4-5 Minerales -Rocas.+ - Docentes.unal.edu.co - Universidad ...
4-5 Minerales -Rocas.+ - Docentes.unal.edu.co - Universidad ...
4-5 Minerales -Rocas.+ - Docentes.unal.edu.co - Universidad ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Capitulo 4<br />
MINERALES Y ROCAS<br />
51
1. GEERALIDADES<br />
1.1 Elementos<br />
Capítulo 4<br />
LOS MIERALES<br />
Los 8 elementos elementos de la Tabla 1 integran el 98% en peso de la litósfera, y se mezclan<br />
para formar los grupos de minerales de interés en ingeniería. (Tabla 1)<br />
Tabla 1 Elementos y grupos minerales más <strong>co</strong>munes<br />
ELEMENTOS PORCENTAJE GRUPOS MINERALES<br />
Oxígeno y Sílice 74.3% Silicatos<br />
Aluminio y Hierro 13.1% Óxidos, Sulfuros (Fe)<br />
Calcio, Sodio, Potasio y Magnesio 11.1% Carbonatos, Sulfatos<br />
Los minerales se mezclan entre si a través de procesos <strong>co</strong>mplejos para formar rocas de<br />
<strong>co</strong>mposición y características variables. En esta unidad se definen y se describen las<br />
características de los minerales.<br />
1.2 Definición<br />
Los minerales se definen <strong>co</strong>mo sustancias inorgánicas naturales, de <strong>co</strong>mposición química y<br />
estructura cristalina definidas. Poseen características físicas y químicas distintivas que permite<br />
su identificación y determinan su <strong>co</strong>mportamiento.<br />
1.3 Estructura cristalina<br />
En los minerales los átomos y moléculas están organizados de tal manera que se forman<br />
estructuras típicas llamadas cristales. Un cristal se puede definir <strong>co</strong>mo un cuerpo homogéneo<br />
limitado por superficies planas suaves que <strong>co</strong>rresponde a la expresión externa de ese<br />
ordenamiento interno de los átomos de un cristal.<br />
La mayor parte de los cristales pueden formarse por solución o por fusión. En el primer caso<br />
los iones se <strong>co</strong>mbinan cuando se segregan o se separan gradualmente de una solución para<br />
formar el cristal, <strong>co</strong>mo en el caso de la formación de los cristales de sal; en el segundo caso,<br />
los cristales se forman a partir de enfriamiento gradual de un líquido inicialmente muy<br />
caliente. De esta manera la solidificación de minerales-silicatos en estado de fusión (Magma)<br />
da lugar a las rocas ígneas.<br />
52
Cuando se forma un cristal en un espacio abierto, los átomos de los elementos que lo<br />
<strong>co</strong>nstituyen se organizan, de tal manera que se desarrolla una forma característica <strong>co</strong>n ángulos<br />
iguales entre las caras que lo <strong>co</strong>nforman. Las caras cristalinas se desarrollan a lo largo de<br />
direcciones en las cuales se interceptan el mayor número de átomos.<br />
Para estudiar los cristales minerales, se describen de acuerdo <strong>co</strong>n ciertos elementos de simetría<br />
llamados ejes y planos de simetría.<br />
La figura 1 ilustra los elementos de simetría de los cristales y la Figura 2 los sistemas<br />
cristalinos, basados en dichos elementos.<br />
Figura 1 Elementos de simetría en un cristal cúbi<strong>co</strong><br />
La forma cristalina influye de manera importante en la direccionalidad de ciertas propiedades<br />
físicas y mecánicas de las rocas. Estas son más débiles si los minerales son laminados,<br />
tabulares o alargados, independientemente de la <strong>co</strong>mposición química <strong>co</strong>mo tal.<br />
1.4 <strong>Minerales</strong> amorfos<br />
En algunos po<strong>co</strong>s minerales los átomos se disponen de manera desordenada y por esto se les<br />
llama amorfos. El ópalo, la limolita y la calcedonia <strong>co</strong>nstituyen ejemplos de este tipo.<br />
Los minerales pueden estudiarse al micros<strong>co</strong>pio de luz polarizada, usando ciertas propiedades<br />
ópticas que se derivan de su estructura cristalina la cual esta ligada a los elementos de<br />
simetría.<br />
1.5 Susceptibilidad<br />
La <strong>co</strong>mposición química de los minerales determina la susceptibilidad de estos a <strong>co</strong>mbinarse o<br />
a des<strong>co</strong>mponerse químicamente. Las rocas que poseen minerales ri<strong>co</strong>s en hierro magnesio y<br />
calcio son más susceptibles que las que poseen minerales ri<strong>co</strong>s en sílice, potasio, y sodio.<br />
53
2.1 Brillo o Lustre<br />
Figura 2 Sistemas cristalinos<br />
Figura 2 Sistemas cristalinos y sus elementos de simetría.<br />
54
2 IDENTIFICACION<br />
Los minerales se identifican de acuerdo <strong>co</strong>n las siguientes características: Brillo o lustre,<br />
Color, Color de la Raya, Dureza Relativa, Clivaje, Fractura, Solubilidad en Ácidos, Peso<br />
Específi<strong>co</strong> y otras <strong>co</strong>mo Diafaneidad, Maleabilidad, Elasticidad etc.<br />
2.1 Brillo o lustre<br />
Según el aspecto del mineral frente a la luz reflejada en su superficie. Se describe <strong>co</strong>mo<br />
vítreo, perlado, sedoso etc.<br />
2.2 Color<br />
Muy po<strong>co</strong>s minerales poseen un <strong>co</strong>lor característi<strong>co</strong> (ejemplo: la clorita siempre es verde<br />
oscuro); por lo general el <strong>co</strong>lor observado es debido a impurezas, así, el cuarzo puro es<br />
in<strong>co</strong>loro, pero por lo general se observa <strong>co</strong>n <strong>co</strong>lores gris, blan<strong>co</strong> o rosado.<br />
2.3 Color de la Raya<br />
Cuando se practica una traza <strong>co</strong>n un mineral, sobre una placa áspera de porcelana, quedan<br />
adheridas pequeñas partículas de éste, cuyo <strong>co</strong>lor es el característi<strong>co</strong> del mineral. Ejemplos: la<br />
raya del cuarzo, la calcita y la mica es in<strong>co</strong>lora; la de la hematita es roja y la de la limonita,<br />
es castaño.<br />
2.4 Dureza Relativa<br />
Sedefine <strong>co</strong>mo la aptitud de los minerales (también las rocas) a dejarse rayar o penetrar por<br />
algún objeto. Los geólogos han establecido una escala de 1 a 10 denominada Escala de Mohs<br />
de Dureza según la cual un mineral se deja rayar de los de mayor jerarquía o raya a los de<br />
inferior jerarquía. (Tabla 2)<br />
Tabla 2 Dureza relativa de Mohs<br />
Tal<strong>co</strong> 1 Ortoclasa 6<br />
Yeso 2 Cuarzo 7<br />
Calcita 3 Topacio 8<br />
Fluorita 4 Corindón 9<br />
Apatito 5 Diamante 10<br />
