sábado, 31 de enero de 2015

DIFERENCIAS TEXTURALES Y ESTRUCTURALES A ESCALA MICROSCÓPICA ENTRE ROCAS ÍGNEAS, SEDIMENTARIAS Y METAMÓRFICAS

CICLO GEOLOGICO PARA LA FORMACION DE LAS ROCAS 
Tomado de: http://www.geovirtual2.cl/geologiageneral/ggcap03.htm#Tipos de rocas 


Los geólogos dividen las rocas en tres grandes grupos: ígneas, sedimentarias y metamórficas. 

Gabro(visto en el microscopio en nícoles cruzados

1. Rocas Ígneas: se forman cuando la roca fundida, denominada magma, se enfría y se solidifica. El magma es roca fundida que se puede formar a varios niveles de profundidad en el interior de la corteza de la Tierra y el manto superior. A medida que se enfría el magma, se van formando y creciendo los cristales de varios minerales. Cuando el magma permanece en el interior profundo de la corteza, se enfría lentamente durante miles de años. Esta pérdida gradual de calor permite el desarrollo de cristales relativamente grandes antes de que toda la masa se solidifique por completo.   Las rocas ígneas de grano grueso que se forman muy por debajo de la superficie se denominan plutónicas. Los núcleos de muchas montañas están constituidos por roca ígnea que se formó de esta manera. Sólo la elevación y la erosión posteriores dejan expuestas estas rocas en la superficie. Un ejemplo común e importante es el granito. Esta roca plutónica de grano grueso es rica en los minerales silicatados de color claro cuarzo y feldespato. El granito y las rocas relacionadas son constituyentes principales de la corteza continental. A veces el magma se abre paso hacia la superficie de la Tierra, como durante una erupción volcánica. Dado que se enfría con rapidez en un ambiente de superficie, la roca fundida se solidifica muy deprisa y no hay tiempo suficiente para que crezcan grandes cristales. Antes bien, se produce la formación simultánea de muchos cristales  pequeños. Las rocas ígneas que se forman en la superficie terrestre se denominan volcánicas y suelen ser de grano fino. Un ejemplo abundante e importante es el basalto. Esta roca de color verde oscuro a negro es rica en minerales silicatados que contienen una cantidad significativa de hierro y magnesio. Debido a su mayor contenido en hierro, el basalto es más denso que el granito. El basalto y las rocas relacionadas constituyen la corteza oceánica así como muchos volcanes, tanto en el océano como en los continentes.


Cuarciarenita (visto en el microscopio en nícoles cruzados


2. Rocas Sedimentarias: Los sedimentos, la materia prima de las rocas sedimentarias, se acumulan en capas en la superficie de la Tierra. Son materiales que se forman a partir de rocas preexistentes por los procesos de meteorización. Algunos de estos procesos fragmentan físicamente la roca en piezas más pequeñas sin modificar su composición. Otros procesos de meteorización descomponen la roca, es decir, modifican químicamente los minerales en otros nuevos y en sustancias fácilmente solubles en agua. El agua, el viento o el hielo glacial suelen transportar los productos de la meteorización a lugares de sedimentación donde éstos forman capas relativamente planas. Normalmente los sedimentos se convierten en roca o se litifican por uno de los dos procesos siguientes. La compactación tiene lugar a medida que el peso de los materiales suprayacentes comprime los sedimentos en masas más densas. La cementación se produce conforme el agua que contiene sustancias disueltas se filtra a través de los espacios intergranulares del sedimento. Con el tiempo, el material disuelto en agua precipita entre los granos y los cementa en una masa sólida. Los sedimentos que se originan y son transportados como partículas sólidas se denominan sedimentos detríticos y las rocas que éstos forman son las llamadas rocas sedimentarias detríticas. Las dimensiones de las partículas son la principal base para clasificar los miembros de esta categoría. Dos ejemplos comunes son la lutita y la arenisca. La lutita es una roca de grano fino compuesta por partículas del tamaño del limo (menos de 1/256 mm) y de la arcilla (entre 1/256 y 1/16 mm). La sedimentación de estos pequeños granos está asociada a ambientes «tranquilos» como ciénagas, llanuras fluviales expuestas a inundaciones y porciones de las cuencas oceánicas profundas. Arenisca es el nombre dado a las rocas sedimentarias en las que predominan granos del tamaño de la arena (entre 1/16 y 2 mm). Las areniscas se asocian con gran variedad de ambientes, entre ellos las playas y las dunas. Las rocas sedimentarias químicas se forman cuando el material disuelto en el agua precipita. A diferencia de las rocas sedimentarias detríticas, que se subdividen según el tamaño de las partículas, la principal base para distinguir las rocas sedimentarias químicas es su composición mineral.


