ROCAS SEDIMENTARIAS

Rocas

Se conoce como roca a aquel material que está formado por un conjunto, ya sea consolidado o no, de minerales definidos y que son los que de manera natural están hechos el manto y la corteza terrestre y también los equivalentes de otros planetas semejantes a la tierra.

Las rocas pueden estar compuestas por varias especies de minerales (rocas compuestas) o bien por una sola (rocas monominerálicas). Mayormente, la roca es un material durísimo, aunque también se pueden encontrar algunas blandas como ser las rocas arcillosas y la arena.

Como dijimos al comienzo, la corteza terrestre está conformada por rocas y en esta entonces podremos distinguir entre tres tipos: las rocas ígneas, que son aquellas que están formadas por la solidificación de lava, las rocas metamórficas, que se formaron por la alteración en estado sólido de rocas ya consolidadas en la corteza terrestre, es decir, fueron sometidas a un ambiente energético muy diferente al de su formación y finalmente las sedimentarias, que se conformaron gracias a la consolidación de los sedimentos, que son materiales provenientes de la erosión de rocas anteriores.

Tipos de rocas:

Los diferentes tipos de rocas se pueden dividir, según su origen, en tres grandes grupos:

Ígneas: formadas a partir del enfriamiento de rocas fundidas (magmas). Los magmas pueden enfriar de manera rápida en la superficie de la Tierra mediante la actividad volcánica o cristalizar lentamente en el interior, originando grandes masas de rocas llamadas plutónicas. Cuando cristalizan en grietas de la corteza forman las rocas ígneas filonianas.

Las rocas que se forman a partir del enfriamiento de los magmas se denominan rocas igneas. Estas rocas son muy comunes y se dividen en tres tipos diferentes: plutónicas, volcánicas y filonianas.

Rocas plutónicas, se forman cuando el magma solidifica en el interior de la Tierra. Como en el interior las temperaturas son elevadas, el enfriamiento de los magmas es muy lento. En estas condiciones los minerales disponen de mucho tiempo para crecer, por lo que estas rocas presentan cristales relativamente grandes (se ven bien a simple vista). Como la presión del interior es también muy elevada, los minerales crecen estrechamente unidos formando rocas densas y sin huecos.

·         Los granitos son las rocas plutónicas más comunes. Están compuestos por una mezcla de los minerales cuarzo, feldespatos y micas.

·         El gabro es otra roca plutónica muy común, se reconoce por la ausencia de cuarzo y sus tonos oscuros.

Rocas volcánicas se originan cuando los magmas enfrían en la superficie terrestre, a temperaturas y presiones bajas.

En estas condiciones el enfriamiento es muy rápido con lo que los cristales disponen de muy poco tiempo para formarse y crecer. El resultado son rocas constituidas por una masa de cristales de pequeño tamaño o bien materia amorfa sin cristalizar (vidrio).

Al originarse en la superficie, donde la presión es baja, pueden adquirir un aspecto esponjoso.

Es común clasificar las rocas volcánicas en función de su composición química. Una roca muy frecuente y fácil de reconocer por sus tonos oscuros es el basalto. La riolita, por el contrario, presenta tonos claros.

Independientemente de su composición, podemos agrupar los materiales volcánicos en:

• Volátiles (gases)
• Piroclastos, fragmentos rocosos . Se trata del material fundido que es lanzado al aire durante la actividad volcánica y que enfría al caer en forma de lluvia.
• Los trozos de pequeño tamaño son las cenizas volcánicas
• Llamamos a los de mayor tamaño escorias (son parecidas a las de los hornos de carbón).Cuando adquieren aspecto redondeado se llaman bombas volcánicas.
• Coladas, materiales más o menos continuos formados tras el enfriamiento de la lava que fluye desde la boca de erupción. En ocasiones la lava se retuerce mientras se enfría originando las lavas cordadas.

La piedra pómez es una variedad de lava particularmente esponjosa (es tan ligera que flota en el agua).

El vidrio volcánico se llama obsidiana. Tiene color oscuro y un brillo vítreo característico.

Los magmas también pueden cristalizar en el interior de grietas o fracturas en las que las presiones y temperaturas no son tan elevadas como las que soportan las rocas plutónicas durante su formación, ni tan bajas como las de las rocas volcánicas.

Rocas filonianas. Se llaman pórfidos a las rocas que presentan grandes cristales de un mineral envueltos en una "pasta" de pequeños cristales de otros minerales. Las pegmatitas se reconocen fácilmente por presentar grandes cristales de cuarzo, feldespatos y micas.

Metamórficas: formadas a partir de otras rocas que, sin llegar a fundirse, han estado sometidas a grandes presiones y temperaturas y se han transformado.

