Petrología y Petrografía

Petrología y Petrografía. – La petrología es la rama de la geología que estudia el origen y la naturaleza de las rocas que componen la corteza terrestre. Dicho estudio se completa con el de la petrografía, parte de la petrografía cuyo interés se centra más en la descripción de los aspectos externos de las rocas y en la investigación sobre su estructura y los minerales que las integran. Ambas disciplinas aportan informaciones de extraordinario interés para el conocimiento del material de la Tierra sobre el que, de forma directa o indirecta, se asienta la vida.

El estudio de las rocas abarca aspectos muy amplios y diversos, que van desde los directamente observables (color, dureza, etc.) hasta los microscópicos.

Así, entre las características de las rocas que merecen mayor atención están su composición mineralógica y químicas –minerales y elementos químicos que las componen y presencia relativa de cada uno de ellos-; su estructura y textura –distribución macroscópica, respectivamente, de sus integrantes-; sus propiedades físicas, como, por ejemplo,

• La densidad,
• El peso especifico
• El grado de conductividad o su comportamiento al ser sometido a tensión externa.
• Resistencia a la rotura
• Maleabilidad
• Plasticidad.
• Su origen

Clasificación de las rocas.

Existen múltiples maneras de clasificar las rocas., variaciones que dependen del criterio del que se parta. Así si el punto de partida es la composición mineralógica, se clasificarían en rocas simples, formadas por un solo tipo de minerales, y compuestas, que son las integradas por varios minerales diferentes.

No obstante, el criterio más extendido y aceptado es el que, basándose en el origen de las rocas, las clasifica en exógenas, o formadas en el exterior de la Tierra, y endógenas, o formadas en el interior. Al primer gran grupo pertenecen las rocas sedimentarias, y al segundo, las ígneas y las metamórficas.

Las rocas sedimentarias se originan en la superficie terrestre debido al depósito de distintos materiales sólidos como consecuencia de los procesos propios de la geodinámica externa: erosión, traslación y sedimentación.

Las rocas ígneas constituyen el principal grupo de componentes sólidos de la Tierra. Se forman en el interior de la corteza durante los procesos orogénicos y eruptivos y salen al exterior en forma de un material fluido, denominado magma o lava, que se solidifica al enfriarse.

Las rocas metamórficas se generan también en el interior de la Tierra a partir de cualquiera de los dos tipos anteriores. Allí son sometidos a fuertes presiones y elevadas temperaturas que dan lugar a una serie de transformaciones físicas y químicas que son las que constituyen el metamorfismo.

Rocas ígneas.

Generalidades. – como ya se ha expuesto, las rocas ígneas se forman en el interior de la corteza terrestre y sus componentes están fundidos en una masa fluida, el magma que puede salir al exterior en forma de lava durante la actividad volcánica, en cuyo caso las rocas resultantes se denominan volcánicas o efusivas, o bien solidificarse en el interior y dar lugar a las rocas plutónicas o intrusivas. Cuando estas se depositan en forma de filones se denominan rocas filoneanas.

El magma es un fluido líquido o semilíquido constituido por los minerales fundidos que, al solidificarse, dan lugar a la formación de rocas de tipo muy diverso, puesto que la composición del magma también lo es.

Por lo general, suele estar formado por resoluciones de silicatos complejos, aunque también puede contener sustancias en suspensión, además de pequeñas cantidades de agua.

La temperatura del magma es de 500-1.000 °C. en el transcurso de su enfriamiento, dependiendo de la forma en que este se lleve a cabo y de su composición original, van diferenciándose los diversos minerales.

No todos los minerales surgen al mismo tiempo, sino que lo hacen de una manera ordenada y constante. En primer lugar, surgen al mismo tiempo, sino que lo hacen de una manera ordenada y constante. En primer lugar, surgen los minerales accesorios y compuestos de hierro, los silicatos ferromagnéticos y finalmente los silicatos ferromagnéticos y finalmente los silicatos alcalinos y alcalinotérreos y el cuarzo.

