlCa3 de cemento. La Anhidrita + agua aumenta,
aproximadamente el 60% de su volumen.
Se producen karstificaciones que pueden producir colapsos súbitos en estructuras.
Rocas Silíceas
Se forman por la precipitación físico-química de la sílice, a partir de soluciones más o menos
concentradas. Contenido en Sílice >90%.
 Rocas silíceas inorgánicas: SÍLEX.
 Rocas silíceas organógenas:
 Diatormeas: Organismo formadores de diatomeas
 Radilaritas: Organismo formadores de radioarios
 Espongiolitas: Organismos formadores de esponjas
 Rocas Alumino-ferruginosas
Se forman por precipitación físico-química de aluminio y hierro, a partir de disoluciones más o
menos concentradas.
— Hierro oolítico: Pellets de Fe
— Hierro de los pantanos: Limonita (Mena de Fe)
 Rocas Fosfatadas
Integradas por mezclas de minerales submicroscópicos de fosfatos diversos, con impurezas
orgánicas o inorgánicas.
 Fosfatos primarios: Fosforita (Sahara, Marruecos) y Apatito.
 Fosfatos secundarios: acumulación de huesos.
 Abonos: acumulación de excrementos de aves. Guano
 Rocas Organógenas
Son los combustibles fósiles.
 Carbón
El principal componente es el carbono y se origina a expensas de la materia orgánica
vegetal.
 Antracita: 95-100 % de carbono. Pocos volátiles. Gran poder calorífico.
 Hulla: 75 % de carbono. Volátiles entre 10-50 %
 Lignito: 55-75 % de carbono. Alto contenido en azufre. Poco poder calorífico.
 Turba: < 55 % de carbono. Materia orgánica reciente.
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
Petróleo
Acumulación natural de hidrocarburos líquidos, gaseosos o sólidos (asfalto),
procedentes de la evolución de la materia orgánica.
Origen orgánico: Acumulación de microorganismos y peces (materia orgánica) en los
fondos marinos. Se produce:
Fermentación anaerobia = SAPROPEL (fango rico en materia orgánica) + Diagénesis =
Roca Madre (Porosa y permeable).
El petróleo migra y se concentra en rocas almacén “trampas Petrolíferas” hasta que son
explotadas (diapiros, pliegues, fallas).
Aplicaciones de las Rocas Sedimentarias
 Rocas Sueltas
— Derrubios de ladera o piedemonte: Cantos angulosos, heterométricos, sin cementar. A
veces se mueven.
— Conos de deyección: Cantos muy heterométricos, malos para cimentación y obras
lineales. Buenos acuíferos.
— Terrazas: En los ríos españoles hay 4 niveles de terrazas, correspondientes a la 4
glaciaciones. Gravas excelentes: áridos de buena calidad. Buenas para obras lineales,
cimentaciones. Excelentes acuíferos
— Morrenas glaciares: Acumulaciones de bloques, cantos, heterogéneos y heterométricos.
Lagos naturales “glaciares”. Suelen ser móviles.
— Deltas: problemas por la presencia de limos, fangos y turberas.
 Rocas agregadas
— Arcillas: impermeables, plasticidad alta, expansivas, deslizamientos. Fabricación de
cemento, cerámica, núcleos de presas, terraplenes.
— Limotitas: peligro de colapso, sifonamientos,…
— Areniscas: Buenas parta tallar en construcción (sillares)
— Conglomerados: Buena como roca compacta
— Calizas: Áridos, firmes, basalto, pedraplenes, fabricación del cemento. Permeables y
solubles (karstificaciones).
— Dolomias: No sirven para fabricar cemento por el contenido en Mg.
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4.3. ROCAS METAMÓRFICAS




METAMORFISMO
Proceso mediante el cual las rocas sólidas modifican su textura, estructura y composición
mineralógica, por cambios de Presión y Temperatura y da lugar a la formación de nuevas rocas
“ROCAS METAMÓRFICAS”.
FACTORES DE METAMORFISMO
1. Presión
Presión litostática (a 4000 m llega a 1000 atm)
Presión orentada de empujes orogénicos
Zonas de subducción intraplaca
2. Temperatura
Gradiente geotérmico (30ºC por Km)
Deformaciones mecánicas (generan calor)
Intrusiones magmáticas
3. Duración
4. Aporte de materiales
5. Pérdida de gases y elementos volátiles
PROCESO : P + T  Roca plática  Plegamiento
(+ DENSIDAD - VOLUMEN)
CONSECUENCIAS
— Deformaciones de la red cristalina (cristales hojosos, alargados o aciculares)
— Puede afectar a cualquier roca (incluso más de una vez)
— Duración de millones de años
— Hay aportaciones perdidas de otros iones (migmatitas)
— Aparece hojosidaad, esquistosidad o foliaciones.
TIPOS DE METAMORFISMO
Los procesos físico-químicos del metamorfismo no están suficientemente conocidos pero sñi sus
resultados
— De contacto: T > P (Corneanas).
— Dinámicas: P > T (Brechas, pizarrosidad, fallas,…).
— Regional: P y T muy altas (Orogenias, plegamientos, zonas de subducción)
— Pirometamorfismo: T alta en contacto con lavas volcánicas (Buchitas)
— Cataclástico: fracturación rotura de rocas sin recristalización (Milonitas)
— Metasomatismo: Cambio en la composición (Peridorita – Serpentina : Skarn)
— Retrógado: Se dan en rocas que solo son estables a altas temperaturas cuando bajan
(Biotita a Clorita)
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
TEXTURA Y ESTRUCTURA
Durante el proceso de metamorfismo se desarrollan nuevos cristales “cristaloblastos”
(blastein=brotar) que dan las siguientes texturas:
 Ganoblásticas: Granos simétricos (Cuarcita, Mármol).
 Lepidoblásticas: En forma de escamas (Micacitas).
 Nematoblásticas: En forma de hilos (Gneis).
 Diablásticas: Cristales interpenetrados por otros (Feldespatos).
 Porfidoblásticas: cristales grandes en otros más pequeños (Gneis granular).
 Poiquioblasticas: cristales variados.
 Helicíticas: cristales con giros helicoidales (Granate).
Las estructuras más frecuentes son:
 Estratificación
 Esquistosidad, pizarrosidad, foliaciones.

