Les Roques: filles dels processos geològics
Les Roques són agregats d'un o més minerals en unes proporcions determinades. Cada roca té uns minerals fixos que la defineixen, anomenats minerals essencials, i a més uns minerals accessoris, que poden ser-hi presents o no, i que no modifiquen la naturalesa.
L'escorça terrestre és dinàmica i, per tant, evoluciona contínuament. Aquesta evolució és dona tant en superfície com en profunditat i les roques es van transformant les unes en les altres a una escala de temps geològic.
Segons el seu origen hi ha tres tipus de roques: Roques ígnies, roques metamòrfiques i roques sedimentàries.
El dolç cicle de les roques: Simulació del cicle de les roques a la cuina de casa.
Atenció!!!
Processos geològics externs: Són processos com la meteorització, l'erosió o la sedimentació, provocats per l'energia solar, i que causen la destrucció del relleu.
Processos geològics interns: Són processos com la formació de magmes, els sismes o l'orogènesi, provocats per la calor interna de la terra, i que són responsables de la formació del relleu.
A mesura que la temperatura i la pressió del magma disminueixen, comença el procés de cristal·lització dels components minerals i es formen les roques ígnies.
Les roques ígnies o magmàtiques són endògenes, es a dir, que es formen a partir del refredament i la solidificació del material fos a l'interior de l'escorça, o del mantell superior, anomenat magma.
Enllaços de suport:
Els següents enllaços tenen la missió de completar el que teniu a la teoria.
Aquest és un capítol del programa Quèquicom on viatgen a la Garrotxa i ens expliquen de primera mà, que va passar perquè es formessin els volcans de la Garrotxa i que implica en el territori.
No tots els minerals cristal·litzen a la mateixa temperatura, sinó que es produeix una cristal·lització seqüència, com es pot veure a l'esquema inferior de la sèrie de Bowen.
Durant el refredament es poden incorporar nous minerals procedent de les roques del voltant.
A les roques ígnies, no només s'ha de tenir en compte la seva composició mineralògica, també són importants altres aspectes, com ara la textura:
Textura granular: Presenta cristalls aproximament del mateix volum i visible a ull nu. Molt comú en roques de cristal·lització lenta. La mida dels cristalls està entre el 2 i 10 mm.
Textura vítria: No presenta cristalls, el magma s'ha refredat tant ràpid que no han tingut temps de formar-se.
Textura afanítica: Textura en que els cristalls no són visibles a ull nu, provocat per un refredament ràpid (no tant com el cas de la textura vítria) del magma. Es distingeixen diverses tipologies: Microganular i Micolítica.
Textura porfírica: Combinació de textura granular i microlítica, presenta cristalls visibles a ull nu (fenocristalls) i cristalls només visibles al microscopi (micorcristalls) amb la funció de matriu. Combina una etapa de refredament lent seguit d'una ràpida.
O segons el seu origen, les roques es classifiquen en tres grups.
Són aquelles roques en què la solidificació del magma és lenta i té lloc en profunditat, en zones anomenades plutons.
Com que perden calor lentament, els minerals disposen de temps suficient per cristal·litzar. en conseqüència tenen textures granulars.
Entre les roques plutòniques àcides la més important és el granit, format per quars i feldespat (l'ortosa predomina per sobre el plagiòclasi). Segons la propoció d'ortosa, plagiòclais i quars la roca rep un altre nom. Granodiorita.
Entre les roques plutòniques bàsiques cal destacar per importància el gabre i la peridotita. El gabre és una roca fosca originada les primeres etapes de solidificació magmàtica i està formada per plagiòclasi i piroxè. Constitueix la part inferior de la capa basàltica, igual composició que el basalt però solidifica en condicions més lentes. La peridotita, forma el mantell superior i està formada per oliví i piroxè, els dos silicats de punt de fusió més elevat.
Són roques que es formen quan el magma arriba a la superfície terrestre i surt a l'exterior en forma d'erupció volcànica, per tant el refredament és molt ràpid. Presenta textures afanítiques i vítries, en ocasions amb bombolles produïdes pels gasos o bé textures porfíriques amb fenocristalls.
El basalt, és la roca més abundant de les volcàniques. Presenta un color fosc, textura porfírica, amb fenocristalls que poden ser o d'olivina, piroxè o plagiòclasi. També tenen importància l'andesita, la traquita, la riolita, l'obsidiana (vidre volcànica negre) i la pedra tosca o pumicita (roca vítria i molt porosa).
S'originen quan el magma s'obre pas cap a la superfície a través d'esquerdes i solidifica en el seu interior. El magma forma petites masses tubulars o filons (entre pocs centímetres i centenars de metres. Majoritàriament la textura que presenten és porfírica o afanítica, amb cristalls sens mida uniforme, degut a dues fases de refredament, una més ràpida a la part exterior i esquerdes i una més lenta a la part interior.