El proceso metamórfico se realiza en estado sólido, es decir las transformaciones se producen sin que la roca llegue a fundirse. La mayoría de las rocas metamórficas se caracterizan por un aplastamiento general de sus minerales que hace que se presenten alineados. Esta estructura característica que denominamos foliación se ve muy bien en rocas como las pizarras, los esquistos y los gneises.

Las pizarras son arcillas metamorfizadas. Presentan foliación muy recta, paralela y próxima. Generalmente son oscuras y con frecuencia contienen fósiles.

Los esquistos son rocas que han sufrido un metamorfismo más intenso. Presentan foliación algo deformada y los fósiles que pudiera haber en la roca original desaparecen durante el proceso metamórfico.

El gneis es una roca que ha sufrido un metamorfismo muy intenso. Sus principales minerales son el cuarzo, los feldespatos y las micas (como el granito) pero se presentan orientados en bandas claras y oscuras.

Otras rocas metamórficas muy comunes son:

El mármol: se trata de rocas carbonatadas (como las calizas) que han sufrido metamorfismo y presentan un aspecto cristalino característico.

La cuarcita: son areniscas ricas en cuarzo metamorfizadas

Sedimentarias: formadas en zonas superficiales de la corteza terrestre a partir de materiales que se depositan formando capas o estratos. Son detríticas si se originan a partir de trozos de otras rocas. Químicas y orgánicas si se forman a partir de precipitación de compuestos químicos o acumulación de restos de seres vivos.

Características texturales  macroscópicas  de las rocas:   brillo, color, dureza, cristales

Dureza

Puede ser cuantificada utilizando escalas más o menos precisas de las cuales la más sencilla y popular es la escala de Mohs, que clasifica los minerales tomando como referencia diez especies a las cuales les asigna un número entero. La dureza del mineral problema se estima entonces por comparación con los minerales Standard según quién raye a quién.

Brillo

Es una propiedad compleja que describe la manera como la luz se refleja en la superficie del mismo. Depende de varios factores como el índice de refracción y el grado de pulimento de la superficie observada. El brillo metálico lo presentan algunos minerales que como los metales no permiten el pasaje de la luz (sustancias opacas) y su nombre es suficientemente explícito. Las diversas variedades de brillo no metálico son características de las sustancias transparentes o translúcidas y podemos distinguir diversas variedades: brillo adamantino, típico del diamante y de las sustancias con alto índice de refracción, brillo vítreo (el de la mayoría de los minerales) semejante al del vidrio, con variedades como el brillo graso (típico de las superficies de rotura del cuarzo) semejante al de un objeto engrasado, brillo nacarado en que se observa iridiscencia por difracción en las micro fisuras de la superficie (la que muestra el Nácar); brillo mate es el típico de las sustancias terrosas o de las superficies que dispersan la luz en todas direcciones.

Color

Es una propiedad que aunque muy aparente posee un potencial de diagnóstico limitado. Muchos minerales muestran colores diversos dependiendo de mínimas proporciones de impurezas en su estructura, el cuarzo por ejemplo, aunque frecuentemente incoloro o gris puede ser rojo, blanco, celeste, violeta (amatista), amarillo (citrino) verde o aún negro. Minerales de este tipo sin una coloración típica se llaman alocromáticos mientras que aquellos en que se verifica una cierta constancia en el color se denominan idiocromáticos (la biotita es normalmente negra).

Cristales: El cristal de roca es un cuarzo claro y transparente. Ya en la antigüedad, se consideraba como una piedra medicinal y mágica. Los griegos creían incluso que el cristal de roca era hielo. Era utilizado como piedra medicinal para combatir las enfermedades y como piedra mágica para combatir a los demonios. Hoy aun, se utiliza en la fabricación de bolas de cristal. Sabemos que está compuesto de soluciones de sílice puras.

Componentes de una roca sedimentaria: Grano, matriz, poro, cemento

Granos: Forman el esqueleto de la roca, están formados por partículas de minerales o de rocas o fragmentos de conchas o esqueletos fósiles. Cuando una roca posee dos rangos bien diferenciados de tamaño de grano, los granos serán los del rango de mayor tamaño. Los granos se componen generalmente de cuarzo, calcita, feldespatos, fragmentos de rocas y micas.

Matriz: Si hay dos rangos de tamaño de grano en la roca, la matriz estará constituida por las partículas más finas, las cuales rellenarán parcialmente los intersticios o poros entre los granos. Las micas de grano fino (sericita, clorita), las arcillas y el cuarzo - feldespato finamente divididos son comunes constituyentes de la matriz.