Con respecto a la dureza los minerales se pueden clasificar de acuerdo <strong>co</strong>n la siguiente escala<br />
<strong>co</strong>mparativa <strong>co</strong>mo se muestra en la Tabla 3.<br />
No debe <strong>co</strong>nfundirse la dureza, <strong>co</strong>n la abrasividad, esta última propiedad referida al desgaste<br />
que produce un mineral sobre otro mineral u otro objeto por fricción, si bien, los minerales<br />
55
más duros son por lo general más abrasivos. El cuarzo es el mineral más abrasivo y por eso<br />
las brocas que se usan en perforación son de materiales más duros <strong>co</strong>mo <strong>co</strong>rindón o diamante.<br />
Tabla 3 Dureza <strong>co</strong>mparativa<br />
MATERIALES DUREZA<br />
Muy blandos Se rayan <strong>co</strong>n la uña 2.5<br />
Blandos Se rayan <strong>co</strong>n el <strong>co</strong>bre (moneda) 3.0<br />
Duros Se rayan <strong>co</strong>n el acero (navaja) 6.5<br />
Muy duros No se rayan <strong>co</strong>n el acero<br />
(navaja)<br />
>6.5<br />
Por otra parte, la dureza se <strong>co</strong>nsidera <strong>co</strong>mo una prueba índice de resistencia en geotecnia, lo<br />
cual es apropiado, si se tiene en cuanta que, tal <strong>co</strong>mo se determina, muestra la relativa<br />
facilidad para separar las partículas minerales de una roca, lo cual está íntimamente ligado <strong>co</strong>n<br />
su resistencia.<br />
2.5 Clivaje<br />
Se dice que un mineral presenta clivaje, cuando rompe a lo largo de superficies de debilidad<br />
planas, paralelas a las caras cristalinas. Así, la mica, presenta un plano de clivaje perfecto y<br />
rompe en laminillas delgadas, elásticas.<br />
2.6 Fractura<br />
Otros minerales ofrecen fracturas irregulares, independientes de su arreglo cristalino:<br />
Concóidea, (<strong>co</strong>mo una <strong>co</strong>ncha), en el cuarzo o desigual, en la Hematita.<br />
2.7 Densidad<br />
Los minerales <strong>co</strong>n abundante Ca, Fe y Mg son más densos que los que <strong>co</strong>ntienen bastante<br />
Sílice, sodio y potasio.<br />
2.8 Efervescencia en ácidos<br />
Algunos minerales <strong>co</strong>mo la calcita efervecen en presencia de ácidos diluidos.<br />
2.9 Otras Características<br />
Algunos minerales presentan características particulares de diafaneidad, elasticidad y otras,<br />
que ayudan también a identificarlos.<br />
56
3. CLASIFICACIÓ<br />
En la clasificación de los minerales se debe hacer diferencia en primer lugar entre los<br />
minerales formadores de rocas o minerales petrogenéti<strong>co</strong>s y los restantes minerales entre los<br />
cuales se deben destacar por su interés en ingeniería los minerales de alteración <strong>co</strong>mo los<br />
minerales arcillosos y las micas hidratadas.<br />
3.1 SILICATOS<br />
3.1.1 Grupo Silicatos (Petrogenéti<strong>co</strong>s)<br />
Constituyen <strong>co</strong>mbinaciones sílice y oxígeno <strong>co</strong>n cationes metáli<strong>co</strong>s (Ca +2 , Na + , K + , Mg +2 ,,<br />
Fe +2 , Fe +3 , A +3 ,) , en diferentes proporciones. Su unidad básica estructural es el tetraedro de<br />
sílica, presente en el 90% de los minerales de la <strong>co</strong>rteza terrestre. (Figura 3). Este tetraedro<br />
está <strong>co</strong>nformado por un pequeño ión de silicio (radio atómi<strong>co</strong> 042 Amstrong), rodeado en la<br />
forma más densa posible por 4 iones grandes (Radio Atómi<strong>co</strong> 1,32 Amstrong) de oxígeno. Los<br />
iones de oxígeno aportan una carga eléctrica de + 4, <strong>co</strong>n lo cual el tetraedro posee una carga<br />
neta de (SIO4) -4 Algunos silicatos están <strong>co</strong>nformados por tetraedros individuales que alternan<br />
<strong>co</strong>n iones metáli<strong>co</strong>s positivos. En otros, los tetraedros se unen en cadenas, placas, o<br />
estructuras tridimensionales, para <strong>co</strong>nstituir diferentes tipos de silicatos ferromagnesianos y no<br />
ferromagnesianos. En <strong>co</strong>njunto <strong>co</strong>n la sílica, estos minerales dan lugar originalmente a las<br />
rocas ígneas.<br />
Figura 3 Tetraedro de sílica<br />
3.1.1.1 Subgrupo SILICA: Cuarzo, Opalo, Calcedonia<br />
La sílica <strong>co</strong>nstituye la unidad fundamental de los silicatos.<br />
CUARZO (SiO2) Sílica cristalina. Está <strong>co</strong>nformado exclusivamente por tetraedros de sílica y<br />
su peso específi<strong>co</strong> es de 2.65. In<strong>co</strong>loro, blan<strong>co</strong> nublado o humo y fractura en forma<br />
<strong>co</strong>n<strong>co</strong>idea. Es insoluble en ácido.<br />
57
El cuarzo está presente en la mayor parte de las rocas: ígneas ácidas, metamórficas y<br />
sedimentarias silíceas; <strong>co</strong>nforma venas y diques; es muy resistente tanto mecánicamente <strong>co</strong>mo<br />
frente a la des<strong>co</strong>mposición.<br />
CALCEDONIA: variedad de cuarzo (SiO2) Sílica criptocristalina (partículas minerales muy<br />
pequeñas). Color gris claro, lustre opa<strong>co</strong> o seroso.<br />
Es un mineral secundario muy <strong>co</strong>mún en rocas ígneas silíceas alteradas, especialmente las<br />
vítreas de grano fino; también abunda en calizas y en rocas sedimentarias silíceas <strong>co</strong>mo el<br />
chert. Es insoluble en ácido.<br />
ÓPALO (SiO2 . H2O) Sílica amorfa, hidratada. Generalmente in<strong>co</strong>loro o blan<strong>co</strong>. Y lustre<br />
seroso a vítreo. Es insoluble en ácido.<br />
Mineral secundario por alteración de silicatos formado muchas veces por alteración<br />
hidrotermal que se introduce en grietas de las rocas. Se forma en ambientes donde la sílica<br />
disuelta es depositada rápidamente a partir de soluciones.<br />
3.1.1.2 Sub-grupo FELDESPATOS: Comprende la Ortoclasa KAl Si3 O8 y la serie de las<br />
Plagioclasas: (Ab) a, Al Si3 O8 - (An) Ca Al2 Si2 O8.<br />
La ortoclasa es un mineral de <strong>co</strong>lor blan<strong>co</strong>, rosado o grisáceo y de lustre vítreo. Es insoluble<br />
en ácido. Por alteración da lugar a minerales arcillosos, sericita y cuarzo criptocristalino.<br />
(cristales muy pequeños).<br />
La serie de las plagioclasas está integrada por 6 minerales. Anortita (Ca), Bitownita (Ca >Na).<br />
Labradorita (Ca >Na), Andesita (Na=Ca), Oligoclasa (Na>Ca) y Albita (Na). En esta serie se<br />
