El Ciclo de las Rocas y la Dinámica Terrestre

Los procesos internos provocan la formación de nuevas rocas y la creación de relieve. Los procesos externos desgastan el relieve, depositan sedimentos en las cuencas y originan la formación de nuevas rocas.

El ciclo geológico comprende los procesos geológicos que contribuyen a la generación de las rocas, sucediéndose unos a otros en una serie de eventos, ordenados o no. Sus etapas principales son:

• Orogénesis: Formación de relieve y cordilleras por fuerzas internas, desde el interior hacia el exterior de la Tierra.
• Gliptogénesis: Destrucción del relieve por la actuación de agentes geológicos externos.
• Litogénesis: Formación de nuevas rocas.

Según el proceso de formación final que haya actuado sobre los materiales, las rocas resultantes se clasifican en:

• Endógenas: Cuando los procesos tienen su origen en el interior de la corteza terrestre.
• Exógenas: Cuando los procesos están localizados en la superficie terrestre.

Procesos Internos

• Rocas ígneas o magmáticas: Formadas por fusión y solidificación.
• Rocas metamórficas: Formadas por transformación químico-mineralógica y estructural en estado sólido de rocas preexistentes.

Procesos Externos

• Rocas sedimentarias: Formadas por erosión, transporte y sedimentación de rocas preexistentes.

Rocas Endógenas: Origen en el Interior Terrestre

En el interior de la Tierra, existen dos mecanismos principales generadores de rocas:

• Solidificación a partir de una masa de material fundido que forma rocas magmáticas.
• Transformación de las rocas, sin llegar a fundirse, a causa del aumento de las condiciones de presión y/o temperatura, lo que origina las rocas metamórficas.

Rocas Magmáticas o Ígneas: Formación y Características

Las rocas magmáticas provienen de la solidificación de un magma, que es una mezcla heterogénea de material rocoso fundido con fases sólidas (minerales y fragmentos de rocas) y fases gaseosas. Los magmas se forman por la fusión de rocas situadas en la base de la corteza o en la parte alta del manto superior.

La solidificación del magma depende de su composición química, la temperatura, el contenido en gases y las relaciones entre el magma y el medio que lo envuelve, que controlan la velocidad de enfriamiento.

Características del Magma

• Composición química: Dominada por oxígeno y silicio, que se combinan formando silicatos. También presentes: aluminio, calcio, sodio, potasio, hierro, magnesio, manganeso, etc. El 99% de los minerales que forman las rocas magmáticas pertenecen al grupo de los silicatos.
• Temperatura: Oscila entre los 700 y los 1200 ºC, según su composición química. Si el porcentaje de Si y O es relativamente bajo, las temperaturas son más altas (1000 a 1200 ºC); cuanto más abundantes sean estos elementos, más baja será la temperatura (700-900 ºC).
• Gases: El gas más abundante es el vapor de agua. También se pueden encontrar nitrógeno, CO, CO₂, ácido sulfhídrico, dióxido de azufre, hidrógeno y gases halógenos como el ácido clorhídrico y el fluorhídrico.
• Viscosidad y densidad: La composición química, la temperatura y la presencia de gases son los factores que controlan la viscosidad y la densidad del magma.

Relaciones clave:

• La temperatura provoca la fusión.
• La presión impide la fusión.
• + SiO₂ = + viscosidad = – densidad
• – SiO₂ = – viscosidad = + densidad

Clasificación de Rocas Magmáticas por Contenido de SiO₂

La temperatura a la que se empiezan a fundir los primeros minerales se llama punto solidus.

La temperatura que se alcanza hasta que todos los minerales están fundidos se llama punto liquidus.

Ascenso y Diferenciación del Magma

Cuando los materiales se funden en una zona de fusión de la Tierra, se forman magmas primarios. Estos ascienden, ya que son menos densos que las rocas que los rodean. Este ascenso se produce fundiendo las rocas adyacentes o a través de grietas. Así se genera una intrusión, donde el magma queda rodeado por los materiales encajantes.

Las rocas encajantes son aquellas que se encuentran alrededor del magma.

Los minerales del magma no cristalizan simultáneamente, sino según su temperatura de solidificación. Los primeros en cristalizar son los que tienen menos silicio (nesosilicatos), y por último, los de más silicio (filosilicatos o tectosilicatos).

Procesos de Diferenciación Magmática

La diferenciación magmática es el proceso de cristalización del magma en el que ocurren fenómenos que modifican su composición, dando lugar a diferentes tipos de magma (magmas secundarios).

• Cristalización fraccionada: A partir de un magma primario, se pueden formar otros más ácidos. Esto ocurre porque los primeros minerales que cristalizan son los nesosilicatos (como el olivino), con bajo contenido en silicio. Si estos minerales se depositan en el fondo y quedan aislados, el resto del magma se vuelve más ácido, ya que aumenta su proporción de silicio.
• Asimilación magmática: Al fundirse una parte de las rocas encajantes, se incorporan nuevos elementos a la cámara magmática.
• También pueden producirse mezclas de magmas con composiciones diferentes.

Lugar de Emplazamiento del Magma

Una buena parte del magma se solidifica antes de alcanzar la superficie terrestre, formando así las rocas magmáticas intrusivas.

• Si lo hace a gran profundidad, se consideran rocas plutónicas.
• A profundidades más moderadas, dentro de grietas o fracturas, se forman las rocas filonianas.

Cuando el magma llega a la superficie y provoca fenómenos volcánicos, se derivan las rocas volcánicas o efusivas.

Emplazamiento del Magma y Tipos de Rocas

Texturas de las Rocas Magmáticas

La textura se refiere a la forma, las medidas absolutas y relativas de los componentes minerales, y las relaciones espaciales entre ellos.