El pòrfir granític (composició semblant al granit amb diferents proporcions de quars, plagiòclasi i ortosa) és un dels abundants juntament amb l'aplita i la pegmatita.
Vocabulari
Magma àcid: Magma format per més del 66% de sílice (SiO4-4)
Magma bàsic: Magma amb contingut de sílice entre el 45% i el 52%.
Magma intermedi: Magma amb un contingut de sílice entre 52% i el 66%.
Experimenta!!!
En aquest quadre pots descarregar un experiment fàcil de fer des de casa, sempre amb la supervisió d'un adult i utilitzant els materials adequats, i veure un vídeo de com es fa l'experiment.
Quan el que predomina és el factor Temperatura (Tª), parlem de metamorfisme de contacte, quan aquest és la pressió, metamorfisme regional.
El metamorfisme és la transformació estructural i mineralògica de les roques que té lloc en estat sòlid (sense fusió), com a conseqüència de l'augment de la pressió i la temperatura. El resultat d'aquest procés són les roques metamòrfiques.
La seva classificació es basa en la textura i composició. A causa de la pressió, els minerals de les roques metamòrfiques poden orientar-se i donar lloc a la foliació (textura que provoca que la roca es pugui trencar en superfícies planes. D'aquí la separació entre roques sense foliació i roques amb foliació.
Són el resultat de roques amb un mineral predominant afectades per un metamorfisme de contacte. Els minerals han recristal·litzat a causa de l'augment de Tª i han augmentat de volum, destaquen:
- El marbre i la quarsita: Provenen del metamorfisme de calcàries i gresos rics en quars, respectivament. Presenten colors clars i textures granulars.
- Les cornubianites: Formades a partir de roques argiloses, amb composició molt variables. Presenten textures granulars.
- Les amfibolites: Procedent de roques ígnies bàsiques i riques amb amfíbols, com el seu nom indica.
- Les migmatites: Roques de metamorfisme de grau molt alt, les quals han experimentat una fusió parcial. Presenten bandes clares i fosques.
Són roques resultant del metamorfisme regional, per tant que l'efecte de la pressió sobre els minerals provoca foliació.
Generalment les roques formades per metamorfisme de grau baix de pressió i temperatura, estan constituïdes per minerals de mida microscòpica i foliació molt clara (clivatge). En canvi, les roques de metamorfisme de grau alt estan formades per cristalls grosso i presenten foliació menys marcada (esquistositat) a causa de la presència de minerals equidimensionals (no allargats) segons el grau de metamorfisme podem distingir:
- Pissarres: Formades per un metamorfisme regional de grau baix afectant a roques argiloses. Composta per minerals invisibles a ull nu i marcada foliació.
- Fil·lites: Tenen semblança amb les pissarres però tenen major brillantor. Són el pas intermedi entre les pissarres i els esquists.
- Esquists: Formades per un metamorfisme regional de grau mitjà afectant a argiles. Presenten cristalls grans i una foliació evident (esquistositat), s'alternen bandes clares i fosques de minerals visibles a ull nu.
- Gneis: Roques originades per metamorfisme de grau alt en argiles, gresos o conglomerats, així com en granits. Presenten bandes molt ben diferenciades i cristalls grans, de quars, feldspats, ortosa i mica (com el granit); però foliació molt poc marcada (gneissositat)
Els processos geològics que tenen lloc a la superfície són els responsables dels canvis en el paisatge i el relleu, aquests canvis estan directament lligats a la formació de les roques sedimentàries, que comença amb l'alteració i la destrucció de les roques preexistents i acaba amb la trans-formació dels sediments que hi ha a les conques sedimentàries en roques, un cop el material consolidat. Les roques sedimentàries són les més abundants a la superfícies de la terra.
Les roques sedimentàries estan formades per tres classes de components o partícules:
- Clasts: Fragments de roca que han estat erosionats i transportats.
- Cristalls: Formats per precipitació química en medi aquós.
- Fòssils (bioclast): Restes esquelètiques d'éssers vius.
Aquests components se sedimenten i formen capes al llarg de les conques sedimentàries. Al llarg del temps aquestes capes de sediments es van compactant i es transformen en roques sedimentàries. Aquest procés rep el nom de diagènesi i comprèn diverses etapes, que engloben tant canvis físics, químics, com biològics d'un sediment fins arribar a la roca sedimentària.
- Compactació: Té lloc quan les partícules lliures del sediment s'ajunten entre elles pel pes dels materials superiors, això comporta que s'agrupin, es produeix una reducció del volum i una disminució de la porositat, expulsió de fluids entre partícules i augment de densitat. El nivell de compactació està directament relacionat amb la pressió vertical i volum de partícules.