presenta una sustitución isomorfa: La Anortita (Ca), que cristaliza a alta temperatura y la<br />
Albita (Na), que cristaliza a baja temperatura, <strong>co</strong>nstituyen los extremos de esa serie, en la cual<br />
el calcio se sustituye gradual y progresivamente por sodio.<br />
Los feldespatos <strong>co</strong>nstituyen lon los minerales más abundantes dentro de los silicatos y<br />
<strong>co</strong>nstituyen el 50% de los minerales de la <strong>co</strong>rteza terrestre.<br />
En estos minerales, todos los iones de oxígeno de los tetraedros, están <strong>co</strong>mpartidos <strong>co</strong>n los de<br />
oxígeno adyacentes, <strong>co</strong>nformando retículos tridimensionales en los cuales el aluminio<br />
reemplaza parcialmente al silicio en diferentes proporciones según el tipo de feldespatos.<br />
Debido a esta sustitución, resulta una carga eléctrica <strong>co</strong>mpensada por introducción de iones de<br />
potasio K, sodio Na, o calcio Ca, en la estructura. Las proporciones de potasio, sodio, y calcio<br />
quedan determinadas por la temperatura a la cual ocurrió la cristalización.<br />
3.1.1.3 Sub-grupo MICAS<br />
Mos<strong>co</strong>vita (Mica Blanca) K Al3 Si3 (OH)2<br />
Posee la misma estructura cristalina básica de la biotita, pero cada par de láminas de tetraedros<br />
de silica está fuertemente unida por iones de aluminio, lo cual la hace más estable. Estas<br />
láminas dobles a su turno están débilmente unidas por iones positivos de potasio por lo cual<br />
presentan un clivaje perfecto y fácil exfoliación.<br />
58
En estos silicatos los tetraedros de sílica se unen mediante iones de hierro y magnesio para dar<br />
lugar a su estructura cristalina característica. El hierro puede ser intercambiado por el<br />
magnesio, gracias a que estos iones poseen el mismo tamaño e igual carga negativa.<br />
Biotita (Mica negra). K (Fe Mg)3 Al Si3 O10 (OH)2<br />
Tetraedros de sílica dispuestos en placas o láminas, en las cuales cada ión de silicio <strong>co</strong>mparte<br />
3 iones de oxígeno <strong>co</strong>n sus adyacentes de silicio, formando una malla, el cuarto ión de oxígeno<br />
no <strong>co</strong>mpartido de cada tetraedro, sobresale del plano cristalino entre todos los demás.<br />
La unidad estructural básica de esta mica está <strong>co</strong>nstituida por láminas dobles de tetraedros de<br />
sílica unidas por iones positivos de hierro y magnesio, las cuales a su vez están unidas<br />
débilmente por iones positivos de potasio.<br />
3.1.1 .4 Sub-grupo OLIVIO (Mg, Fe)2 SiO4.<br />
En este mineral los tetraedros de sílica, están ligados <strong>co</strong>n iones positivos de hierro y magnesio.<br />
3.1.1.5 Subgrupo PIROXEO-AUGITA. ( Mg, Fe) SiO3<br />
Conforma cadenas aisladas de tetraedros de sílica enlazados mediante iones de hierro y<br />
magnesio. En las rocas, la augita se presenta en forma de granos <strong>co</strong>rtos y gruesos.<br />
3.1.1.6 Subgrupo: AFIBOLES-HORBLEDA (Ca2 ( Mg, Fe)Si8 O10 (OH)2<br />
Cadenas dobles de tetraedro de sílica, enlazados mediante iones de hierro magnesio calcio<br />
sodio y aluminio. En las rocas se parece a la Augita pero sus granos son más largos y<br />
delgados.<br />
3.1.2 Silicatos (<strong>Minerales</strong> de Alteración )<br />
El Ingeniero debe aprender a re<strong>co</strong>nocer algunos minerales de alteración, debido a que<br />
imparten inestabilidad, tales <strong>co</strong>mo la clorita, la vermiculita, el tal<strong>co</strong>, la serpentina y la sericita.<br />
Clorita (Mica hidratada de Aluminio y hierro)<br />
Silicato hidratado de aluminio <strong>co</strong>n hierro ferroso y magnesio, formado por alteración<br />
hidrotermal de algunas rocas ígneas, (a partir de anfibol y piroxeno), o <strong>co</strong>mo mineral<br />
<strong>co</strong>nstituyente de pizarras y esquistos principalmente. Se re<strong>co</strong>noce por presentarse en láminas<br />
o escamas de <strong>co</strong>lor verde.<br />
Vermiculita (Mica hidratada de hierro y magnesio)<br />
Este mineral se forma por alteración de la biotita y tiene tendencia a expandirse cuando se<br />
calienta. Su <strong>co</strong>lor es marrón bronceado o gris y se parece a la biotita pero su lustre es opa<strong>co</strong> y<br />
se presenta en láminas blandas, flexibles, no elásticas.<br />
59
Tal<strong>co</strong> (mineral micáceo de magnesio)<br />
Es un silicato hidratado de magnesio que se forma por alteración de rocas ígneas básicas <strong>co</strong>mo<br />
el basalto y la peridotita. También puede ser un mineral <strong>co</strong>nstitutivo en esquistos tal<strong>co</strong>sos. Se<br />
puede rayar <strong>co</strong>n la uña y es grasiento al tacto, su <strong>co</strong>lor varía entre blan<strong>co</strong> plateado a verde.<br />
Serpentina<br />
Es un mineral que resulta de la alteración de rocas que <strong>co</strong>ntiene bastante magnesio <strong>co</strong>mo el<br />
olivino. También es el mineral principal de las rocas llamadas serpentinita. Se parece algo al<br />
tal<strong>co</strong>; al tacto es suave o grasiento y su <strong>co</strong>lor mancha las rocas de verde amarillento, marrón,<br />
rojizo y tintes oscuros.<br />
Sericita (variedad de mos<strong>co</strong>vita)<br />
Este mineral es una variedad de mos<strong>co</strong>vita producto de alteración hidrotermal de los<br />
feldespatos. Se presenta en escamas o láminas de <strong>co</strong>lor blan<strong>co</strong> plateado. Algunos silicatos<br />
pueden identificarse en muestras de rocas graníticas, gracias a ciertos aspectos claves tal <strong>co</strong>mo<br />
se indica en la Tabla XVII para el cuarzo y los feldespatos y en la Tabla 6 para los minerales<br />
ferromagnesianos.<br />
Dentro del sub-grupo de los silicatos formados por alteración se destacan los minerales<br />
arcillosos (silicatos hidratados de aluminio, hierro, etc los cuales se estudian más adelante.<br />
3.2 Óxidos e Hidróxidos<br />
Resultan de la unión directa de un metal <strong>co</strong>n el Oxígeno en presencia o no del agua. Estos<br />
minerales presentan estructuras más simples. Son más duros que cualquier otro mineral,<br />
exceptuando los silicatos y más pesados exceptuando los sulfuros.<br />
Los óxidos más importantes son el Corindón (Al2 O3) y la Hematita (Fe2 O3). Entre los<br />
hidróxidos se destacan el hidróxido de Hierro: Limonita o Goetita Fe (OH) y el Hidróxido de<br />
