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Geología de Campo I
Universidad Nacional de Colombia
Sede Medellín
2013
Rocas y estructuras

El ciclo de las rocas

Rocas ígneas

Rocas sedimentarias

Rocas metamórficas
El ciclo de las rocas
El ciclo de las rocas
Rocas ígneas - texturas
Afanítica: Cristales pequeños (volcánicas).
Pueden tener vesículas (agujeros) y/o
amígdalas (agujeros rellenos).
Vítrea: No se forman cristales (volcánicas)
Piroclástica: Fragmentos volcánicos unidos
Porfídica: Dos tamaños de cristales (volcánicas)
Fanerítica: Cristales visibles y homogéneos
(plutónicas)
Pegmatítica: Cristales grandes (> 1 cm)
(plutónicas)
Rocas ígneas – Serie de reacción de
Bowen
Mayor Tc
Mayor Ca, Fe, Mg
Menor SiO2, K, Na
Color usualmente oscuro
Meteorización rápida
Lava fluida
Erupciones tranquilas
Menor Tc
Menor Ca, Fe, Mg
Mayor SiO2, K, Na
Color usualmente claro
Meteorización lenta
Lava viscosa
Erupciones violentas
Rocas ígneas – Clasificación
Más K, Na, Al
Menos K, Na, Al
Menos Fe, Mg, Ca
Más Fe, Mg, Ca
Menor T de fusión (700°C)
Félsicas
(Graníticas)
Mayor T de fusión (1200°C)
Intermedias
(Andesíticas)
Máficas
(Basálticas)
Ultramáficas
Faneríticas
(g. grueso)
Granito
Diorita
Gabro
Peridotita
Afaníticas
(g. fino)
Riolita
Andesita
Basalto
Komatiita
Mineralogía
Cuarzo
Feldespato K
Plagioclasa Na
Anfíbol
Plagioclasa 1/2
Plagioclasa Ca
Piroxeno
Olivino
Piroxeno
Minerales
menores
Moscovita
Biotita
Anfíbol
Piroxeno
Anfíbol
Biotita
Olivino
Anfíbol
Plagioclasa Ca
Contenido de
SiO2
>63%
52%–63%
45%–52%
<45%
Color (basado
en el IC)
Colores claros
IC<15
Colores medios
15<IC<40
Gris oscuro a negro
40<IC
Verde oscuro a negro
IC~100
IC: índice de color (% de minerales ferromagnesianos en la roca)
Rocas ígneas – Clasificación
Félsicas
Granito: roca de la corteza continental, usada en construcción,
asociada a procesos orogénicos, resistente a la meteorización
Plutónica (fanerítica)
Q: 25–35% (cristales
redondeados, gris, sin
clivaje, brillo vítreo)
FK + PNa: 50% (cristales
rectangulares, blanco a
rosado, con clivaje)
Mosc +/- Anf +/- Btta
(minerales accesorios)
Granodiorita: poco FK
Rocas ígneas – Clasificación
Félsicas
Riolita: equivalente volcánico del granito (igual mineralogía), roca poco
frecuente (las lavas muy félsicas son escasas)
Volcánica (afanítica)
Color marrón claro, rosa
o gris claro
Puede tener vidrio
volcánico y vesículas
Puede tener fenocristales
de Q o FK
Rocas ígneas – Clasificación
Félsicas
Pumita: roca volcánica de textura vítrea, alto contenido de vesículas
(menos densa que el agua), masa gris y porosa
Rocas ígneas – Clasificación
Félsicas
Obsidiana: roca vítrea afanítica de color oscuro, producida por un
enfriamiento casi instantáneo de la lava (no hay minerales). Tiene alto
contenido de SiO2 (el color oscuro se debe a la presencia de iones
metálicos, pero es translúcida en láminas delgadas)
Rocas ígneas – Clasificación
Intermedias
Diorita: roca intrusiva fanerítica, similar al granito gris (granito sin FK) pero
sin cristales de Q visibles y con mayor porcentaje de minerales
ferromagnesianos (IC).
PCa–Na + Anf
Btta
Rocas ígneas – Clasificación
Intermedias
Andesita: roca volcánica de grano fino y color gris medio.
