Petrografía. Petro= piedra graphia= describir

Roca: todo material constituyente de la “corteza terrestre” cualesquiera sean sus propiedades o estado físico, poseen una composición química y mineralógica relativamente constante

COMPOSICIÓN PROMEDIO DE LA CORTEZA (% en peso)

1 2 3 4 5 6

SiO2 59,12 59,07 59,19 60,06 59,4 59,3

TiO2 1.05 1,03 0,79 0,90 1,2 0,7

Al2O3 15,34 15,22 15,82 15,52 15,6 15,0

Fe2O3 3,08 3,10 3,41 3,55 2,3 2,4

FeO 3,80 3,71 3,58 4,06 5,0 5,6

MnO 0,12 0,11 0,11 0,21 0,1 0,1

MgO 3,49 3,45 3,30 3,56 4,2 4,9

CaO 5,08 5,10 3,07 5,62 6,6 7,2

Na2O 3,84 3,71 2,05 3,28 3,1 2,5

K2O 3,13 3,11 3,93 2,88 2,3 2,1

P2O5 0,30 0,30 0,22 0,36 0,2 0,2

CO2 ---- 0,35 0,54 ---- ---- -----

H2O 1,15 1,30 3,02 ---- ---- -----

Suma: 99,50 98,56 99,03 100 100 100,1

Clarke y Washington (1924). Basado en el promedio de 5159 análisis de rocas ígneas de zonas continentales y oceánicas.2.Clarke y Washington (1924). Basado en 90% rocas ígneas; 5% metamórficas, 4% lutitas; 0,75% areniscas y 0,25% de calizas.3.Goldschmidt (1930). Basado en el análisis de 77 arcillas glaciares del sur de Noruega.4.Daly (1914). Basado en una mezcla 1:1 de granito y basalto.5.Poldervaart (1955). Basado en el promedio de la división de la corteza en diferentes regiones.6.Ronov y Yaroshevsky (1976). Basado en un modelo similar al de Poldervaart

Abun

danc

ia

rela

tiva

Vol Graníticas 22,0 %

Máficas 42,5 %Ultramáficas 0,2 %

Clásticas 5,9 %Químicas-bioquímicas 2,0 %

Gneiss 21,4 %Esquistos 5,1 %Mármoles 0,9 %

Condiciones de formación de las rocas en la corteza terrestre

Clasificación de las rocas

CICLO DE LAS ROCAS

Minerales formadores de rocaLos minerales formadores de rocas son aquellos queconforman la mayor parte de la corteza terrestre. Losprincipales elementos que conforman estos mineralesson O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg.

Minerales metálicos.-Óxidos

Hematita Limonita Magnetita

Minerales no metálicosSilicatosCarbonatos

Sulfatos

Los silicatos formadores de roca corresponden principalmente a:

Cuarzo;Feldespato Potásico;Feldespato Plagioclasa;Biotita;Muscovita;Piroxenos;Anfibolas;Olivino.

Calcita Ca(CO3) Dolomita (CaMg (CO3)2)

Magnetita (Fe3O4)

Hematita (Fe2O3)

Sulfatos.-Yeso - Anhidrita

Carbonatos

Óxidos

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DE LAS ROCAS

-COLORPESO ESPECÍFICO

-PESO UNITARIO POROSIDADABSORCIÓN

-PERMEABILIDAD

-COMPORTAMIENTO ELÁSTICO-PLÁSTICO

RUPTURA (ESFUERZO)-RESISTENCIA

FUNDAMENTAL

-DUREZA

-SABOR-OLOR-SOLUBILIDAD

• Índice de color: % de minerales máficos. (rocas ígneas)Leucocratica: 0-35%Mesocrático: 35-65%Melanocrática: 65-90%Ultramáfico: >90%

Color:

Granulometría- % Absorción- Composición Mineralógica

DETERMINACIÓN PESO ESPECÍFICO DE UNA ROCA

1. Se deseca por 2 hrs. a 105°CSe enfría y se pesa w0

2. Se sumerge en agua por 48 hrs. y se pesa en estado desaturación w w

3. Empapada se pesa mientras se mantiene en suspensión dentrodel agua W s

Peso específico aparenteG= w0 / w w – w s

Peso específico verdaderoG= w0 / w w – A-w s

siendo A= W w – W0G verd = w0 / w w – w w +w0 – w s

-----------------------------------------------------

PESO UNITARIOPESO ESPECÍFICOPOROSIDADABSORCIÓN

Aislada Conectada Interconectada

POROSIDAD

-POROSIDAD TOTAL-POROSIDAD EFECTIVA

PERMEABILIDAD

POROSIDAD= VOL. MASA-VOL. GRANOSVOL. MASAPorosidad

N= w w –w0 / V x 100

AbsorciónAbs. = w w – w0 / w0 x 100

Estructuras de la Tierra

Comportamiento elástico-plástico de las rocas

Comportamiento elástico-plástico

RESISTENCIA a la RupturaEsfuerzos Compresión

TensiónCizalle

Resistencia a la compresión libre no confinadaResistencia a la tensiónResistencia a esfuerzos de cizalle o cortantes

