PETROLOGÍA Y PETROGRAFÍA
La petrología se encarga del origen, la aparición, la estructura y la historia de las rocas, en particular de las ígneas y de las metamórficas. El estudio de la petrología de sedimentos y de rocas sedimentarias se conoce como petrología sedimentaria.
La petrografía, disciplina relacionada, trata de la descripción y las características de las rocas cristalinas determinadas por examen microscópico con luz polarizada. Los petrólogos estudian los cambios ocurridos de forma espontánea en las masas de roca cuando el magma se solidifica, cuando rocas sólidas se funden total o parcialmente, o cuando sedimentos experimentan transformaciones químicas o físicas.
Quienes trabajan en este campo se preocupan de la cristalización de los minerales y de la solidificación del vidrio desde materia fundida a altas temperaturas (procesos ígneos), de la recristalización de minerales a alta temperatura sin la mediación de una fase fundida (procesos metamórficos), del intercambio de iones entre minerales de rocas sólidas y de fases fluidas migratorias (procesos metasomáticos o diagenéticos) y de los procesos de sedimentación, que incluyen la meteorización, el transporte y el depósito.
1. ROCAS
Las rocas son aglomerados de uno o más minerales. Los procesos que dan lugar a las rocas son distintos, dependiendo de su ubicación en la Tierra. Así como varían los valores de presión (P), temperatura (T) y composición (X) dominantes en diferentes lugares de la Tierra, también varían los procesos que propician el desarrollo de las rocas. Al estudiar las rocas, tratamos de utilizar sus características químicas, físicas y geométricas para acercarnos a comprender los procesos y ambientes que las conformaron (Tolson, 2005)
Otra definición indica que se llama roca a cualquier material constituido como un agregado natural formado por uno o más minerales. Un agregado es un sólido cohesionado. Las rocas generalmente están formadas por varias especies mineralógicas (rocas compuestas), pero también existen rocas constituidas por un solo mineral (rocas monominerálicas). Las rocas suelen ser materiales duros, pero también pueden ser blandas, como ocurre en el caso de las rocas arcillosas o las arenas. En el lenguaje cotidiano, pero no en el científico, roca significa también fragmento o bloque rocoso.
1.1 El ciclo de las rocas
La petrología se encarga del origen, la aparición, la estructura y la historia de las rocas, en particular de las ígneas y de las metamórficas. El estudio de la petrología de sedimentos y de rocas sedimentarias se conoce como petrología sedimentaria.
La petrografía, disciplina relacionada, trata de la descripción y las características de las rocas cristalinas determinadas por examen microscópico con luz polarizada. Los petrólogos estudian los cambios ocurridos de forma espontánea en las masas de roca cuando el magma se solidifica, cuando rocas sólidas se funden total o parcialmente, o cuando sedimentos experimentan transformaciones químicas o físicas.
Quienes trabajan en este campo se preocupan de la cristalización de los minerales y de la solidificación del vidrio desde materia fundida a altas temperaturas (procesos ígneos), de la recristalización de minerales a alta temperatura sin la mediación de una fase fundida (procesos metamórficos), del intercambio de iones entre minerales de rocas sólidas y de fases fluidas migratorias (procesos metasomáticos o diagenéticos) y de los procesos de sedimentación, que incluyen la meteorización, el transporte y el depósito.
1. ROCAS
Las rocas son aglomerados de uno o más minerales. Los procesos que dan lugar a las rocas son distintos, dependiendo de su ubicación en la Tierra. Así como varían los valores de presión (P), temperatura (T) y composición (X) dominantes en diferentes lugares de la Tierra, también varían los procesos que propician el desarrollo de las rocas. Al estudiar las rocas, tratamos de utilizar sus características químicas, físicas y geométricas para acercarnos a comprender los procesos y ambientes que las conformaron (Tolson, 2005)
Otra definición indica que se llama roca a cualquier material constituido como un agregado natural formado por uno o más minerales. Un agregado es un sólido cohesionado. Las rocas generalmente están formadas por varias especies mineralógicas (rocas compuestas), pero también existen rocas constituidas por un solo mineral (rocas monominerálicas). Las rocas suelen ser materiales duros, pero también pueden ser blandas, como ocurre en el caso de las rocas arcillosas o las arenas. En el lenguaje cotidiano, pero no en el científico, roca significa también fragmento o bloque rocoso.
1.1 El ciclo de las rocas
A escala humana, las rocas nos parecen indestructibles, sin embargo, desde los tiempos geológicos, las rocas están en una continua y permanente transformación. Si consideramos a modo de ejemplo que durante muchos años, algunas de las antiguas civilizaciones, consideraron que el granito era indestructible, era un simbolo de eternidad. Hoy se sabe que el granito se rompe y erosiona por diferentes agentes, liberando minerales como el cuarzo y feldespatos, generando arenas, arcillas y otros tipos de rocas.
