Las rocas en muestra de mano se identifican y clasifican en función de sus características texturales. La textura hace referencia al tamaño y forma de los minerales que la forman y de la relación entre ellos. No obstante, la identificación y clasificación definitiva de muchas rocas necesita de pasos posteriores que comprenden el estudio de una sección delgada por microscopía óptica.

RECONOCIMIENTO DE VISU DE ROCAS ÍGNEAS
(PLUTÓNICAS, SUBVOLCÁNICAS Y VOLCÁNICAS)

Colada volcánica en Cabo de Gata (Almería)

ROCAS ÍGNEAS
   

CARACTERÍSTICAS TEXTURALES DE LAS ROCAS ÍGNEAS

La textura de las rocas ígneas viene caracterizada por el tamaño y forma de los cristales, su distribución y grado de cristalinidad

Composición mineralógica y química

MINERALOGÍA DE LAS ROCAS ÍGNEAS: En las rocas ígneas hay minerales fundamentales o mayoritarios, que son principalmente silicatos y otros accesorios (<5%). Estos minerales pueden ser de colores claros, félsicos o leucratos (cuarzo, plagioclasa, feldespato potásico, moscovita) y minerales oscuros, máficos, melanocratos, o ferromagnesianos (biotita, anfíbol, piroxeno, y olivino).  La roca en su conjunto va a tener un color claro u oscuro en función de la abundancia de estos minerales mayoritarios (tanto las de grano fino como las de grano grueso).

TERMINOS TEXTURALES EN ROCAS ÍGNEAS

FORMA DE LOS CRISTALES: indican secuencias y modo de cristalización.
Según el grado de desarrollo de caras cristalinas:

• Idiomorfos (euhedrales): con caras bien desarrolladas
• Hipidiomorfos: con tendencia a tener algunas caras bien desarrolladas
• xenomorfos (anhedrales, alotriomorfos) Sin caras bien desarrolladas

Según el desarrollo de sus tres dimensiones: fibrosos-prismáticos-aciculares/ tabulares-laminares-escamosos/ equidimensionales-granulares

GRADO DE CRISTALINIDAD DE LA ROCA

• Holocristalina: Toda la masa (> 90%) está cristalizada (independientemente del tamaño de los cristales).
• Hipocristalina: No está toda la masa cristalizada. Cristales reconocibles en una matriz vítrea.
• Vítrea o hialina: Todo es vidrio (> 90%), no hay cristales.

EN FUNCIÓN DEL TAMAÑO DE GRANO y su distribución:

• Fanerítico: de tamaño de grano visible, > 1 mm (característica de las rocas plutónicas, holocristalinas)
• Afanítico: de tamaño de grano muy fino, < 1mm, en la que los cristales no se ven a simple vista (característico de rocas volcánicas)
• Microcristalino: se ven con un microscopio óptico petrográfico
• Criptocristalino: no se ven ni incluso con un microscopio óptico petrográfico

Cuando existe una apreciable diferencia de tamaños de grano se habla de PÓRFIDO (Inequigranular). En el se diferencian la matriz de grano fino y los fenocristales, se refiere a cristales que se han desarrollado mucho más que los que le rodean. Se pueden encontrar en una masa que el resto es vítreo o cristalino. Cuando una textura fanerítica presenta cristales superiores a 1 cm se habla de texturas PEGMATÍTICAS.

Dentro de las rocas volcánicas e independientemente de su composición, podemos agrupar los materiales volcánicos en:

Volátiles (gases)

Piroclastos, fragmentos rocosos. Se trata del material fundido que es lanzado al aire durante la actividad volcánica y que enfría al caer en forma de lluvia.. Según el tamaño tenemos:

• Cenizas (< 2 mm)
• Lapillo (2-64 mm)
• Bombas volcánicas ( > 64 mm)

Las coladas son materiales más o menos continuos formados tras el enfriamiento de la lava que fluye desde la boca de erupción. En ocasiones la lava se retuerce mientras se enfría originando las lavas cordadas.  El vidrio volcánico se llama obsidiana y se produce cuando la lava se enfría súbitamente. Tiene color oscuro y un brillo vítreo característico. La piedra pómez es una variedad de lava particularmente porosa y ligera.

CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS ÍGNEAS

La clasificación de las rocas ígneas más extendida es la de Streckeisen (1967). Las rocas ígneas se clasifican según su contenido mineral actual medido en porcentaje de volumen (clasificación modal).

Para la clasificación se utilizan los siguientes minerales: Q. Cuarzo. A. Feldespatos alcalinos (plagioclasa con contenido en anortita entre 0-5%, feldespato potásico en todas sus variedades P: Plagioclasa con un contenido en Anortita entre el 5-100 %. F: Feldespatoides. M: minerales máficos y otros relacionados con ellos: mica, anfíboles, piroxenos, olivinos, minerales opacos (óxidos y sulfuros metálicos) accesorios, epidotas, granates, carbonatos.

• Las rocas con M < 90% se clasifican según los minerales  leucocratos y se proyectan en uno de los dos triángulos Q-A-P-F. (o bien QAP- o AFP). Melanocratos. M<90% - se clasifican y denominan de acuerdo con sus posiciones en un doble triángulo QAPF. En la naturaleza una roca no puede contener al mismo tiempo cuarzo y feldespatoides. La suma de los porcentajes de minerales leucocratos de hace igual a 100 (Q+A+P =100 ó A+P+F = 100), despreciando el contenido en M.

• Las rocas con M>90% se clasifican siguiendo otros diagramas en los que solo aparecen estos minerales  

REFERENCIAS

• Adams, A.E., MacKenzie, W.S. y Guilford, C. Atlas of sedimentary rocks under the microscope. Longman, Essex, U.K., 1984.
• Castro Dorado, A. Petrografía Básica. Paraninfo, Madrid,1989.
• Pozo Rodríguez, M, González Yélamos, J., Giner Robles, J. geología práctica Introducción al reconocimiento de Materiales y Análisis de mapas. Prentice Hall. 305 pp. 2004.
• Tarbuk, E.J. y Lutgens, F.K. Ciencias de la Tierra. Prentice Hall, Madrid, 1999.

RECONOCIMIENTO DE VISU DE LAS PRINCIPALES
ROCAS METAMÓRFICAS

CARACTERÍSTICAS TEXTURALES DE ROCAS METAMÓRFICAS

Cualquier roca cuando se somete a intensas presiones y temperaturas sufre cambios en sus minerales y se transforma en un nuevo tipo que llamamos ROCA METAMÓRFICA. El proceso metamórfico se realiza en estado sólido, es decir las transformaciones se producen sin que la roca llegue a fundirse.  El tipo de roca resultante depende de, entre otros factores, de la roca original o protolito. Las texturas y estructuras de las rocas metamórficas dependen del tipo de metamorfismo y de la composición química y mineralógica de la roca original. En todos los casos las rocas metamórficas son rocas cristalinas. La forma de los nuevos cristales viene dado también por los factores: Temperatura, presión y deformación.

Se diferencian entre rocas foliadas, en las que sus granos están alineados y no foliadas, en las que no se observan estas alineaciones. La mayoría de las rocas metamórficas se caracterizan por un aplastamiento general de sus minerales que hace que se presenten alineados. Esta estructura característica que denominamos foliación se ve muy bien en rocas como las pizarras, los esquistos y los gneises.

 
Pizarra (izda) – esquisto (derecha)

TEXTURAS METAMÓRFICAS MÁS IMPORTANTES

GRANOBLÁSTICA

Los cristales forman un mosaico de granos mas o menos equidimensionales, con fuerte tendencia al empaquetamiento.

LEPIDOBLÁSTICA

Definida por minerales laminares intercrecidos y orientados paralelamente entre si

NEMATOBLÁSTICA

Definida por minerales aciculares entrecrecidos y orientados con los ejes mayores paralelos entre si.

PORFIDOBLÁSTICA

Con cristales de gran tamaño (porfidoblastos) en una matriz fina.

ROCAS METAMÓRFICAS FOLIADAS

PIZARRAS

Las pizarras son rocas metamórficas de grano fino, que normalmente se originan a partir de rocas de tipo arcillosas. Presentan foliación muy recta, paralela y próxima. Textura lepidoblástica.  Generalmente son oscuras y con frecuencia contienen fósiles. Se forman en el metamorfismo regional. Son el resultado de la orientación paralela de muchos minerales laminares que solo son visibles con la ayuda de  un microscopio petrográfico

ESQUISTOS

Los esquistos son rocas que han sufrido un metamorfismo regional más intenso. Presentan foliación algo deformada  Se puede observar bandeado y el tamaño de los cristales es visible a simple vista. Textura lepidoblástica. Cuando es predominante la mica se denomina micacita.

GNEISS

El Gneis es una roca que ha sufrido un metamorfismo mucho más intenso que las pizarras y los esquistos. Sus principales minerales son el cuarzo, los feldespatos y las micas (como el granito) pero se presentan orientados en bandas irregulares claras y oscuras.

ROCAS METAMÓRFICAS NO FOLIADAS

Las texturas son predominantemente granoblásticas y alguna vez porfidoblásticas. Incluyen rocas como el mármol, la cuarcita, la serpentinita. Las corneanas, rocas de metamorfismo de contacto, también estarían incluídas dentro de las rocas no foliadas.

RECONOCIMIENTO DE VISU DE LAS PRINCIPALES
ROCAS SEDIMENTARIAS

Dentro de las rocas sedimentarias podemos diferenciar entre rocas detríticas y no detríticas o químicas en sentido amplio. En esta colección las rocas sedimentarias se han agrupado en cinco grandes grupos, a saber:

Rocas detríticas o clásticas, rocas carbonatadas, rocas organógenas, rocas evaporíticas y otras rocas sedimentarias. Dentro de estas últimas se engloban las rocas aluminoferruginosas, silíceas y fosfatadas.

ROCAS DETRÍTICAS O CLÁSTICAS

Las rocas detríticas (terrígenas o clásticas) están formadas por fragmentos de rocas o minerales procedentes de rocas preexistentes que han quedado expuestas a la meteorización en la superficie de la tierra. Estos fragmentos suelen estar formados por minerales estables en las condiciones de la superficie terrestre. Como generalmente uno de los minerales más resistentes es el cuarzo, este tipo de rocas suelen contener una gran proporción de este mineral. Se consideran como rocas detríticas aquellas que poseen más de un 50% de terrígenos.

Los elementos que definen el patrón textural de las rocas detríticas son el tamaño de grano, la selección, la morfología de los clastos y el empaquetamiento. Por otra parte, los componentes de las rocas detríticas son el esqueleto, matriz, cemento y poros.

CLASIFICACIÓN EN FUNCIÓN DEL TAMAÑO DE GRANO

Las rocas detríticas se clasifican (Wentworth, 1922) en función del tamaño de grano de los clastos que las forman en:

- Ruditas. Comprenden tanto las gravas (materiales sueltos) como los conglomerados y brechas (ya cementados). Son rocas constituidas por clastos con diámetro superior a los 2 mm (sefitas). Si los cantos son redondeados recibe el nombre de conglomerado, y si son angulosos el de brecha.

- Arenitas. Comprende tanto las arenas (materiales sueltos) como las areniscas (ya consolidadas).
Las areniscas son rocas constituidas por clastos con tamaño de grano entre 2 mm y 1/16 mm (samitas). Las areniscas se subdividen a su vez en dos grandes grupos, en función del porcentaje de matriz sobre el de clastos en: arenitas (matriz < 15%) y grauvacas(matriz > 15%)

Clasificación de las areniscas

Para clasificar las areniscas se utiliza la clasificación de Folk (1974). Esta clasificación se basa fundamentalmente en el porcentaje de matriz (material de detrítico de tamaño < de 30 micras) y en la naturaleza de los clastos, que se agrupan en tres tipos: cuarzo (Q), feldespatos (Fto) y fragmentos de roca (Fr).  Los principales tipos de areniscas son los siguientes:

Si la matriz representa más del 15% del volumen, se denominan  Grauvacas,

Si la matriz representa menos del 15% del total, se distinguen cuarzoarenitas, litoarenitas y arcosas en función de los porcentajes de cuarzo (Q), feldespato (Fto) y fragmentos de rocas (Fr). Para establecer esta clasificación se utiliza un diagrama triangular de la Clasificación de Folk (1974).

- Lutitas. Según estén sueltas o cementadas reciben diferentes nombres (limos, limolita, arcillas y arcillita). La marga (roca mixta entre detrítica y carbonatada) es una arcilla cuyos granos están unidos por carbonato cálcico.   Son las rocas sedimentarias más abundantes (45% al 55% del total). Su tamaño de grano es < de 1/16mm (comprendiendo el limo, entre 1/16mm y 1/256mm  y la arcilla < 1/256mm  ), debido a lo cual resulta más difícil estudiarlas y analizarlas que la mayoría de las rocas sedimentarias. Los principales constituyentes de las lutitas son  minerales de la arcilla y cuarzo. 

Sus diminutas partículas indican que su depósito se produjo como consecuencia de la sedimentación gradual de corrientes no turbulentas relativamente tranquilas. En estos ambientes se encuentran los lagos, llanuras de inundación de los ríos, lagunas y zonas de cuencas oceánicas profundas.

La incapacidad del agua para penetrar por sus espacios porosos microscópicos, las hace impermeables y explica el que esta roca forme barreras al movimiento subsuperficial del agua y del petróleo. Algunas lutitas presentan fisilidad  que es la capacidad de escindirse en capas finas a lo largo de planos espaciales próximos y bien desarrollados.

En cuanto a sus aplicaciones industriales, algunas constituyen la materia prima para la cerámica y mezcladas con la caliza se utilizan para la fabricación del cemento.

  
De izda. a derecha: rudita (conglomerado), arenita y lutita de la colección.

SELECCIÓN DE TAMAÑO

Clasificación o selección de tamaños. Es la medida de la distribución de tamaños de un sedimento (frecuencia vs clases de tamaño). Una roca con una gran dispersión de tamaños de grano se dice que posee una pobre selección, mientras que una roca bien seleccionada muestra, por tanto, escasa variación en el tamaño de grano. La clasificación es indicativa de la historia del transporte del sedimento.
(Ver fig. 7.6 Geología Práctica – Prentice Hall)

Madurez textural
(fig. 7.7 Geología Práctica – Prentice Hall)

EMPAQUETAMIENTO

El espacio entre los clastos puede estar ocupado por un cemento (calcáreo, silíceo, ferruginoso o salino) o por material detrítico menor de 30 micras (matriz). El empaquetamiento puede caracterizarse en función del porcentaje de matriz frente al de clastos, observando si la roca presenta una textura grano-sotenida o matriz-sostenida. El empaquetamiento, entre otros factores, es indicativo de la densidad del medio de transporte del sedimento

ROCAS CARBONATADAS

Se forman a partir de productos de la meteorización y erosión que son transportados en solución y posteriormente precipitan. Las causas de la precipitación pueden ser procesos inorgánicos u orgánicos (bioquímicos).