En el complejo proceso de solidificación del magma pueden distinguirse varias fases. En la primera, o fase ortomagmatica, que abarca hasta que las temperaturas bajas a unos 500 °C, cristalizan los minerales más densos y pesados, los de punto de fusión más alto; en la fase pegmatiticoneumatolitico lo hacen el cuarzo y el feldespato ortosa, constituyéndose así las rocas plutónicas; por último, en la fase hidrotermal, en la que aún existe gran cantidad de vapor de agua y elementos volátiles, se forman disoluciones que ascienden y rellenan las gritas. Al depositarse, los minerales metálicos forman filones y por consiguiente, las rocas filoneanas.

Al irse consolidando el magma, los elementos más ligeros, aún fluidos tienen a ascender. Este fenómeno, conocido como diferenciación magmática, hace que las rocas superiores sean más claras y ligeras que las inferiores.

Las rocas en las que la sílice es abundante, ya sea libre en forma de cuarzo, o bien combinada con otras sustancias, se denominan ácidos y son de colores claros, ligeras y de poca densidad. En el otro extremo se sitúan las rocas básicas, que son oscuras, pesadas y densas.

A medida que el magma asciende, otras rocas van incorporándose al mismo. Cuando éstas no terminan de fundirse, los trozos asimilados por el magma, que permanecen en su estado original, dan lugar a los denominados enclaves.

La forma y el tamaño de los minerales integrantes y las relaciones espaciales entre los granos individuales de los mismos determinan la textura de este tipo de roca. Por lo general, todas se caracterizan por su granularidad y cristalinidad.

Tipos de rocas ígneas. – La solidificación del magma de lugar a tres tipos de rocas ígneas: las plutónicas, las filoneanas y las volcánicas. Las primeras, cuyo enfriamiento se produce lentamente en el interior de la corteza terrestre, están compuestas por cristales de igual dimensión; se las denomina rocas holocristalinas y un ejemplo, de ellas es el granito.

Si el enfriamiento es rápido, como en el caso de la lava que sale a la superficie, aparecen las rocas volcánicas, amorfas y vítreas, por ejemplo, la obsidiana. También suelen darse tipos intermedios, en los cuales la materia cristalina y la amorfa se combinan de múltiples maneras.

Los cambios térmicos y las fuertes presiones pueden provocar la transformación de rocas vítreas en cristalinas. También la interacción con agua con distinto nivel de mineralización, vapores o gases activos puede dar lugar a transformaciones en las rocas ya solidificadas.

Por última, cabe señalar que estos tipos de rocas se diferencian entre sí por su textura y algunos rasgos estructurales. Por ejemplo, la gran porosidad de las rocas volcánicas se debe al brusco escape de gases durante el rápido proceso de solidificación de la lava, mientras que las rocas plutónicas, al consolidarse con más lentitud, consiguen una cristalización más perfecta.

Rocas plutónicas o intrusivas. – Reciben este nombre las rocas generadas por la consolidación del magma en el interior de la corteza terrestre.

Su estructura está determinada principalmente, por las condiciones en las que se solidificaron, aunque también influyen la forma y las dimensiones de sus componentes mineralógicos, así como su disposición y su relación con las otras rocas. La más generalizada es la estructura granulosa, como en el granito compuesto por un conjunto de cristales trabajados entre sí.

Aunque hay muchas formas de clasificar estas rocas, comúnmente se dividen en tres grupos:

• Las peridotitas son rocas básicas muy pesadas y oscuras. Están compuestas por olivino, anfíboles y piroxenas. Formadas a grandes profundidades, resultan fácilmente alterables cuando emergen a la superficie, una piedra ornamental de color verde oscuro.
• Los gabros también son rocas básicas, pesadas y oscuras. Sus principales componentes son feldespatos calcáreos, un piroxeno verde negruzco llamado diálaga y, algunas veces, olivino. Entre estos destacan las basaltitas, rocas muy oscuras o incluso negras, pesadas y compactas. Presentan abundantes incrustaciones de magnetita y suelen formar columnas.
• Las graníticas son las rocas ígneas de mayor difusión en la naturaleza. Suele tratarse de rocas de aspecto granítico, también ácidas, aunque formadas por distintos minerales. Entre ellas se incluyen tanto el granito propiamente dicho como otras rocas de aspecto semejante que presentan particularidades específicas a escala microscópica.

