TEMA 2: PETROLOGÍA

Definición de mineral y conceptos básicos

Definición de roca y clasificación según su composición

Roca es un material geológico formado por la asociación de uno o varios minerales, de origen natural, inorgánico, de naturaleza heterogénea y composición química variable, sin forma geométrica determinada, siendo el resultado de un proceso geológico definido.

Las rocas pueden estar compuestas por varias especies de minerales (ro-cas poliminerálicas) o bien por una sola (rocas monominerálicas). Mayormente, la roca es un material duro, aunque también se pueden encontrar algunas blandas tal como ocurre con las rocas arcillosas.

Los 7 elementos más importantes en las rocas

Los 3 grandes grupos de rocas

El ciclo de las rocas

1.- Rocas ígneas

Clasificación según su origen:

-Plutónicas

-Hiboabisales

-Volcánicas

Clasificación según su composición:

-Ultrabásica: Komatita (roca de enfriamiento rápido) y Peridotia (roca de enfriamiento lento)

-Básica: basalto (roca de enfriamiento rápido) y gabro (roca de enfriamiento lento)

-Intermedia: Andesita (roca de enfriamiento rápido) y diorita (roca de enfriamiento lento)

-Ácida: riolita (roca de enfriamiento rápido) y granito (roca de enfriamiento lento)

Variación de los minerales y su composición durante la cristalización del magma

Cuadro simplificado de rocas ígneas

Ambiente de formación y textura de las rocas ígneas

Textura afanítica: granos no visibles a simple vista, debido a un enfriamiento rápido. (Basalto)

Textura porfiditica: es una pasta matrix con cristales pequeños que engloban los grandes, debido a un enfriamiento intermedio.

Textura faneritica: Tiene cristales grandes llamados fenocristales, debida a un enfriamiento lento. Sus granos son observables a simple vista. (Granito)

Las rocas ígneas en un perfil idealizado

Los plutones y la relación con la estratificación

2.- Rocas metamórficas

Concepto básico

METAMORFISMO

Se llama metamorfismo a las modificaciones mineralógicas y estructurales que afectan a rocas preexistentes (sedimentarias, ígneas o metamórficas) cuando estas, debido a procesos geológicos de hundimiento, son llevadas a profundidades que por lo general superan los 10 km, en donde existen diferentes condiciones fisicoquímicas, respecto a las que existían cuando estas rocas se formaron Las rocas metamórficas, por tanto, están formadas por asociaciones de minerales estables a las nuevas condiciones de T y P existentes en esos ambientes muy profundos.

AGENTES DEL METAMORFISMO

La temperatura proporciona la energía que producen los cambios químicos que resultan en la recristalización de los minerales (gradiente geotérmico →aprox. 3 ºC/100m).

Presión ejercida por toda la carga de rocas existentes por encima de las zonas de metamorfismo. Presión originada por fuerzas tectónicas, provenientes de la Tectónica de Placas.

Los fluidos químicamente activos potencian los procesos metamórficos; el principal fluido que actúa en el metamorfismo es el agua.

El tiempo geológico posibilita que las lentas y graduales transformaciones de las rocas se realicen en estado esencialmente sólido.

Explicación de los agentes del metamorfismo:

Calor o Temperatura

– Para algunos autores es el agente más importante del metamorfismo.

– Las nuevas condiciones determinan que por recristalización se creen nuevos minerales más estables a las nuevas temperaturas.

– Existen dos fuentes de calor

El magma , que causa Metamorfismo de contacto.

El gradiente geotérmico, que origina un aumento de temperatura con la profundidad (aprox. 3 ºC/100m)

La presión es el segundo factor que actúa en el metamorfismo. Surge del peso propio de los materiales suprayacentes; influyen la densidad de estos materiales y la profundi-dad. También puede actuar la Tectónica de Placas. De lo anterior se deduce que en el meta-morfismo actúan dos tipos de presión:

1) presión litostática

2) presión originada por fuerzas tectónicas.