Desde el punto de vista de la composición química y mineralógica se diferencian los distintos tipos de rocas carbonatadas:

a) Calizas                    Con más del 90% de calcita (CaCO3).

b) Calizas dolomíticas Calcita del 50 al 90% y dolomita del 10 al 50%.

c) Dolomías calcáreas Dolomita del 50% al 90% y calcita al 10 al 50%.

d) Dolomías                 Con más del 90% de dolomita Ca Mg (C03)2

Calizas

Representan alrededor del 10% del volumen  total de las rocas sedimentarias; la caliza es lo roca sedimentaria de origen químico más abundante.  Los procesos biológicos y bioquímios son dominantes en la formación de las calizas, aunque la precipitación inorgánica del Ca CO3  del agua del mar también puede tener lugar.

Componentes: a) Aloquímicos, partículas carbonatadas formadas en la propia cuenca sedimentaria, previamente a la sedimentación pero que han llegado a la zona de depósito como clastos. Este grupo está formado por partículas o granos, que corresponden a los componentes esqueléticos y no esqueléticos. b) Matriz, principalmente micrita y c) Cemento, generalmente esparita. A la micrita y la esparita también se les denomina componentes Ortoquímicos (productos de sedimentación química directa de carbonatos en la cuenca sedimentaria o durante la diagénesis, a partir de aguas que circulan por el sedimento).

Clasificación:

• Rocas aloquímicas esparíticas. Aloquímicos > 10% del volumen total de la roca y cemento esparítico. Dentro de los aloquímicos los hay de origen orgánico (restos de fósiles), o inorgánicos (por ejemplo, oolitos). Pertenecen a este grupo las calizas oolíticas, calizas con crinoides, la coquina, la creta, etc.
• Rocas micríticas. Son rocas que proceden de la diagénesis de barros micríticos productos de la precipitación química, a veces ayudada por factores bioquímicos. Ejemplo: caliza micrítica (caliza litográfica).
• Calizas arrecifales. Formadas por organismos constructores de rocas tales como algas y corales.
• Rocas intermedias entre calizas y lutitas. Son las margas, formadas por lutitas unidas por carbonato cálcico. En una región se depositan calizas, margas o lutitas en función de la relación entre el depósito químico y la cantidad de aportes de material detrítico fino.
• Otros tipos. Tobas y travertinos se depositan en medios continentales de pequeña extensión: cercanías a  fuentes de aguas ricas en bicarbonato, remansos de ríos o charcas próximos. Son producto de precipitación de carbonatos sobre tallos y hojas de plantas.

Otras clasificaciones de calizas más completas son las de Folk (1962) y Dunham (1962).

 
Caliza esparítica y caliza micrítica

  

Caliza arrecifal, marga y travertino

EVAPORITAS

Dentro de este grupo se incluyen una amplia gama de rocas sedimentarias, generalmente formado, cada uno de los tipos, por un solo mineral. Corresponden a haluros, sulfatos o carbonatos de elementos alcalinos y alcalinotérreos. En conjunto representan muy escaso porcentaje sobre el total de las rocas sedimentarias, las más importantes por su abundancia son el yeso, la anhidrita y la sal común.

Son rocas sedimentarias formadas a partir de material que va disuelto en el agua y cuyo mecanismo de precipitación ha sido la concentración por evaporación. Cuando se supera el grado de saturación comienza la precipitación siguiendo un orden: primero precipitan los compuestos menos solubles y al final los más solubles (CO3Ca - SO4Ca - ClNa - Sales de Mg y K).

Geológicamente, las evaporitas son útiles en estudios de paleoclimatología ya que generalmente están restringidas a zonas áridas de latitudes bajas donde las temperaturas son muy altas, la humedad relativa es baja y la evaporación excede a la precipitación.

Las evaporitas son de una gran importancia económica y tienen una amplia gama de usos y aplicaciones. Los lechos de evaporitas son un componente esencial de muchos campos petrolíferos del mundo, siendo generalmente la roca sello de las rocas almacén carbonatadas o efectuando trampas estructurales mediante el diapirismo de la sal.

Yesos

ROCAS ORGANÓGENAS

Se originan estas rocas a partir de restos de seres vivos y gracias a la actividad de los seres vivos. Forman este grupo dos tipos de rocas de gran interés económico: el carbón y el petróleo.