James Hutton hace unos 200 años propuso por primera vez el concepto de ciclo geológico (ciclo de las rocas), en el cual se consideran las relaciones que existen entre la superficie y el interior de la tierra como un proceso cíclico, mediante el que se generan los diferentes tipos de rocas. El esquema del ciclo geológico ilustra la interacción entre sedimentación, hundimiento, deformación, magmatismo, alzamiento y meteorización.
El ciclo geológico visualiza en primer instante los ambientes principales donde se forman rocas: magmático / ígneo, sedimentario y metamórfico. Además muestra los procesos principales que afectan a las rocas (Griem y Griem-Klee, 1999).
Las figuras 1 y 2 del ciclo geológico ilustran la interacción entre sedimentación, hundimiento, deformación, magmatismo, alzamiento y meteorización y se aprecian las relaciones que originan los diferentes tipos de rocas. Si consideramos una fuente magmática ascendente, el magma irá enfriándose y cristalizando, originando rocas de tipo ígneo, posteriormente los diferentes procesos y agentes irán meteorizando y erosionando la roca formada, generando sedimentos, los que al sufrir un proceso diagenético generarán una roca sedimentaria. De esta forma el ciclo se va repitiendo a lo largo del tiempo geológico.
Figura 1. Ciclo geológico ilustrado a partir de la rocasresumen del ciclo geológico:
“Los magmas, del que se derivan las rocas magmáticas - como las rocas plutónicas, volcánicas y rocas subvolcánicas - se forman en el manto superior y en la corteza terrestre profunda. Emplazando en secuencias de rocas de la corteza terrestre el magma enfría paulatinamente dando lugar a las rocas plutónicas. Cuando el magma sube hacia la superficie terrestre se enfría repentinamente resultando en rocas volcánicas. Por levantamiento las rocas plutónicas también pueden llegar a la superficie terrestre. En la superficie terrestre todas las rocas están expuestas a los procesos de meteorización y erosión. En consecuencia las rocas están desarmadas es decir trituradas en fragmentos de rocas y minerales y/o están disueltas por reactivos químicos como por soluciones acuosas de cierto pH (= potencial de hidrógeno), de cierto potencial redox (Eh), de cierta temperatura y de cierta presión. Las componentes disueltas como iones, moléculas y complejos químicos son transportadas en solución y se depositan en un lugar de condiciones ambientales, que favorecen su precipitación y que por consiguiente difieren de las condiciones causantes de su solución. Las componentes disueltas pueden precipitarse formando minerales distintos con respecto a aquellos, de que se derivan. Por ejemplo la componente 'calcio' de una labradorita, que es una plagioclasa básica con un alto contenido en calcio, se disuelve y precipita en otro lugar formando calcita. Las componentes detríticas como los fragmentos de rocas y minerales pueden ser transportadas por agua, viento y hielo y depositados en otro lugar. Cuando se depositan las componentes detríticas y químicas primeramente forman sedimentos blandos como la arena, un lodo de minerales arcillosos o un lodo de caliza. Por hundimiento, compactación y cementación los sedimentos se convierten en rocas sedimentarias sólidas. Los procesos responsables para la transformación de una roca sedimentaria blanda a una roca sedimentaria compacta son los procesos diagenéticos. Por tales procesos o es decir por diagénesis una arena se convierte en una arenisca por ejemplo. Cuando el hundimiento continúa, las rocas se calientan y su temperatura sobresale la temperatura T = 200ºC, que es el límite superior de temperatura para los procesos sedimentarios. A temperaturas más altas los procesos, que actúan en una roca (sedimentaria, magmática o ya metamórfica) y la transforman, pertenecen al metamorfismo. En el límite superior del metamorfismo las rocas metamórficas empiezan a fundirse. Este límite depende de las condiciones de temperatura y presión presentes y de la composición de la roca. Un granito se compone en parte de minerales con grupos de (OH-) como los anfíboles y las micas, que determinan una temperatura de fundición relativamente baja, a T = 650ºC con p = 4kbar las componentes empiezan a fundirse. Para un basalto compuesto de minerales como plagioclasa, olivino y piroxeno, que no llevan grupos de (OH-) la temperatura de fundición inicial es mucho más alta (T >= 1000ºC). La fundición de las rocas metamórficas las convierte en magma”.
Figura 2. Ciclo geológico ilustrado a partir de la geografía
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