Uni 2 Rock Signe as 2015

UNIVERSIDAD POLITCNICA DE EL SALVADOR

Unidad II Geologa Aplicada

ROCAS Prof. Ingra. Susan Campos de Orellana Pg. 1 /29

MATERIALES DE LA TIERRA.

2 ROCAS

La roca es un agregado de minerales, aunque puede estar formada por un solo mineral, en cuyo caso son llamadas: rocas monominerales, por ejemplo: Dunita (olivino puro), mrmol blanco (calcita pura recristalizada), etc.

En Ingeniera Civil, el concepto de roca se refiere a un material duro, consolidado y/o pesado, por lo que cuando sea necesario, ha de ser removido mediante voladura.

2.1. CLASIFICACIN Y CICLO DE LAS ROCAS

CLASIFICACIN DE LAS ROCAS

En general, la clasificacin de una roca se establece a partir de su composicin mineral y textura. A esos criterios puramente descriptivos se unen las caractersticas genticas, su composicin qumica, forma y estructura del yacimiento, etc.

De acuerdo a su origen se ha dividido a las rocas de la tierra en tres grupos principales:

a) Rocas gneas

b) Rocas sedimentarias y

c) Rocas metamrficas.

Fig. No 3.1: Tipos de rocas de acuerdo a su gnesis.




El CICLO DE LAS ROCAS

Con la informacin anterior, nos damos cuenta que unos tipos de rocas pueden dar origen a otras. Por ejemplo, unas rocas gneas pueden sufrir un proceso erosivo que d origen a sedimentos que ms tarde conformarn rocas sedimentarias. Las rocas sedimentarias pueden dar origen a rocas metamrficas, proceso causado por la presin y la temperatura. Estas rocas metamrficas podran fundirse formando un magma que finalmente diera origen a rocas gneas. En realidad, cualquier roca puede ser el origen de rocas de los otros dos tipos, siempre y cuando se den las circunstancias adecuadas. Los ejemplos propuestos nos valen para comprobar que efectivamente es un ciclo cerrado, que recibe el nombre de ciclo geolgico, tal como lo muestra la figura siguiente.

Si no sufre interrupciones, el ciclo se desarrollara completamente, como se indica en el crculo externo, a partir del magma, pasando por las rocas gneas, los sedimentos, las rocas sedimentarias y las metamrficas, para transformarse nuevamente en magma. Sin embargo, el ciclo se puede interrumpir en diversos puntos a lo largo del circuito para seguir el camino indicado por algunas flechas que cruzan marcadas en el esquema.

Fig. No 3.2: Ciclo geolgico de las rocas.

ROCAS

IGNEAS

ROCAS

SEDIMENTARIAS

MAGMA

ROCAS

METAMORFICAS

SEDIMENTOS

Intemperismo y

erosin

Litificacin (compactacin

y cementacin)

Metamorfismo

(calor y presin)

Fusin

Enfriamiento y Solidificacin (cristalizacin)

Transporte y

sedimentacin




2.2. Naturaleza y generacin de magma

Los gelogos emplean el termino magma para el material de roca fundida que est bajo la superficie y lava para el magma que llega a la superficie, as el magma es un fundido rocoso formado principalmente por minerales silicatados, xidos y otras especies, que contiene gran cantidad de gases, y que constituye la fraccin voltil del magma, as tambin de cristales y fragmentos de rocas que constituyen la fraccin slida.

La fraccin voltil procede esencialmente de los gases y vapores existentes en la zona donde se genera el magma y en pequea escala de los que este ha ido incorporando durante su ascenso.

La fraccin slida de un magma procede fundamentalmente del propio fundido, ya que una parte del mismo cristaliza durante su ascenso hacia zonas superficiales, algunos magmas pueden contener restos de materiales a partir del cual se han generado, as como del que han atravesado en su ascenso.

El magma se encuentra en las capas superficiales del manto (astensfera) o en las zonas ms profundas de la corteza terrestre. Puede ascender directamente a la superficie (efusin) o cristalizar dentro de la corteza en un ascenso lento con marcados procesos de asimilacin y diferenciacin (intrusin). En su ascenso provoca metamorfismo de contacto.

Adems, existen ciertas zonas de la litosfera en las que se manifiesta actividad magmtica. En las zonas de subduccin se produce vulcanismo y plutonismo de origen superficial, mientras que en los puntos calientes y dorsales es donde el magma, proveniente de la base del manto, aflora en superficie.

En estas zonas, aunque los procesos geolgicos que se producen son claramente diferentes, se generan temperaturas muy elevadas que si se acompaan de disminucin de la presin, como en el caso de placas que se separan, dan lugar a procesos de fusin de rocas.

Fig. 3.3 El origen de los magmas en relacin con la dinmica de los bordes de placas.




Existen varios criterios de clasificacin de los magmas, los cuales el ms importante es el referido a su composicin qumica.

Clasificacin de los tipos ms comunes de magmas de acuerdo a su composicin fsico-qumica

Tipo de magma

% Slice Temperatura Viscosidad Rocas que

forman

cidos (flsico)

> 65% (con alto

contenido en Al y muy pobre en Fe

y Mg)

< 800 C - 850 C (en promedio)

Alta Granitos

Bsicos (mfico)

Entre 45% Y 52% (Alto contenido en fe y Mg, muy

bajo en Al)

En torno a 1000 C

Baja Basaltos

Intermedios Entre 52% Y 65%

(bajo contenido en Al y alto

contenido en Fe y Mg)

Entre 900 C y 1200 C

Intermedia Andesitas

Ultrabsicos < 45% < 1700 C La menor de los 4

tipos

Peridotitas

La composicin qumica de los magmas, se deduce de la que corresponde a sus productos de consolidacin, es decir; de las rocas gneas.

