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15/09/2013

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1. Meteorización y Rocas sedimentarias: Conceptos básicos

2. Meteorización Física (mecánica)

3. Meteorización Química

4. Meteorización biológica?

5. Productos de la Meteorización: Los Suelos

6. Factores que controlan la meteorización

7. Sedimentos y Rocas Sedimentarias

8. Génesis de las Rocas Sedimentarias

9. Clasificación de las Rocas Sedimentarias

Meteorización y Rocas Sedimentarias

Actividad de Control I:

La alteración de los materiales terrestresPágs. 26-27 Guía de la asignatura

Fecha de entrega: Martes 9/10/2012 al comienzo de la clase

Trabajo individual


1. Meteorización y Rocas Sedimentarias

METEORIZACIÓN

Conjunto de procesos físicos y químicos que alteran los materiales geológicos al estarexpuestos a la acción de la atmósfera y el agua para alcanzar un equilibrio con lasnuevas condiciones ambientales

Mecánica Química Biológica

Favorece los procesos de erosión

Descomposición de las rocas en superficie

Tema: Meteorización y R. Sedimentarias

Escuela de Arquitectura Técnica 1. Meteorización y Rocas Sedimentarias

• Todos los materiales geológicos, así como los elaborados por el hombre (pavimentos, hormigones, morteros, etc.) se deterioran con el paso del tiempo.


Escuela de Arquitectura Técnica

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• La Meteorización aporta materiales necesarios, tanto para los Suelos, como para las Rocas Sedimentarias.

• Parte del material meteorizado (clastos) se acumula “insitu” y puedeformar un suelo


Escuela de Arquitectura Técnica 1. Meteorización y Rocas Sedimentarias

• Otra gran parte de los clastos son eliminados del área madre porerosión, siendo transportados por diversos agentes geológicos y, finalmente depositados como sedimentos, constituyentes básicos de las rocas sedimentarias.




• Los Geólogos utilizan la textura y la composición mineralógica paraclasificar las rocas sedimentarias.

• Las rocas sedimentarias contienen huellas que nos indican como se formaron.

• Otros componentes son los fósiles (restos preservados de organismosdel pasado), siendo muy abundantes en las rocas sedimentarias.

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2. Meteorización Física

METEORIZACIÓN FÍSICA

Rotura y disgregación de las rocas por procesos físicos, que no afectana sus minerales constituyentes.a) Dilatación por descarga b) Dilatación diferencial c) Gelifraccióna) Dilatación por descarga


Escuela de Arquitectura Técnica 2. Meteorización Física


Rotura y disgregación de las rocas por procesos físicos, que no afectana sus minerales constituyentes

a) Dilatación por descarga

Sierra de Gredos (Ávila) San Lorenzo del Escorial (Madrid)





b) Dilatación diferencial

Desintegración de un canto por contraste térmico

Termoclastia

2. Meteorización FísicaTema: Meteorización y R.

SedimentariasEscuela de Arquitectura Técnica

METEORIZACIÓN FISICA


c) Gelifracción

Procesos de Gelifracción en la Sierra de Gredos (Avila)

Escasa importancia en los trópicos y allí donde el agua está permanentemente congelada

2. Meteorización FísicaTema: Meteorización y R.


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c) Gelifracción

2. Meteorización Física

Es un proceso muy efectivo debido alaumento del volumen del agua (9%)cuando se congela.













3. Meteorización química

METEORIZACIÓN QUÍMICA

Descomposición de las rocas por reacciones y cambios químicos que afectan a sus minerales constituyentes

Depende de la estructura cristalina y composición química ► grado de solubilidad de los minerales

Agentes de alteración química: Oxígeno, ácidos y AGUA

Cambio en la composición mineralógica de la roca ► Minerales secundarios (neoformación)



a) Carbonatación

Consiste en la formación de ácido carbónico a partir de H2O yde CO2 atmosférico.


(a) H2O + CO2 H2CO3 H++HCO3-

La carbonatación aumenta la efectividad de la hidrólisis

(b) CaCO3 + H2CO3 Ca(HCO3) 2Calcita Bicarbonato cálcico (soluble)

Actúa como principal mecanismo de disolución en rocascarbonatadas.



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b) Disolución

Afecta a rocas y minerales con una elevada solubilidad en elagua, tales como evaporitas (yeso) y sales (halita).

3. Meteorización químicaTema: Meteorización y R.


b) Disolución


CaCO3 + H2CO3 Ca(HCO3)2 Ca2+ + 2CO2 + 2H2OCalcita + ácido carbónico Bicarbonato cálcico iones en solución

También afecta a rocas carbonatadas ►disolución precedidade la formación de Ca(HCO3)2 a partir de una carbonataciónprevia.

Afecta a rocas y minerales con una elevada solubilidad en elagua, tales como evaporitas (yeso) y sales (halita).



c) Hidrólisis


Consiste en la disociación de las moléculas de agua en ionesHidrogeno (H+) e Hidróxilos (OH-).