- Cimentació: Consisteix en el farciment dels espais buits entre les partícules amb el precipitats del material soluble que circula entre els espais del sediment. Aquests precipitats es van dipositant en els espais buits adoptant una funció d'unió o ciment entre els fragments més grans. Els ciments més comuns són el carbonat de calci, òxids de ferro, òxids de silici i el sulfat de calci.
- Recristal·lització: Els minerals que integren les roques erosionades en el procés de diagènesi poden variar al reaccionar amb aigües subterrànies que porten ions, o bé per l'augment de la pressió i la temperatura provoca transformacions polimorfes.
La diagènesi te lloc a diverses profunditats, no hi ha un límit evident entre la diagènesi profunda i el metamorfisme de grau baix. En condicions de pressió (profunditat igual o superior als 6 km, aproximadament) i temperatura més altes (+200º aproximadament) ja es parla de metamorfisme.
Les roques sedimentàries es classifiquen segons la naturalesa dels seus components, aquests dos grups son:
Són roques formades per l'acumulació de clasts quan han estat disgregats, arrencats i transportats fins al lloc de dipòsit.
Són roques molt abundants a l'escorça i es classifiquen per la mida dels clasts. La forma d'aquests ens dona informació sobre el seu transport.
Segons la mida trobem tres grans grups:
- Rudites: Roques formades per graves, és a dir, fragments que superen els 2 mm i envoltats cimentats per una matriu fina. Si els clasts són arrodonits estarem parlant de conglomerats, si els clasts són angulosos s'anomenen bretxes. Com més arrodonit és el clast més temps a durat el seu transport.
- Gresos: Són roques formades per clasts d'entre 1/16 i 2 mm. Composició mineral molt variada: Quarsarenites (90% grans de quars); Arcoses (formades per quars i feldspat); Grauvaques (clasts de diversos origens, units per una matriu argilosa abundant) i calcarenites (gran contingut de clasts calcaris)
- Lutites: Són roques formades per la cimentació de clasts de volums més petits de 1/16 mm. Reben el nom genèric d'argiles i són fàcilment desagregables. Dins aquest grup diferenciem: Argil·lites (partícules inferiors a 1/256 mm); limolites (llims i partícules entre 1/16 i 1/256 mm). Les margues son lutites amb un alt contingut de carbonat de calci.
Són roques formades com a resultat de la precipitació de diferents ions minerals dissolts a l'aigua, o bé de restes procedents d'organismes. Es classifiquen en els següents grups:
- Roques carbonàtiques: Són roques on el component principal els carbonats, en forma de calcita o dolomia. Les més abundants són les calcàries formades per calcita (CaCO3). Poden tenir diferents origens:
- Origen continental, per precipitació química del (), sobretot d'aigües subterrànies.
- Origen marí, per l'acumulació del carbonat als esquelets d'alguns organismes marins, un cop morts, i en condicions molt especials, aquests s'acumulen al fons marí.
La creta és una calcària blanca, tova i formada per closques de foraminífers, les calcàries nummulítiques s'originen per acumulació de nummulits i les lumaquel·les són calcàries formades per closques de mol·luscs..
També les dolomies, formades per carbonat de calci i magnesi (CaMg(CO3)2) a partir de dissolucions riques en Mg que circulen entre calcàries i substitueixen el Ca per Mg.
- Roques evaporítiques (evaporites): Són roques formades per precipitació de sals en mars interiors, llacs o albuferes. En climes àrids o una evaporació intensa es poden donar elevades concentracions de diferents sals dissoltes en l'aigua. Com menys solubles són les sals abans precipiten. Això dona una seqüència molt determinada: primer precipita la calcita, després el guix, l'halita i per últim la silvina. Les evaporites són altament plàstiques i poden fluir com a conseqüència de les diferències de pes i pressió de les roques que tenen damunt.
- Roques silícies: Són roques d'origen orgànic formades per acumulació de sílice. El sílex és dur i compacte i presenta una fractura concoïdal característica, amb arestes tallants. Aquesta roca, per les seves característiques, es va fer servir molt per l'home prehistòric com a eina de tall.
- Roques carbonoses: Es caracteritzen per tenir un elevat o molt elevat contingut de matèria orgànica. Cal destacar els carbons i el petroli. Tan en el carbó com en el petroli, hi ha dues fases: la biològics, on intervenen bacteris en condicions anaeròbiques i la fisicoquímica, on la pressió i la temperatura completen la carbonització (al continent) o la maduració del petroli (al mar)
- Els carbons es formen en ambients pantanosos o deltaics anaeròbics, a partir de restes vegetals que durant el procés de carbonització s'han anat enriquint en carboni.
- El petroli, és una barreja d'hidrocarburs sòlids (betums, asfalts, etc.) líquids (petroli cru) i gasosos (butà, metà, etc.) i d'una gran quantitat de substàncies orgàniques (com la clorofil·la, cosa que demostra l'origen orgànic) i inorgàniques (sofre, calcita, etc.)
Carbonització: