10 El trmino deformacin se refiere a los cambios de for-ma o de
volumen, o ambas cosas, de un cuerpo roco-so, y es ms pronunciada a
lo largo de los bordes deplaca. Para describir las fuerzas que
deforman las rocas,los gelogos utilizan el trmino esfuerzo, que es
la can-tidad de fuerza aplicada sobre un rea determinada.
Elesfuerzo, cuando es uniforme en todas las direcciones,se denomina
presin de confinamiento, mientras que losesfuerzos diferenciales se
aplican de manera desigual endirecciones diferentes. Los esfuerzos
diferenciales queacortan un cuerpo de roca son esfuerzos
compresionales;los que alargan la unidad rocosa son esfuerzos
tensiona-les. La deformacin es el cambio de tamao y forma deuna
unidad rocosa provocado por el esfuerzo. Las rocas se deforman de
manera diferente depen-diendo del entorno (temperatura y presin de
confi-namiento), la composicin y la textura de la roca y eltiempo
durante el que se mantiene el esfuerzo. Las ro-cas responden
primero mediante deformacin elsticay vuelven a su forma original
cuando cesa el esfuerzo.Una vez sobrepasado el lmite elstico
(resistencia), lasrocas o bien se deforman por flujo dctil o bien
se frac-turan. La deformacin dctil es un flujo en estado sli-do que
provoca un cambio del tamao y la forma deun objeto sin fracturarlo.
El flujo dctil puede produ-cirse por deslizamiento gradual y
recristalizacin a lolargo de planos de fragilidad en el interior
del retcu-lo cristalino de los granos minerales. Se produce
de-formacin dctil en un entorno de presin y tempe-ratura elevadas.
En un entorno prximo a la superficie,la mayora de las rocas se
deforman mediante fractu-racin.La orientacin de los estratos o de
las superficies defallas se establece mediante la direccin y el
buza-miento. La direccin es la orientacin con respecto alnorte
magntico de una lnea generada por la inter-seccin de un estrato de
roca inclinado o de una fallacon un plano horizontal. El buzamiento
es el ngulo deinclinacin de la superficie de un estrato o de una
fa-lla medida desde un plano horizontal. Las estructuras geolgicas
bsicas asociadas con la de-formacin de las rocas son los pliegues
(doblamiento derocas volcnicas y sedimentarias inicialmente
hori-zontales en una serie de ondulaciones) y fallas. Los dostipos
ms comunes de pliegues son los anticlinales, for-mados por el
plegamiento convexo, o arqueamiento,de los estratos rocosos, y los
sinclinales, que son plie-gues cncavos. La mayora de los pliegues
son conse-cuencia de esfuerzos compresivos horizontales. Los
plie-gues pueden ser simtricos, asimtricos o, si un flanco seha
inclinado ms all de la vertical, volcados. Los domos(estructuras
levantadas en forma de anticlinales) y lascubetas (estructuras
hundidas) son pliegues circulareso algo alargados formados por
desplazamientos verti-cales de los estratos. Las fallas son
fracturas en la corteza a lo largo de lascuales se ha producido un
desplazamiento apreciable.Las fallas en las que el movimiento es
fundamental-mente vertical se denominan fallas con
desplazamientovertical. Estas fallas incluyen las normales y las
fallas in-versas. Las fallas inversas de poco ngulo se denomi-nan
cabalgamientos. Las fallas normales indican esfuer-zos tensionales
que separan la corteza. A lo largo de loscentros de expansin de las
placas, la divergencia pue-de hacer que un bloque central,
denominado gra-ben, limitado por fallas normales, descienda a
medi-da que las placas se separan. Las fallas inversas y los
cabalgamientos indican queestn actuando fuerzas compresivas. Se
encuentrangrandes cabalgamientos a lo largo de las zonas de
sub-duccin y de otros bordes convergentes donde coli-sionan las
placas. En regiones montaosas como losAlpes, las Rocosas
septentrionales, el Himalaya y losApalaches, los cabalgamientos han
desplazado estra-tos hasta 50 kilmetros por encima de unidades
roco-sas adyacentes.Las fallas de desplazamiento horizontal
muestran fun-damentalmente movimientos paralelos a la direccindel
plano de falla. Grandes fallas de desplazamientohorizontal,
denominadas fallas transformantes, aco-modan el desplazamiento
entre bordes de placas. Lamayora de las fallas transformantes corta
la litosferaocenica y conecta centros de expansin. La falla deSan
Andrs corta la litosfera continental y acomodael desplazamiento en
direccin norte del suroeste ca-liforniano. Las diaclasas son
fracturas a lo largo de las cuales no seha producido desplazamiento
apreciable. Suelen apa-recer en grupos con orientaciones
aproximadamenteparalelas y son consecuencia de la fracturacin
frgilde rocas localizadas en la corteza ms externa.
