GEOGRAFIA FISICA GENERAL • UD9: Materiales de la corteza terrestre.

Mineral: sustancia inorgánica y natural con una composición química definida y una estructura atómica característica Roca: agregado de minerales en estado sólido

En general existen cuatro grupos de rocas: - Sedimentos: producto de la meteorización-erosión y transporte: rocas blandas como arena y grava. - rocas sedimentarias: por temperatrura, presión y transformaciones químicas un sedimento blando puede cambiarse a una roca sedimentaria (dura). Este proceso se llama diagenesis. - rocas ígneas o magmáticas: rocas que tienen su origen en la cristalización de un magma (fundición). Incluye dos subgrupos: rocas intrusivas y rocas extrusivas - rocas metamórficas: Si una roca sufre temperaturas más de 200°C y presion se cambiará a una roca metamorfica Una roca puede pasar a ser otro tipo de roca por causa de cambios físicos y/o químicos como la meteorización / erosión que puede afectar una roca ígnea para formar un sedimento.

Plutonitas

holocristalinas

cristales con formas aproximadamente propias (hipidiomorfico)

Vulcanitas

Rocas sedimentarias

Metamorfitas

masa basica densa (microcristalinas granulares o densas, rocas holocristalinas, los cristales a menudo son o vidreosas) con inclusiones sedimentarias clasticas tienen reconocibles macroscopicamente a menudo macroscopicamente reconocibles granos rollizos estructura porfiroblástica

Inclusiones con formas propias (idiomórfas) en parte secundariamente transformadas

irregulares y granulares a menudo textura fluidal, minerales son distribuidos componentes en parte orientados irregularmente, homogéneas según su forma

rocas de precipitación a menudo de cristales muy finos

cristales xenomórfos hasta cristales idiomórfos

a menudo estratificación

en general texturas secundarias las cuales no tienen que coincidir con las texturas primarias

masivas sin intersticios

masivas o porosas hasta espumosas

con porosidad

sin intersticios, sin porosidad

Ej.: Granito, Diorita, Gabro

Ej.:Riolita, Andesita, Basalto

Ej.: Caliza, Arenisca, Lutita

Ej.: Gneis, Esquistos, Marmol

Rocas Intrusivas En las zonas profundas de la litosfera la presión, temperatura y la composición química de los materiales, son muy distintos a los que existen en la superficie por lo cual se forman rocas características de esta zona llamadas rocas intrusivas, por haberse originado al interior de la corteza terrestre y el manto. La estabilidad de un mineral o de una roca depende de los factores físico-químicos a que esté sometida; sobrepasados ciertos limites, los minerales de la roca se ordenan de distinta forma originándose un nuevo mineral o un nuevo tipo de roca. Las rocas de la corteza terrestre en las zonas superficiales están formadas por un conjunto de minerales que, al aumentar la presión y la temperatura, que a medida que alcanzan zonas más profundas dejan de ser estables, reaccionan entre sí y dan origen a una nueva composición mineralógica. Consolidación del magma Un magma es una mezcla muy compleja de silicatos fundidos, a temperaturas elevadas, entre 700º y 1000º, con una proporción de agua y otros compuestos volátiles que a grandes presiones pueden permanecer en el magma. Los compuestos del magma tienen gran importancia pues hacen que la mezcla sea mas fluida y permiten que el magma permanezca fluido a temperaturas relativamente bajas. Estos compuestos al desprenderse del magma facilitan su ascensión durante una erupción volcánica. Cuando un magma se enfría, comienzan a formarse cristales de ciertos minerales, según un orden que no siempre coincide con el punto de fusión de los minerales, cuando los consideramos aisladamente. Existe un rango de temperaturas, a lo largo del cual se va produciendo la cristalización del magma y en cada momento los cristales que se van formando son diferentes, hablamos entonces de una cristalización fraccionada.

