Materiales de la Tierra: Magmatismo, Metamorfismo y Procesos Geológicos Externos

Materiales de la Tierra: Minerales

Mineral: Sustancias naturales, inorgánicas, sólidas, cristalinas, con una composición química definida.

Isomorfo: Los que tienen la misma estructura cristalina pero diferente composición química.

Polimorfo: Los que tienen la misma composición química pero diferente estructura interna.

Mineraloide: Sustancias sólidas inorgánicas y naturales que no tienen ordenación interna, están formados por materia amorfa. (obsidiana y ópalo)

Propiedades de los Minerales

• Hábito: forma externa
• Color:
  • Idiocromáticos: color característico
  • Alocromáticos: color variable
• Raya: color del polvo
• Brillo: metálico/no metálico
• Exfoliación: capacidad de romperse según superficies planas.
• Fractura: forma en la que rompen los que no presentan exfoliación.

Ciclo de las Rocas

Magmatismo y Metamorfismo

1. Magmatismo

El magma es una masa de rochas fundidas y fragmentos sólidos de rochas y minerales. Su viscosidad depende de la composición y temperatura a la que se encuentre.

1.1 Origen y Tipos de Magma

La formación de un magma depende del aumento de la temperatura, caída de presión y presencia de agua u otros volátiles.

• Tipos de magma (según el contenido de sílice):
  • Félsico (granítico): Fusión de las rochas de la corteza inferior en las zonas de subducción
  • Intermedio (andesítico)
  • Básico (basáltico): Fusión de las rochas del manto superior
  • Ultrabásico: en los bordes de placa divergentes (dorsales)
• Factores que determinan el tipo de magma:
  • Influencia de la roca original (dependiendo si se encuentran en la corteza inferior o manto superior)
  • Evolución de los magmas (variación en su composición)
  • Diferenciación magmática: El magma se separa en fracciones de diferente composición y cristalizan los minerales con el punto de fusión más alto.
  • Asimilación: Fusión parcial de las rochas en contacto con el magma que pasan a formar parte de él.
  • Mezcla de magmas: Llegada de un nuevo magma de diferente composición a la cámara magmática.

1.2 Magmatismo y Tectónica de Placas

• Magmatismo en los bordes constructivos (dorsales): Disminuye la presión, el agua facilita la fusión y se originan magmas básicos.
• Magmatismo intraplaca (puntos calientes): Ascenso de materiales calientes del manto que se funden antes de llegar a la superficie por la bajada de presión.
• Magmatismo en las zonas de subducción: El aumento de la temperatura de la placa oceánica que subduce, y el agua, provocan la fusión. Este magma tiene más sílice por los sedimentos subducidos.

1.3 Las Rocas Magmáticas (Ígneas)

Constituyen el 80% de las rocas de la corteza.

• Criterios de clasificación:
  • Localización:
    • Extrusivas: volcánicas
    • Intrusivas: plutónicas, filonianas
  • Textura:
    • Afanítica: No se ven los cristales a simple vista, tamaño similar (volcánicas, basalto)
    • Fanerítica: Se ven los cristales, tamaño similar
    • Porfídica: Cristales grandes (fenocristales) en una matriz de cristales pequeños
    • Vítrea: Materia amorfa
    • Vacuolar: Tiene poros por la pérdida de gases
  • Composición:
    • Claros: Félsicos (feldespatos y silicatos). Ejemplo: Granito
    • Oscuros: Máficos (Mg y Fe). Ejemplo: Mica (biotita y moscovita)
• Tipos principales:
  • Plutónicas (grano grueso): Granito, Sienita, Diorita, Gabro
  • Volcánicas (grano fino): Riolita, Traquita, Andesita, Basalto

1.4 Estructuras Magmáticas

• Plutones (internos):
  • Intrusiones concordantes: el magma se introduce entre las capas rocosas
  • Intrusiones discordantes: los diques atraviesan las capas rocosas, rompe estratos
• Volcanes (externos):
  • Cráter: punto de salida de materiales
  • Chimenea: Conducto de comunicación entre la cámara y el exterior
  • Cámara magmática: Lugar donde se almacena el magma
  • Materiales piroclásticos: Ceniza, lapilli, rocas, bombas

2. Metamorfismo

Transformación que sufre una roca por un aumento de presión o temperatura sin que se produzca la fusión.