La temperatura de los magmas, depende de su composicin qumica y puede oscilar entre los 700 oC. y los 1200 oC. En magmas pobres en SiO, como en el caso de los baslticos, se ha establecido temperaturas entre 1200 oC y 1000 oC, mientras que en lavas ricas en SiO, se obtienen temperaturas entre 700 oC y 900 oC.

El agua es el gas magmtico ms abundante, aproximadamente un 90% del volumen total de los gases magmticos. Otros gases presentes son el CO2, CO, SO2, H, HF y HCl. La cantidad de gases que pueden estar disueltos en un magma depende, adems de la composicin qumica de ste, de la temperatura y la presin a que este est sometido.




Estos 3 factores considerados del magma: composicin qumica, temperatura y presencia de gases, controlan su viscosidad y la densidad. En general, la viscosidad de un magma es mayor a medida que el porcentaje de silicio y de oxigeno aumenta. Por el contrario, la densidad disminuye al disminuir el porcentaje de estos elementos.

2.3 Diferenciacin magmtica

Cuando un magma se enfra, generalmente hay un orden definido de cristalizacin de los diversos componentes minerales.

SERIE DE REACCIONES DE BOWEN:

Durante el movimiento ascendente, el magma transfiere parte del calor a las rocas circundantes y se enfra, dndose una divisin del mismo en diversos componentes, en su fase fundida se da una divisin entre los componentes livianos y pesados por densidad.

Bowen descubri que los silicatos se pueden ordenar en dos series de cristalizacin. Cada uno de los minerales que integran las dos series de cristalizacin se deriva del mineral precedente, como resultado de una reaccin qumica con el lquido remanente del magma. Por esta razn, estas dos series se llaman: Serie de Reacciones de Bowen.

La serie de reacciones de Bowen (Fig. 3.4), consta de una serie de reaccin continua y otra discontinua, por lo que a ambas series, junto a la separacin del magma y la formacin de los cristales conducen a lo que se denomina: Diferenciacin magmtica.

F

Fig. No 3.4: Serie de Reacciones de Bowen.

Se denomina serie discontinua ya que los cristales formados son sustituidos por otros de estructura distinta y ms compleja cuando salen a la superficie y la temperatura cambia. En




esta rama discontinua que solo contiene silicatos ferromagnesianos, un mineral cambia para convertirse en otro dentro de gamas de temperaturas especficas. Al descender la temperatura llega a una gama en la que un mineral determinado empieza a cristalizarse. Una vez que se forma un mineral, reacciona con el magma lquido restante de modo que se forma el siguiente mineral en la secuencia.

Por ejemplo, el Olivino es el primer silicato ferromagnesiano en cristalizarse. Al seguir enfrindose, el magma llega a la gama de temperatura en la que el piroxeno (augita) es estable y sobreviene una reaccin entre el olivino y el material fundido restante y entonces se forma el piroxeno (augita).

Con el continuo enfriamiento tiene lugar una reaccin similar entre el piroxeno y el material fundido; la estructura del piroxeno se reordena para formar el anfbol (hornblenda). El posterior enfriamiento causa una reaccin entre el anfbol y la materia derretida; su estructura se reordena para que se forme la estructura tpica de hoja de la mica biotita.

Aunque las reacciones antes descritas tienden a convertir un mineral en el siguiente de la serie, no siempre son completas. El olivino podra tener un borde de piroxeno, que indicara una reaccin incompleta. Si un magma se enfra con la rapidez suficiente, los minerales formados inicialmente no tienen tiempo de reaccionar con el material fundido y todos los silicatos ferromagnesianos de la rama discontinua pueden quedar en una roca. En cualquier caso, para cuando la biotita se ha cristalizado, ya se han utilizado esencialmente todo el magnesio y el hierro presentes en el magma original.

Los feldespato plagioclasa (silicatos no ferromasgnesianos), son los nicos minerales de la rama continua de la Serie de reacciones de Bowen, llamada continua debido a que los minerales tienen la misma estructura y solo se desordenan en la proporcin de sodio y calcio. La plagioclasa rica en calcio se cristaliza primero y al proseguir el enfriamiento reacciona con el material fundido, mientras la plagioclasa que contiene proporcionalmente ms sodio se cristaliza hasta que todo el calcio y el sodio se han utilizado. En muchos casos, el enfriamiento es demasiado rpido para que ocurra la transformacin completa de la plagioclasa rica en calcio a la plagioclasa rica en sodio. La plagioclasa que se forma en estas condiciones se zonifica, lo cual significa que tiene un ncleo rico en calcio, rodeado de zonas progresivamente ms ricas en sodio.

El magnesio y el hierro, por un lado, y el calcio y el sodio por otro, se consumen a medida que ocurre la cristalizacin a lo largo de las dos ramas en la serie de Reacciones de Bowen. De acuerdo con esto, cualquier magma que haya quedado se enriquece con potasio, aluminio y silicio. Estos elementos se combinan para formar el feldespato potsico (ortoclasa) y si la presin del agua es alta se formara el silicato de la hoja de mica moscovita.

Cualquier magma restante es predominantemente silicio y oxigeno (slice), el cual forma el mineral cuarzo (SiO2). La cristalizacin del feldespato potsico y el cuarzo no es una verdadera serie de reacciones porque se forman independientemente, ms que a partir de una reaccin de la ortoclasa con la materia fundida restante.

Finalmente, cuando el magma termina de enfriarse se obtiene como producto ya sea una roca llamada: gabro, cuando el proceso de enfriamiento es lento o una roca llamada; basalto, cuando el enfriamiento es rpido.




Fig. No 3.5: Estructura de minerales silicatos.




2.4. Rocas gneas o magmticas.

Origen de las rocas gneas

Generalmente un magma tiene un peso especfico menor que una roca slida, por eso puede ascender apoyado por la alta presin y por los gases dentro del mismo y como factor muy importante por un rgimen tectnico de expansin. A medida que asciende, la diferencia de temperatura cada vez es mayor entre el magma y las rocas encajantes, lo que conducir a una solidificacin.