MINERALES DE LAS ROCAS METAMORFICAS
Los de las Rocas Ígneas:
LEUCOCRATOS
Cuarzo, feldespato, Foides, moscovita,
Ácidos (Color Claro)
Apatito, Circón
MELANOCRATOS
Básicos (Color Oscuro)
Piroxenos y Piroxenoides
Anfíboles, Olivino, Magnetita, pirita, Esfena
Específicos.
Andalucita, Silimanita y Distena, Granate, Cordierita, Fosterita, Wollastonita, Estaurolita,
Epidota,…
Son minerales exclusivos “minerales termómetro”.

FACIES METAMORFICAAS EN FUNCION DE LA T Y P
Cada facies reúne una serie de rocas que se han formado en la mimas condiciones de P y T, han
sufrido similares deformaciones y con los mismo fluidos mineralizadores. Se han definido varias
con las de isometamorfismo: Epi, Meso, Cata y Ultrazona
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
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SECUENCIA DE METAMORFISMO:
La roca originada, que puede ser cualquiera, incluso una roca ya metamorfizada, incluye
lógicamente en el tipo de roca resultante tras el proceso del metamorfismo.
 PARECTINITAS. (De “Ektenia” = Tensión”). Procede de rocas sedimentarias y sin aportes
de fluidos mineralizadores.
 ORTOECTINITAS. Procede de rocas ígneas y sin aportes de fluidos mineralizadores.
 MIGMATITAS. (De “Migma” = Mezcla). Son rocas formadas a altísimas temperaturas y
presiones con aportes de fluidos magmáticos.
CLASIFICACION DE LA ROCAS METAMORFICAS
Principales rocas metamórficas:
Gneis, Filita, Cuarcita, Pizarra, Esquisto, Anfibolita, Mármol, Milonita, Corneana, Granulita, Eclogita,
Migmatita.
APLICACIONES DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS:
Estas rocas tienen propiedades mecánicas muy variadas, desde rocas muy duras (Cuarcita, Corneana,
Migmatitas) a rocas blandas (Pizarras, Esquistos, Filitas).
 Cuarcita y Corneanas
— rocas duras, afanáticas y/o fanereiticas, granoblásticas (Silíceas).
— Dan excelente gravas apara hormigones.
— Inconveniente; su gran dureza, aristas cortantes y excesivo coste de explotación y
machaqueo. Escasez de finos.
— Muy usadas en balasto (Canteras de Despeñaperros.
 Gneis y Migmatitas
— Rocas duras (Q, FK, Micas) Lepidoblásticas.
— Minerales orientas en bandas.
— Frágiles y rompen por las bandas más débiles
— Buenas como cimentación de edificios, obras civiles,…
— No sirven para hormigones, gravas y balasto.
 Pizarras
— Se explotan para tejas, chapados,… (Aprovechando su fisibilidad (se abren en láminas)).
 Filitas y esquistos
— Poco utilizadas. Son plásticas y provocan deslizamientos
— Cuando se alteran “launas” (arcillas muy plásticas e impermeables). Manantiales.
— Provocan grandes deslizamientos (Carreteras, canales, ).
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

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Mármoles
— Formados por calcita o dolomita. Fanerítica, granoblástica.
— Duras y frágiles. Rocas Ornamentales.
Serpentinas
— Roca verdosa que procede de las Peridotitas.
— Roca ornamental (terrazos y mármoles artificiales)
Milonitas
— Roca triturad y poco cimentada.
— Se produce en zonas de falla y mantos de corrimiento.
— Se observan “espejos de falla” que indican el sentido del movimiento de los bloques.
— Se explotan para áridos, dan excelentes hormigones. “kakeritas” del Trías Alpujárride en
calizas dolomíticas.
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