Aluminio o Gibsita Al (OH)3 , minerales abundantes en los suelos lateríti<strong>co</strong>s.<br />
3.2.1 Hematita (Oxido de Hierro) (Fe2 O3)<br />
Se presenta en forma de escamas de <strong>co</strong>lor rojizo marrón a negro y raya de olor rojo marrón.<br />
No presenta clivaje y su brillo es sub-metáli<strong>co</strong> a terroso. Soluble en ácido <strong>co</strong>ncentrado.<br />
Abunda <strong>co</strong>mo mena o depósito <strong>co</strong>ncentrado de hierro y pigmenta las rocas que se oxidan.<br />
Abunda también en suelos lateríti<strong>co</strong>s y algunas rocas sedimentarias en forma de cemento<br />
mineral.<br />
.<br />
60
3.2.2 Limonita o Goetita (HIDRÓXIDO DE HIERRO) FeO (OH)<br />
Este mineral se presenta en forma <strong>co</strong>mpacta, fibrosa. Es de <strong>co</strong>lor marrón amarillo rojizo y<br />
raya marrón rojiza. Abunda en suelos residuales y en forma diseminada o <strong>co</strong>mo cementante de<br />
algunas rocas sedimentarias.<br />
3.2.3 Gibsita (hidróxido de aluminio) Al (OH)3<br />
Es un mineral de grano muy fino que abunda en depósitos de bauxita.<br />
3.3 CARBOATOS<br />
En estos minerales el ion carbonato, que <strong>co</strong>nsta de un ion de carbono y 3 de oxígeno a su<br />
alrededor (CO3)2 -, se unen <strong>co</strong>n el Ca o el Mg dando lugar a la calcita y a la dolomita.<br />
Calcita Ca (CO)3<br />
Es un mineral muy abundante: <strong>co</strong>mponente de la caliza (roca sedimentaria) y el mármol (roca<br />
metamórfica); cementante mineral muy <strong>co</strong>mún y presente en venas y diques.<br />
En las rocas se presenta en forma granular; es in<strong>co</strong>lora o de varios <strong>co</strong>lores por impurezas;<br />
lustre vítreo y soluble en ácido diluido. También se puede presentar <strong>co</strong>mo cristales<br />
romboédri<strong>co</strong>s individuales.<br />
Dolomita Ca Mg (CO3) 2<br />
Es el principal <strong>co</strong>mponente mineral de la dolomita, las calizas dolomíticas y algunos<br />
mármoles. Es in<strong>co</strong>lora o de varios <strong>co</strong>lores por impurezas. Lustre vítreo. Disuelve <strong>co</strong>n<br />
dificultad en HCl diluido.<br />
3.4 SULFATOS<br />
Por su parte el ion sulfato <strong>co</strong>nsta de 1 ion de azufre y 4 de oxígeno = (SO4)2 - que se<br />
<strong>co</strong>mbinan <strong>co</strong>n Ca en la anhidrita. El sulfato de calcio no hidratado se le llama yeso.<br />
Anhidrita SO4 Ca<br />
Mineral o roca del grupo de las evaporitas. In<strong>co</strong>loro a blan<strong>co</strong> rosado; lustre vítreo. Se asocia<br />
en los depósitos <strong>co</strong>n sal, yeso y carbonatos.<br />
Yeso SO4 Ca.2 H2O<br />
Otro mineral o roca del grupo de las evaporizas donde se asocia <strong>co</strong>n anhidrita o sal. También<br />
abunda en venas o cavidades de rocas lodosas o depósitos de origen hidrotermal.<br />
61
.3. 5 SULFUROS<br />
Resulta de la unión del Pb, el Fe, u otros elementos semejantes <strong>co</strong>n el S.<br />
El principal sulfuro es la pirita, (Sulfuro de Hierro).<br />
Pirita Fe2S<br />
Mineral amarillento <strong>co</strong>n manchas gris, verde o rojizo; lustre resinoso; se asocia a las<br />
evaporitas <strong>co</strong>n el yeso, anhidrita o calcita. Tambien es frecuente <strong>co</strong>mo mineral accesorio de<br />
algunas rocas lodosas u otras rocas.<br />
4. IMPORTANCIA DE LA MINERALOGÍA EN INGENIERÍA<br />
El interés del ingeniero por la <strong>co</strong>mposición mineral e las rocas se sitúa en dos aspectos<br />
generales de su interés.<br />
La dureza de los minerales.<br />
Si la mayoría de los minerales son duros y resistentes, (<strong>co</strong>n calcita, cuarzo o feldespato por<br />
ejemplo), las rocas son muy resistentes y po<strong>co</strong> deformables (ej. Cuarcita). <strong>Rocas</strong> de ese tipo<br />
se deforman muy po<strong>co</strong> cuando se someten a carga y fallan súbitamente.<br />
Si la roca posee solo minerales débiles (micas, arcillas) cuando se somete a carga se <strong>co</strong>mporta<br />
débilmente y su resistencia es baja (ej. Arcillolita).<br />
El carácter de muchos minerales <strong>co</strong>nduce a múltiples <strong>co</strong>mportamientos.<br />
Algunos minerales muestran <strong>co</strong>mportamientos especiales: abrasivos (cuarzo); expansivos<br />
(montmorillonita); desleíbles (clorita, sericita); solubles (caliza).<br />
Otros reaccionan de manera desfavorable frente al clima: las rocas cristalinas básicas (ej<br />
basalto, diabasa) son más susceptibles que las rocas cristalinas ácidas (ej granito)<br />
Otros reaccionan o se <strong>co</strong>mportan desfavorablemente frente a ciertas solicitaciones: el cuarzo<br />
repele al asfalto en los pavimentos y no liga bien en esas estructuras; la sílice amorfa<br />
(calcedonia, ópalo) reacciona <strong>co</strong>n los álcalis de los cementos deteriorando los <strong>co</strong>ncretos.<br />
En la tabla 4 se destacan algunas características de <strong>co</strong>mportamiento de los minerales en<br />
ingeniería.<br />
62
Tabla 4. IMPORTANCIA DE LA MINERALOGÍA EN INGENIERÍA<br />
Mineral<br />
Cuarzo<br />
Calcedonia (>5%), ópalo (> 0,25%),<br />
cuarzo molido o muy fracturado, illita<br />
Clorita, sericita, vermiculita, tal<strong>co</strong>,<br />
Serpentina<br />
Halita, Calcita<br />
Pirita, marcasita<br />
Yeso<br />
Montmorillonita<br />
Haloisita y Alofana<br />
Comportamiento de algunos minerales en Ingeniería<br />
Comportamiento<br />
Muy abrasivo, (<strong>co</strong>sto alto de perforaciones y excavaciones<br />
mecánicas)<br />
Las rocas <strong>co</strong>n mucho cuarzo, especialmente si son<br />
cristalinas, poseen pobre adherencia <strong>co</strong>n el asfalto en los<br />
pavimentos.<br />
En el proceso de fraguado del <strong>co</strong>ncreto estos minerales<br />
reaccionan <strong>co</strong>n los álcalis de los<br />
cementos(Na2O, K2O), liberados en la hidratación; se<br />
originan geles que provocan expansión y agrietamiento del<br />
<strong>co</strong>ncreto 1 en lo que se <strong>co</strong>noce <strong>co</strong>mo reacción álcali-agregado<br />
<strong>Minerales</strong> desleibles en presencia del agua<br />
<strong>Minerales</strong> solubles<br />
Cuando se emplean <strong>co</strong>mo agregados en <strong>co</strong>ncretos los<br />
