rocas suelo

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FÍSICA AMBIENTFÍSICA AMBIENTFÍSICA AMBIENTFÍSICA AMBIENTFÍSICA AMBIENTALALALALAL

LAS ROCAS Y EL SUELLAS ROCAS Y EL SUELLAS ROCAS Y EL SUELLAS ROCAS Y EL SUELLAS ROCAS Y EL SUELOOOOO○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

3.1 Las Rocas son cuerpos naturales Inorgánicos formados por agrupaciones minerales.

Existen Rocas Simples constituidas por un solo mineral.

Ej: Calizas ( Ca Co3), Krishal ( Dolonit) {CaMg( C0

3)

2} Trigonal y Rocas compuestas constituido por varios

minerales Ej: Granito formado por cristalesde Feldespastospotasico, Quar 3 , Glimmer

Feldespato è X ( Al , Si )4 0

8 : X = Na, K, Cc

Granito Quarz è Si 02

Glimmer è KAl2 ( Al Si3 0

10 ) ( 0H, F)

2 : Muskowit, Biotic

Plagio clases è NaAlSi30

8 - CaAl

2Si

20

8

Basalto Augit è ( Ca,Mg,Fe,Ti,Al ) ( Al , Si )2 0

6

Olivin è ( Mg , Fe )2 Si 0

4

Magnetit è Fe304 ( Fe0 Fe2 0

3 )

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De acuerdo a su origen se clasifican las rocas en Igneas ,Sedimentarias y metamórficas.

ROCAS IGNEAS : Se forman por el enfriamiento de las rocas fundidas.Las rocas fundidas se presentan debajo de la superficie terrestre y en la superficie ( Lava).El enfriamiento de las rocas fundidas puede ocurrir en cualquier lugar.

Batolita Plutón

Proceso físico

Instantáneoè Vidrio

Cuando las rocas Igneas se enfrían èCristalización Rápido è Cristales diminutos

Lento è Cristales grandes

T = 700°C è 1200 °C

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1) ROCAS MÁFICAS : Primeras en cristalizar

- Color gris a negro- Lisas , pequeños cristales Ejemplo : Basalto y el gabro

2) ROCAS INTERMEDIAS :

- Colores intermedios: 15 % - 40% oscuro- Andesitas y Diorita

3) ROCAS FÉLSICAS: Últimos minerales

- Colores claros- Granito- Cristales grandes

Según color:

1) ULTRAMÁFICOS è Oscuros a verde oscuro è Olivin , Prioxenos, Peridotita

2) MÁFICOS è Oscuros: Basaltos , Gabros

3) FELSICOS è Claros, Granito

ROCAS METAMÓRFICASEl Metamorfismo es la transformación de un tipo de roca en otra.Las rocas Metamórficas se forman

por recristalización ,por altas temperaturas a presiones de de rocas Igneas a sedimentáreas.

Antes del Metamorfismo Despúes del Metamorfismo

(Roca Ignea) T= 150° - 800 C° (Roca Metamórfica) Granito Gneiss

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Caliza è Recristalización è Mármol(Sedimentaria)

Granito è( Presión) Gneiss(Roca Ignea)

ROCAS IGNEAS Y ROCAS VOLCÁNICASROCAS IGNEAS Y ROCAS VOLCÁNICASROCAS IGNEAS Y ROCAS VOLCÁNICASROCAS IGNEAS Y ROCAS VOLCÁNICASROCAS IGNEAS Y ROCAS VOLCÁNICAS :Bolívar y Roldanillo

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ROCAS SEDIMENTROCAS SEDIMENTROCAS SEDIMENTROCAS SEDIMENTROCAS SEDIMENTARIASARIASARIASARIASARIAS

Consiste en sedimentos que resultan de la acción de los agentes de la erosión y del transporte deagentes Físico - Químico.Ej: Areniscos, arcillas,carbones,calizas,limalitas..etc

DIAGÉNESIS : Paso de sedimento a roca sedimentaria.