Diferenciación magmática Como la cristalización de un magma es fraccionada, en un determinado momento coexistirá una parte sólida que contiene los cristales ya formados y una parte liquida (residuo) que esta fundido. Las dos fracciones contendrán composiciones diferentes pero la suma tendrá la composición inicial del magma. Luego se pueden separar las dos fracciones del magma sólido y liquida formándose dos rocas distintas entre sí y diferentes al magma que las formó. Los mecanismos de separación pueden ser varios, él más frecuente es por diferencia de densidad los mas pesados se irán al fondo donde se produce la consolidación del magma; los minerales mas pesados son por lo general los ferromagnesianos (olivino, piroxenos) y las rocas en el fondo de una masa plutonica serán más básicas que en la superficie Las rocas ígneas o magmáticas se puede subdividir en 2 grupos. Los dos más importantes serían: 1. las rocas intrusivas (cristalización en altas profundidades, dentro de la tierra), 2. las rocas extrusivas o volcánicas (cristalización a la superficie de la tierra). a) subgrupo de las rocas subvolcanicas o hipabisales (cristalización dentro de la tierra pero en sectores cercanos a la superficie b) el grupo de las rocas piroclásticas que se forman en conjunto con procesos atmosféricos como el viento. Origen y textura de las rocas ígneas Un cuerpo de rocas cristalizado en altas profundidades se llama intrusión. Cuerpos intrusivos muy grandes se llaman batolitos. Intrusiones y batolitos tienen un techo, es el sector del contacto arriba con las rocas de caja. Algunas veces se caen rocas de la caja al magma que no se funden. Este trozos extraños se llaman xenolitos. Un cuerpo intrusivo con un ancho de algunos kilómetros contiene una energía térmica tremenda y va a afectar las rocas de caja en una zona de contacto. Las rocas de este zona se convierten a causa de la temperatura a rocas metamórficas ( metamorfísmo de contacto). Generalmente un magma tiene un peso especifico menor como una roca sólida, por eso un magma puede subir hacia arriba apoyado por la alta presión y por los gases adentro del magma y como factor muy importante por un régimen tectónico de expansión. Sí el magma sube hacia la superficie se va a formar un volcan. Pero algunas veces no alcanza para subir hacia la superficie por falta de presión, y entonces se forman diques , stocks y lacolitos que pertenecen a las rocas hipabisales.

La variabilidad de las rocas magmáticas se basa en los procesos de su formación mencionados en lo siguiente: a) Formación de magmas primarios diferentes en el manto superior. b) Formación de magmas en la corteza oceánica profundamente hundida. c) Diferenciación de estos magmas por cristalización fraccionada. d) Interacción de los magmas de origen profundo con las rocas de la corteza terrestre y su evolución por medio de diferenciación y otros procesos.

Clasificación por el contenido de SiO2 Una clasificación simple de las magmatitas se basa en su contenido en SiO2, se distingue:

magmatitas ácidas:

>65% de SiO2

magmatitas intermedias:

65 - 52% de SiO2

magmatitas básicas:

52 - 45% de SiO2

magmatitas ultrabásicas:

50 % minerales planos y alargados

Existen muchos tipos de esquisto según los minerales que lo forman

Migmatita

gneis

Cuarzo, feldespao y silicatos oscuros

Presenta vetas sinuosas, fruto de su alto grado de metamorfismo

METEORIZACION DE LAS ROCAS Es la desagregación y descomposición química de las rocas por acción de agentes físicos (meteorización física) o químicos (meteorización química) METEORIZACION FISICA • Acción del hielo (crioclastia) • Acción de las sales (haloclastia) • Cambia de temperatura (termoclastia)

TAMAÑO DE LAS PARTICULAS MINERALES

METEORIZACION QUIMICA Conocida como alteración mineral, consiste en una serie de reacciones químicas que transforman los minerales silíceos (minerales primarios) en nuevos compuestos (minerales secundarios) que son estables en el medio ambiente.

• Oxidación: unión química de átomos de oxígeno disuelto en el agua que entra en contacto con los elementos metálicos abundantes en los minerales silíceos • Dioxido de carbono: en solución forma ácido carbónico que reacciona con muchos minerales • Hidrólisis: es una reacción química entre una molécula de agua y otra molécula, en la cual la molécula de agua se divide y sus átomos pasan a formar parte de otra especie química.