En el trayecto en que el magma va desde su lugar de formacin a la superficie de la tierra, este puede solidificarse en diferentes lugares y a diferentes velocidades de enfriamiento, lo que condiciona el tipo de roca magmtica que

se forma.

Rocas intrusivas: plutnicas, filonianas y/o hipabisales

Si un magma se solidifica antes de llegar a la superficie terrestre (debido a que no alcanza a subir por falta de presin), entonces da lugar a que se formen las rocas magmticas intrusivas (fig. 3.6); si lo hace a gran profundidad, dentro de cmaras magmticas, se consideran rocas plutnicas (cuerpos intrusivos muy grandes, llamados batolitos), y, si lo hace en profundidades ms moderadas dentro de fracturas, entonces se van a formar diques, stocks o lacolitos, los cuales pertenecen a las rocas filonianas o hipabisales.

Rocas extrusivas, efusivas o volcanicas.

En otros casos, si el magma asciende hasta llegar a la superficie y da lugar a fenmenos volcnicos, estos derivan a la formacin de rocas magmticas volcnicas, llamadas tambin rocas extrusivas o efusivas. (fig. 3.6)




Fig. No 3.6 Emplazamiento de las rocas magmticas plutnicas.

2.4.1 Textura y composicin de las rocas gneas.

Textura de las rocas gneas

El trmino textura se aplica al aspecto general de una roca. Al referirnos a la textura de las rocas gneas , hablamos especficamente del tamao absoluto y relativo, forma y arreglo o entrelace de sus granos minerales.

Textura granular (fanertica)

La textura granular es la ms caracterstica en las rocas plutnicas, implica que todos los minerales estn cristalizados y forman granos, esto debido a que el magma se enfri a una velocidad relativamente lenta, lo que le permiti tener tiempo de formar granos que, a simple vista se pueden ver en los ejemplares de mano. Las rocas que se componen de tales granos minerales grandes se llaman rocas de grano grueso.

Rocas intrusivas

Rocas Volcnicas

Rocas Hipabisales




Textura Porfirtica

Se da cuando en una roca resultante, esta tiene grandes cristales incrustados en una matriz de cristales ms pequeos. Los grandes cristales que hay en una roca de este tipo se denominan; fenocristales (crecidos en condiciones plutnicas), mientras que la matriz de cristales ms pequeos se denomina mesostaza o pasta. Una roca con una textura de este tipo se conoce como prfido.

Textura vtrea o hialina

Este tipo de textura se da cuando durante algunas erupciones volcnicas la roca fundida es expulsada hacia la atmsfera donde se enfra rpidamente. Este enfriamiento rpido produce que los iones desordenados se congelen antes de poder unirse en una estructura cristalina ordenada. Un ejemplo, es la obsidiana, un tipo comn de vidrio natural, de aspecto similar a una pieza oscura de vidrio corriente o manufacturado. Aun cuando la obsidiana, con su textura vidriosa, no se compone de minerales, se la considera una roca gnea.

Roca de textura granular o

fanertica.

Roca de textura porfiritica




Textura afantica

La presentan las rocas gneas que se forman en la superficie o como masas pequeas dentro de la corteza superior donde el enfriamiento es relativamente rpido, dando como resultado una estructura de grano muy fino denominada: afantica. Por definicin, los cristales que constituyen las rocas afanticas son demasiado pequeos para que los minerales individuales se distingan a simple vista.

Textura vesicular

Se puede observar en muchas rocas afanticas en las cuales se pueden ver los huecos dejados por las burbujas de gas que escapan conforme se solidifica el magma. Esas aberturas esfricas o alargadas se denominan vesculas y son ms abundantes en la parte superior de las coladas de lava, donde el enfriamiento se produce lo bastante rpido como para conservar las aberturas producidas por las burbujas de aire en expansin.

Roca de textura vtrea (obsidiana)

Roca de textura afanitica




Textura piroclstica o fragmental

Este tipo de textura caracteriza a las rocas gneas formadas por actividad volcnica explosiva. Las partculas expulsadas pueden ser cenizas muy finas, gotas fundidas o grandes bloques angulares desprendidos de la chimenea volcnica durante la erupcin. Las rocas gneas formadas por estos fragmentos de roca se dice que tienen una textura piroclstica.

La escoria es una roca volcnica

que exhibe textura vesicular.

Roca de textura piroclstica. Esta roca presenta fragmentos de roca angulares

englobados en una matriz de cenizas de color claro.




Composicin de las rocas gneas

Las rocas gneas como los magmas, se caracterizan como mficas (45 a 52% de slice), intermedias (53 a 65% de slice) o flsicas (>65% de slice). El magma original desempea un papel importante en la determinacin de la composicin mineral de las rocas gneas; no obstante un mismo magma puede producir diversas rocas gneas porque su composicin puede cambiar como resultado de la secuencia en las cual se cristalizan los minerales, as como el asentamiento del cristal, la asimilacin y la mezcla del magma.

Conforme el magma se enfra y solidifica, los componentes que lo constituyen se combinan para formar dos grupos importantes de silicatos.

Los silicatos oscuros (o ferromagnesianos), ricos en hierro y en magnesio, o en ambos y normalmente con bajo contenido en slice.

Los silicatos claros, con cantidades mayores de potasio, sodio y calcio que de hierro y magnesio. Como grupo, estos minerales son ms ricos en slice que los silicatos oscuros.

Las rocas gneas pueden estar compuestas mayoritariamente por silicatos oscuros o claros, o por miembros de los dos grupos combinados en varias proporciones y cantidades.




Fig. No 3.7 Clasificacin de las rocas gneas, segn su composicin mineralgica.