Cemento: Son precipitados químicos que se forman en los espacios intergranulares (entre los granos y la matriz) como producto directo de los procesos diagenéticos, y que ayudan a mantener las partículas unidas. El cuarzo, los carbonatos de Ca-Mg-Fe y las arcillas son los cementos más comunes.

Porosidad: Aunque no se considere un elemento textural, su importancia es muy grande. La Porosidad Primaria es el porcentaje de espacios vacíos (llenos de aire o agua) que contiene un sedimento recién depositado. La precipitación del cemento durante la diagénesis tiende a cerrar los poros, disminuyendo la porosidad primaria hasta casi anularla. Sin embargo, en la diagénesis más avanzada ocurren ciertos procesos químicos que por medio de la disolución o alteración de granos y cementos previos originan la apertura de una Porosidad Secundaria, gracias a la cual es posible la migración y acumulación de hidrocarburos.

Rocas clásticas y no clásticas. Granulometría

Las rocas Clásticas son un grupo importante dentro de las rocas sedimentarias, estas corresponden a todas las conformadas por fragmentos de otras rocas (sedimentos) unidos por mineralizaciones (cemento). Dentro de la Geología son de gran importancia por estar ligadas a varios ámbitos de interés para el hombre, siendo estudiadas por una de sus ramas, la Sedimentología.

Rocas no detríticas: Son formadas a partir de la precipitación de determinados compuestos químicos en soluciones acuosas o bien por acumulación de substancias de origen orgánico. Un tipo muy común es la roca caliza, formada en su mayor parte por la precipitación de carbonato cálcico o por la acumulación de fragmentos esqueléticos (corales, gasterópodos, ostrácodos, etc.). En estas rocas es frecuente observar la presencia de estos restos que constituyen los fósiles. Una variedad de caliza es la toba calcárea, muy porosa y con abundantes restos vegetales que se origina en los ríos cuando el carbonato de calcio precipita sobre la vegetación. Las dolomías es otro tipo de roca que se diferencia de la anterior por tener en su composición química, además de carbonato y calcio, un porcentaje alto de magnesio. Cuando se produce la acumulación de restos de caparazones de organismos que construyen sus caparazones con sílice, como son las diatomeas, o por precipitación de la sílice que lleva el agua, se genera el sílex. Otro tipo de rocas son las rocas evaporíticas que se generan por evaporación de aguas en medios marinos y lagunares. La roca más importante de este tipo son los yesos, rocas originadas por la precipitación de sulfato cálcico. Las calizas son un material utilizado para la fabricación de cemento y la cal usada en construcción. Igualmente es un material que se utiliza para la construcción de las fachadas y revestimiento de suelos de los edificios. El yeso se utiliza para el revestimiento de paramentos y la fabricación de escayolas. Los carbones y petróleos son rocas sedimentarias no detríticas llamadas organógenas ya que se originan a partir de la acumulación de restos de materia orgánica. Los carbones proceden de restos vegetales y el petróleo procede del plancton marino. Poseen un enorme interés económico dado su poder calorífico y de creación de energía por su combustión.

Granulometría

La granulometría es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado tal como se determina por análisis de tamices (norma ASTM C 136). El tamaño de partícula del agregado se determina por medio de tamices de malla de alambre aberturas cuadradas. Los siete tamices estándar ASTM C 33 para agregado fino tiene aberturas que varían desde la malla No. 100(150 micras) hasta 9.52 mm.

Los números de tamaño (tamaños de granulometría), para el agregado grueso se aplican a las cantidades de agregado (en peso), en porcentajes que pasan a través de un arreglo de mallas. Para la construcción de vías terrestres, la norma ASTM D 448 enlista los trece números de tamaño de la ASTM C 33, más otros seis números de tamaño para agregado grueso. La arena o agregado fino solamente tiene un rango de tamaños de partícula.

La granulometría y el tamaño máximo de agregado afectan las proporciones relativas de los agregados así como los requisitos de agua y cemento, la trabajabilidad, capacidad de bombeo, economía, porosidad, contracción y durabilidad del concreto.

Rocas sedimentarias  y su proceso diagenético

Es el conjunto de procesos diagenéticos que se desarrolla a distintas profundidades sin que exista un límite neto para los procesos típicos que ocurren en profundidad y los del metamorfismo de bajo grado. Usualmente se conviene en aceptar que este límite corresponde a la zona en la que se forma el grafito, a partir de los carbones naturales, y se volatilizan los hidrocarburos. Los procesos diagenéticos suelen realzar las diferencias originales que existen entre los sedimentos (tamaño y color de granos, etc.) por lo que las rocas sedimentarias se configuran en capas de una cierta continuidad lateral denominadas estratos, donde normalmente su base y techo son plano-paralelos. Algunas veces el paralelismo entre algunas capas presenta distinto ángulo de inclinación con el resto de la serie.