H2O H+ + OH-

Agua Hidrógeno Hidróxilo

Es el mecanismo más importante de meteorización química.

2KAlSi3O8 +(H++OH- )+2(H++HCO3-) Al2Si2O5(OH)4+ 2K++2HCO3

-+ 4SiO2Ortosa agua ácido carbónico Caolinita bicarbonato

sílice

Feldespato K (Ortosa) Caolinita

Hidrólisis

Los H+ sustituyen cationes de minerales primarios, cambiando sucomposición química y liberando sustancias en solución.



d) Hidratación

Pérdida o ganancia de H2O en la estructura cristalina de los minerales.Es una reacción química reversible, muy frecuente en evaporitas yminerales arcillosos (arcillas expansivas).

2(H2O) + CaSO4 (CaSO4 + 2(H2O))Anhidrita Yeso

(CaSO4 + 2(H2O)) 2(H2O) + CaSO4Yeso Anhidrita


AnhidritaYeso



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e) Oxidación

Consiste en la transformación del Fe2+ de algunos minerales (Ej. pirita,siderita) en Fe3+ en presencia de agua, permitiendo la formación deóxidos e hidróxidos férricos insolubles y muy estables. Por ejemplo:

4FeS2 + 14H2O + 15O2 4Fe(OH)3 + 8H2SO4Pirita Limonita Ácido sulfúrico



e) Oxidación

Consiste en la transformación del Fe2+ de algunos minerales (Ej. pirita,siderita) en Fe3+ en presencia de agua, permitiendo la formación deóxidos e hidróxidos férricos insolubles y muy estables.


4Fe + 3O2 2Fe2O3 (Hematites)

Hematites. Fuente: Wikipedia

Es un proceso muy importante en la alteración de los silicatos ferro-magnesianos (olivino, piroxenos, anfíboles, biotita) de las rocasendógenas (cristalinas).

El Fe2+ de los silicatos ferro-magnesianos se combina con el O paraformar Hematites y limonita, en un proceso corto de tiempo.



f) Intercambio catiónico

Consiste en una transferencia de cationes (Ca2+, Mg2+, Na+ y K+) entreel agua rica en un catión y un mineral rico en otro. Por ejemplo:

2CaCO3 + [Mg2+ +H2O] CaMg(CO3)2 + [Ca2+ + H2O] Calcita Dolomita


Dolomita. Fuente: http://www.epsilones.com



METEORIZACIÓN QUÍMICA

Descomposición de las rocas por reacciones y cambios químicos de sus minerales constituyentes

c) Hidrólisis

2H2O + CaSO4 [CaSO4 + 2H2O]

a) Carbonatación

CaCO3 + H2CO3 Ca(HCO3)2 Ca2+ + 2CO2 + 2H2Ob) Disolución

2CaCO3 + [Mg+ + H2O] CaMg(CO3)2 + [Ca + + H2O]

d) Hidratación

H2O + CO2 H2CO3 H++HCO3-

e) Oxidación 4FeS2 + 14H2O + 15O2 4Fe(OH)3 + 8H2SO4

2KAlSi3O8 + H2O + 2(H+ + HCO3-) Al2Si2O5(OH)4 + 2K+ + 2HCO3

- + 4SiO2

f) Intercambio catiónico



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Meteorización y Rocas Sedimentarias4. Meteorización biológica

METEORIZACIÓN BIOLÓGICA

Hasta ahora, no se reconoce como tal. Tan solo la actividad orgánica favorece otros procesos de meteorización

Degradación m.o.

Acidifica el medio

Favorece la alteración química

Raíces de plantas

Fijan el suelo

Favorecen la alteración mecánica

Cantera de arenas. Torreiglesias (Sg)

Liberan ácidos



4. Meteorización biológica

METEORIZACIÓN BIOLÓGICA

Hasta ahora, no se reconoce como tal. Tan solo la actividad orgánica favorece otros procesos de meteorización

Raíces de plantas

Fijan el suelo

Favorecen la alteración mecánica

Degradación m.o.

Acidifica el medio

Favorece la alteración química

Actividad microbacteriana

Aumenta el CO2 del medio

Acelera velocidad de reacciones químicas

QUELACIÓN Incorporación de cationes metálicosa moléculas de compuestosorgánicos (Quelatos).

Liberan ácidos













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5. Los Suelos

SUELO

Capa más superficial del terreno, constituidapor una mezcla ordenada (horizontes) de m.o.en descomposición y de sustancias inorgánicasprocedentes de la meteorización de las rocas.



1ºRegolito

Horizonte O2º

3º Horizonte A

4º Horizonte E

5º Horizonte B

Horizonte C

Factores que afectan a la formación del suelo

AGUA

TEMPERATURA

TIEMPO

5. Los SuelosTema: Meteorización y R.


5. Los Suelos

SUELO MAL CLASIFICADO













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La meteorización mecánica facilita una alteraciónquímica más intensa al aumentar la superficie deexposición y ataque de las rocas.