2.4.2 Clasificacin de las rocas gneas.

Para la clasificacin de las rocas gneas se conocen varios sistemas. Todos ellos son artificiales en un detalle o en otro y todos se basan en ciertas caractersticas que no se pueden determinar en el campo o en ejemplares de mano. Sin embargo, los petrogrficos determinantes en la clasificacin de una roca gnea son: a) la textura y b) la composicin mineralgica.

Las figuras que se muestran a continuacin corresponden a un diagrama simplificado de la clasificacin de rocas gneas de Streckeisen (1966) y a la clasificacin de campo o en ejemplares de mano de rocas gneas en relacin con porcentajes en la composicin mineralgica y la textura de la roca.




Clasificacin de la Unin Internacional de Geociencias (IUGS) de rocas gneas.

El diagrama "STRECKEISEN" o "QAPF" es actualmente el diagrama ms "oficial" en la denominacin de las rocas gneas. Esta clasificacin elaborada por Streckeisen, discrimina perfectamente los diferentes tipos de rocas gneas. El diagrama permite en una manera bastante fcil la denominacin de rocas plutnicas y volcnicas, los lmites entre las diversas rocas se establecen en funcin de los minerales esenciales y sus proporciones relativas, y se aplica tanto a rocas intrusivas,hipabisales (subvolcnicas) como extrusivas (volcnicas).

En el caso de las rocas plutnicas y diques completamente cristalinos, la clasificacin se basa en el contenido mineral modal. El contenido mineral modal significa la participacin cuantitativa de los minerales en porcentajes de volumen global de la roca en cuestin y se puede determinar cuantitativamente. Solamente el contenido modal de 4 minerales en una muestra (y la textura) definen al final el nombre de la roca.

Existen solamente pocas excepciones: Nombres como " Ignimbrita " "piedra pmez" no tienen su origen en este diagrama. Adems todas las rocas con un contenido menor al 10 % en Q-A-P-F (la suma del contenido modal en cuarzo + feldespato alcalino + plagioclasa + feldespatoides no alcanza el 10 %) se tratan en otro diagrama.

La forma de representacin consiste en un doble diagrama triangular (figuras 3.8 a 3.10), en el que la ubicacin de cada roca corresponde a la localizacin de un punto, la cual vendr determinada por la proporcin relativa de los parmetros mineralgicos representados en cada vrtice. Cada vrtice contiene al 100% del parmetro que representa.

Los dos tringulos se excluyen mutuamente, ya que el cuarzo y feldespatoides son incompatibles. La lnea AP corresponde a la zona donde se proyectaran las rocas saturadas (cuando no contiene cuarzo primario ni minerales incompatibles con este) y separa los campos de las rocas subsaturadas (minerales incompatibles con el cuarzo) en el triangulo inferior. As pues, una roca ser representada por las proporciones relativas de los parmetros que define uno de los dos tringulos, por lo que tendremos que en el tringulo superior QAP=100 y en el inferior APF=100.




Fig. No 3.8 Diagrama de Clasificacin de las rocas (Streckeisen.)




Fig. No 3.9 y 3.10: Diagrama (Streckeisen) de Clasificacin de rocas intrusivas y extrusivas respectivamente.

Fig. 3.9 Fig. 3.10

Fig. 3.11 : Ejemplo del clculo para encontrar el punto en el tringulo.




Clasificacin de campo o en ejemplares de mano de rocas gneas

Esta clasificacin se presenta en forma tabular junto con una grafica (fig 3.12) que muestra la proporcin de silicatos en cada tipo de roca gnea. La grafica da una idea ms clara de la progresin continua desde los tipos de roca en las que predominan los minerales de color claro hasta los tipos de rocas en las que predominan los minerales de color oscuro.

Los nombres de las rocas son asignados arbitrariamente tomando como base la composicin mineralgica media y la textura.

Rocas gneas de color claro.

Las rocas gneas del lado claro de la carta de clasificacin son de color claro y tienen un peso especifico menor que el de las rocas del lado opuesto. Algunas veces se les menciona como rocas silicas, su composicin est dominada por los granitos y granodioritas y por las rocas afines.

Se ha calculado que los granitos y granodioritas juntos constituyen el 95% de aquellas rocas que se han solidificado a partir de u magma contenido dentro de los 16 Km. exteriores de la superficie terrestre.

Las rocas de igual composicin mineralgica que el granito, pero que presentan textura fina se llaman: riolitas. El equivalente vtreo del granito se llama obsidiana, si bien figura en el lado claro, por lo comn es de color negro, sin embargo, fragmentos suficientemente delgados para ser traslucidos, se ven contra la luz de color blanco ahumado.

Rocas gneas de color oscuro.

Son designadas algunas veces con el nombre colectivo de sima. Se calcula que el 98% del volumen total de roca formada por magma que ha escurrido sobre la superficie de la tierra est formado por basalto y andesitas.

El basalto es una roca de grano fino, la roca de grano grueso equivalente es el gabro

Rocas gneas intermedias - composicin

La roca andesita, es el nombre dado a las rocas gneas de grano fino, de composicin intermedia entre el granito y el basalto. Estas rocas fueron identificadas en un principio en las montanas de los Andes, Amrica del sur, por lo que de all deriva su nombre.

Rocas gneas intermedias - textura

Si recorremos de la parte superior a la parte inferior del cuadro de la Fig. 3.12, observaremos que las texturas de las rocas gradan continuamente del grano grueso al grano fino, mientras que la composicin permanece igual. Adems de estas texturas, algunas de las rocas pueden tener textura porfirtica (granos de dos tamaos claramente diferentes), por lo que cuando los cristales mas grandes (fenocristales) constituyen menos del 25% del total, el adjetivo porfirtico se usa para modificar el nombre de la roca, por ejemplo, granito porfirtico, pero cuando estos fenocristales sean ms del 25%, la roca se llamara prfido. La composicin de un prfido y la textura de su matriz, se indican usando el nombre de la roca, como por ejemplo, prfido de andesita o prfido andestico




2.4.3 Rocas piroclsticas.

Las rocas piroclsticas forman el otro gran grupo de las rocas extrusivas. Son rocas volcnicas compuestas por fragmentos, llamados piroclastos, producidos por un escape violento de los gases que contiene el magma durante una erupcin volcnica explosiva. El carcter explosivo es ms evidente, cuanto ms elevado es el contenido en gases del magma, como es el caso de los magmas de composicin cida.