sulfuros se oxidan y luego se hidratan, <strong>co</strong>n un incremento<br />
importante de volumen. Aparecen manchas y ampollas en las<br />
estructuras.<br />
Junto <strong>co</strong>n otras sales puede producir dilatación y<br />
desintegración del <strong>co</strong>ncreto.<br />
Expandible en presencia del agua<br />
<strong>Minerales</strong> de alteración de cenizas volcánicas en ambientes<br />
húmedos 2 , que se fluidifican cuando se remoldéan.<br />
1 Cementos <strong>co</strong>n menos del 0,6% de álcalis no reaccionan desfavorablemente. También se evita la reacción álcali-agregado<br />
cuando el material reactivo está mezclado <strong>co</strong>n bastante material inerte o si adiciono puzolanas. El chert y las limonitas silíceas;<br />
las rocas volcánicas <strong>co</strong>mo riolita, dacita y andesita <strong>co</strong>n abundante vidrio y las filitas <strong>co</strong>n abundante illita, se cuentan entre las<br />
rocas que poseen minerales reactivos; igualmente las rocas basálticas <strong>co</strong>n más del 5% de minerales secundarios <strong>co</strong>mo<br />
calcedonia u ópalo, o algunas areniscas y cuarcitas <strong>co</strong>n más del 5% de chert.<br />
2 Estos minerales propios de los suelos llamados andosoles, se forman por des<strong>co</strong>mposición de cenizas volcánicas. Con alto<br />
<strong>co</strong>ntenido de humedad, altos límites líquido y plásti<strong>co</strong> y bajo índice de plasticidad. Son muy inestables cuando se remoldean,<br />
debido a que cuando se perturban (excavaciones, rellenos), su plasticidad se incrementa significativamente y entonces fluyen.<br />
Muchos problemas de estabilidad de taludes y de rellenos en el viejo Caldas, se deben a la presencia de estos suelos.<br />
63
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
5.0 RECONOCIMIENTO DE LOS MINERALES EN EL CAMPO Y EN EL<br />
LABOTRATORIO.<br />
Se adjuntan algunas tablas para facilitar el re<strong>co</strong>nocimiento de los minerales en el Campo y en<br />
el laboratorio.<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 2003<br />
Tabla 5 Identificación de Cuarzo y Feldespato<br />
CARACTERÍSTICAS FELDESPATO CUARZO<br />
Color Blan<strong>co</strong>, o rosado Gris ahumado<br />
Transparencia Opa<strong>co</strong> Translucido o transparente<br />
Clivaje Bueno. Dos caras formando<br />
Entre ellas un ángulo de 90° Rotando la<br />
muestra es fácil distinguir las caras.<br />
No se identifican caras<br />
Forma del cristal Paralelipípedo Sin forma<br />
Maclado Frecuente: Con una lupa se observan No se presenta maclado<br />
diminutas líneas paralelas muy juntas<br />
Lustre Porcelanáceo, algo opa<strong>co</strong> si la muestra Vítreo<br />
está alterada.<br />
Tabla 6 Identificación de los minerales ferromagnesianos<br />
Mineral Características<br />
Augita Color verde oscuro. Puede presentarse en granos o masas, o cristales <strong>co</strong>rtos y<br />
gruesos, <strong>co</strong>n sección cuadrada o rectangular.<br />
Horblenda Color verde oscuro <strong>co</strong>mo la Augita, pero generalmente los cristales son hojosos<br />
delgados y largos, <strong>co</strong>n extremos irregulares<br />
Olivino Raras veces forma cristales; se presenta <strong>co</strong>mo granos o masas y su <strong>co</strong>lor es<br />
verde oliva a verde amarillento<br />
Mica Biotita Laminillas o escamas brillantes negras flexibles que se pueden separar <strong>co</strong>n<br />
facilidad de la muestra<br />
En el Anexo 1 se describen los elementos y minerales más <strong>co</strong>munes. Los Anexos 2 y 3<br />
<strong>co</strong>ntienen tablas para identificación de los minerales.<br />
64
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 2003<br />
ANEXO 1 - ELEMENTOS Y MINERALES DE INTERÉS EN INGENIERÍA CIVIL<br />
ELEMENTOS NATIVOS<br />
Azufre S No metal, amarillento y frágil, fabricación pólvora negra, fósforos y ácido sulfúri<strong>co</strong>. Se<br />
presenta en depósitos del tipo evaporitas, asociado <strong>co</strong>n yeso, anhidrita, calcita, etc. y<br />
en depósitos fumaróli<strong>co</strong>s asociado <strong>co</strong>n rocas volcánicas, también <strong>co</strong>mo producto de<br />
oxidación de sulfuros.<br />
Cobre Cu Metal maleable, <strong>co</strong>lor rojo característi<strong>co</strong>, se usa en la fabricación de monedas, vasijas<br />
y muchas artesanías, alambres de <strong>co</strong>nducción, aleaciones (latón es <strong>co</strong>bre <strong>co</strong>n zinc,<br />
bronce es <strong>co</strong>bre <strong>co</strong>n estaño) <strong>co</strong>mo sulfato sirve para <strong>co</strong>mbatir los hongos de los<br />
viñedos.<br />
Diamante C No metal; carbono químicamente puro; puede ser transparente, turbio u opa<strong>co</strong>; se<br />
talla en brillantes de gran valor; los diamantes turbios (bort) se usan para <strong>co</strong>rtar vidrio,<br />
tornear piezas y estirar alambre fino; pulverizado se usa <strong>co</strong>mo esmeril para tallar<br />
diamantes y otras piedras duras; el de tipo carbonado se usa para la fabricación de<br />
brocas de perforación.<br />
Grafito C Forma de carbono de alta presión; se presenta en masas hojosas o granulares; es<br />
opa<strong>co</strong>, posee brillo metáli<strong>co</strong> y es muy blando (tiñe <strong>co</strong>n facilidad); el tipo hojoso se usa<br />
para crisoles y lubricantes, el terroso para fabricar lápices, electrodos, varillas negras<br />
para pilas, <strong>co</strong>lorante y en la industria del hierro, acero y fundición.<br />
Mercurio Hg Úni<strong>co</strong> metal líquido a temperatura ordinaria, <strong>co</strong>lor blan<strong>co</strong>, brillo metáli<strong>co</strong>, se presenta<br />
en forma de goticas; se usa en la fabricación de termómetros y barómetros, espejos,<br />
fieltros y pinturas de bar<strong>co</strong>; se amalgama <strong>co</strong>n el oro por lo que se emplea para<br />
separarlo de los minerales que lo a<strong>co</strong>mpañan.<br />
Oro Au Metal precioso maleable; se explota en minas de yacimientos primarios hidrotermales<br />
<strong>co</strong>mbinado <strong>co</strong>n cuarzo en rocas profundas, en eruptivas o en tobas, si bien la mayor<br />
parte procede de placeres (aluviones). Es muy <strong>co</strong>nocido su uso en joyería y<br />
monedas, aleado <strong>co</strong>n <strong>co</strong>bre o <strong>co</strong>mo reserva bancaria en barras.<br />