Tipos y series de carbón:
   
La mayoría de los carbones son del tipo húmico, formados a partir de una acumulación "in situ" de materias de plantas de bosques; los carbones sapropélicos se forman a partir de restos de algas, esporas, etc.

Los carbones húmicos se dividen, según su rango, en una serie de categorías.

a) Turba. Es el tipo de carbón más joven, es como una densa masa de restos de plantas.

b) Lignito. Es de color más oscuro, pero todavía se observan algún resto vegetal.

c) Hulla.   (también se de denomina carbón bituminoso) Es de color negro brillante, presenta un bandeado  con bandas de diferente intensidad.

d) Antracita. Es más brillante y denso que la hulla.

   
Turba, lignito, hulla y antracita

Petróleo. Es un líquido oleaginoso, menos denso que el agua, de coloración generalmente oscura y olor agrio característico. Está formado por una mezcla de hidrocarburos muy variados, unos líquidos que forman la parte principal; otros gaseosos, especialmente metano, acetileno y butano; y finalmente sólidos, asfaltos y betunes.

OTROS TIPOS DE ROCAS SEDIMENTARIAS

Rocas ferruginosas

Son rocas muy poco abundantes respecto al total de las rocas sedimentarias.

El hierro está presente prácticamente en todas las rocas sedimentarias, generalmente con contenidos bajos. Cuando el contenido supera el 15% de Fe se denominan rocas sedimentarias ferruginosas y habitualmente han sido explotadas como menas de este elemento. Los minerales de hierro más comunes en las rocas sedimentarias son:

• Óxidos e hidróxidos: hematites, magnetita, goethita y limonita
• Carbonatos: siderita
• Silicatos: chamosita, greenalita y glauconita
• Sulfuros: pirita y marcasita

Otro grupo lo forman las rocas alumínico-ferruginosas originadas por intensa meteorización química, a veces ligada a procesos edafogenáticos; entre ellas destacan: lateritas y bauxitas. Las primeras corresponden a suelos con notable espesor compuestos por hidróxidos de Al y Fe, que se desarrollan en regiones de clima ecuatorial y topografía suave. Las segundas están constituídas por hidróxidos de Al y se consideran como una variedad de lateritas en las que se elimina el Fe durante su proceso de formación o bien era muy minoritario en la roca madre. 

Rocas silíceas

En este grupo se incluyen todas las rocas sedimentarias silíceas de origen orgánico e inorgánico y son muy poco abundantes en relación al total de rocas sedimentarias.

Las rocas silíceas tienen como componente fundamental a la sílice (SiO2), se pueden distinguir dos tipos: las de origen orgánico e inorgánico.

Las rocas silíceas de origen orgánico están formadas por acumulaciones de esqueletos de o caparazones silíceos de organismos, tales como radiolarios, diatomeas o esponjas silíceas y se denonominan radiolaritas, diatomitas o esponjiolitas, respectivamente. Una roca formada mayoritariamente por esqueletos de diatomeas es la moronita o albariza (marga con diatomeas) abundantes en la provincia de Cádiz.

Las rocas silíceas de origen químico se presentan, en general, formando nódulos  o lechos finos dentro de las calizas. Su origen se interpreta como producto de concentración durante la diagénesis de la sílice dispersa en el sedimento. Dentro de este grupo la roca más representativa es el silex o chert y es muy conocida por su utilización por el hombre en épocas prehistóricas  para la fabricación de herramientas y útiles.

 
Diatomita y sílex

Rocas Fosfatadas

Se denomina fosforitas y son rocas sedimentarias muy escasas compuestas por fosfatos de calcio, en especial la colofana (fosfato tricálcico), término aplicado al apatito sedimentario de forma criptocristalina.

Estos materiales aparecen en el seno de otras rocas y  ocasionalmente forman estratos. Su origen se debe a la acumulación de restos de vertebrados (huesos, dientes, excrementos) tanto en medios continentales como marinos.