1. Qu es la deformacin de las rocas? Cmo se trans-forma un
cuerpo rocoso durante la deformacin?2. Enumere cinco (5)
estructuras geolgicas asociadascon la deformacin.3. Cmo se
relaciona el esfuerzo con la fuerza?4. Compare los esfuerzos
tensionales y compresivos.5. Describa cmo el cizallamiento puede
deformar unaroca en un entorno prximo a la superficie.6. Compare la
deformacin y el esfuerzo.7. En qu se diferencia la deformacin frgil
de la de-formacin dctil?8. Enumere tres factores que determinan cmo
secomportarn las rocas cuando sean sometidas a es-fuerzos que
excedan su resistencia. Explique breve-mente el papel de cada
uno.9. Qu es un afloramiento?10. Qu dos medidas se utilizan para
establecer laorientacin de los estratos deformados? Distngalas.11.
Distinga entre anticlinales y sinclinales, domos ycubetas,
anticlinales y domos.12. En qu se diferencia un monoclinal de un
anticlinal?13. Las Black Hills de Dakota del Sur son un
buenejemplo, de qu tipo de rasgo estructural?14. Compare los
movimientos que se producen a lo lar-go de las fallas normales e
inversas. Qu tipo de es-fuerzo indica cada falla?15. Describa un
horst y un graben. Explique cmo seforma un valle asociado con un
graben y cite uno.16. Qu tipo de fallas est asociado con las
montaaslimitadas por fallas?17. En qu se diferencian las fallas
inversas de los ca-balgamientos? En qu se parecen?18. La falla de
San Andrs es un excelente ejemplo deuna falla ______________.19.
Con cul de los tres tipos de bordes de placa se aso-cian las fallas
normales? Y las fallas inversas? Y lasfallas de desgarre?20. En qu
se diferencian las diaclasas de las fallas?
anticlinalbuzamientocabalgamientocizallacubetacuencadeformacindeformacin
dctildeformacin frgildiaclasadireccindomoescarpe de
fallaesfuerzoesfuerzo compresivoesfuerzo diferencialesfuerzo
tensionalestructura rocosafallafalla de despegue(detachment)falla
de desplazamientohorizontal (desgarre)falla inversafalla
normalfalla transformantefosa tectnica asimtricafuerzagraben o fosa
tectnicahogbackhorstinmersinklippemonoclinalmontaa limitada por
fallasplieguesinclinal
6 Entre los procesos externos se cuentan: (1) la mete-orizacin,
es decir, la desintegracin y descomposi-cin de las rocas de la
superficie terrestre, o cercade ella; (2) procesos gravitacionales,
transferencia demateria rocosa pendiente abajo bajo la influencia
dela gravedad, y (3) erosin, eliminacin del materialpor un agente
dinmico, normalmente agua, vientoo hielo. Se denominan procesos
externos porque tie-nen lugar en la superficie terrestre o cerca de
ella yse alimentan de la energa solar. Por el contrario,
losprocesos internos, como el vulcanismo y la formacinde montaas,
derivan su energa del interior de laTierra. La meteorizacin mecnica
es la rotura fsica de unaroca en fragmentos ms pequeos. Las rocas
puedenromperse en fragmentos ms pequeos mediante cu-as de hielo
(donde el agua se abre camino en las grie-tas o agujeros de las
rocas y, despus de su congela-cin, se expande y aumenta de tamao
las aberturas);descompresin (expansin y rotura debidas a una
granreduccin de la presin cuando la roca suprayacentees
erosionada); expansin trmica (debilitamiento de laroca como
consecuencia de la expansin y contraccinconforme se calienta y se
enfra) y actividad biolgica(por los humanos, por los animales
excavadores, las ra-ces de las plantas, etc.). La meteorizacin
qumica altera el quimismo de unaroca, transformndola en sustancias
diferentes. Elagua es con mucho el agente de meteorizacin qu-mica
ms importante. Se produce disolucin cuandolos minerales solubles en
agua, como la halita, se di-suelven. El oxgeno disuelto en agua
oxidar los mi-nerales ricos en hierro. Cuando el dixido de carbo-no
(CO2) se disuelve en agua forma cido carbnico, queacelera la
descomposicin de los silicatos mediantehidrlisis. La meteorizacin
qumica de los silicatosproduce a menudo: (1) productos solubles que
con-tienen iones sodio, calcio, potasio y magnesio, y sli-ce en
solucin; (2) xidos de hierro insolubles, y (3)minerales de
arcilla.La velocidad a la cual la roca se meteoriza depende
defactores como: (1) el tamao de partcula, los fragmen-tos pequeos
generalmente se meteorizan ms rpi-damente que los grandes; (2) la
composicin mineral, lacalcita se disuelve fcilmente en soluciones
ligera-mente cidas, y los silicatos que se forman por prime-ra vez
a partir del magma son menos resistentes a lameteorizacin qumica, y