Plata Ag Otro metal maleable precioso; se explota en filones principalmente en menas de<br />
galena; tiene usos semejantes al oro pero es metal menos <strong>co</strong>diciado.<br />
Platino Pt También maleable, se presenta en granos o pepitas de <strong>co</strong>lor gris acero y brillo<br />
metáli<strong>co</strong>.<br />
65
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
SILICATOS: COMPUESTOS DE SILICA AISLADA O COMBIADA CO<br />
METALES<br />
MINERALES<br />
Cuarzo SiO2 El más abundante y resistente a la<br />
meteorización<br />
Feldespatos<br />
Micas<br />
Anfíboles<br />
Piroxenos<br />
Olivinos<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 2003<br />
Generalmente no se des<strong>co</strong>mpone; en<br />
casos especiales da lugar a sílice<br />
disuelta (ambientes <strong>co</strong>n pH > 9)<br />
Variedades: calcedonia y ópalo; en forma cristalina adhiere <strong>co</strong>n dificultad <strong>co</strong>n los<br />
asfaltos en los pavimentos; las variedades citadas reaccionan <strong>co</strong>n los álcalis de<br />
los cementos en los <strong>co</strong>ncretos, deteriorándolos.<br />
Ortoclasa K, Na, Al Abunda en rocas ígneas alcalinas,<br />
metamórficas y clásticas.<br />
Plagioclasa Ca, Na, Al Abunda en rocas ígneas de cualquier<br />
tipo y según el tipo, ayuda a<br />
clasificarlas; la variedad cálcica abunda<br />
en las metamórficas.<br />
Mos<strong>co</strong>vita<br />
(Mica blanca)<br />
Biotita (Mica<br />
negra)<br />
K, Al Abunda en rocas ígneas alcalinas y<br />
metamórficas <strong>co</strong>mo neises y esquistos y<br />
en algunas rocas clásticas.<br />
K, Mg; Fe;<br />
Al<br />
Hornblenda Ca, Na,<br />
Mg, Fe,<br />
Mn, Al<br />
Augita Ca, Mg,<br />
Fe, Al<br />
Olivino (Mg Fe)2<br />
SiO4<br />
Abunda en muchas rocas ígneas y<br />
metamórficas. En sedimentos <strong>co</strong>mo<br />
biotita hidratada o vermiculita.<br />
Abunda en rocas intermedias <strong>co</strong>mo<br />
Diorita y Andesita también en rocas<br />
metamórficas <strong>co</strong>mo anfibolita y en<br />
algunas clásticas.<br />
Abunda en rocas ígneas básicas y<br />
metamórficas máficas de alto grado.<br />
Abunda en rocas ígneas básicas y<br />
ultrabásicas y metamórficas de origen<br />
calcáreo.<br />
Se altera a arcillas (illita) y sericita<br />
principalmente<br />
Se altera a minerales arcillosos,<br />
sericita y la variedad cálcica a calcita<br />
Por hidratación y lavado se pueden<br />
<strong>co</strong>nvertir en illita (arcilla). La sericita<br />
se <strong>co</strong>nsidera una variedad de<br />
mos<strong>co</strong>vita.<br />
Por hidratación y lavado pasa a<br />
vermiculita. También a clorita,<br />
epidota y carbonatos.<br />
Se altera a clorita, epidota,<br />
carbonatos, óxidos de hierro<br />
(hematita).<br />
Se altera a clorita, epidota,<br />
carbonatos, y hematita.<br />
Junto <strong>co</strong>n la augita se alteran a<br />
serpentina; también es <strong>co</strong>mún su<br />
alteración a tal<strong>co</strong>.<br />
Nota: Las rocas ferromagnesianas en general en <strong>co</strong>ndiciones de buen drenaje, dan lugar a hidróxidos de<br />
aluminio (gibsita) y hierro (goetita o limonita), a partir de minerales <strong>co</strong>mo biotita, hornblenda, augita y olivino.<br />
66
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
Alofana<br />
Substancia amorfa<br />
Caolinita<br />
Substancia cristalina<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 2003<br />
Silicato<br />
hidratado<br />
de<br />
Alluminio<br />
Silicato<br />
hidratado<br />
de<br />
Aluminio<br />
GRUPO ARCILLAS (SILICATOS HIDRATADOS)<br />
Amorfa; frecuente en grietas y fisuras en<br />
capas de carbón y muchas rocas<br />
volcánicas alteradas de la Cordillera<br />
Central de Colombia.<br />
1:1 sílice/alúmina; en ambientes bien<br />
drenados; procede de rocas ácidas e<br />
intermedias (Cordillera Central), por<br />
hidrólisis o alteración hidrotermal de<br />
feldespatos.<br />
Haloisita (Al, Si) * Es una variedad de caolinita no<br />
hidratada, <strong>co</strong>nstituida por cristales<br />
tubulares, por lo cual es muy liviana.<br />
Haloisita hidratada<br />
Metahaloisita<br />
Montmorillonita Al, Mg, Na,<br />
Si<br />
(*)4H2O Debido a su baja densidad e<br />
inestabilidad en procesos de secado, es<br />
problemática en la <strong>co</strong>nstrucción de<br />
terraplenes.<br />
(*)2H2O La forma hidratada de haloisita por<br />
secado pasa irreversiblemente a<br />
metahaloisita.<br />
2:1 sílica/alúmina; se forma en<br />
ambientes de pobre drenaje a partir de<br />
rocas cristalinas básicas <strong>co</strong>mo diabasas<br />
y basaltos en zonas de la Cordillera<br />
Central y región norte del país.<br />
Illita Al, K 2:1 sílica/alúmina, semejante a la<br />
mos<strong>co</strong>vita.<br />
Estructuras de las arcillas<br />
cristalinas:<br />
CAOLI NITA<br />
1 : 1<br />
MONTMORILLONITA<br />
2 : 1<br />
Lámina de Sílica<br />
Lámina de<br />
Alúmina<br />
ILLITA<br />
2 : 1<br />
67<br />
Potasio<br />
Potasio<br />
Agua
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 2003<br />
GRUPO ÓXIDOS<br />
Corindón Al2O3 Se forma en rocas metamórficas y algunos basaltos; los rubíes y zafiros <strong>co</strong>nstituyen<br />
las variedades nobles del <strong>co</strong>rindón, en forma impura se usa <strong>co</strong>mo esmeril.<br />
Hematita Fe2O3<br />
Óxido <strong>co</strong>lor rojizo sangre; abunda en todo tipo de rocas <strong>co</strong>mo producto de alteración<br />
de minerales primarios ferromagnesianos y <strong>co</strong>mo cementante en las lateritas.<br />
GRUPO HIDRÓXIDOS<br />
Gibsita Al(OH)3 Hidróxido de aluminio in<strong>co</strong>loro. Se le llama también Bauxita y se forma por<br />
alteración de silicatos ri<strong>co</strong>s en aluminio en ambientes cálidos y húmedos.<br />
Goetita<br />
(Limonita)<br />
Fe2O3 • n H2O<br />
Hidróxido <strong>co</strong>lor rojizo, marrón o amarillento ampliamente distribuido en<br />
rocas des<strong>co</strong>mpuestas y en forma diseminada o <strong>co</strong>mo cementante en rocas<br />
sedimentarias.<br />
Nota: En <strong>co</strong>ndiciones de pobre drenaje el grado de meteorización es bajo y se forman minerales <strong>co</strong>mo<br />
clorita, sericita, y vermiculita, a partir de minerales ferromagnesianos; <strong>co</strong>n más drenaje (meteorización<br />