Ambientes sedimentarios. Reciben el nombre de ambientes o medios sedimentarios, los lugares donde pueden depositarse preferentemente los sedimentos. Algunos ambientes sedimentarios están situados dentro de los continentes, como ocurre con el medio fluvial, el cual se forma por la deposición de partículas en el lecho y a ambos lados de los ríos, principalmente durante las crecidas, o el medio lagunar, originado por el material sedimentado en el fondo de los lagos.

Otros ambientes se localizan en las zonas costeras y sus aledaños. Entre éstos se pueden citar los deltas, formados por los sedimentos que lleva el río al final de su curso, y las playas. Es, sin embargo, en el mar, donde suelen encontrarse los máximos espesores de sedimentos de plataforma continental, pero sobre todo los localizados al pie del talud continental y en la desembocadura de los cañones submarinos. En las llanuras abisales, en cambio, el espesor de los sedimentos es muy pequeño, desapareciendo prácticamente al aproximarse a las dorsales. Otras denominaciones de los depósitos se dan según el agente que los transporta, el lugar donde se depositan o la estructura del depósito. En función del agente, se denominan coluvial (ladera), eólico (aire), aluvial (ríos) y glacial (hielo); según el lugar, palustre, lacustre, marino y terrígeno, y por la estructura, clástico y no clástico.

Ciclo de las rocas

El Ciclo de las Rocas se da en la corteza terrestre y en la parte más externa del manto superior, llamado astenosfera. El Ciclo de las Rocas, se sucede en la delgadita capa más superficial, por encima de la astenosfera.

De momento, sólo se conoce un planeta que tenga un Ciclo de las Rocas: ¡el nuestro! Esto, es debido a que la Tierra es el único astro, de naturaleza rocosa, que tiene una tectónica de placas. Me explico: la corteza terrestre está dividida por grandes fragmentos llamados placas. Las piezas de este gran “puzzle” no son estáticas y se desplazan, muy lentamente, por los movimientos convectivos de la astenósfera (semifluida) situada bajo estas placas.

El límite entre dos placas puede dar los siguientes movimientos relativos entre ellas: separación, choque y roce. Simplificando, en las zonas de separación, tendremos generación de nuevo material (por ascensión de la roca fundida subyacente) y en las zonas de unión, tendremos la destrucción de material (al haber una subducción de una placa bajo otra, entrando en contacto la inferior con las altas temperaturas del manto que la acaban fundiendo).

      

Otro factor que en la Tierra exista un Ciclo de las Rocas, es porque tiene atmósfera e hidrosfera. El viento, el agua, el hielo… junto la gravedad terrestre, actúan como agentes geológicos externos que modelan el paisaje y sus rocas.

Facies sedimentaria

El término “facies”En geología, y particularmente en estratigrafía y sedimentología, tiene un significado ambiguo y por ello ha sido motivo de dudas y confusión. La razón es que a lo largo del tiempo, y según sea el campo disciplinario, se lo ha empleado con muy distintas acepciones.

Son todos los cambios litológicos, paleontológicos y ambientales que pueden existir en un litósomo. Son masas de roca de características diferentes, formadas en lenguas entrelazadas, las cuales, en cualquier sección vertical dada, pueden ocurrir en forma sencilla o repetidas veces.

Conjunto de características litológicas y paleontológicas que definen una unidad estratigráfica o conjunto de estratos. Se hace extensivo el uso de este término para denominar al conjunto de características genéticas reinantes durante el depósito, que quedan reflejadas en los materiales y pueden ser deducidas de su estudio litológico y paleontológico.

Importancia de las rocas sedimentarias: Roca madre, roca almacén y roca sello.
Las Rocas Sedimentarias tienen una gran importancia ya que en ellas se encuentran gran cantidad de insumos para el ser humano, como los mencionados arriba, tales como el petróleo el cual mueve al mundo, minerales importantes tanto para la fabricación de medicinas y para el ramo de la construcción.
Son importantes tanto por su beneficio económico como su abundancia en la superficie terrestre.

Roca madre: es aquella roca que posee las mejores características para la generación de hidrocarburo. Debe contener suficiente materia orgánica para generar grandes volúmenes de hidrocarburos. Las mejores rocas madres son las lutitas negras (que deben su color al alto contenido de materia orgánica), ya que al ser impermeables evitan que la materia orgánica sea destruida por agentes externos.

Roca almacén: Roca permeable porosa y agrietada cubierta de capas impermeables a la que asciende el gas natural y el petróleo procedente de la roca madre, en la que queda almacenado (p.ej. las areniscas).

 Roca sello: roca impermeable que evita que el petróleo siga desplazándose o se escapé.