(3) los factores climticos, enparticular la temperatura y la
humedad. Con frecuen-cia, las rocas expuestas en la superficie
terrestre no semeteorizan a la misma velocidad. Esta meteorizacin
di-ferencial de las rocas se ve influida por factores comola
composicin mineral, el grado de fracturacin y laexposicin a los
elementos atmosfricos. El suelo es una combinacin de materia
mineral y or-gnica, agua y aire: la porcin del regolito (la capa
deroca y fragmentos minerales producidos por la mete-orizacin) que
sustenta el crecimiento de las plantas.Aproximadamente la mitad del
volumen total de unsuelo de buena calidad est compuesto por una
mez-cla de roca desintegrada y descompuesta (materia mi-neral) y
humus (los restos descompuestos de animalesy vegetales); la mitad
restante consiste en espacios po-rosos, donde circulan el aire y el
agua. Los factoresms importantes que controlan la formacin del
sue-lo son la roca madre, el tiempo, el clima, las plantas y
losanimales, y la pendiente. Los procesos de formacin del suelo
operan desde lasuperficie hacia abajo y producen en el suelo zonas
ocapas que se denominan horizontes.Desde la superficiehacia abajo,
los horizontes del suelo se denominan res-pectivamente O
(fundamentalmente materia orgnica),A (fundamentalmente materia
mineral), E (donde laeluviacin y la lixiviacin extraen los
componentes finosy los constituyentes solubles del suelo), B (o
capa sub-superficial del suelo, al que se hace referencia a
menudocomo la zona de acumulacin), y C (la roca madre par-cialmente
alterada). Juntos, los horizontes O y A cons-tituyen lo que se
denomina la capa superficial del suelo.En Estados Unidos, los
suelos se clasifican medianteun sistema conocido como la Taxonoma
del suelo. Sebasa en las propiedades fsicas y qumicas del perfil
delsuelo e incluye seis categoras jerrquicas. El sistemaes
especialmente til para los objetivos agrcolas y re-lacionados con
la explotacin de la tierra. La erosin del suelo es un proceso
natural; forma par-te del reciclado constante de los materiales de
la Tierraque denominamos ciclo de las rocas. Una vez en el ca-nal
de un ro, las partculas de suelo son transportadascorriente abajo y
finalmente acaban por depositarse. Lavelocidad de erosin del suelo
vara de un lugar a otro y de-pende de las caractersticas del suelo,
as como de fac-tores como el clima, la pendiente y el tipo de
vegetacin.
1. Describa el papel de los procesos externos en el ci-clo de
las rocas.2. Si se meteorizaran dos rocas idnticas, una
medianteprocesos mecnicos y la otra qumicos, en qu sediferenciaran
los productos de la meteorizacin delas dos rocas?3. En qu tipo de
ambientes son ms eficaces las cu-as de hielo?4. Describa la
formacin de un domo de exfoliacin.D un ejemplo de una estructura de
este tipo.5. Cmo se aade la meteorizacin mecnica a la efi-cacia de
la meteorizacin qumica?6. Un granito y un basalto estn expuestos
superfi-cialmente a una regin clida y hmeda:a) Qu tipo de
meteorizacin predominar?b) Cul de estas rocas se meteorizar ms
depri-sa? Por qu?7. El calor acelera una reaccin qumica. Por qu
en-tonces la meteorizacin qumica transcurre despa-cio en un
desierto clido?8. Cmo se forma el cido carbnico (H2CO3) en
lanaturaleza? Qu se obtiene cuando este cido re-acciona con el
feldespato potsico?9. Enumere algunos posibles efectos ambientales
de lalluvia cida (vase Recuadro 6.1).10. Cul es la diferencia entre
el suelo y el regolito?11. Qu factores podran hacer que se
desarrollaran di-ferentes suelos a partir de la misma roca madre,
oque se formaran suelos similares a partir de rocasmadres
diferentes?12. Cul de los factores formadores del suelo es
msimportante? Explquelo.13. Cmo puede afectar la topografa al
desarrollo delsuelo? Qu se entiende por la expresin orientacinde la
pendiente?14. Enumere las caractersticas asociadas con cada unode
los horizontes en un perfil de suelo bien desarro-llado. Qu
horizontes constituyen el solum? Bajoqu circunstancias carecen de
horizontes los suelos?15. Los suelos tropicales que se describen en
el Recua-dro 6.3 sostienen las exuberantes selvas tropicalesaunque
se les considera poco frtiles. Explquelo.16. Enumere tres efectos
nocivos de la erosin del sue-lo que no sean la prdida de la capa
superficial delsuelo vegetal de las zonas cultivables.17. Describa
brevemente las condiciones que indujeronla formacin del Dust Bowl
en los aos 30 (vaseRecuadro 6.3).