Gneis (visto en el microscopio en nícoles cruzados) 

3.  Rocas Metamórficas: Las rocas metamórficas se producen a partir de rocas ígneas, sedimentarias o incluso otras rocas metamórficas. Así, cada roca metamórfica tiene una roca madre, la roca a partir de la que se ha formado. Metamórfico es un adjetivo adecuado porque su significado literal es «cambiar la forma». La mayoría de cambios tienen lugar a temperaturas y presiones elevadas que se dan en la profundidad de la corteza terrestre y el manto superior. Los procesos que crean las rocas metamórficas a menudo progresan de una manera incremental, desde cambios ligeros (metamorfismo de grado bajo) hasta cambios sustanciales (metamorfismo de grado alto). Por ejemplo, durante el metamorfismo de grado bajo, la roca sedimentaria común lutita se convierte en una roca metamórfica más compacta denominada pizarra. En cambio, el metamorfismo de grado alto provoca una transformación tan completa que no se puede determinar la identidad de la roca madre. Además, cuando las rocas situadas a una profundidad (a la que las temperaturas son elevadas) están sujetas a una presión dirigida, se deforman de una manera gradual y generan pliegues complicados. En los ambientes metamórficos más extremos, las temperaturas se aproximan a las temperaturas de fusión de las rocas. No obstante, durante el metamorfismo la roca debe permanecer esencialmente sólida, ya que, si se funde por completo, entramos en el ámbito de la actividad ígnea. La mayor parte del metamorfismo sucede en uno de estos tres ambientes:

3.1. Cuando un cuerpo magmático intruye en la roca, tiene lugar el metamorfismo térmico o de contacto. En este caso, el cambio está controlado por un aumento de la temperatura dentro de la roca huésped que rodea una intrusión ígnea.

3.2. El metamorfismo hidrotermal implica alteraciones químicas que se producen cuando el agua caliente rica en iones circula a través de las fracturas de la roca. Este tipo de metamorfismo suele asociarse con la actividad ígnea que proporciona el calor necesario para provocar reacciones químicas y hacer que estos fluidos circulen a través de la roca.

3.3.  Durante la formación de las montañas, grandes cantidades de rocas enterradas a una gran profundidad están sujetas a las presiones dirigidas y a las temperaturas elevadas asociadas con la deformación a gran escala denominada metamorfismo regional. 

El grado de metamorfismo se refleja en la textura de la roca y la composición mineral. Durante el metamorfismo regional, los cristales de algunos minerales recristalizarán con una orientación perpendicular a la dirección de la fuerza compresiva. La alineación mineral resultante a menudo da a la roca una textura en láminas o en bandas llamada foliación. El esquisto y el gneis son dos ejemplos de rocas foliadas. No todas las rocas metamórficas presentan una textura foliada. Se dice que estas rocas son no foliadas. Las rocas metamórficas compuestas sólo por un mineral que forma cristales equidimensionales no son, por regla general, visiblemente foliadas. Por ejemplo, la caliza, si es pura, está compuesta por un solo mineral, la calcita. Cuando una caliza de grano fino experimenta metamorfismo, los pequeños cristales de calcita se combinan y forman cristales entrelazados más grandes.[1]

4. Textura
Se refiere a la forma como cada grano constituyente de una roca se relaciona con los granos circunvecinos. La textura trata de aquellas características que se observan en la roca, ya sea en muestra de mano o a escala de microscopio. Es el conjunto de relaciones espaciales intergranulares y de características morfológicas (tamaño y forma) de los componentes (esencialmente granos y/o agregados minerales) de la roca. Las denominaciones texturales y los criterios utilizados varían según el tipo de roca considerada.


Textura clastica de una arenisca cuarzosa. 


5. Estructura y Microestructura.
Este término se define como la relación espacial  entre los componentes texturales de una roca, originada durante la etapa de enfriamiento y cristalización.  También se puede definir como: Distribución y orden espacial de los cristales o granos dentro de la roca. 