Frecuentemente es porfídica (fenocristales de PCa–Na o Anf). Es común
en los Andes (muchos volcanes en la región tienen dicha composición)
PCa–Na + Anf
Q en pequeñas
cantidades
Rocas ígneas – Clasificación
Máficas
Basalto: roca extrusiva afanítica muy común, constituyente principal de la
corteza oceánica. De grano fino y color verde oscuro a negro. A menudo
presenta vesículas y/o amígdalas
PCa + Px
Ol, Anf
Rocas ígneas – Clasificación
Máficas
Gabro: equivalente plutónico (fanerítico) del basalto, de color verde oscuro
a negro, también es un constituyente importante de la corteza oceánica
PCa + Px
Ol, Anf
Rocas ígneas – Clasificación
Ultramáficas
Peridotita: rocas intrusivas (faneríticas) compuestas casi exclusivamente
por olivino. Tienen color oscuro y alta densidad. Son los constituyentes
principales del manto
Rocas ígneas – Clasificación
Ultramáficas
Komatiita: equivalente volcánico de la peridotita. Son rocas muy raras, la
mayoría de mucha edad (3 Ga) y se asocian a las primeras fases de
enfriamiento del manto. Excepción: komatiitas de Gorgona (Colombia): 90
Ma
Rocas ígneas – Clasificación
Piroclásticas (clasificación estructural, no mineralógica)
Tobas: fragmentos de tamaño ceniza (< 2 mm) consolidados luego de su
caída. Aspecto terroso
Toba _____
_____: equivalente
volcánico de la
mineralogía de la toba
Toba andesítica
Rocas ígneas – Clasificación
Piroclásticas (clasificación estructural, no mineralógica)
Brechas: rocas compuestas por materiales volcánicos de tamaños mayores
a 2 mm (lapilli hasta 64 mm y bloques de más de 64 mm), angulosos y/o
redondeados
Brecha _____
_____: equivalente
volcánico de la
mineralogía de la brecha
Sólo bloques: Ignimbrita
Rocas sedimentarias – Clasificación
Rocas sedimentarias detríticas
Intervalo de
tamaño (mm)
>256
64–256
4–64
2–4
Nombre
del clasto
Nombre del
sedimento
Bloque
Roca detrítica
Aglomerado
Grava
Canto
Conglomerado o
brecha
1/16–2
Grano
Arena
Arenisca
1/256–1/16
Gránulo
Limo
Limolita
<1/256
Partícula
Arcilla
Arcillolita
“Arcilla” en este contexto es un término de tamaño, no de composición
mineralógica
Rocas sedimentarias – Clasificación
Rocas sedimentarias detríticas
Lutitas y limolitas
Lutita negra: alto contenido de materia orgánica, indica un ambiente de
depositación pobre en oxígeno (pantano), de modo que la materia
orgánica no se oxida
Lutita físil (shale): se parte en capas finas de superficie irregular
Lutita no físil (mudstone): se parte en bloques o fragmentos
Limolita (siltstone): no físil, tamaño del grano mayor que el de la lutita
Rocas sedimentarias – Clasificación
Rocas sedimentarias detríticas
Lutitas y limolitas
Limolita
Shale
Rocas sedimentarias – Clasificación
Rocas sedimentarias detríticas
Areniscas
Clastos tamaño arena
Se forman en una gran variedad de ambientes (playas, deltas,
dunas), que pueden inferirse a partir de varias características
de los clastos: selección, forma y composición mineralógica
Rocas sedimentarias – Clasificación
Rocas sedimentarias detríticas
Areniscas
Cuarzoarenita: alto contenido de cuarzo (>90%)
Arcosa: alto porcentaje de feldespatos (25%), además de cuarzo
(75%) y mica. Granos angulosos y mal seleccionados. Procede de
granitos
Grauvaca: contiene cuarzo (75%), feldespatos, fragmentos de roca
y matriz (15%) de limo y arcilla. Granos angulosos y mal
seleccionados
Rocas sedimentarias – Clasificación
Rocas sedimentarias detríticas
Areniscas
Cuarzoarenitas
Rocas sedimentarias – Clasificación
Rocas sedimentarias detríticas
Areniscas
Arcosa
Grauvaca
Rocas sedimentarias – Clasificación
Rocas sedimentarias detríticas
Conglomerados y brechas
Clastos de tamaño grava, con matriz de arena o
limo
Conglomerados: clastos redondeados, mal seleccionados, por su
tamaño permiten identificar mineralogía y/o rocas (área fuente).
Se forman en
zonas de pendiente muy elevada o de
corrientes
muy turbulentas (avalanchas, corrientes de
montaña)
Brechas: clastos angulosos poco transportados. Se forman como
resultado de deslizamientos.
Rocas sedimentarias – Clasificación
Rocas sedimentarias detríticas
Conglomerados y brechas
Conglomerado
Brecha
Rocas sedimentarias – Clasificación
Rocas sedimentarias químicas
Calizas (limestones)
Compuesta casi totalmente por CaCO3 (calcita)
Origen Orgánico
Arrecifes de coral: el coral segrega un esqueleto externo calcáreo.
Aguas cálidas y poco profundas en trópicos y subtrópicos (30°)
Coquina: roca de grano grueso formada por caparazones y fragmentos
calcáreos poco cementados
Creta: roca blanda y porosa compuesta por caparazones de
microorganismos marinos
Rocas sedimentarias – Clasificación
Rocas sedimentarias químicas
Calizas (limestones)
Origen Inorgánico: cambios químicos o de T en la solución hacen que
ésta se sature y que el CaCO3 precipite
Travertino: en cavernas, precipitación lenta al
contacto con el aire
entrar el agua en
Oolitica: compuesta por granos esféricos de
CaCO3, formada en ambientes marinos
muchas capas de
Rocas sedimentarias – Clasificación
Rocas sedimentarias químicas
Calizas (limestones)
Coquina
Creta
Rocas sedimentarias – Clasificación
Rocas sedimentarias químicas
Calizas (limestones)
Travertino
(estalactita)
Oolitica
Rocas sedimentarias – Clasificación
Rocas sedimentarias químicas
Dolomías
Compuestas principalmente por dolomita CaMg(CO3)2. Se forman por
precipitación directa o cuando el Mg del agua de mar reemplaza al Ca
en las calizas
Rocas sedimentarias – Clasificación
Rocas sedimentarias químicas
Rocas silíceas
Rocas muy compactas y duras, compuestas por SiO2 microcristalino
(chert), fractura concoidea.
Pedernal: SiO2 + materia orgánica
Jaspe y ágata: SiO2 + óxidos de hierro
Se presentan como nódulos irregulares en las calizas (precipitación
directa, raras) o como
capas de rocas bioquímicas (microorganismos
de esqueleto silíceo). Pueden originarse también por meteorización de
coladas de lava y cenizas
volcánicas
Rocas sedimentarias – Clasificación
Rocas sedimentarias químicas
Rocas silíceas
Nódulos de chert en calizas
Diatomita
Rocas sedimentarias – Clasificación
Rocas sedimentarias químicas
Rocas silíceas
Chert
Jaspe
Rocas sedimentarias – Clasificación
Rocas sedimentarias químicas
Evaporitas
Formadas por evaporación, frecuentemente en cuencas marinas
aisladas
Halita NaCl y Yeso CaSO4.2H2O
La precipitación sigue un orden que depende de a solubilidad
del mineral (primero se precipitan
los minerales menos
solubles)
Calcita – Yeso – Halita – Silvina (KCl)
Rocas sedimentarias – Clasificación
Rocas sedimentarias químicas
Evaporitas
Halita
Evaporación directa
Yeso
Rocas sedimentarias – Clasificación
Rocas sedimentarias químicas
Carbón
Compuesto principalmente de materia orgánica (alteración química de
materia vegetal enterrada durante millones de años)
Acumulación de restos vegetales en un ambiente tipo pantano, donde la
materia orgánica no se descompone fácilmente (no está expuesta a la
atmósfera o a un ambiente oxidante)
Las bacterias que atacan la materia orgánica, enriqueciéndola cada vez
más en C (haciéndola cada vez más energética)
Rocas sedimentarias – Clasificación
(resumen)
ROCAS DETRÍTICAS
Textura
Sedimento
Grava (> 2mm)
Clástica
Arena (1/16–2 mm)
(areniscas)
Arcilla y limo (<1/16
mm)
Roca
Fragmentos redondeados de roca
Conglomerado
Fragmentos angulosos de roca
Brecha
Predomina el cuarzo
Cuarzoarenita
Cuarzo con adundante feldespato
Arcosa
Color oscuro: Q+Fptos+FR+Matriz
Grauvaca
Se rompe en capas finas
Lutita físil
Se rompe en bloques o trozos
Lutita
ROCAS QUÍMICAS
Origen
Inorgánico
Orgánico
Textura
Composición
Roca
Clástica o no
Calcita CaCO3
Caliza
No clástica
Dolomita CaMg(CO3)2
Dolomía
No clástica
Cuarzo microcristalino SiO2
Sílex o chert
No clástica
Halita NaCl