6. Factores de la MeteorizaciónTema: Meteorización y R.


La meteorización mecánica facilita una alteración química más intensa alaumentar la superficie de exposición y ataque de las rocas.



La meteorización mecánica facilita una alteración química más intensa alaumentar la superficie de exposición y ataque de las rocas.


SedimentariasEscuela de Arquitectura Técnica 6. Factores de la Meteorización

TIEMPO

Cuanto mayor sea el tiempo de exposición de una roca mayor será el grado de meteorización

NATURALEZA DE LA ROCA

Características estructurales, texturales y mineralógicas condicionan el tipo e intensidad de la meteorización



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6. Factores de la Meteorización

Zonas tropicales e intertropicales:Alteración química y suelos potentes

Zonas desérticas y árticas:Alteración mecánica y suelos poco desarrollados

CLIMA

Tª y régimen de precipitaciones condicionan (i) el tipo, (ii) velocidad de los procesos de meteorización, (iii) características del suelo y (iv) características de las rocas alteradas













7. Sedimentos y rocas sedimentarias

Rocas Sedimentarias:Aquéllas que se forman a partir de:

i) Consolidación de fragmentos minerales o rocas procedentesde los procesos de meteorización, erosión, transporte ysedimentación.

ii) Precipitación química de minerales a partir de solucionesacuosas.

iii) Acumulación y transformación de materia orgánica, animal yvegetal



ROCAS SEDIMENTARIASSon las que resultan de la acumulación, compactación y cementación

de los productos de alteración mecánica y química.

7. Sedimentos y Rocas Sedimentarias Tema 03

Aunque representan el 5% del total de rocas de la corteza son lasmás abundantes en la superficie terrestre.

Depósitos detríticos terciarios del la Cuenca del Tajo. GuadalajaraCañón del Alto Tajo sobre Areniscas del Triásico Inferior. Guadalajara

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Estructuras sedimentarias y fósiles en calizas del Cretácico Superior. Castrojimeno (Sg).

Contienen estructuras, fósiles y otros datos que nos permiten reconstruir losambientes en los que se formaron o sobre el origen del que derivan lossedimentos Gran Archivo de la Historia de la Tierra

7. Sedimentos y rocas sedimentariasTema: Meteorización y R.












Los tipos de rocas sedimentarias dependen de la naturaleza del materialque las componen:

Organógenas; formadas a partir de la acumulación de materiaorgánica en diferente grado de descomposición.

Detríticas; compuestas por clastos de diferentes tamaños y forma

Químicas; (Bioquímicas) formadas a partir de precipitados químicosprocedentes de aguas sobresaturadas en iones.

8. Génesis de las rocas sedimentariasTema: Meteorización y R.


En función del tipo de meteorización (mecánica o química), los productos de alteración pueden ser de dos tipos:

• Clastos: fragmentos de roca de diferentes tamaños y formas.

• Iones: disueltos en las aguas superficiales y subterráneas.



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La removilización de los productos de alteración por los procesos de erosión, transporte y sedimentación da lugar a los SEDIMENTOS.

La compactación y cementación durante el enterramiento de los sedimentos (diagénesis) da lugar a las ROCAS SEDIMENTARIAS.













Turba

Lignito

Hulla

Antracita

a) Rocas Organógenas: CARBONES

9. Clasificación de las rocas sedimentariasTema: Meteorización y R.


b) Rocas detríticas

Los minerales que componen los clastos son básicamente cuatro:

Arcillas

Cuarzo

Ortosa Biotita

El tamaño, composición y la forma son los criterios seguidos para clasificar las rocas detríticas



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AreniscaPudingaBrecha

Lutita

Lutita con fósiles vegetales




Las rocas sedimentarias bioquímicas más comunes son:CarbonatosEvaporitasSalesRocas silíceas

c) Rocas Bioquímicas

Formadas a partir de precipitados químicos procedentes de aguassobresaturadas en iones.

La precipitación química de nuevos minerales se produce por:Cambios en las condiciones fisico-químicas del medio.Inducidos por procesos orgánicos.



Caliza micrítica

Calcarenita

c) Rocas Bioquímicas: CARBONATOS

Las calizas son las rocas bioquímicas más abundantes.Están constituidas mayoritariamente por calcita y dolomita.Resultan de la diagénesis de lodos calcáreos (micrita)


Escuela de Arquitectura Técnica9. Clasificación de las rocas sedimentarias

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Lumaquela Caliza fosilífera

c) Rocas Bioquímicas: CARBONATOS

La mayor parte de calizas son de ambientes marinos, y con muchafrecuencia contienen fósiles



La más abundante es el YESO: (CaSO4)+2H2O

c) Rocas Bioquímicas: EVAPORITAS



Halita

c) Rocas Bioquímicas: SALES



Sílex

Radiolarita

Se forman a partir de:

Aguas sobresaturadas en SiO2

Acumulación de caparazones silíceos

c) Rocas Bioquímicas: SILÍCEAS



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