El auténtico granito está compuesto por cuarzo, mica negra y, fundamentalmente, feldespato ortosa. Se trata de una roca ácida y poco densa, que suele constituir grandes macizos. Aparece en ocasiones en las zonas centrales de muchas grandes cordilleras, formando regiones enteras: son los denominados granitos axiales.

Los granitos son las rocas más resistentes a la presión y su fractura se produce en planos que cortan entre sí, formando bloques paralepipedos. Sus características los convierten en materiales de primera elección en la construcción, pavimentación, etc.

Por lo general, este tipo de rocas aparecen formando grandes masas informes. Aunque su génesis tuvo lugar en las profundidades, al tratarse de roca muy resistente, la erosión elimina las capas superiores, haciendo que afloren a la superficie.

Rocas filoneanas. – Se podría decir que las rocas filoneanas representan una transición entre las plutónicas y las volcánicas: aunque el magma que las forma no llega a aflorar, se acerca mucho a la superficie y rellena las grietas que va encontrando a su paso. En algunos casos, el elemento de relleno es el mismo magma; en otros, se trata de soluciones hidrotermales que precipitan minerales que se depositan y rellenan las mencionadas fracturas.

Las rocas así formadas, tabulares, generan formaciones denominadas diques. Su textura suele ser aplitica o bien porfídica. Las primeras están formadas por cristales pequeños y uniformes; las segundas, que reciben la denominación general de pórfidos, se caracterizan por presentar grandes cristales aislados entre sí, los fenocristales, que suelen estar rodeados por otros muchos más pequeños.

Los principales tipos de rocas filoneanas son las siguientes:

1. Las lamprofidas, rocas básicas y oscuras. Están compuestas por augita, hornblenda y biotita, y su textura puede ser aplitica o porfídica. Suelen aparecer en los macizos graníticos.
2. Las pegmatitas tienen la misma composición que el granito, pero presentan cristales muy grandes, de hasta 1 m de diámetro. Contienen minerales accesorios, también de grandes accesorios, como topacios, turmalinas o berilos. Por lo general, se localizan en macizos graníticos, asociadas a las aplitas.
3. La aplita también tiene la misma composición que el granito, aunque en ella la proporción de mica negra es muy inferior. De tonos muy claros y textura aplitica, suelen encontrarse asociados a granitos.

Por lo general, se puede afirmar que las fracturas del terreno nunca se encuentran aislados, sino formando conjuntos que afectan a toda una región. Como ya se ha indicado, los diques son formaciones de rocas filoneanas que rellenan dichas fracturas.

Es frecuente en una región que todos los diques que siguen la misma dirección tengan idéntica composición ello se debe a que todas esas fracturas, más o menos paralelas entre sí, se formaron en una misma época, por lo que fueron rellenadas por el mismo tipo de magma.

La estructura de los diques suele ser zonal y simétrica al plano medio. Los cristales de mayor tamaño se encuentran en su parte interior, mientras que los más pequeños se ubican en la periferia.

Las rocas ígneas proceden de la solidificación del magma.

Rocas volcánicas o efusivas. – Se forman a partir de los materiales que arrojan los volcanes, que pueden estar constituidos por lava o por productos de proyección aérea.

En el primer caso se aprecia que al salificarse al aire libre o bien bajo el mar, dicha consolidación se produce de manera rápida. Ello hace que sus formas de fluido entre las cuales se encuentra numerosas burbujas que no llegan a reventar, se conserven bastante bien. Todo ello confiere a las rocas de este origen estructuras fluidales y esponjosas o vacuolares.

En las erupciones submarinas, las lavas producidas suelen adoptar una forma almohadillada, por lo que la estructura de las rocas así formadas recibe esa denominación. La textura de estas rocas puede ser totalmente vítrea si el enfriamiento de la lava fue tan rápido que no dio lugar a la formación de cristales, o porfídica, cuando algunos minerales consiguieron cristalizar antes de finalizar dicho proceso. En este último caso, la pasta que rodea los fenocristales puede ser totalmente cristalina, como sucede en las rocas filoneanas, totalmente vítrea o bien una combinación de ambas formas.