Segn la dinmica (mecanismos de transporte y emplazamiento) de la masa de piroclastos, se tiene lugar una divisin en:

a) Piroclastos de cada.

Son materiales fragmentados lanzados al aire por el volcn y caen al suelo (fig 3.13), describiendo una trayectoria balstica, o en forma de lluvia cuando quedan temporalmente suspendidos en la atmsfera.

Las caractersticas principales de estos depsitos de cada son la existencia de una buena estratificacin, una disminucin progresiva de la potencia de los estratos al

Fig. 3.12 Carta de composicin modificada segn Pirsson y Knopf, Rocks and Rock Minerals (Nueva Cork: John Wiley & Sons, Inc., 1926), p 144. La composicin general esta indicada pon una lnea que baja desde el nombre de la roca a la carta de composicin: el granito y la riolita estn formados de aproximadamente 50% de ortoclasa, 25% de cuarzo y 25% dividido entre feldespatos plagioclasa y minerales ferromagnesianos. La importancia relativa est remarcada por el tamao de las letras utilizadas en el nombre de de las rocas: el granito es la roca de grano grueso ms importante. El basalto es la ms importante de las rocas de grano fino.

John Wiley & Sons, Inc., 1926), p. 144.




alejarse del centro emisor, una gradacin normal vertical del tamao de los fragmentos, es decir; que los ms grandes estn en la base y los mas finos en el techo y por una gradacin normal horizontal de estos con los ms densos cerca del centro emisor.

b) Flujos, coladas u oleadas piroclsticas

Son depsitos piroclsticos, en los cuales los piroclastos son transportados y depositados en masa, sobre la superficie del terreno en un rgimen fluidal laminar o turbulento, aunque este ltimo puede incluso hacerse laminar si, tras un largo recorrido se presentan las oportunas condiciones reolgicas. (fig 3.14)

Los flujos piroclsticos son corrientes densas y de alta temperatura, ricos en material piroclstico y gas, que se desplazan a una gran velocidad y recorren grandes distancias siguiendo la pendiente topogrfica. Los depsitos piroclsticos de flujo son controlados topogrficamente, y se depositan en las zonas ms deprimidas.

Fig. 3.13 Productos piroclsticos.

Material que habiendo sido lanzado fuera del volcn como glbulos lquidos, ha solidificado en el aire, depositndose en forma de partculas slidas.




PRODUCTOS PIROCLASTICOS

Los piroclastos de cada pueden agruparse en materiales como escorias, bombas, lapilli, pmez y cenizas (fig. 3.13).

Los piroclastos en capas o depsitos reciben el nombre genrico de tefra, aunque este trmino se restringi inicialmente a los de cada, y luego se extendi tambin a los piroclastos de flujo.

Actualmente el termino tefra, sirve para designar depsitos donde los piroclastos se encuentran sueltos, en contraposicin al termino toba, que es aplicado genricamente a los

Fig. 3.14 Esquema sobre los diferentes mecanismos de origen de las coladas piroclsticas (segn Cas y Wright, 1987) El punteado denso indica una colada piroclstcica, mientras que el punteado claro

representa una diluda columna eruptiva o nube acompaante.




depsitos de piroclastos soldados o consolidados. Segn el tamao de los componentes se distinguen tobas cinerticas y tobas de lapilli

En el cuadro siguiente se presenta una clasificacin granulomtrica tanto de los piroclastos como de los depsitos piroclsticos.

Clasificacin granulomtrica de piroclastos y depsitos piroclsticos unimodales bien sorteados (despus de Schmid, 1981)

Tamao del clasto

64 mm

2 mm

1/16 mm

Piroclasto Depsito piroclstico

Principalmente no consolidado

Principalmente consolidado

Tefra Roca piroclstica

Bloque, bomba Aglomerado, capa de bloques o

Aglomerado

Tefra de bomba , bloque

Brecha piroclstica

Lapilli Capa de lapilli o tefra de lapilli

Lapillita o toba de lapilli

Ceniza de grano grueso.

Ceniza gruesa Toba de ceniza gruesa

Ceniza de grano fino o polvo.

Ceniza fina o polvo volcnico

Toba de ceniza fina o toba de polvo

A continuacin, se enuncian los diferentes productos piroclsticos, describindose algunas caractersticas de sus depsitos:

Escorias

Son fragmentos lvicos de magmas poco viscosos (bsicos), que caen todava calientes cerca de la boca eruptiva, por lo que aparecen generalmente soldados entre si, suelen ser muy vesiculares y tienen mucha mayor densidad que la pmez. Tanto el material escoriceo como la pmez representan la espuma solidificada de una roca volcnica.

Pmez

Material altamente vesicular de composicin derivada de lavas acidas, que es muy abundante. Se les encuentra en fragmentos de todos los tamaos y pueden acumularse como terrones o como fragmentos de pmez raidos llamados agujas de vidrio volcnico. Se pueden detectar en rocas piroclsticas, son de color claro y muy porosos debido a la intensa vesiculacin.




Bombas

Son fragmentos que miden entre 3 y 30 cm (aunque tambin se encuentran ejemplares de mayor tamao) de forma redondeada, la cual adquieren al girar en el aire cuando aun estn calientes.

Lapilli

Est constituido por fragmentos lvicos que miden entre 2 y 64 mm. Son materiales de composicin basltica y se caracterizan por su color negro que, como el de las escorias y bombas cambia a tonalidades rojizas por fenmenos de oxidacin.

Conos de cinder

Son depsitos ms o menos soldados de escorias, bombas y lapilli que se acumulan en forma de cono alrededor de la boca eruptiva.

Cenizas (0.06 2 mm)

Compuesta de vidrio volcnico (ceniza hialina), cristales (plagioclasa, piroxenos u hornblenda) y rocas trituradas (ceniza ltica). Son fragmentos piroclsticos de tamao inferior a 2 mm, son fcilmente arrastradas por el viento y se depositan a grandes distancias, mientras que el material de grano ms fino de tamao menor de 1/16 mm, llamado polvo de roca, puede permanecer indefinidamente en suspensin.

Polvo de roca

Material rocoso que ha sido triturado hasta alcanzar un tamao de grano uniformemente fino, tamano arcilla o limo. Suele derivarse de la trituracin de las rocas.

Pisolitos

Llamados tambin lapillis acrecionales, se caracterizan por su estructura esferoidal, son concreciones de ceniza o polvo volcnico en torno a una partcula solida que acta como ncleo de condensacin del vapor de agua. Indican actividad freatomagmtica o la coincidencia de lluvias con la formacin del depsito donde se encuentran.

Una explosin freatomagmtica tiene lugar, cuando un magma bastante fragmentado a alta temperatura, alcanza durante su ascenso un nivel en el que exista una cierta cantidad de agua a la que puede vaporizar.

Vidrio volcnico

Es el resultado de un enfriamiento rpido del magma, puede tambin formar una roca masiva que se denomina obsidiana (espejo del Inca) cuando presenta la tpica fractura concoidea y tiene aspecto vtreo, que puede hacerse opaco o verdoso amarillento cuando el vidrio esta hidratado.

Aglomerado volcanico.

Se emplea este trmino, para los depsitos piroclsticos en los que no existe una seleccin de los fragmentos y su granulometra es grosera (fragmentos heterogneos subangulares o subredondeados, desde bloques de varios metros hasta fragmentos milimtricos). Si abundan los clastos angulosos, suele usarse el trmino brecha volcnica




Toba

Se llama ceniza al material no consolidado, luego de su consolidacin, se denomina: toba. El material que forma la toba, puede consistir en cristales expulsados desde volcn, pequeos fragmentos de lava (menores de 4 mm), llamndoseles tobas lticas, fragmentos de 4-32 mm, fragmentos de naturaleza vtrea. En general, el termino toba se limita a fragmentos de roca donde predominan los fragmentos de menos de 2 cm de dimetro.

Ignimbrita (toba soldada)

Este es un grupo especial, es un deposito producido por flujos piroclsticos de gran vastedad, conocidos como flujos de pumitas (pumice flows) o de cenizas (ash flows) de alta temperatura, constituido de material tobceo (pmez, lapillo, cristales, etc) que estaba tan caliente en el momento de la deposicin que los bordes de los fragmentos tendieron a soldarse, dando lugar a rocas con un aspecto bastante diferente al de las tobas normales. En muchos casos, aparece un fajeado muy claro, ya que las agujas de vidrio volcnico pueden llegar a aplanarse y agruparse, dando lugar a un fajeado o bandeado de flujo.

Las ignimbritas solo pueden ser el resultado de una accin volcnica subarea. La formacin de calderas volcnicas, parece suceder a la emisin de grandes volmenes de ignimbritas, en cuyo mecanismo eruptivo interviene decisivamente la elevada concentracin de voltiles en los ltimos procesos de evolucin magmtica.

Epiclastitas

Se denominan epiclastitas a las rocas originadas a partir de depsitos piroclsticos que han sido erosionados y meteorizados durante largos periodos de tiempo. Son una especie de piroclastitas reelaboradas o retrabajadas.

Lahar (avalancha de lodo debris flow, mudflow)

Es una brecha volcnica que se moviliza a lo largo de los valles de los ros con velocidades de entre 1 y 100 km/h. Este vocablo designa tanto a los flujos de barro piroclstico como a los de depsitos correspondientes (cenizas, bloques, arenas).Los lahares pueden ser de diferente origen, pero muchas veces estn relacionados con erupciones volcnicas. El material piroclstico de cada que se deposito en las faldas de un volcn puede ser removido por una fuerte lluvia, por el deshielo de la nieve o por desborde la lagos cratricos.

Los lahares, constituyen junto a los flujos piroclsticos, a los que supera en frecuencia, los fenmenos ms devastadores y peligrosos; especialmente en reas de fuertes desniveles topogrficos, donde la mezcla de materiales piroclsticos sueltos y agua adquiere una elevada cantidad de movimiento.




2.4.4 Rocas gneas principales en El Salvador

El territorio salvadoreo est formado casi en un 90% por rocas gneas o magmticas, las cuales en su mayora corresponden a rocas extrusivas o volcnicas, que son el resultado de la actividad eruptiva que tuvieron los volcanes ahora extintos en el pasado y la que tienen los que en el momento actual se consideran activos. El 10% restante est cubierto por rocas sedimentarias marinas que se localizan en el extremo noroeste del pas. Estas son el producto de procesos de transgresin y regresin marina ocurridos en el jursico-cretsico.

Las principales rocas que existen en el pas son las siguientes:

Rocas Intrusivas o Plutnicas:

Granito:

El granito es una roca plutnica cida de grano grueso, constituida especialmente por cuarzo, feldespatos alcalinos y micas (biotita y muscovita). Algunos contienen una alta proporcin de slice, que a veces supera el 70%. Es el equivalente plutnico de la riolita, que es una roca volcnica efusiva.

Presenta una estructura granuda y una textura compacta. Por ser un material ptreo es resistente a la erosin, a menos que se encuentre meteorizado. Es impermeable, pero si est fracturado presenta una permeabilidad secundaria. El peso especfico vara entre 2.5 a 2.6, la porosidad entre 0.4 y 3.9% y la absorcin entre 0.2 y 0.4%. En El Salvador se encuentra principalmente en el departamento de Chalatenango.