• Granular: Roca formada completamente por cristales visibles, de tamaño aproximadamente uniforme.
• Porfídica: Presenta dos tamaños de cristales diferenciados: cristales grandes (fenocristales) formados por enfriamiento lento, y una matriz de cristales pequeños o vidrio, formados por un enfriamiento más rápido.
• Fanerítica o macrocristalina: Con cristales visibles a simple vista.
• Afanítica: Con cristales no visibles ni con lupa. Se denomina microcristalina cuando los cristales son visibles al microscopio óptico.
• Vítrea: Cuando están formadas por vidrio, materia amorfa.

Cristalización del Magma: Series de Reacción de Bowen

Las diversas series de minerales que cristalizan consecutivamente se denominan series de reacción de Bowen. Se conocen dos series:

• Serie discontinua (Ferromagnesianos): La estructura de los minerales va cambiando de uno a otro.
• Serie continua (Plagioclasas): La composición de los minerales varía gradualmente, pero conservan la misma estructura.

Clasificación de las Rocas Magmáticas

• Intrusivas: Se solidifican en el interior de la Tierra.
  • Plutónicas: Si el volumen solidificado es grande y a gran profundidad.
  • Filonianas: Si el volumen solidificado es pequeño y en grietas o fracturas.
• Efusivas o volcánicas: Se solidifican en el exterior de la Tierra.

Rocas Magmáticas Comunes

Rocas Plutónicas

• Granito / Granodiorita: Cuarzo, feldespato potásico, plagioclasa y biotita/hornblenda; textura granular; color claro.
• Sienita: Feldespato potásico, plagioclasa y minerales máficos; textura granular; color claro.
• Diorita / Gabro: Plagioclasa y minerales ferromagnesianos; textura granular; color oscuro.
• Peridotita: Olivino y piroxenos; textura granular; color oscuro.

Rocas Volcánicas

• Riolita: Cuarzo, feldespato potásico, plagioclasa y biotita/hornblenda; textura porfídica, pocos cristales visibles; color claro.
• Traquita: Feldespato potásico, biotita, hornblenda; textura porfídica; color oscuro.
• Andesita / Basalto: Plagioclasa y minerales ferromagnesianos; textura porfídica; color oscuro.

Rocas Filonianas

• Pegmatita: Feldespato potásico, moscovita y cuarzo; textura granular; color claro.
• Aplita: Feldespato potásico, plagioclasa y cuarzo; textura granular microscópica; color claro.
• Lamprófiro: Feldespato potásico, plagioclasa y biotita; textura porfídica granular; color oscuro.
• Pórfido granítico: Feldespato potásico, plagioclasa, cuarzo; textura porfídica (50%); color claro.
• Pórfido diorítico: Plagioclasa y minerales ferromagnesianos; textura porfídica (50%); color oscuro.

Rocas Metamórficas: Transformación en Estado Sólido

Las rocas metamórficas proceden de la transformación de otras rocas en estado sólido. Este proceso tiene lugar cuando la roca original es sometida a condiciones físicas (presión y temperatura) diferentes a las de su formación.

El límite entre los procesos metamórficos y sedimentarios se sitúa alrededor de los 200 ºC. El límite entre los procesos metamórficos y magmáticos viene dado por el inicio de la fusión de la roca (anatexia), que puede dar lugar a migmatitas en el metamorfismo extremo.

Cuando un fluido actúa, provocando un intercambio de iones, los cambios químicos que tienen lugar se denominan metasomatismo.

El metamorfismo se produce a partir de aproximadamente 10 km de profundidad hacia el interior de la Tierra.

Variables que Controlan el Metamorfismo

• Temperatura: Aumenta el movimiento de moléculas y la mezcla. Provoca recristalizaciones, donde los cristales aumentan de tamaño; este proceso se denomina blástesis.
• Presión:
  • Dirigida (esfuerzo): Rompe los minerales, provoca foliación, cambio de textura y puede reducir el tamaño de los cristales.
  • Confinamiento (estática): Presión uniforme en todas direcciones.
• Tiempo y presencia de agua.

Grados de Metamorfismo

• Bajo grado: Menos capas, cristales muy finos, mayor esquistosidad.
• Alto grado: Más capas, cristales visibles, puede no presentar esquistosidad.

Tipos de Metamorfismo

• Metamorfismo regional: Se extiende sobre grandes superficies (cientos o miles de kilómetros cuadrados) y es frecuente en las cordilleras.
• Metamorfismo local: Restringido a áreas limitadas.
  • Metamorfismo de contacto: Elevación de la temperatura. Tiene lugar en las rocas encajantes, cercanas a las intrusiones magmáticas que ascienden hacia zonas más frías.
  • Metamorfismo de dislocación o cataclástico: Se produce en zonas con intensa deformación (fallas).
  • Metamorfismo de choque: Ocurre en zonas afectadas por impactos meteoríticos o explosiones nucleares.
• Metamorfismo térmico (de contacto): Debido a temperaturas elevadas.
• Metamorfismo dinámico: Debido a altas presiones.
• Metamorfismo dinamotérmico (regional): Actúan ambos procesos (presión y temperatura) simultáneamente.

Texturas de las Rocas Metamórficas: Foliación y Granoblástica

La foliación es el aspecto que presenta una roca metamórfica debido a la orientación preferente de sus minerales, influenciada por el tamaño de los granos.

• Pizarrosidad: Foliación muy fina y regular.
• Esquistosidad: Reestructuración de planos, laminación que se produce en los minerales alargados sometidos a presión.
• Bandeado mineral: Alternancia de bandas de diferentes minerales.
• Granoblásticas: Disposición desordenada de los minerales, sin foliación.

Rocas Metamórficas Comunes