6. Parámetros del análisis textural de cada tipo de roca.

En Rocas ígneas: 
a) Grado de cristalinidad.
b) Tamaño de los granos.
c) Relación de tamaños de los granos.
d) Forma de los cristales.

En Rocas sedimentarias: 
a) Armazón.
b) Matriz.
c) Cemento.

En Rocas Metamórficas: 
a) Tamaño del grano.
b) Forma del grano.
c) Relación intergranular.
d) Orientación de los granos.



REFERENCIAS: 
1. Tarbuck, E.J.; Lutgens F.K y Tasa D. (2005) Ciencias de la Tierra: Una introducción a la geología física. Madrid, Pearson Educación, Prentice Hall. 







TEXTURAS Y ESTRUCTURAS DE ROCAS METAMÓRFICAS

GNEIS



Bajo el microscopio, en nícoles paralelos vemos trenes de rosa y verde piroxeno, siguiendo el bandeo gnéisico, intercalados con feldespato y cuarzo claro. Se trata de una textura muy típico para una roca metamórfica de alto grado.


En nícoles cruzados, se observa cuarzo y feldespato aparecen en tonos de blanco, gris y negro. Los patrones de rayas estrechas son el resultado de cambios en la orientación de la estructura cristalina conocida como el “twinning”, y sólo se ven en feldespato, no en cuarzo. El piroxeno muestra una variedad de colores rojo, amarillo y azul.

ECLÓGITA 




Nícoles paralelos y cruzados. El granate y piroxeno son los minerales principales en la Eclógita, que es un basalto metamorfoseado en condiciones de alta presión y temperatura en zonas de subducción.

ESQUISTO AZUL 


En esta sección se muestra la marcada esquistosidad que se desarrolla en esta roca. Esta es debida a la orientación de los cristales de glaucofana, mineral mayoritario y que presenta colores azules violáceos. Junto con la glaucofana se asocia en equilibrio el granate, con una textura en porfidoblastos con hábitos cúbicos y octogonales bien desarrollados.
En este sector se aprecia además como el granate presenta una clara textura en desequilibrio. Este desequilibrio queda patente por la sustitución parcial del granate por una asociación de clorita, esta con colores verdes claros y colores de interferencial azul berlín, y actinolita, con colores verdosos oscuros, minerales típicos de facies de esquistos verdes.


 GRANULITA 



En la imagen se observa la Granulita al microscopio en nicoles cruzados. Se muestran los principales componentes de esta lámina; clinopiroxeno, que destaca por sus colores de interferencia de segundo orden, ortopiroxeno, que muestra colores de interferencia de primer orden así como un ligero color rosáceo, plagioclasa, con poco relieve con colores de interferencia de primer orden y por último la biotita con un marcado pleocroísmo que varía desde amarillos claros a marrones rojizos, con una textura que puede indicar condiciones de inestabilidad. En este sector se muestran algunos cristales de clinopiroxeno y biotita con una orientación preferencial, indicada por la posición de algunos los cristales prismáticos. También cabe destacar un proceso de alteración secundario que afecta sobre todo a las plagioclasas formando sericita.

MÁRMOL CON TREMOLITA 



Esta roca muestra cristales de tamaño de grano grueso con puntos triples y texturas inequigranulares. En la calcita se observa el sistema de foliación típico de este mineral. También se describen texturas de orientación preferencial indicadas por la posición de los cristales de calcita. Algunos cristales de tremolita presentan texturas de alteración.





DEFINICIÓN DE TEXTURAS EN ROCAS SEDIMENTARIAS

Definicion de texturas mencionadas: 



  • TEXTURA CLASTICA. 
Formada por fragmentos de rocas y/o minerales englobados o no en un material fragmental más fino y/o precipitado y/o recristalizado. Esta textura aplica específicamente a rocas sedimentarias detríticas, aunque algunas rocas volcánicas también la presentan. Los fragmentos de rocas y minerales (de cualquier tipo) se denominan clastos; el material que los engloba se denomina matriz o cemento según este constituida por material detrítico de grano muy fino o por precipitados de cristalinidad variable respectivamente. Los conceptos de matriz y cemento se exponen más adelante ya que su aplicación a los distintos tipos de rocas es variable. 