PROCESOS: - Compactación - Fosilización - Consolidación

METEORIZACIÓN O INTEMPORIZACIÓN

Minerales primarios

Procesos Químicosç

çProcesos FísicosProcesos Biológicosç

æ

æMeteorización

Física = Desintegración

Química = Descomposición

Papel

123456789012345678901234567123456789012345678901234567123456789012345678901234567123456789012345678901234567123456789012345678901234567123456789012345678901234567123456789012345678901234567123456789012345678901234567123456789012345678901234567123456789012345678901234567123456789012345678901234567123456789012345678901234567123456789012345678901234567123456789012345678901234567123456789012345678901234567123456789012345678901234567123456789012345678901234567123456789012345678901234567

ää

Se puede trozar

Se puede quemar

123456789123456789123456789123456789

123456789123456789123456789123456789123456789123456789

123456789123456789123456789123456789

Materia física

Materia química

Ejemplo:

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METEORIZACIÓN FÍSICA O MECÁNICA

Mayor área superficial è disponible para la química.

La fragmentación puede ser:

1° Hielo o congelación

Aumenta el volumen en un 10% è el agua líquida se expande un 90% cuando se congela.

2° Temperatura:

∆ T° èLa roca se fragmenta en un desierto.

3° Precipitación :El lavado de las lluvias lleva sales solubles a los poros è Sales se cristalizan èFragmentación

4° Gravedad:Aludes, avalanchas, derrumbes.

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METEORIZACIÓN QUÍMICA

1) DISOLUCIÓN : Cómo se disuelve el azúcar en el agua.

Ej: Calcita + lluvia ácida è se hace soluble (insoluble)

2) OXIDACIÓN : El oxígeno combinado con el hierro.

CaCo3 + 2 [ H+ (H

2o ) ] è

CaCo2

+ 3(H2) o

( calcita) Lluvia ácida ( soluble)Carbonatocálcico(insoluble)

4Fe + 3O2 è 2Fe

2 O

3 ( Hämatit )

( óxido férrico)

4FeO + O2 +2 H2O è 4Fe

OOH ( Göthit )

Johann Wolfang M Göthe

( 1749 - 1832 )

En general : Fe +2 è Fe +3 è Fe +2

( Verde) ( Rojo) ( Amarillo) ( Hämafif ) (Göfhif)

Pacífico : Basalto è M. Químico èRojo èAmarillo

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3) HIDRÓLISIS: La reacción de los minerales con el agua

2KALSi3O

8 + 2 ( H+ + HCO

3) + H

2O è AL

2Si

2O

5(OH)

4

( Feldespato Caolinita

potásico) ( Arcilla residual )

+ 2K+ + 2HCO3) + 45 ; O

2 } En solución ( Bicarbonato)

Los minerales de arcilla son los productos finales de la meteorización.

General:

Cuarzo è Vidrio, areniscas

Feldespato è H2O è Arcillaspotásico

Granito:ì

î

En resumen:

Basalto {Fe + Oxígeno è Hämatit ( Rojizo)

(AL,Si,O) + H2O è Arcillas residuales{GranitoCuarzo è Arenas

{ CuarzoFeldespato potásico

Ej: Granito

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METEORIZACIÓN BIOLÓGICA

Se debe a la actividad de los organismos vivos: Vegetales o animales

- Animales : Lombriz Rysabios Mycorrizas Bacterias Hongos Líquenes

- Vegetales è Raices

FFFFFAAAAACTORES Y PROCESOS DE FORMACTORES Y PROCESOS DE FORMACTORES Y PROCESOS DE FORMACTORES Y PROCESOS DE FORMACTORES Y PROCESOS DE FORMACIÓN DE SUELCIÓN DE SUELCIÓN DE SUELCIÓN DE SUELCIÓN DE SUELOSOSOSOSOSLa formación del suelo es el resultado de la acción del clima, y de los organismos sobre el material inicialo parental , en un relieve dado y por un periodo de tiempo .

Factores y su categoría de acuerdo a su actividad: 1) Clima ( cl ) Activo

2) Organismos ( o ) Activo

3) Material parental ( m-p) Pasivo

4) Relieve ( r ) Pasivo

5) Tiempo ( t ) PasivoEsta serie de factores actúa interrelacionados,estableciendo la función del suelo.