Factores Resistencia a la compresion

-Textura-Dirección del esfuerzo-Absorción porcentual

Resistencia fundamental

Esfuerzo que una roca es capaz de soportar sin limitación de tiempo, bajo condiciones físicas dadas – P, T, soluciones- sin sufrir ruptura o deformarse continuamente

Esfuerzos Compresión, Tensión , Cizalle

RocaResistencia a la

Compresion (MPa)

Resistencia aTensión(MPa)

Resistencia alCizalle(MPa)

DensidadMg/m3)

Porosidad%

Granito 100-250 7-25 14-50 2.6-2.9 0.5-1.5

Diorita 150-300 15-30 ---- ---- ---

Gabro 150-300 15-30 NA 2.8-3.1 0.1-0.2

Basalto 100-300 10-30 20-60 2.8-2.9 0.1-1.0

Gneiss 50-200 5-20 NA 2.8-3.0 0.5-1.5

Mármol 100-250 7-20 NA 2.6-2.7 0.5-2

Pizarra 100-200 7-20 15-30 2.6-2.7 0.1-0.5

Arenisca 20-170 4-25 8-40 2.0-2.6 5-25

Calizas 30-250 5-25 10-50 2.2-2.6 5-20

Dureza - Índice de resistencia que opone una roca a ser rayada o destruida

Indica la cohesión de la roca (rock hardness) y se expresa como resistencia a la ruptura

Durabilidad- Resistencia de la roca cuando se sumerge en agua

Otras Propiedades físicas

Strengthclassification

Strengthrange (MPa) Typical rock types

Very weak 10-20 weathered and weakly-compacted sedimentary rocks

Weak 20-40 weakly-cemented sedimentary rocks, schists

Medium 40-80 competent sedimentary rocks; some low-density coarse-grained igneous rocks

Strong 80-160 competent igneous rocks; some metamorphic rocks and fine-grained sandstones

Very strong 160-320 quartzites; dense fine-grained igneous rocks

Classification of rock hardnesses (Attewell & Farmer 1976)

In most rocks the higher the surface area of mineral grain to grain contact the harder the rockbecomes, for example:

i)Decreasing porosity in rocks increases the surface area of grain contacts.ii) Decreasing the size of mineral grains in the rock increases surface area of grain contacts.iii) The surface area of equant or irregular grains is greater than that of angular grains.

Tipo Mpa Estimación de dureza

Muy resistente > 100 Roca muy dura, requiere más de un golpe conmartillo para romperla

Resistente 50 a 100 Roca dura, se puede romper una muestra demano con un solo golpe de martillo

Moderadamente resistente 12.5 a 50

Roca suave, se hacen agujeros de 5 mm con elextremo afilado de un martillo

Moderadamente débil 5.0 a 12.5 Roca demasiado dura para cortarla con lamano para lograr un espécimen triaxial.

Débil 1.25 a 5.0 Roca muy suave, el material se desmenuzabajo los golpes del martillo.

Roca muy débil o suelo duro 0.60 a 1.25

Frágil o tenaz, se rompe en la mano condificultad.

Muy compacta 0.30 a 0.60 El suelo se puede marcar con la uña

Compacta 0.15 a 0.30 No se puede moldear el suelo con los dedos

Firme 0.08 a 0.15 El suelo se puede moldear sólo mediantefuerte presión de los dedos.

Suave 0.04 a 0.08 El suelo se moldea fácilmente con los dedos

Muy suave < 0.04 El suelo se escurre entre los dedos cuando sepresiona con la mano.

Resistencia de la roca. (Tomada de “The description of rock masses for engineering purposes” (Anon., 1977)

SaborOlor

Solubilidad

Propiedades químicas

propiedades organolépticas

1. Iones muy solubles

2. Iones solubles

3. Iones con estabilidad en solución débil

4. Iones con potencial iónico fuerte

Solubilidad