La presión litostática, generada por la carga de los materiales en el interior de la corteza, se ejerce en todas direcciones.

Ej: para una pila rocosa de 1km de potencia:

Si es granito ejerce una presión de carga de 264 bar

Si es basalto “ “ “ de carga de 294 bar

(el agua ejerce una presión de carga de 98 bar)

Fluidos o soluciones químicamente activos

– Principalmente el agua con otros componentes volátiles

– Aumentan la migración de iones, ayudando en la recristalización de los minerales existentes.

Las fuentes de los fluidos químicamente activos (de donde provienen) son:

El espacio poroso en las rocas sedimentarias.

Fracturas en rocas ígneas.

Minerales hidratados, por ejemplo las arcillas.

Importancia del tipo de roca pre metamórfica

La mayor parte de las rocas metamórficas tienen una composición química bastante similar a la roca de la cual se originó.

La composición de los minerales originales determina, en gran medida, los cambios a producirse y el grado en el que cada agente influirá en el metamorfismo.

Tipos de metamorfismos

Metamorfismo regional:

Produce la mayor cantidad de rocas metamórficas Están asociadas al proceso de orogénesis o levantamiento de montañas.

Ocurre cuando rocas son deformadas entre dos placas litosféricas convergentes.

En este caso la raíz de la montaña esta sometida a tanta presión por la profundidad a la que se encuentra y el peso de la roca de encima, que en combinación con la temperatura generada, causa metamorfismo regional de las rocas.

En ocasiones la temperatura aumenta tanto que puede derretir la roca.

Ejemplo de metamorfismo regional afectando al granito

Facies metamórficas

Es el conjunto de rocas caracterizadas por ha-berse formado en las mismas condiciones de presión-temperatura y que están constituidas por determinadas asociaciones de minerales.

Si encontramos en el campo una de estas asocia-ciones minerales, se puede determinar para las rocas metamórficas sus valores de P y Tª y a la inversa, conociendo el rango de P y Tª, se pueden determinar los minerales que caracterizan a esa facie.

Ejemplo:

Facies de presión moderada y temperatura de media a alta: Incluye las facies de esquistos verdes, anfibolitas y granulitas y engloba a la mayor parte de las rocas metamórficas más comunes.

Metamorfismo de contacto

Aureolas de metamorfismo en contacto

Dinanometamorfismo o cataclasis

Relacionado a fallas Hay fricción en la falla y en menos de 10 km produce brecha, de 10 km o mas no hay

fricción Influye la presión. Los minerales arcillosos se alinean paralelos a fallas

Textura de las rocas metamórficas

Es la disposición de los minerales u orientación que tienen por efecto del metamorfismo.

Foliación

Es la propiedad de algunas rocas metamórfica-cas de romperse a lo largo de superficies planas aproximadamente paralelas, por efecto del arreglo linear o planar de minerales o estructuras en la roca.

Existen los siguientes tipos de foliaciones:

- Clivaje pizarreño.

- Esquistosidad.

- Bandeamiento.

Clivaje pizarreño:

se forma superficies planas cercanas unas de otras La roca parte a lo largo Se produce por acción tectónica Relacionado a metamorfismo de bajo grado.

Esquistosidad:

Es la propiedad de algunas rocas metamórficas, por la cual se forman superficies planas muy cercanas unas de otras, en rocas que están suficientemente recristalizadas.

Se desarrollan por metamorfismo de alto grado. A las rocas con esta propiedad se las denomina esquistos. El equisto es un ejemplo, está formado por mica (moscovita y biotita)

Gneisica:

Es la propiedad de algunas rocas metamórficas, que se caracterizan por presentar bandas de minerales claros y oscuros.

Las condiciones de metamorfismo determina que en estas rocas la migración de iones origine segregación de minerales, formándose así las bandas o capas que las caracterizan.

Se desarrolla por efecto de un metamorfismo de muy alto grado.

A las rocas con esta propiedad se las denomina gneis.