SUELO

(Cl) CLIMA(o) ORGANISMOS

MATERIAL PARENTAL( m-p)

(R) RELIEVE

(T) TIEMPO

FaunaFlora

Precipi

tación

Tempe

ratura

Altura

Pendiente

Agente

s quím

icos

Agente

s físi

cos

Senil

Maduro

Joven

105

103

101

S = ƒ ( cl,o,r,m-p ) dt ∫

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1 )CLIMAUno de los factores más influyentes en la formación de suelos , determina el tipo de meteorización quepuede ocurrir en una zona.

Región Precipitación Temperatura Altitud (mm/ año) (ºC) (Mts)

Valle del Cauca 800 - 1.100 24 - 26 900 - 1.500Chocó 4000 - 11.000 27 - 30 0 - 200Guajira - Desierto 200 - 300 28 - 30 0 - 200Selva Amazónica 3000 - 5000 26 - 29 100 - 500

Factores secundarios en relación a la cantidad de lluvia.

1) Los ( H+ ) de hidrógeno aumenta è el ph disminuye.

2) El contenido de arcilla ( hidrólisis de granito )se incrementa con las lluvias.

3) Se incrementan la profundidad de los carbonatos o de las bases ( Calcio,Mg, Sodio, Potasio ), resultado de la lixiviación hacia estratos cada vez más profundos.

4) Contenido de nitrógeno y de M.O ( materia orgánica) aumenta por el cambio de la ácidez del suelo,modifica la actividad de los organismos responsables de la materia orgánica.

5) La profundidad y el grado de alteración de los materiales originales estan fuertemente afectados por elclima. En condiciones tropicales con elevadas precipitaciones y altas temperaturas la profundidad dealteración es considerable y el grado de transformación del material original es completo, llegando aacumularse los óxidos de Fe y Al , no así en condiciones desérticas o muy frías.

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2) ORGANISMOS - VEGETACIÓN Y SUELOLa vegetación y los organismos influyen en el suelo a través de :

u Acumulación de materia orgánica de composición variada.u Desarrollo de horizontes orgánicos.u Ciclos biológicos o reciclaje de los elementos.u Reacciones bioquímicas en el suelo.u Estabilidad estructural y aireación.u Modificación del clima del suelo.

3) MATERIAL PARENTALEs la materia prima de la cual se forman los suelos.

De los basaltos ( rocas Igneas) se originan los suelos rojizos Ej: Hämatif del cuarzo del granito, las arenasy de los fedelspatos del cuarzo las arcillas.

4) RELIEVE Y SUELOSe entiende por relieve a las grandes desigualdades de la superficie terrestre.Topografía corresponde a los detalles de relieve

5) TIEMPOEl factor tiempo para que ocurra las transformaciones del material parental, es fundamental en la génesisy en el desarrollo de sus propiedades de los suelos.en las figuras se pueden apreciar en forma esquématica la evolución de las cenizas volcánicas en funcióndel tiempo.

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TEXTURA

Es una expresión cualitativa y cuantitativa del tamaño de las partículas .Cualitativa ya que se refiere al comportamiento que resulta del tamaño y de la naturaleza de losconstituyentes del suelo, y cuantitativa por ser una expreesión porcentual.Se refiere a la proporción relativa en peso de los diferentes tamaños de prtículas existentes en él,expresada comomporcentaje de la fracción mineral.

Se distinguen básicamente tres tipos de partículas: arcilla, limo y arena. La distinción entre ellas sebasa en una distribución arbitraria que asocia a cada fracción propiedades relacionadas al tamaño,como la plasticidad.

Naturaleza física y mineralógica de las partículas

Arenas: fragmentos de roca o minerales. En la arena fina predominan partículas individuales de mine-rales primarios y en la arena gruesa fragmentos de roca.

Limos: Minerales o fragmentos de rocas, dominando en la fracción fina los minerales primarios indivi-duales y eventualmente minerales secundarios del tipo arcilla de tamaño grueso como la caolinita.

Arcilla: Minerales secundarios arcillosos del tipo cristalino , con una estructura compleja en capas enel caso de las arcillas cristalinas; arcillas de bajo grado de cristalinidad, como el alofán y la imogolita ylas llamadas arcillas hidróxidos u óxidos de Fe y Al.