moderada), se forma la montmorillonita y en <strong>co</strong>ndiciones óptimas de drenaje, los suelos lateríti<strong>co</strong>s (ri<strong>co</strong>s en<br />
caolinita, bauxita y goetita).<br />
GRUPO CARBONATOS<br />
Calcita Ca CO3 Es un mineral in<strong>co</strong>loro o de <strong>co</strong>lores variados, dependiendo de las impurezas que<br />
<strong>co</strong>ntenga; es el principal <strong>co</strong>mponente de las calizas y mármoles, y un cemento<br />
mineral de muy buena calidad, es muy frecuente <strong>co</strong>mo venas y otros rellenos de<br />
grietas.<br />
Dolomita Ca Mg (CO3)2 Aspecto semejante a la calcita; se presenta <strong>co</strong>mo mineral original en calizas<br />
dolomitas y mármoles o <strong>co</strong>mo mineral de reemplazo cuando estas mismas rocas<br />
son dolomitizadas. Al igual que la caliza es un producto de alteración de<br />
minerales ferromagnesianos de rocas ígneas y metamórficas e igualmente se<br />
puede presentar <strong>co</strong>mo relleno de grietas.<br />
68
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
GRUPO SULFATOS<br />
Anhidrita CaSO4 Mineral in<strong>co</strong>loro, blan<strong>co</strong> o rosado de lustre vítreo; se asocia <strong>co</strong>n el yeso, sal o<br />
carbonatos en depósitos de evaporitas.<br />
Yeso CaSO4.•2H2 O In<strong>co</strong>loro o blan<strong>co</strong> de lustre perlado; se presenta asociado en las evaporitas <strong>co</strong>n la<br />
sal y la anhidrita; también en venas de origen hidrotermal o formando capas<br />
delgadas en rocas sedimentarias.<br />
GRUPO SULFUROS<br />
Pirita FeS2 Mineral muy <strong>co</strong>mún en venas reemplazos o diseminado en muchos tipos de rocas:<br />
es perjudicial en los <strong>co</strong>ncretos al igual que el resto de sulfuros porque al oxidarse<br />
puede dar lugar al ácido sulfúri<strong>co</strong> que lo ataca y deteriora.<br />
Cal<strong>co</strong>pirita Cu Fe S2 Color amarillento y lustre metáli<strong>co</strong>; ocurrencia y características semejantes a la<br />
pirita y otros sulfuros.<br />
Galena Pb S Mineral grisáceo y opa<strong>co</strong> de lustre metáli<strong>co</strong> semejante a los dos anteriores en<br />
cuanto a su ocurrencia y características.<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 2003<br />
69
ANEXO 2<br />
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA<br />
DEPARTAMETO DE IGEIERÍA CIVIL<br />
ALGUNAS CLAVES SENCILLAS PARA EL RECONOCIMIENTO DE MINERALES (1 de 2)<br />
SILICATOS<br />
Olivino, Augita y Horblenda Los tres poseen <strong>co</strong>lor verde a negro; se diferencian por su forma (olivino: granular; augita: barritas gruesas<br />
y <strong>co</strong>rtas; Horblenda barritas largas y delgadas. Su densidad varía entre 2.8 y 3.2 (más pesado el olivino)<br />
Biotita, Mos<strong>co</strong>vita Ambas se ven <strong>co</strong>mo laminillas flexibles. La biotita es de <strong>co</strong>lor verde oscuro, café o negro. La mos<strong>co</strong>vita es<br />
de <strong>co</strong>lor amarillo claro o rojizo. En general no se dejan rayar <strong>co</strong>n la uña pero este criterio no es seguro.<br />
Feldespato, Cuarzo El cuarzo raya al feldespato y a cualquier otro mineral <strong>co</strong>mún. Mientras el feldespato es de <strong>co</strong>lor blan<strong>co</strong>,<br />
rosado; el cuarzo es gris ahumado. Mientras el feldespato es transparente; el cuarzo es traslúcido: Mientras<br />
el cristal de feldespato presenta bordes claros; el de cuarzo no los presenta.<br />
Mientras el lustre o brillo del feldespato es <strong>co</strong>mo el de la porcelana; el del cuarzo es vítreo.<br />
Además, el feldespato es más abundante.<br />
ÓXIDOS E HIDRÓXIDOS<br />
Hematina y Limonita La Hematina es de <strong>co</strong>lor rojo a pardo oscuro y su raya es rojiza parda<br />
La limonita es de <strong>co</strong>lor amarillo a pardo y su raya es parda amarillenta<br />
CARBONATOS<br />
Caliza Se deja rayar <strong>co</strong>n la navaja y muestra efervescencia en ácido diluido; los cristales son romboédri<strong>co</strong>s :<br />
SULFATOS<br />
Yeso Es in<strong>co</strong>loro a blan<strong>co</strong> y se deja rayar <strong>co</strong>n la uña; algo fibroso<br />
SULFUROS<br />
Pirita Color amarillo latón (oro de los tontos) y raya de <strong>co</strong>lor verde oscuro a negro; cristales cúbi<strong>co</strong>s<br />
ANEXO 3 Tabla para identificación de <strong>Minerales</strong>
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 2003<br />
71
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 2003<br />
Capítulo 5<br />
LAS ROCAS<br />
1. ORIGEN Y CLASIFICACIÓN GENERAL<br />
Se cree que la <strong>co</strong>rteza terrestre se formó por diferenciación del Manto Superior de la tierra. Se<br />
llama ciclo de las rocas, al <strong>co</strong>njunto de procesos que dieron lugar a los 3 tipos de rocas que se<br />
<strong>co</strong>nocen: ígneas, sedimentarias y metamórficas.<br />
Las roca ÍGNEAS, las primeras en formarse, se originaron por enfriamiento y <strong>co</strong>nsolidación<br />
del magma. Este material <strong>co</strong>nsiste en una masa vis<strong>co</strong>sa de silicatos, en estado de fusión, <strong>co</strong>n<br />
temperatura superior a 1200º C, que ascendió y asciende en el presente, desde el interior de la<br />
<strong>co</strong>rteza terrestre, y después de emplazarse en otras rocas en profundidad, o ser arrojado a<br />
superficie por los volcanes, se enfría y cristaliza, para formar diferentes tipos de rocas ígneas.<br />
Posteriormente estas rocas quedaron expuestas a los agentes atmosféri<strong>co</strong>s (oxígeno, anhídrido<br />
carbóni<strong>co</strong>, y vapor de agua) y a la acción de ácidos orgáni<strong>co</strong>s. Al <strong>co</strong>ntacto <strong>co</strong>n el agua o bajo<br />
el efecto de la circulación de ésta por sus fracturas, experimentaron alteraciones físicas y<br />
químicas en el proceso de meteorización; luego, en el proceso de erosión, los productos de<br />
estas alteraciones son desalojados, acarreados y depositados transitoriamente en los<br />
<strong>co</strong>ntinentes para formar suelos transportados o llevados a receptáculos llamados cuencas<br />
sedimentarias, donde se litifican, para formar ROCAS SEDIMENTARIAS CLÁSTICAS.<br />