Sal de Roca
No clástica
Yeso CaSO4.2H2O
Yeso
Clástica o no
Calcita CaCO3
Caliza
No clástica
Cuarzo microcristalino SiO2
Sílex
No clástica
Restos vegetales alterados
Carbón
Rocas metamórficas – Tipos de
metamorfismo
- De contacto (térmico): cerca de masas ígneas,
altas T
afectan la roca encajante
- Dinámico (cataclástico): en zonas de falla, las rocas se
rompen, pulverizan y deforman por el movimiento
- Regional: durante los procesos de formación de montañas
(orogénicos) las rocas son sometidas a presiones
dirigidas (esfuerzos) y a altas T,
asociadas con la
deformación a gran escala. Proceso metamórfico más
importante, produce la mayoría de rocas metamórficas
Rocas metamórficas – Texturas
Texturas foliadas:
La roca adquiere una textura laminar o bandeada. La foliación
depende del grado de metamorfismo y de la mineralogía original.
Típicas de metamorfismo regional
Rocas metamórficas – Texturas
Texturas foliadas: Pizarrosidad
La lutita se convierte en pizarra (bajo grado), las arcillas recristalizan
a micas que se disponen en láminas paralelas. Los planos de
foliación no son visibles ya que los cristales son muy pequeños, la
roca se parte en láminas
Rocas metamórficas – Texturas
Texturas foliadas: Esquistosidad
A T y p mayores los minerales tipo mica crecen más y dan a la
roca un aspecto escamoso (superficies irregulares)
Rocas metamórficas – Texturas
Texturas foliadas: Bandeamiento gneisico
Metamorfismo de alto grado, hay migración iónica y segregación
de minerales en bandas. La roca no se separa en capas
Rocas metamórficas – Texturas
Texturas no foliadas
Mármol
Producto de
metamorfismo de
calizas
Exhibe
intercrecimiento de
cristales, pero no
bandas ni láminas...
Rocas metamórficas – Clasificación
Rocas foliadas - Pizarra
Grano muy fino
Microcristales de mica
Excelente foliación, se rompe
en láminas
Metamorfismo de bajo grado
de lutitas y cenizas volcánicas
Color depende de la
mineralogía (negra = m.o., roja
= FeO, verde = clorita)
Pueden conservar planos de
estratificación, que pueden no
coincidir con los de foliación
Rocas metamórficas – Clasificación
Rocas foliadas - Filita
Minerales más grandes que
la pizarra, pero aún no
identificables a simple vista
Cristales muy finos de
moscovita o clorita
Buena foliación, parte en
láminas
Brillo satinado (brilla más
que la pizarra = micas de
mayor tamaño)
Rocas metamórficas – Clasificación
Rocas foliadas - Esquisto
Rocas muy foliadas, rompen fácilmente en láminas pequeñas
Más de 20% de minerales planares y alargados (micas,
hornblenda)
Se originan por procesos metamórficos más intensos = resultado
de actividad orogénica
Esquisto + _____
_____ depende de la mineralogía principal
Micáceo (moscovita, biotita)
Verde (clorita)
Talcoso
Negro (grafito)
Rocas metamórficas – Clasificación
Rocas foliadas - Esquisto
Esquisto con porfiroblastos
de granate
Esquisto micáceo
Rocas metamórficas – Clasificación
Rocas foliadas - Gneiss
Rocas bandeadas
Minerales principales alargados: Q, FK, P, hornblenda, moscovita,
biotita (menos micas que los esquistos)
Minerales accesorios: granate, estaurolita
Bandas de segregación de silicatos claros y oscuros
Se parte de manera irregular
Provienen de granitos/riolitas o a partir de esquistos (siguiendo toda
una secuencia desde las pizarras)
Ortogneiss: de rocas ígneas
Paragneiss: de rocas sedimentarias
Rocas metamórficas – Clasificación
Rocas foliadas - Gneiss
Rocas metamórficas – Clasificación
Rocas foliadas – Secuencia regional
Gneiss
Pizarra
Filita
Lutita
Esquisto
Rocas metamórficas – Clasificación
Rocas foliadas - Anfibolita
Bandas alternas de anfíbol y
plagioclasas
Foliación por alineamiento
de los cristales de anfíbol
Producto del metamorfismo
de grado medio a alto de
rocas ígneas
ferromagnesianas
Rocas metamórficas – Clasificación
Rocas foliadas – Esquistos verdes
Rocas foliadas, con alto contenido de clorita, talco, serpentina...