Composición química de las partículas:

Principalmente alúmino silicatos( Al, Si, O2) y constituyentes básicos dependiendo de los minerales

existentes.El predominio de algunas de estas fracciones asfecta el comportamiento del suelo de la siguientemanera:

Arcilla: Fracción coloidal, incluye arcilla amorfas y cristalina.Alta plasticidad y adhesisvidad.Capacidad de espansión y contracción.Alta capacidad de retención de agua.Alta capacidad de retención de iones.Superficie específica alta.Permeabilidad e infiltración bajas.Microporosidad elevada.

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Limo: Partículas de forma irregular.Alta plasticidad y adhesividad media.Capacidad media de retención de agua.Permeabilidad e infiltración media a baja.Poca actividad química.Escasa a nula capacidad de retenciuón de iones.Baja fertilidad física.Riesgo de sellado y encostramiento superficial.

Arena: Partículas de forma irregular.Baja adhesividad y plasticidad.Poca capacidad de retención de agua.Inactividad química.Macroporosidad alta.

El número de combinaciones entre las tres fracciones que determinan la textura del suelo esilimitado.Este continuo granulométrico del suelo, donde hay infinitas posibles combinaciones, ha sidodividido en clases texturales.Cada clase textural representa un grupo de combinaciones de tamaños de partículas con propieda-des inferibles de acuerdo a la fracción predominante o proporción en que se encuentren, y tienen uncomportamiento más o menos determinado.Existen dos métodos para deteminarlas: al tacto y el análisis granulométrico.

Características de las fracciones granulométricas.

La cantidad de partículas por gramo del suelo y el área superficial aumenta exponencialmente,incrementando su influencia en el comportamiento del suelo. Un suelo arcilloso debido a su granárea superficial tiene una gran actividad química y física, en contraste con los suelos arenosos.

Fracción Diámetro N° de partículas Area (mm) gramos cm2/g

Arena muy gruesa 2,00 - 1,00 90 11Arena gruesa 1,00 - 0,50 720 23Arena media 0,50 - 0,25 5.700 5.700.45Arena fina 0,25 - 0,10 46.000 91Arena muy fina 0,10 - 0,05 722.000 237Limo 0,05 - 0,002 5.776.000 454Arcilla < 0,002 90.260.853.000 8.000.000

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Una partícula que cae dentro de un fluído con viscosidad η

MÉTODO PARA CALCULAR LA DISTRIBUCIÓN DE TAMAÑO DE LASPARTÍCULAS DEL SUELO

Según la segunda ley de Newton

Tamaño de partículas

Diámetro (mm)

Arenas è 2 - 0,05

Limo è 0,05 - 0,002

Arcilla è < 0,002

Fuerzas que actuan:

A) Peso de la partícula esférica:

Arena

Arcilla

Limo

ρ= mv èm =ρ

s43 πr3W = mg è

ρs

43 πr3W = g

A )

B) B = Peso del fluído desplazado

Ff

W

BA

mDg = ρ

L43 πr3 g

ρLDonde = Densidad del líquido

ρ = Densidad de la partícula

r

g

v

= Gramos

= Radio de la esfera

= Velocidad de la esfera

η =Viscosidad del fluido

v = Velocidad terminal

Ff = Kv = 6 π r vη

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Ff B = ms.aW

4ρs

43 πr3 .g ρ

L3 πr3 .g 6π rv = m.aη

Si tenemos que la partícula esta en equilibrio è V= Cte è a = 0

4ρs

43 πr3 .g ρ

L3 πr3 .g 6π rv = 0η

ð g ρL 6π r vηρ

s43 πr3 ( (=

ð v =4 πr33

ρL

ρs( (g

6π rη=

4 πr2 ρL

ρs( (g

η18=

2 r2 ρL

ρs( (g

η9

vt=

2 r2 ρL

ρs( (g

η9

Velocidad terminal de la partícula con el tamaño de la partícula r

ð v es proporcional a r2

Según la segunda ley de Newton : ΣExt = m.a

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v = H

T

v = H

T = 2 r2 ρL

ρs( (gη9

D = 2r

D= Diámetro de la partícula proporcional a 1/ tiempo

D = t ρL

ρs( (gη18 h√

D = θ√ t

θ= Parámetro de sedimentación

ρL = Densidad

del líquido

ρs

= Densidad de la partícula

g = Aceleración de la gravedad

η = Viscosidad del líquido

rocas suelo

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