  • TEXTURA FANTASMA.
Conservación parcial de la textura deposicional. 

  • TEXTURA POIQUILOTÓPICA.

Textura de un cemento cuyos cristales son de un tamaño lo suficientemente grande como para englobar a los clastos deposicionales.


  • TEXTURA FIBROSA
Se refiere a la morfología de los cristales que tienen una relación largo-ancho.


TEXTURAS Y ESTRUCTURAS DE ROCAS SEDIMENTARIAS

CONGLOMERADO CALCÁREO 





















Los clastos del esqueleto son de cuarzo, y  el cemento es de calcita con textura poiquilotópica. En nicoles cruzados. Los clastos son cuarzos mono y policristalinos. Entre ellos grandes cristales de cemento poiquilotópico de calcita.

ARENISCA CUARZOSA 

.


Presenta una textura clastica. 



ARAGONITA 



Se observa un  esqueleto de coral en una aragonita acicular que muestra una textura radial fibrosa. 


DOLOMITA 


Presenta una textura fantasma, por el reemplazo de la matriz de dolomita a una mas fina.


ARCOSA





















Granos subidiomorfos de feldespato potásico (en amarillo) muy alterados. Otros granos son de cuarzo y micas.
Los cuarzos son monocristalinos y policristalinos. Importante compactación mecánica y química, con reducción del volumen intergranular. Presenta una textura clastica. 




DEFINICIÓN DE TEXTURAS EN ROCAS ÍGNEAS

Definiciones de texturas mencionadas.

  • TEXTURA HIPOCRISTALINA: Cuando la roca está compuesta en parte por vidrio y en parte por cristales, sin que ninguno de los dos términos supere el 90% en volumen. Esta textura refleja dos ritmos de enfriamiento diferentes, uno más lento para formar los cristales y otro mucho más rápido que conlleva la formación de vidrio por solidificación del fundido sin tiempo a que los componentes químicos se ordenen en una estructura cristalina simétrica.



  • TEXTURA PERLÍTICA. En rocas con un elevado contenido de vidrio éste puede hidratarse con posterioridad a la solidificación, de tal manera que se generan una serie de fracturas concoides que asemejan formas circulares o redondeadas.




  • TEXTURA PORFÍDICA: Cuando la roca ígnea posee dos tamaños (más raramente tres) de grano marcadamente distintos. Los cristales de mayor tamaño reciben el nombre de fenocristales y los cristales considerablemente menores que los engloban se denominan matriz. Dicha matriz puede incluir una parte vítrea.


TEXTURAS Y ESTRUCTURAS DE ROCAS ÍGNEAS

PERIDOTITAS































En estas dos imágenes (nícoles paralelos a la izquierda y cruzados a la derecha) se muestra una peridotita de tipo harzburgita. Está compuesta por olivino en su mayor parte (mineral incoloro con tonos violetas de birrefringencia, abajo, derecha e izquierda), y por ortopiroxeno (cristal con tono marrón claro en el centro-arriba). 
Observar que las uniones minerales indican textura granoblástica y por lo tanto un origen metamórfico (mantélico) de la peridotita.

RIOLITA
































En estas dos imágenes (nícoles paralelos a la izquierda y cruzados a la derecha) se muestra una riolita con textura hipocristalina y perlítica, con fenocristales de plagioclasa (pequeño con maclado polisintético arriba-izquierda), feldespato alcalino (arriba izquierda) y cuarzo (derecha).


ANDESITA


































Imágenes de microscopio (nícoles paralelos a la izquierda y cruzados a la derecha) en las que se muestra una andesita anfibólica piroxénica de textura porfídica.

 En la foto destacan los fenocristales idiomorfos de clinopiroxeno (arriba) y anfíbol (abajo-derecha) incluidos en una matriz de textura perlítica.

DACITA
































Las Imágenes del microscopio (nícoles paralelos a la izquierda y cruzados a la derecha) de una dacita porfídica con textura hipocristalina (observar el fondo negro de la imagen derecha).El cuarzo aparece parcialmente corroido en la parte superior, la plagioclasa forma cristales prismáticos de menor tamaño y la biotita se distingue por su tono marrón y exfoliación perfecta.

BASALTO 



























Fenocristales de piroxenos en una matriz microcristalina.