canchalcua de hielo(gelifraccin)disolucindomo de
exfoliacineluviacinerosinhidrlisishorizontehumuslajeamientolixiviacinmeteorizacinmeteorizacin
diferencialmeteorizacin esferoidalmeteorizacin mecnicameteorizacin
qumicaoxidacinperfil del sueloproceso externoproceso
gravitacionalproceso internoregolitoroca madresolumsueloTaxonoma
del suelo
4 Las rocas gneas se forman cuando un magma se enfray se
solidifica. Las rocas gneas extrusivas o volcnicasse forman cuando
una lava se enfra sobre la superfi-cie. El magma que se solidifica
en zonas profundasproduce rocas gneas intrusivas o
plutnicas.Conforme el magma se enfra los iones que lo com-ponen se
disponen segn modelos ordenados duran-te un proceso denominado
cristalizacin. El enfria-miento lento se traduce en la formacin de
cristalesbastante grandes. A la inversa, cuando el enfriamien-to se
produce rpidamente, el resultado es una masaslida que consiste en
diminutos cristales intercreci-dos. Cuando el material fundido se
enfra instant-neamente, se forma una masa de tomos desordena-dos a
los que se conoce como vidrio. Las rocas gneas se clasifican casi
siempre por su tex-tura y su composicin mineral. Por textura de una
roca gnea se entiende el aspectogeneral de la roca basado en el
tamao y disposicinde los cristales. El factor ms importante que
condi-ciona la textura es la velocidad de enfriamiento delmagma.
Las texturas comunes de las rocas gneas sonafantica, con granos
demasiado pequeos para serdistinguidos a simple vista; fanertica,
con cristales in-tercrecidos de aproximadamente igual tamao y
losuficientemente grandes para ser identificados a sim-ple vista;
porfdica, que tiene cristales grandes (feno-cristales) englobados
en una matriz de cristales mspequeos, y vtrea. La composicin
mineral de una roca gnea es conse-cuencia de la composicin qumica
del magma inicialy del ambiente de cristalizacin. Por consiguiente,
laclasificacin de las rocas gneas se corresponde estre-chamente con
la serie de reaccin de Bowen. Las ro-cas flsicas (por ejemplo, el
granito y la riolita) se for-man a partir de los ltimos minerales
que cristalizan,el feldespato potsico y el cuarzo, y son de
coloresclaros. Las rocas de composicin intermedia (porejemplo, la
andesita y la diorita) estn formadas porlos minerales plagioclasa y
anfbol. Las rocas mficas(por ejemplo, el basalto y el gabro) se
forman con losprimeros minerales que cristalizan (olivino,
piroxenoy plagioclasas clcicas); tienen elevado contenido enhierro,
magnesio y calcio, y bajo en silicio, y son decolor gris oscuro a
negro. La composicin mineral de una roca gnea viene de-terminada en
ltimo extremo por la composicinqumica del magma a partir del cual
cristaliz. N. L.Bowen descubri que, conforme se enfra un magmaen el
laboratorio, los minerales con puntos de fusinms altos cristalizan
antes que los minerales con pun-tos de fusin ms bajos. La serie de
reaccin de Bowenilustra la secuencia de formacin mineral en un
mag-ma basltico. Durante la cristalizacin del magma, si los
mineralesformados primero son ms densos que el lquido re-sidual, se
depositarn en el fondo de la cmara mag-mtica durante un proceso
denominado sedimentacincristalina. Debido al hecho de que la
sedimentacincristalina elimina los minerales formados en
primerlugar, el fundido restante formar una roca con unacomposicin
qumica muy diferente de la del magmainicial. El proceso de formacin
de ms de un tipo demagma a partir de un magma comn se denomina
di-ferenciacin magmtica.Una vez formado el cuerpo magmtico, su
composi-cin puede cambiar mediante la incorporacin dematerial