Los productos de proyección aérea como cenizas volcánicas, bombas puzolanas y lapilles, dan lugar a la formación de las rocas piroclasticas.

Entre este tipo de rocas se encuentran los aglomerados volcánicos o brechas de explosión. Éstos están compuestos por grandes fragmentos de las rocas que formaban el cono del volcán, en ocasiones mezclados con lavas y cenizas, y constituyen las rocas volcánicas propiamente dichas. Además de estas, las tobas volcánicas se forman por sedimentación subáerea de lapilles y cenizas.

Las rocas volcánicas presentan gran diversidad; no obstante, para su estudio pueden agruparse en varios tipos generales.

• Los basaltos son las rocas volcánicas más conocidas a los de los gabros, su textura es porfídica y a veces contienen vidrio. El afloramiento de las lavas basálticas suele tener lugar a través de grandes fisuras de la corteza, tras lo cual, debido a su gran fluidez puede extenderse sobre amplias superficies.
• Las traquitas van siempre asociadas a las anteriores. Son rocas acidas y claras. Se forman a partir de lavas muy poco fluidas, que suelen taponar los cráteres, lo que produce grandes explosiones.
• Las andesitas son rocas de estructura porfídica compuestas por feldespatos, anfíboles y peróxidos.
• Las riolitas se distinguen de las anteriores porque además contienen cuarzo, que es el componente de los fenocristales, mientras que la pasta suele contener microcristales y vidrio.

Rocas sedimentarias.

Generalidades. – las rocas sedimentarias se originan por la acumulación que se produce en procesos propios de la geodinámica externa y es frecuente que forman estructuras estratificadas, aunque a veces la continuidad de la sedimentación en grandes espesores da lugar a rocas homogéneas y macizas.

Los agentes erosivos responsables de la meteorización actúan sobre las rocas superficiales y las destruyen.

A continuación, sus restos, que pueden tener tamaños muy diversos, son transportados por distintos agentes, como el viento, el agua o el hielo, hasta las zonas más bajas, que constituyen las cuencas de sedimentación, donde se depositan. Todo este proceso recibe el nombre de sedimentogenesis.

Una vez depositados en la cuenca, los sedimentos son cubiertos por capas sucesivas de otros nuevos. Con el tiempo, todos va a ser enterrados y sufren las transformaciones físicas y químicas (proceso de diagénesis) que lo convertirán en una roca sedimentaria.

Rocas carbonatadas Las rocas carbonatadas también se denominan calizas, ya que de ellas puede obtenerse cal a través de un proceso de calcinación. Están compuestas principalmente por carbonato cálcico y magnésico. Merecen mención especial porque constituyen uno de los tipos de rocas más abundantes de la corteza terrestre. Conforman un grupo heterogéneo cuyos orígenes pueden ser diversos. Las de origen detrítico son semejantes a los conglomerados, las areniscas y las lutáceas. Un ejemplo de ellas es la denominada caliza litográfica, en la que se han encontrado restos fósiles, como Archaopterix lithographica. Las calizas químicas se forman por la precipitación del carbonato cálcico insoluble; son los responsables de la formación de la formación de las estalacitas y estalagmitas de las cuevas y cavernas, los travertinos de los ríos y fuentes calcáreos y las tobas de algunos ríos y lagunas. Las calizas más abundantes son los orgánicas, cuyo origen puede venir determinado por la actividad biológico de algunos seres vivos, como algas y bacterias, o deberse a la acumulación de esqueletos, conchas o caparazones de moluscos, fosaminiferas, braquiópodos y otros animales. Estas últimas son las más frecuentes.

En el estudio de este tipo de rocas resulta fundamental distinguir los minerales que ya estaban presentes en el sedimento de los que aparecen en una fase posterior, como resultado del proceso de diagénesis, ya que estos datos permiten obtener una valiosa información sobre el medio en el que se formaron. Entre los minerales cuya presencia en el sedimento es más frecuente (llamados también minerales alcotanes o detríticos)