2.1 Factores Implicados

• Temperatura: en las zonas de subducción o cuando está cerca una masa magmática.
• Presión: en grandes profundidades o bordes convergentes.
• Presencia de fluidos

2.2 Tipos de Metamorfismo

• Según la intensidad: de grado bajo, medio o alto
• En relación al lugar o causa:
  • De impacto: En el impacto de meteoritos con la superficie terrestre, interviene la presión y la temperatura.
  • Regional: En los bordes destructivos (subducción y formación de orógenos)
  • De contacto: Alrededor de las intrusiones magmáticas (depende del tamaño de intrusión, tipo y proximidad del magma)
  • Hidrotermal: Fluidos químicamente activos a altas temperaturas que circulan por las rocas.
  • De enterramiento: En cuencas sedimentarias que se hunden, aumenta presión y temperatura.
  • Dinámico: Zonas de falla (influye la presión, la temperatura en fallas profundas)

2.3 Diferenciación de las Rocas Metamórficas

• Forma y disposición de los minerales:
  • Cristales equidimensionais aleatoriamente
  • Foliación (lousas y xistos)
• Composición mineralógica: minerales exclusivos de las rocas metamórficas (granate)

Procesos Geológicos Externos

1. Procesos Geológicos Externos

Los internos forman rocas ígneas y metamórficas, los externos rocas sedimentarias.

1.1 Meteorización

Alteración de las rocas al estar sometidas a los agentes atmosféricos.

• Física (se fragmenta y aumenta la superficie de contacto con los agentes externos, no la composición):
  • Crioclastismo: Fracturación por la acción del hielo (agua dentro de la grietas que se congela), se forman las pedreras (acumulación de fragmentos angulosos en las laderas)
  • Haloclastismo: Fragmentación por los cristales de sales, similar al hielo (rocas cerca del mar)
• Química (los minerales sufren cambios que dan lugar a nuevos minerales):
  • Hidrólisis: Rotura de las moléculas por la acción del agua.
  • Hidratación: Incorporación de moléculas de agua a la estructura mineral.
  • Disolución: El agua disuelve rocas salinas como la halita.

1.2 El Suelo

Interfaz del sistema terrestre, lugar de encuentro e interacción entre la geosfera, biosfera, hidrosfera y atmósfera. Fundamental para cerrar ciclos de la materia, suministrar elementos necesarios para la vida de las plantas y ecosistemas.

1.3 Transporte

• Aguas superficiales: Aguas de escorrentía (sin sitio fijo) y ríos y torrentes:
  • La carga es la cantidad de sedimentos que transporta, carga de fondo en el caso de ser fragmentos grandes. Puede ser en suspensión, arcillas y limos, o en disolución, sustancias solubles.
• Viento: En costas y desiertos:
  • Transporte selectivo, selecciona las partículas por el tamaño y peso.
  • Forma el desierto pedregoso (reg) fragmentos más grandes que no tiene la fuerza suficiente para transportarlos más, y desierto arenoso (erg) más lejos, son partículas más pequeñas.
• Hielo: Casquetes glaciares (en los polos) y glaciares de montaña:
  • Transporte no selectivo, no distingue de tamaños.
  • Transporta materiales que se desprenden de las laderas y que arranca del fondo, de una manera envolvente. Forma morrenas, grandes depósitos de materiales delante de la lengua del glaciar.

1.4 Sedimentación

• Medios sedimentarios:
  • Cuencas sedimentarias: Grandes áreas de sedimentos, pueden ser marinas o continentales.
  • Ambientes sedimentarios: De menor extensión, pueden ser continentales, costeros y marinos.
• Textura: hace referencia a la forma, tamaño y relación entre las partículas del sedimento.
• Madurez de un sedimento: madurez textural, que hace referencia al grado de redondez.

1.5 Diagénesis

Conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos por los que un sedimento se transforma en una roca sedimentaria.