PRODUCTOS MINERALES DE LA ALTERACION QUIMICA Caolin: transformación del feldespato potásico por hidrólisis. En contacto con el agua forma una sustancia plástica que al secarse se endurece Bauxita: sexquioxido de aluminio por alteración delos feldespatos en condiciones de mucha humedad y calor (tropicales) y da un un producto muy sólido y resistente (costras bauxíticas).

La hematita y la limonita son dos productos de lalteración d eminerales máficos que se encuantra ampliamente distribuido en rocas y suelo. Suele estar asociado a la bauxita. Illita: aluminosilicato hídrico de potasio resultado de la alteración de los feldespatos y de la mica moscovita. Montmorillonita: mineral de arcilla derivado de la alteración del feldespato o ciertos minerales máficos. Tiene la cualidad de expandirse cuando se hidrata Vermiculita: alumino silicato hídrico rico en magnesio y hierro. similar a la montmorillonita. No se expansiona al hidratarse. Se forma por hidrólisi de minerales silíceos máficos como la biotita y la hornblenda

Las arcillas son minerales silicatados hidratados o filosilicatos hidratados. Los filosilicatos están conformados por mallas hexagonales de tetraedros dispuestos en hojas o capas. Según la disposición de estas capas dan una estructura cristalina del: Tipo 1:1 (arcillas monosialíticas) una capa de alumina (octaédrica) y otra de silice (tetraedrica) CAOLINITAS Tipo 2:1 (arcillas bisialíticas) dos capas de sílice y una de alumina en medio. Admiten agua y cationes intercambiables ILLITAS - VERMICULITAS - ESMECTITAS (MONTMORILLONITAS). (degradación por complexolisis). En este tipo la lámina tetraédrica de los sílice pueden ser sustituidos por aluminio y se completa con iones de potasio (K) Así los procesos de alteración tendrán dos fases: a) FASE RAPIDA: bisialitización, que da lugar a arcillas 2:1 por transformación o neoformación b) FASE LENTA: Monosialitización con lavado del 60% de la sílice y el 100% del potasio que da lugar a arcillas 1:1; y la alitización que da lugar a hidróxidos de aluminio, la GIBSITA

HIDRÓLISIS: afecta a los silicatos y se produce una sustitución en la red estructural de los silicatos de un catión (Na, K,…) por un ion de igual carga pero de tamaño menor (H+), ocasionando una deformación de la malla estructural del silicato, que puede dar lugar a la perdida de otros cationes más grandes como Ca y Mg. Puede ser: - Hidrólisis neutra: en medios subtropicales no ácidos y ricos en bases. Las illitas pasan a montmorillonitas, como en los suelos fersialíticos y vertisoles. Se elimina parcialmente el K interfoliar de las arcillas. - Hidrólisis parcial: alteración bioquímica que conserva las estructuras cristalinas iniciales. Característica de climas templados, y ligada a la acción de la materia orgánica. Afecta a suelos poco evolucionados. Da lugar a procesos de transformación a) Acidolisis: los aniones complejantes se insolubilizan y se biodegradan. Transforma las illitas en vermiculitas al expulsar los iones potasio K interfoliares, que es eliminado totalmente. Medios templados con humus activo (mull ácido) con materia orgánica soluble abundante (hojarasca). b) Complexolisis: compuestos orgánicos complejan el hierro y el aluminio y los extraen. Medios fríos y ácidos con acción de compuestos orgánicos solubles (ácidos oxálico y cítrico, y compuestos fenólicos). Importante en la podzsolización. La illita se transforma en montmorillonitas, sericitas y esmectitas, y puede dar neoformaciones en clima templado generando caolinita. - Hidrólisis total: alteración geoquímica que produce la liberación total de los constituyentes del mineral: sílices, bases. Característica de los climas tropicales: a) En medios neutros bien drenados y sin aniones orgánicos ácidos favorecen la acidificación rápida. Se eliminan las bases y la sílice, dando lugar a caolinita (arcilla de neoformación) que puede evolucionar a gibsita. b)Si están en medios confinados y mal drenados la acidificación es lenta. Produce neoformación de arcillas. Da lugar a arcillas ricas en sílice (montmorilloniotas y esmectitas de los suelos pardos eutróficios y suelos vérticos)