Formadas por metamorfismo de grado medio de rocas básicas y
ultrabásicas
Basalto
Esq. Verde
Anfibolita
Rocas metamórficas – Clasificación
Rocas foliadas - Migmatita
La RM experimenta cambios
más allá del grado alto
(esquisto – gneiss),
empezando a fundirse
Fusión parcial: primero Q,
FK,... FeMg de últimos
Si hay enfriamiento se crean
bandas claras de roca ígnea
cristalina entre bandas
oscuras de roca metamórfica
Rocas metamórficas – Clasificación
Rocas foliadas - Milonita
Producto de metamorfismo dinámico (zonas de falla), grano fino,
protolito muy variado
Evidencias de deformación dúctil (foliación milonítica), estrías
Rocas metamórficas – Clasificación
Rocas no foliadas - Metaconglomerado
Roca metamórfica proveniente de conglomerados
Los clastos pueden estar alargados en una dirección preferencial
(similar a bandeamiento)
Conglomerado
Metaconglomerado
Rocas metamórficas – Clasificación
Rocas no foliadas - Mármol
• Roca cristalina de grano
grueso, color variable según
impurezas
• Derivada de calizas o
dolomías, por metamorfismo de
contacto o regional
• Blanda, efervesce con HCl,
fácilmente meteorizable
• Si la caliza es impura (está
intercalada con lutitas):
- Puede presentar foliación o
bandeamiento
- Puede contener diversos
minerales accesorios:
clorita, mica, granate
Rocas metamórficas – Clasificación
Rocas no foliadas - Cuarcita
Roca cristalina muy dura, de
color variable
Derivada de areniscas ricas en
cuarzo
Metamorfismo de grado medio a
alto
Los granos de cuarzo
recristalizan
Puede estar bandeada
(estructuras heredadas de la
roca sedimentaria)
Rocas metamórficas – Clasificación
Rocas no foliadas - Cuarcita
Arenisca
Cuarcita
Rocas metamórficas – Clasificación
Rocas no foliadas - Cornubiana
Roca de grano fino, densa, dura y masiva, a menudo oscura
Producto del metamorfismo de contacto de rocas con alto
contenido de silicatos
Rocas metamórficas – Clasificación
Rocas no foliadas - Eclogita
Roca metamórfica granular compuesta de granate y piroxeno
Proviene de metamorfismo de muy alto grado. Compone, junto
con las peridotitas, el manto terrestre
Rocas metamórficas – Clasificación (resumen)
Roca
Textura
Protolito
Comentarios
Pizarras
Foliada
Lutitas
De grano muy fino
Filitas
Foliada
Lutitas
De grano fino a medio
Esquistos
Foliada
Lutitas, rocas
volcánicas y graníticas
Minerales diversos de grano
grueso
Gneises
Foliada
Lutitas, rocas
volcánicas y graníticas
De grano grueso (no
micáceo)
Mármoles
No foliada
Calizas, dolomías
Compuesto por granos de
calcita intercrecidos
Cuarcitas
No foliada
Arenisca rica en
cuarzo
Compuesto por granos de
cuarzo intercrecidos
Cornubianas
No foliada
Cualquier material de
grano fino
De grano fino
Migmatitas
Débilmente
foliada
Mezcla de rocas
graníticas y máficas
Compuesto por capas con
volutas
Milonitas
Débilmente
foliada
Cualquier material
Roca dura de grano fino
Metaconglomerados
Débilmente
foliada
Conglomerado rico en
cuarzo
Cantos rodados muy
estirados
Anfibolitas
Débilmente
foliada
Rocas volcánicas
máficas
De grano grueso