Procesos Geodinámicos: Del Magmatismo a la Sedimentación de Rocas

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Procesos Geodinámicos Internos

Magmatismo y Tectónica de Placas

El magmatismo es un proceso geológico fundamental íntimamente relacionado con la tectónica de placas. La formación de magma ocurre en diferentes contextos tectónicos:

  • En los bordes constructivos: Aquí se genera aproximadamente el 80% del magmatismo terrestre. Se debe a la disminución de presión y al aumento de temperatura, produciendo un magma basáltico que, al consolidarse, forma una roca plutónica llamada gabro.
  • En los bordes destructivos: En estas zonas se forma cerca del 12% del magma, principalmente por las altas temperaturas y la presencia de agua que facilita la fusión. Se originan diferentes tipos de magmas:
    • Más superficiales: De mucha fluidez y naturaleza basáltica, dan lugar a rocas volcánicas.
    • Más profundos: Con alta viscosidad, forman rocas plutónicas como los granitos.
    • Intermedios: Originan tanto rocas volcánicas (andesitas) como rocas plutónicas (dioritas).
  • En el interior de las placas: Se produce magmatismo que da lugar al vulcanismo de intraplaca, asociado a la existencia de puntos calientes (hotspots) en el manto terrestre.

Rocas Ígneas o Magmáticas

Rocas Plutónicas

Son rocas que cristalizan lentamente en el interior de la Tierra, lo que permite una buena y completa cristalización de sus minerales. Presentan una textura granuda y, en ocasiones, pegmatítica.

Ejemplos: sienita, granito, granodiorita, diorita, gabro y peridotita.

Rocas Volcánicas

Cristalizan rápidamente en la superficie terrestre, por lo que sus minerales no tienen tiempo de crecer. A menudo no son completamente cristalinas, pudiendo formar vidrio volcánico (textura vítrea) o contener cristales muy pequeños (textura microcristalina).

Ejemplos: riolita, traquita, basalto, andesita, obsidiana y piedra pómez.

Rocas Filonianas

Se originan por un enfriamiento del magma relativamente rápido en zonas próximas a la superficie, rellenando grietas. Forman estructuras como diques o filones.

Ejemplos: aplita, diabasa y pórfido granítico.

Metamorfismo

El metamorfismo es una serie de cambios físico-químicos que sufren las rocas preexistentes, sin llegar a fundirse (permanecen en estado sólido), cuando las condiciones de presión y temperatura cambian. Este proceso da lugar a las rocas metamórficas.

Factores que intervienen en el Metamorfismo

Los principales agentes del metamorfismo son:

  • El aumento de temperatura.
  • El aumento de presión (litostática y dirigida).
  • La presencia de fluidos o volátiles químicamente activos.

Procesos Metamórficos

Son los cambios que sufren las rocas como consecuencia de la acción de los factores metamórficos. Incluyen:

  • Brechificación o rotura: Se produce por presiones dirigidas. La roca se rompe y adquiere una nueva textura llamada cataclástica.
  • Recristalización: A partir de unos 300ºC, las partículas minerales se reagrupan para formar cristales de mayor tamaño.
  • Formación de estructuras orientadas (foliación): Los minerales laminares u hojosos (como las micas) se orientan siguiendo direcciones perpendiculares a los esfuerzos de compresión.
  • Deshidratación y Descarbonatación: Los minerales hidratados pierden el H2O y los carbonatos el CO2, que se incorporan a los fluidos que rodean los minerales y facilitan las reacciones químicas.
  • Reajustes mineralógicos o formación de nuevos minerales: Los minerales que forman las rocas se vuelven inestables cuando alcanzan ciertas condiciones de presión y temperatura, reaccionan entre sí y originan nuevos minerales metamórficos estables en las nuevas condiciones.

Grado y Facies Metamórficas

El campo de presión y temperatura del metamorfismo es muy amplio. Se puede clasificar según su grado de intensidad:

  • Metamorfismo de grado muy bajo: Bajas condiciones de presión y temperatura, en el límite con la diagénesis.
  • Metamorfismo de grado alto: Altas condiciones de presión y temperatura, en el límite con el magmatismo (anatexia).

Las facies metamórficas son un conjunto de minerales que definen las condiciones de presión y temperatura a las que se ha formado una roca metamórfica.

Tipos de Metamorfismo

  • Metamorfismo Dinámico o de Presión: Se produce en las grandes fallas (alta presión y baja temperatura). Causa la trituración (brechificación) y orientación de los minerales, lo que provoca la formación de rocas como las milonitas.
  • Metamorfismo de Contacto o Térmico: Ocurre cuando las rocas entran en contacto con magmas calientes (baja presión y alta temperatura). Alrededor de la masa magmática se forma una aureola de contacto. Se produce recristalización parcial (pizarras moteadas) o total (corneanas o cornubianitas). Se da tanto en corteza continental como oceánica.
  • Metamorfismo Regional: Afecta a extensas zonas de la corteza continental (alta presión y alta temperatura). Su campo es muy amplio, desde el grado muy bajo hasta el alto. Es característico por la formación de estructuras orientadas (foliación) y la transformación total de la roca original. Se produce típicamente en zonas de subducción. Si ocurre en fosas oceánicas, se denomina metamorfismo por enterramiento.

Rocas Metamórficas

El tipo de roca metamórfica resultante depende de tres factores principales:

  • La naturaleza de la roca original (protolito).
  • El tipo de metamorfismo que haya actuado.
  • El grado de metamorfismo alcanzado.

Las rocas metamórficas se diferencian entre sí por su textura (foliada o no foliada) y su composición mineralógica. Según la composición química original, se distingue entre rocas derivadas de protolitos silicatados y de protolitos carbonatados.

Ejemplos de rocas foliadas (de menor a mayor grado): pizarra, esquisto, gneis y migmatita.

Procesos Geodinámicos Externos

Procesos Externos Fundamentales

Meteorización

Es el proceso de alteración y descomposición de las rocas in situ, es decir, sin transporte. Se produce por la acción de agentes atmosféricos (agua, aire, hielo) o biológicos.

Existen dos tipos principales:

  • Meteorización Física o Mecánica: No hay cambios en la composición química de la roca, solo su fragmentación. Se produce mediante:
    • Esfuerzos tectónicos: Esfuerzos compresivos que producen fracturación o plegamientos, y distensivos que generan fracturas de distensión.
    • Gelifracción: Rotura de las rocas producida por la congelación y descongelación del agua en sus grietas.
    • Termoclastia: Disgregación de las rocas sometidas a constantes cambios de temperatura (dilatación y contracción).
    • Bioclastia: Rotura de las rocas producida por la acción mecánica de los seres vivos (ej. raíces de árboles).
  • Meteorización Química: Implica cambios en la composición química de los minerales de la roca. Los principales procesos son:
    • Disolución: El agua disuelve minerales y rocas solubles, como las salinas.
    • Oxidación-Reducción: Reacciones que implican la pérdida (oxidación) o ganancia (reducción) de electrones, muy comunes en minerales con hierro.
    • Carbonatación: El agua que contiene CO2 disuelto (ácido carbónico) reacciona con rocas como la caliza (insoluble) y la transforma en bicarbonato cálcico (soluble).
    • Hidrólisis: Rotura de la estructura interna de los minerales (especialmente silicatos) por la acción de los iones OH– y H+ del agua.

Erosión

Es la movilización y retirada de los materiales (clastos) que se producen como consecuencia de la meteorización de las rocas, por parte de un agente geológico móvil (agua, hielo o aire).

Transporte

Es el traslado de los materiales disgregados (sedimentos) desde el área fuente hasta la cuenca de sedimentación.

Agentes de Transporte
  • Viento: Transporta partículas por rodadura, saltación o suspensión.
  • Aguas de los ríos: Transportan sedimentos por rodadura, saltación o suspensión.
  • Aguas del mar: Los materiales son impulsados por las olas, corrientes o mareas, mediante rodadura, saltación o suspensión.
  • Hielos glaciares: Arrastran una gran cantidad de materiales de todos los tamaños englobados en su masa.
  • Gravedad: Actúa directamente en los movimientos en masa (deslizamientos).
Principales Formas de Transporte
  • En disolución: Los materiales viajan como iones disueltos en el agua.
  • Flotación: Materiales de baja densidad que flotan en el agua.
  • Rodadura, arrastre o saltación: Partículas más gruesas que se mueven por el fondo.
  • En suspensión: Partículas finas que viajan en el seno del fluido (agua o aire).

Sedimentación

Es el depósito o asentamiento de los materiales transportados en las cuencas sedimentarias cuando el agente de transporte pierde energía.

Formas de Sedimentación
  • Deposición por gravedad: Caída de los materiales de mayor tamaño que viajan por rodadura, arrastre o saltación.
  • Decantación: Los materiales que viajan en suspensión se depositan cuando la fuerza de la gravedad supera a las fuerzas que los mantienen en el fluido.
  • Precipitación química: Precipitación de los minerales disueltos que se produce cuando la concentración del material en la disolución supera el límite de solubilidad.

Ambientes Sedimentarios

Son las zonas de la superficie terrestre donde se acumulan los sedimentos. Cada ambiente se caracteriza por sus procesos físicos, químicos y biológicos particulares.

  • Glaciares: Producidos por la acción de los hielos, que dejan depósitos de materiales desordenados y poco seleccionados (tills). Estos depósitos se acumulan y forman morrenas (laterales, centrales, frontales o de fondo).
  • Fluviales: Producidos por los ríos. Los sedimentos son principalmente detríticos, aunque también pueden existir sedimentos químicos y orgánicos.
  • Deltas: Formados con materiales transportados por los ríos y depositados en su desembocadura. Se acumulan porque el mar no tiene suficiente energía para arrastrarlos.
  • Estuarios: Se forman en la desembocadura de los ríos en mares con mareas fuertes, con suficiente energía para arrastrar los depósitos fluviales hacia el interior y erosionar la desembocadura.
  • Arrecifes: Construcciones biológicas formadas por esqueletos de corales y otros organismos. Los depósitos de estos ambientes son de tipo calcáreo.
  • De plataforma: Zona marina somera donde se acumulan preferentemente materiales calcáreos que engloban arcillas, junto a otros materiales detríticos procedentes del continente.
  • Borde de talud: Los sedimentos caen por gravedad desde la plataforma y se acumulan en el talud continental, donde pueden formar depósitos de gran potencia (turbiditas).
  • Fondos oceánicos: Zonas profundas con escasa cantidad de sedimentos, de procedencia exclusivamente pelágica (marina) o muy fina de origen continental.
  • Kársticos: Formados por disolución (carbonatación) en terrenos principalmente carbonatados. Las aguas ácidas disuelven la roca y generan cuevas y galerías. Cuando las condiciones son favorables, precipitan los carbonatos y forman espeleotemas (estalactitas o estalagmitas).