Tema 4 · Petrología Descripciones petrográficas

La Petrología estudia las rocas en su conjunto, sus características geométricas de campo, características petrográficas (componentes), composición química detallada de la misma y de los distintos minerales que la constituyen, condiciones fisico-químicas de formación y los procesos evolutivos durante su génesis.

Los estudios petrográficos abordan la descripción física en términos visuales de las rocas, mediante la microscopía de luz polarizada (esencialmente con luz transmitida, aunque también reflejada, y en algunos casos microscopía electrónica). Estos estudios ofrecen una valiosa información relativa a la naturaleza de sus componentes (esencialmente minerales), sus abundancias, formas, tamaños y relaciones espaciales, lo cual permite clasificar la roca y establecer ciertas condiciones cualitativas o semicuantitativas de formación, así como posibles procesos evolutivos.

Los componentes petrográficos son aquellos componentes de la roca que tienen entidad física, tales como granos minerales, asociaciones particulares de determinados minerales, otros fragmentos de rocas relacionados o no genéticamente con la roca que los engloba, componentes de la matriz y cemento, material amorfo o criptocristalino (vidrio volcánico, geles de sílice...), espacios vacíos (poros, vacuolas...), fracturas discretas o selladas, etc.

Algunos componentes petrográficos se presentan en todos los tipos de rocas, tales como los granos minerales o poros, que son muy abundantes en las rocas sedimentarias e ígneas volcánicas, pero son muy pequeños y escasos en rocas metamórficas e ígneas plutónicas; otros se presentan sólo en algunos tipos, como el vidrio volcánico en las rocas magmáticas volcánicas; otros se presentan en cualquiera de los tipos rocosos pero sólo ocasionalmente, como las fracturas.


Relaciones espaciales mutuas

Textura

Estructura

Fábrica

Matriz y cemento


Relaciones espaciales mutuas

Se distingue los siguientes conceptos:

Textura

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.

Existen muchos tipos de relaciones espaciales y morfológicas entre los componentes de las rocas, esto es, de texturas. Sin embargo, se pueden establecer cinco tipos texturales básicos para todas las rocas naturales, siendo las diferentes texturas combinaciones de dos o más de estos cinco tipos que se describen a continuación.

Textura secuencial (o seriada)

Constituida por cristales que han crecido a partir de una disolución líquida (i.e. magma o solución acuosa) o gaseosa (i.e. fluidos). Los cristales de los distintos minerales han crecido en distintos momentos y por lo tanto tendrán características morfológicas distintas. Este tipo de textura aplica a todos los tipos de rocas, aunque es típico de las rocas ígneas plutónicas y volcánicas y de algunas sedimentarias.

El orden de cristalización puede deducirse a partir de criterios morfológicos y de relaciones de inclusión. Así, en general, los cristales que presenten formas cristalinas (i.e. idimorfos o hipidiomorfos) habrán cristalizados antes que los que no las presentan (i.e. xenomorfos), y los cristales incluídos en otros habrán crecido antes que los que los incluyen.

Sin embargo, estos criterios no son siempre unívocamente aplicables. Así, existen minerales que no son idiomorfos y han cristalizado antes que otros que pueden serlo y viceversa; también existen minerales incluidos en otros que han podido formarse después que los que los engloban. Estos casos aplican especialmente a los procesos de alteración, ya que estos transforman las características primarias de las rocas, incluyendo las texturas. Por ejemplo, cristales idomorfos de yeso pueden formarse en una roca caliza alterada y sin embargo se han formado con posterioridad a los componentes primarios (e.g. granos de calcita), que además pueden estar corroídos y por lo tanto haber perdido su idiomorfismo en caso de haberlo poseído; o cristales de micas o arcillas pueden encontrarse en el interior de granos de feldespatos de un granito y sin embargo se han formado con posterioridad durante la alteración de los mismos.


Textura secuencial o seriada (granodiorita con anfíbol; Tutor de Petrología). Polarizadores paralelos.



Textura secuencial o seriada (basalto; Tutor de Petrología). Polarizadores paralelos.


Textura vítrea

Constituida total o parcialmente por vidrio formado por solidificación rápida de un fundido magmático. Esta textura es típica de rocas ígneas volcánicas. El vidrio se observa como una sustancia amorfa que engloba a los posibles granos cristalinos existentes, y en donde pueden aparecer espacios vacíos denominados de forma global vacuolas (el término de poro se aplica específicamente a rocas sedimentarias).


Textura vitrea (basalto; Tutor de Petrología). Las partes negras corresponden a vidrio. Polarizadores paralelos.


Textura clástica

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 clástica. (arenisca; Oxford Earth Sciences Image Store). Dimensión horizontal 3.5 mm, polarizadores cruzados.


Textura blástica

Constituida por cristales que se han formado en un medio sólido por transformaciones de minerales preexistentes. Este tipo de textura aplica específicamente a las rocas metamórficas. Las transformaciones sufridas incluyen esencialmente cambios en los tamaños y formas de los cristales y constituyentes primarios y la formación de nuevos minerales que antes no existían. Los granos minerales recristalizados o neoformados se denominan blastos.


Textura blástica (mármol olivínico; Oxford Earth Sciences Image Store). Dimensión horizontal 6 mm, polarizadores cruzados.



Textura blástica (anfibolita; Oxford Earth Sciences Image Store). Dimensión horizontal 2 mm, polarizadores paralelos. En este caso, la textura está orientada (deformada).


Textura deformada

Los componentes de la roca, ya sean cristales, clastos, blastos, espacios vacíos, etc, están deformados. Esta textura aplica a cualquier tipo de roca, si bien es típica de la mayoría de las rocas metamórficas dado que los procesos naturales de deformación suelen estar acompañados de cambios texturales y mineralógicos importantes en las rocas afectadas. Las texturas deformadas se identifican fácilmente ya que los componentes adoptan orientaciones preferentes (fábrica), los minerales muestran evidencias de deformación tales como extinciones ondulantes, se desarrollan fracturas o microfracturas, etc. En general, una textura deformada se forma sobre otra preexistente, de la cual pueden o no quedar evidencias.


Textura deformada (esquisto plegado; Oxford Earth Sciences Image Store). Dimensión horizontal 3 mm, polarizadores paralelos.



Textura deformada (esquisto con granate; Oxford Earth Sciences Image Store). Dimensión horizontal 6 mm, polarizadores cruzados.


PATRÓN TEXTURAL

Es el conjunto de características no composicionales que pueden ser utilizadas para distinguir un tipo de roca o grupo de rocas de las demás, con independencia de la composición mineralógica. En el concepto de patrón textural es más amplio que el de textura, incluyendo además la estructura y fábrica, según el tipo de roca considerada.

Estructura y microestructura

Distribución y orden espacial de los cristales o granos dentro de la roca a escala macroscópica y microscópica, respectivamente. Los tipos de estructuras más comunes son:

  • Homogénea o masiva. No existe distribución preferencial de los componentes.

  • Bandeada. Disposición prefencial de los componentes en bandas más o menos planares, curvadas o irregulares.

  • Nodulosa. Disposición preferencial de los componentes en agregados esféricos o elipsoidales (nódulos).

  • Brechoide. Producida por fracturación de la roca de manera irregular o con orientación preferencial de las fracturas.


Estructura homogénea (gabro; Oxford Earth Sciences Image Store).



Estructura bandeada (capas de cromita y rocas maficas-ultramáficas; Oxford Earth Sciences Image Store).



Estructura nodulosa (chert en caliza; GeologyRocks).



Estructura brechoide (brecha magmática granito-diorita; Journal of Geoscience Education).



Estructura brechoide (caliza brechoide (About.com: Geology)



Estructura brechoide (chert brechoso con fracturas rellenas; Oxford Earth Sciences Image Store)


Fábrica y fábrica cristalográfica

Orientación espacial preferencial de los componentes no equidimensionales y de los elementos cristalográficos (ejes, planos) de los minerales dentro de una roca, respectivamente. Para la determinación de la fábrica cristalográfica es preciso recurrir a técnicas especiales (platina universal, difracción de rayos-X). Los tipos de fábricas existentes son cuatro:

  • Isótropa. No existe orientación preferencial de los componentes.

  • Lineal. Orientación de los componentes en una dirección.

  • Planar. Orientación de los componentes en un plano.

  • Plano-lineal. Orientación de los componentes en una dirección dentro de un plano.


Fábricas isótropa, lineal, planar y plano-lineal (University of California at Santa Cruz Structural Geology · Foliations and lineations)



Fábrica isótropa (gabro; Oxford Earth Sciences Image Store).



Fábrica planar (granito; Oxford Earth Sciences Image Store). Orientación de cristalates (tabulares) de feldespato potásico (ortosa/microclina).



Fábrica lineal (cuarcita; University of California at Santa Cruz Structural Geology · Foliations and lineations)



Fábrica plano-lineal (gneiss; University of California at Santa Cruz Structural Geology · Foliations and lineations)


Generalmente las rocas con fábrica son rocas deformadas, por lo que los componentes originales que fuesen equidimensionales pueden dejar de serlo (por deformación plástica) y adquirir orientación preferencial, y los que no lo fuesen pueden rotar y orientarse. Las mayoría de las rocas metamórficas suelen presentar fábricas variadas, como en el caso de algunos mármoles que presentan orientaciones preferentes morfológicas y cristalográficas de los granos de calcita (y/o dolomita). Sin embargo, la orientación preferencial de los componentes no tiene porque deberse a deformación en estado sólido. Las rocas ígneas por ejemplo pueden presentar fábricas planares al acumularse por decantación cristales con hábitos no isométricos en el fondo de cámaras magmáticas. De la misma manera, las rocas sedimentarias pueden presentar orientaciones preferentes debido a los procesos de transporte de los clastos en medios dinámicos como ríos, o por compactación al depositarse sobre sedimentos porosos otros materiales (en este caso la orientación preferente se adquiere por aplastamiento y por lo tanto por deformación).

En el caso de que las rocas presenten orientaciones preferentes morfológicas o cristalográficas y/o determinadas estructuras (e.g., bandeada, brechoide), existirá una anisotropía mecánica en las mismas que controlará gran parte de sus propiedades (por ejemplo, como material de construcción).

Matriz y cemento

A menudo, en todos los tipos de rocas se observa una relación de tamaños claramente bimodal entre los componentes sólidos (minerales o fragmentos de rocas), esto es, unos presentan un tamaño de grano relativamente más grueso que otros. De forma general, la población de componentes finos se denomina matriz, si bien este concepto tiene diferentes connotaciones dependiendo de la roca a la que se aplique. En las rocas ígneas la matriz es la fracción fina, criptocristralina o vítrea en la que se encuentran los granos minerales de tamaño de grano mayor, y que normalmente ha cristalizado con posterioridad a estos últimos. En las rocas sedimentarias la matriz es la fracción fina (generalmente lodos arcillosos, carbonáticos...) que soporta los clastos, y cuya formación es contemporánea con la sedimentación de los mismos. En las rocas metamórficas la matriz es igualmente la fracción más fina, y su origen es metamórfico, anterior, contemporáneo o posterior al de los blastos mayores. En las rocas deformadas, la matriz es la fracción fina que se origina por la trituración de granos anteriores, reduciéndose el tamaño de grano.

El concepto de cemento aplica específicamente a las rocas sedimentarias y a las rocas alteradas de cualquier tipo. Es el material formado generalmente con posterioridad al depósito de la roca, mediante procesos de precipitación a partir de disoluciones acuosas iónicas o coloidales que circulan e interaccionan con las rocas. En las rocas sedimentarias, estos cementos se forman generalmente durante procesos diagenéticos. Los cementos pueden o no tener un tamaño de grano mayor que el de los componentes de las rocas, siendo uno de los factores que producen una reducción en la porosidad de las rocas y, en general, un mayor grado de resistencia mecánica y de cohesión entre los componentes de las rocas.


Matriz detrítica (arenisca grauvaca; Oxford Earth Sciences Image Store). Dimensión horizontal 5 mm, polarizadores cruzados.



Cemento carbonatado (caliza oolítica; Oxford Earth Sciences Image Store). Dimensión horizontal 3 mm, polarizadores paralelos.


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última modificación: jueves, 20 de enero de 2011 18:08 +0100