• Procesos implicados:
  • Compactación: Los sedimentos se comprimen por la presión de los nuevos depósitos.
  • Cementación: El agua que circula entre los sedimentos llevan sustancias disueltas que precipitan y forman un cemento de unión entre ellos.

2. Clasificación de las Rocas Sedimentarias

Según el proceso sedimentario que las originó y su composición.

2.1 Detríticas

Formadas por fragmentos resultantes de la meteorización de otras rocas.

• Conglomerado brecha
• Conglomerado pudinga
• Arenito
• Lutita arcillosa

2.2 No Detríticas

• Químicas: formadas por la precipitación de sustancias disueltas en el agua. (caliza, sal gema, yeso y sílex)
  • Por la sobresaturación de la disolución (se forman rocas evaporíticas)
  • Por las reacciones químicas que originan compuestos insolubles (se forman estalactitas o estalagmitas)
• Orgánicas: el sedimento de partida está formado por materia orgánica.
  • Carbón: Medios pantanosos con acumulación de materia orgánica vegetal en la que predomina el carbono con el paso del tiempo y con el aumento de la presión y temperatura. De menor a mayor riqueza en carbono: Turba, lignito, hulla, antracita
  • Petróleo: Formación similar al carbón pero la materia orgánica procede del plancton marino. Es la mezcla de hidrocarburos gases o líquidos.

3. El Relieve

3.1 Factores que Condicionan la Forma del Relieve

• Tipo de roca
• Clima
• Estructura de los minerales
• Antigüedad del relieve

3.2 Geomorfología

Disciplina que estudia el relieve y los factores que lo modelan.

• Formas dependientes de factores litológicos:
  • Rochas graníticas: rochas plutónicas que emergen cuando la erosión retira los materiales que las cubrían y forman domos o crestas rocosas. Presentan diaclasas, por la disminución de la presión al emerger, que las dividen y por las cuales entra agua.
• Formas dependientes de factores estructurales:
  • Plegamientos y fallas
• Formas dependientes de los factores externos/sistemas morfogenéticos:
  1. Fluvial (ríos):
     • Agente que erosiona: agua líquida dulce.
     • Valle en forma de V
     • Transporta, erosiona y sedimenta en los 3 tramos.
     • Tramo alto: más erosión (más caudal, más pendiente)
       • Cascadas y cataratas (más grandes): Se forman porque hay una diferenciación en el tipo de rocas que con el impacto del agua provoca este salto.
     • Tramo medio: más transporte (menos fuerza, menos pendiente)
       • Meandros (curvas porque no tiene la suficiente fuerza para transportar algunos materiales)
       • Depósitos de barra
       • Llanuras de inundación
     • Tramo bajo: más sedimentación (0 pendiente): Estuarios, deltas, albuferas (depósito de limos)
  2. Glaciar:
     • Agente que erosiona: hielo
     • Valle en forma de U
     • Mantos de hielo (llanuras)
     • Glaciares de montaña (siguiendo un valle)
     • Morrenas: delante de la lengua deja acumulación de rocas
     • Tillitas: estrías en las rocas que marcan la dirección del glaciar
     • Lagos glaciares: alta montaña, forma circular
  3. Eólico-desértico (desiertos y costas):
     • Agente que erosiona: viento
     • Erosión de rochas sedimentarias
     • Ventifactos (rocas erosionadas)
     • Erosiones irregulares (más erosionada por abajo porque el viento afecta más o tiene diferente dureza)
     • Los desiertos se forman de forma concéntrica: Macizo rocoso, reg, erg
     • Dunas (en el erg)
     • Zonas fértiles
     • Móviles pero si tienen vegetación pueden asentarse
     • Se forman por la acumulación de materiales que lleva el viento porque encuentra un obstáculo
  4. Litoral:
     • Agente que erosiona, transporta y sedimenta: mar y viento
     • Playa: estructura sedimentaria
     • Barra: playa que se prolonga hacia dentro del mar formando lagos de agua salgada.
     • Flecha: barra pero sin llegar a cerrarse
     • Cuevas, arco litoral y chimenea litoral (playa de las catedrales)