Granodiorita:

Es una roca intrusiva cida de grano grueso, la cual desde el punto de vista ingenieril no tiene diferencia con el granito. Contienen un poco menos de slice que los granitos. Constituyen los equivalentes plutnicos de las dacitas, que son rocas volcnicas efusivas.

La estructura que presenta es granuda y la textura, compacta. Al igual que el granito es resistente a la erosin, salvo que se encuentre meteorizada. Es impermeable si no est fracturada, caso contrario presenta permeabilidad secundaria. El peso especfico puede variar entre 2.6 a 2.7 por su contenido de materiales ferromagnesianos, la porosidad puede alcanzar un valor de 0.5 y la absorcin de 0.2%. Se le encuentra en el pas, en el departamento de Chalatenango y en jurisdiccin de Metapn.

Diorita:

Es una roca intrusiva intermedia de grano grueso, compuesta de plagioclasas y minerales ferromagnesianos como la biotita, hornblenda y augita, por lo que su contenido de slice es insignificante. Es el equivalente plutnico a la andesita.

Presenta una estructura granulada y una textura compacta. Si no est meteorizada, es resistente a la erosin. Es tambin impermeable, pero si est fracturada tiene permeabilidad secundaria. El peso especfico puede ser asimismo de 2.6 a 2.7. Se le encuentra en algunas partes de Metapn.




Gabro:

Es una roca intrusiva bsica de grano grueso, compuesta de plagioclasa y minerales ferromagnesianos como la augita y olivino. No posee slice. Es el equivalente plutnico que corresponde al basalto. Tiene una estructura y una textura compacta.

Es de gran resistencia a la erosin, la cual disminuye o desaparece cuando est meteorizada. Es impermeable, pero al estar fracturada presenta permeabilidad secundaria. El peso especfico puede alcanzar valores hasta de 3.0 ms, dependiendo de su contenido de minerales ferromagnesianos. La porosidad es prcticamente cero, al igual que su capacidad de absorcin de agua. En El Salvador no se tiene noticia alguna de afloramientos de gabro.

Rocas Volcnicas Efusivas.

Riolita

Es una roca volcnica cida de grano fino a vtreo. Mineralgicamente es similar al granito, por lo que presenta un contenido de slice superior al 50%. Est constituida por minerales de tamao microscpico, razn por que su conocimiento est basado en el empleo de un microscopio petrogrfico.

La estructura puede ser fluidal, aunque tambin puede ser vtrea. En lo que respecta a la textura, sta puede ser compacta y en ocasiones, laminar. Por ser un material ptreo resiste a los efectos de erosin, salvo que se encuentre meteorizada. El peso especfico puede oscilar entre 2.5 y 2.6, la porosidad se estima entre 0.5 y 1.0% y la absorcin entre 1 y 2%.

Es una roca no muy abundante en el pas, se le observa en afloramientos pequeos en las cercanas del volcn de Coatepeque, as como tambin en algunas partes de la zona norte.

Dacita:

Es una roca volcnica efusiva cida, considerada como el equivalente de la granodiorita, por lo que su contenido de slice es ligeramente inferior al de la riolita. Al igual que la riolita no es muy abundante en el pas, se le encuentra en algunas canteras a orillas del lago de Ilopango, en las cercanas de Corinto. De igual manera, domos que se localizan dentro del lago, estn constituidos por esta roca.

Andesita

Es una roca de composicin intermedia muy abundante en nuestro pas, la cual juntamente con el basalto, son las que tienen mayor demanda en la industria de la construccin. Su contenido bajo de slice la convierte en una excelente agregado para el concreto, as como para cualquier otro uso que sea requerido, toda vez que se trate de una roca sana, cuya calidad no se discuta.

La andesita puede presentar una estructura porfdica o fluidal y una textura que puede ser compacta, porosa, vacuolar y laminar. Por su naturaleza ptrea es resistente a la erosin, exceptuando los casos en que se encuentran meteorizada, la cual si est completamente desarrollada, da lugar a depsitos de arcilla. Cuando son laminares o estn fracturadas, presentan una permeabilidad secundaria, pudiendo almacenar en algunos casos mantos de agua subterrnea.




En trminos generales el peso especfico de esta roca es de 2.6. La porosidad alcanza valores que pueden ser superiores al 30% y su capacidad de absorcin hasta de 5% ms. Algunas alcanzan una resistencia a la compresin hasta de 20,000 libras por pulg, valor que puede aumentar o disminuir dependiendo de la calidad de la roca.

Todas las canteras que se encuentran en el Cerro de San Jacinto consiste en andesitas, al igual que las estn en las cercanas del balneario de Los Chorros. Estas ltimas presentan una textura laminar.

Se puede manifestar que las andesitas son ms abundantes que los basaltos en el pas, por lo que la mayora de las canteras a nivel nacional estn conformadas por esta roca, as como tambin la mayor parte de los slidos arrastrados por las aguas.

Basalto

Es una roca bsica de grano fino que tiene una composicin mineralgica similar a la del gabro, en la que predominan los minerales ferromagnesianos como la augita y el olivino y minerales accesorios como la magnetita y la titanita, los cuales en su conjunto contribuyen para que el peso especfico vare de 2.8 a 3.0 y en algunos casos, 3.3. Su contenido de slice es prcticamente nulo.

Tiene una estructura fluidal y una textura que puede ser compacta, porosa, vacuolar, laminar y columnar. Es resistente a la erosin, pero cuando se meteoriza totalmente se convierte tambin en depsitos de arcilla. Si esta fracturado presenta una permeabilidad secundaria, y al igual que la andesita puede constituir un acufero.

La porosidad puede variar de 0.2 a ms o menos 30%, la absorcin alcanza valores de 0.1 a aproximadamente 10% y la resistencia a la compresin puede llegar hasta 60,000 libras por pulgada cuadrada, toda vez que la roca est completamente sana.