extrao, un proceso denominado asimilacino por mezcla magmtica. Los
magmas se originan a partir de rocas esencial-mente slidas de la
corteza y el manto. Adems de lacomposicin de las rocas, su
temperatura, profundi-dad (presin de confinamiento) y su contenido
en vo-ltiles determinan si estar en forma slida o lquida.Por tanto,
el magma puede generarse mediante la ele-vacin de la temperatura de
una roca, como ocurrecuando una pluma caliente ascendente del manto
seestanca debajo de las rocas de la corteza. Una dismi-nucin de la
presin tambin puede fundir las rocas.Adems, la introduccin de
voltiles (agua) puede dis-minuir el punto de fusin de una roca lo
bastantepara generar un magma. Dado que la fusin no es
ge-neralmente completa, un proceso denominado fusinparcial produce
un fundido originado a partir de losminerales que funden a menos
temperatura, que tie-nen un contenido ms elevado en slice que la
rocaoriginal. Por tanto, los magmas generados por fusinparcial estn
ms prximos al extremo flsico del es-pectro de composicin que las
rocas de las cualesproceden.
1. Defina el trmino roca.2. Enumere las tres principales
partculas de un to-mo y explique cmo se diferencian entre s.3. Si
el nmero de electrones de un tomo neutro es35 y su nmero msico es
80, calcule lo siguiente:a) nmero de protonesb) nmero atmicoc)
nmero de neutrones4. Cul es la importancia de los electrones de
valencia?5. Distinga brevemente entre enlace inico y cova-lente.6.
Qu ocurre en un tomo para producir un ion?7. Qu es un istopo?8.
Aunque todos los minerales tienen una disposicinordenadamente
interna de tomos (estructura cris-talina), la mayora de los
minerales no exhibe suforma cristalina. Por qu?9. Por qu puede ser
difcil identificar un mineralpor su color?10. Si encontrara un
mineral de aspecto vtreo mien-tras est en el campo y tuviera
esperanzas de quefuera un diamante, qu prueba sencilla le ayudaraa
decidirse?11. Explique el uso del corindn como se muestra en
laTabla 3.2 (pg. 101) en funcin de la escala de du-reza de Mohs.12.
El oro tiene un peso especfico de casi 20. Si uncubo de 25 litros
de agua pesa 25 kilogramos,cunto pesara un cubo de 25 litros de
oro?13. Explique la diferencia entre los trminos silicio
ysilicato.14. Qu tienen en comn los minerales ferromagne-sianos?
Enumere ejemplos de minerales ferromag-nesianos.15. Qu tienen en
comn la moscovita y la biotita?En qu se diferencian?16. Debe
utilizarse el color para distinguir entre losfeldespatos ortosa y
plagioclasa? Cul es la mejormanera de distinguir entre estos dos
tipos de fel-despato?17. Cada una de las afirmaciones siguientes
describeun mineral o grupo de silicatos. En cada caso, citeel
nombre apropiado:a) el miembro ms comn del grupo de los
anf-boles;b) el miembro ms comn no ferromagnesiano dela familia de
la mica;c) el nico silicato compuesto enteramente de sili-cio y
oxgeno;d) un silicato de elevada temperatura con un nom-bre que se
basa en su color;e) caracterizado por estriaciones;f) se origina
como producto de la meteorizacinqumica.18. Qu prueba sencilla puede
utilizarse para distin-guir la calcita de la dolomita?
andesticoasimilacinbaslticocristalizacindiferenciacinmagmticaextrusivoflsicofenocristalfundidofusin
parcialfusin por descompresingradiente
geotrmicogranticointermediointrusivolavamficomagmamezcla de
magmaspastapegmatitaplutnicoprfidoroca gneasedimentacin
cristalinaserie de reaccin de Bowentexturatextura afanticatextura
fanerticatextura pegmatticatextura piroclsticatextura
porfdicatextura vesiculartextura
vtreaultramficovidriovoltilesvolcnico