El uso de esta roca para fines ingenieriles es comn en el pas, al igual que las andesitas, debido a su calidad, que se refleja en su contenido de slice, lo cual es una aspecto favorable cuando se le utiliza como agregado para el concreto.

Rocas gneas piroclsticas

Estas rocas son el resultado de erupciones volcnicas violentas y explosivas, que hacen que los materiales sean expulsados de dos maneras diferentes: en forma area, que por cuestiones de gravedad caen sobre la superficie, constituyendo as los depsitos de cada o salen desplazndose a grandes velocidades sobre la superficie, dando lugar a la formacin de flujos piroclsticos que reciben el nombre de ignimbritas.

Son muy abundantes en el pas, donde fueron arrojadas por volcanes ahora extintos, as como tambin por volcanes considerados todava activos. Estos ltimos se encuentran localizados dentro del Graben Centroamericano, que en la parte correspondiente a El Salvador, recibe el nombre de Fosa o Depresin Central.

Las Principales Rocas Piroclsticas del pas son:

Ceniza volcnica o tierra blanca

Estas cenizas son el producto de las diferentes manifestaciones eruptivas del volcn Ilopango, ocurridas en la transicin del terciario-cuaternario, habiendo sucedido la ltima hace aproximadamente 1400 aos. Han sido arrojadas como depsitos de cada, as como




tambin bajo la forma de flujos piroclsticos. Reciben el nombre local de tierra blanca debido a su color blancuzco, lo cual indica que son rocas con una composicin cida.

Cubren prcticamente toda el rea metropolitana de San Salvador y de algunos departamentos aledao. Es ms, se tiene conocimientos que han sido observadas en Jamaica.

Presentan una granulometra que puede ser limosa, limo-arenosa y areno-limosa. En realidad son poca cohesivas, razn por la cual erosionan con mucha facilidad y cuando se saturas completamente de agua se transforman en una masa de lodo. Los ros y quebradas provocan en ellas erosin lateral hacindose ms anchas, por lo que no se deben construir viviendas en sus orillas ya que son propensas a colapsar.

Tobas

Las tobas son el producto de depsitos de cada. Se puede tratar de cenizas volcnicas o de partculas de pmez que con el paso del tiempo se compactaron, convirtindose en una toba.

Existen tobas de granulometra fina compuestas por cenizas, otras que contienen en su matriz terrosa partculas lticas con dimetros no superiores a los 4 mm, por lo que se les llama tobas lticas y si son superiores a los 2 cm, pero inferiores a los 5 cm, reciben el nombre de tobas aglomerticas. Hay otras que en su matriz encierran partculas de pmez, as como tambin las hay que nicamente estn constituidas por gravilla de pmez. En ambos casos, se les puede llamar tobas de pmez.

Hay tobas de consistencia blanda y dura. De acuerdo a esto se puede hablar de tobas poco resistentes o bastante resistentes a la erosin y de poca o mucha estabilidad. Prcticamente tienen el mismo comportamiento ssmico de la ceniza volcnica.

Aglomerados Volcnicos

Los aglomerados volcnicos son rocas con una matriz arenosa que encierra fragmentos ptreos de diferente naturaleza con dimetros que pueden alcanzar 20 cm o un poco ms.

Aparecen a veces intercalados con corrientes de lavas andesticas o baslticas. Son de consistencia muy dura, es decir, son compactos y cohesivos, por lo que son muy resistentes a la erosin. De igual manera gozan de gran estabilidad. Prueba de ello son los cinco tneles que se encuentran entre el Puerto de La Libertad y Mizata.

Son impermeables, pero si estn fracturados presentan permeabilidad secundaria. Donde hay aglomerados el terreno es rido, por lo que significan un problema para la existencia de agua subterrnea, es decir no constituyen buenos acuferos.

Ignimbritas

Se forman como resultado de la expulsin de nubes ardientes de alta temperatura, constituidas por material tobceo que estaba tan caliente que al depositarse los fragmentos componentes tendieron a soldarse, dando lugar a la formacin de rocas con un aspecto bastante diferente al de las tobas normales. En muchos casos aparece un fajeado muy claro, ya que las agujas de vidrio volcnico pueden llegar a aplanarse y agruparse, adquiriendo una apariencia de bandeado de flujo.

En esta clase de roca la parte superior est constituida por material piroclstico tpico. Debajo de ella, en la zona donde la temperatura se conserva ms tiempo, puede observarse




la compactacin y soldadura de los fragmentos de toba, mientras que en la parte inferior se puede desarrollar una seudolava.

En Zaragoza, La Libertad se ven afloramientos de ignimbritas de color gris, las cuales se conocen con el nombre de ignimbritas de Zaragoza. De igual manera en la carretera que conduce al aeropuerto internacional se observan de color ms o menos anaranjado que reciben el nombre de ignimbritas de Olocuilta. En otras zonas hay problemas con la localizacin de mantos de agua subterrnea, ya que no son buenos acuferos.

Escoria volcnica

Son materiales altamente porosos, que por esta razn tienen un peso especfico prcticamente de 1.0. Presentan una coloracin que vara de pardo rojizo a negro. En El Salvador son muy abundantes y generalmente se les ve formando pequeos volcanes conocidos con el nombre de conos de escoria, as como tambin se les observa en los llamados estrato-volcanes o volcanes compuestos o mixtos.

Al noroeste del volcn de San Salvador existe una serie de escoria rojiza y en las cercanas de la fbrica Corinca se encuentra uno que desde muchos aos es explotado para la fabricacin de bloques. En La Puerta de la Laguna hay mucha escoria de color negro.

Lapilli

Son fragmentos sueltos de roca piroclstica que miden de 4 a 32 mm de dimetro. Los eventos volcnicos explosivos generalmente van acompaados de este material, por lo que en el pas son tambin abundantes.

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