ROCAS SEDIMETARIAS QUÍMICAS U ORGÁNICAS se originan en estas mismas cuencas<br />
a partir de sustancias precipitadas químicamente en ellas.<br />
En las raíces de las montañas, donde las rocas sedimentarias quedan sujetas a altas presiones<br />
de sobrecarga, o en las zonas de <strong>co</strong>ntacto de magmas ascendentes <strong>co</strong>n las rocas emplazadas<br />
por éstos, ocurren cambios en estado sólido que dan lugar a las ROCAS METAMÓRFICAS.<br />
<strong>Rocas</strong> semejantes se forman en las zonas de falla, por cizallamiento. El origen y ciclo de<br />
evolución de las rocas y los procesos superficiales y profundos que intervienen en su<br />
formación, se representan en la Figura 5.1. En la Tabla 5. I se muestra una clasificación<br />
general de las <strong>Rocas</strong>.<br />
2. DESCRIPCIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LAS ROCAS<br />
Dos aspectos además de su origen (ígneas, sedimentarias o metamórficas), son de interés en el<br />
estudio de las rocas:<br />
(1) Litología: término referido a la <strong>co</strong>mposición química y mineral de las rocas, y la<br />
textura, que se define <strong>co</strong>mo el tamaño, forma y disposición de las partículas minerales.<br />
(2) Estructura: se relaciona <strong>co</strong>n las formas de yacimiento de las rocas en la naturaleza,<br />
referidas a la geometría de los cuerpos ro<strong>co</strong>sos generada en el momento de su formación, o<br />
estructuras primarias; o a las estructuras resultantes de la deformación y ruptura a que las<br />
rocas están sometidas en campos naturales de fuerzas, llamadas estructuras secundarias.<br />
73
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
Figura Figura 5.1<br />
Ciclo Ciclo de de las las rocas rocas: rocas : Las Las rocas rocas ígneas ígneas se se forman forman a a partir partir de material sedimentario o o metamórfi<strong>co</strong> metamórfi<strong>co</strong> que<br />
que<br />
funde funde y y luego luego se se cristaliza: cristaliza: las las sedimentarias sedimentarias se se forman forman a a partir partir de de otras otras rocas rocas o o de de las las sedimentarias sedimentarias mismas por<br />
intemperismo intemperismo o o meteorización, meteorización, trasporte trasporte (erosión) (erosión) sedimentación sedimentación y y mitificación.<br />
mitificación. Finalmente Finalmente las las las metamórficas, metamórficas, metamórficas, a<br />
partir partir partir de de de rocas rocas sedimentarias sedimentarias sedimentarias o o ígneas ígneas ígneas sujetas sujetas a a fuertes fuertes presiones presiones y y temperaturas temperaturas (por (por debajo debajo de de la la temperatura temperatura temperatura de<br />
de<br />
2.1 <strong>Rocas</strong> ígneas<br />
2.1.1 Modo de formación y clasificación general<br />
Las primeras rocas Ígneas se formaron por enfriamiento y solidificación (<strong>co</strong>n formación<br />
de cristales) del magma proveniente de la zona sub<strong>co</strong>rtical o de la fusión de otras rocas.<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 2003<br />
74
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
Clasificación<br />
IGNEAS<br />
SEDIMENTARIAS<br />
METAMÓRFICAS<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 2003<br />
Proceso<br />
- Enfriamiento y<br />
Tabla 5. I Clasificación General de las <strong>Rocas</strong><br />
<strong>co</strong>nsolidación del magma<br />
Dos clases:<br />
1. Clásticas:<br />
- Fragmentos (clastos) de<br />
roca alterada de varios<br />
tamaños, se acumulan, se<br />
<strong>co</strong>nsolidan y se litifican<br />
2. No clásticas<br />
- Precipitados quími<strong>co</strong>s u<br />
orgáni<strong>co</strong>s que se acumulan y<br />
litifican, o que se <strong>co</strong>ncentran<br />
a partir de una solución.<br />
- Recristalización de otras<br />
rocas (cambio en estado<br />
sólido) por acción de<br />
elevadas temperaturas y<br />
presiones.<br />
Ejemplos de rocas<br />
Si la <strong>co</strong>nsolidación ocurre a gran profundidad las<br />
rocas se llaman Intrusivas o plutónicas. (ejemplo,<br />
Granito) Si se presenta en o cerca de superficie las<br />
rocas se llaman Extrusivas o Volcánicas. Estas<br />
últimas pueden ser:<br />
Efusivas (lavas, <strong>co</strong>mo el Basalto) o<br />
Explosivas (Piroclastos <strong>co</strong>mo la Toba)<br />
Si el tamaño de las partículas clásticas es mayor<br />
de 0.06 mm (fracción gruesa), las partículas se<br />
litifican debido principalmente a que se aglutinan<br />
por un cementante. (ejemplo, Arenisca)<br />
Si el tamaño de las partículas clásticases menor de<br />
0.06 mm (fracción fina), las partículas se litifican<br />
debido principalmente a que se <strong>co</strong>nsolidan<br />
diagenéticamente (ejemplo, Lutita) .<br />
Si los precipitados se acumulan se forman rocas<br />
<strong>co</strong>mo las Calizas o el Chert.<br />
Si los precipitados se <strong>co</strong>ncentran por evaporación<br />
del solvente, se forman las evaporitas <strong>co</strong>mo la Sal<br />
y el Yeso.<br />
Metamorfismo Regional: Grandes presiones<br />
debidas a sobrecarga de sedimentos y fuerzas<br />
desequilibradas de origen tectóni<strong>co</strong>. (ejemplo<br />
Pizarras, filitas, cuarcitas)<br />
Metamorfismo de Contacto: por reacciones<br />
químicas en las aureolas de <strong>co</strong>ntacto de rocas<br />
plutónicas. (ejemplo, algunos tipos de Pizarras)<br />
Metamorfísmo Dinámi<strong>co</strong>: en zonas de falla<br />
(ejemplo, Milonita)<br />
75
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
De acuerdo <strong>co</strong>n su origen las rocas Ígneas se clasifican en (1) Plutónicas o Intrusivas:<br />
cuando el magma se emplaza o encaja en otras rocas y su enfriamiento ocurre a gran<br />
profundidad; (2) Volcánicas o extrusivas, en este caso se originan en erupciones<br />
volcánicas y pueden ser: (2.1) Efusivas, si el magma se enfría cerca de superficie o en<br />
superficie después de perder gran parte de sus gases (lava) y escurrir desde los aparatos<br />
volcáni<strong>co</strong>s; o (2.2) Explosivas, llamadas también Piroclásticas, a partir del<br />
enfriamiento y acumulación de fragmentos incandescentes arrojados por los volcanes,<br />
principalmente los de actividad violenta. Las rocas intrusivas y efusivas son masivas<br />
en <strong>co</strong>ntraste <strong>co</strong>n la piroclásticas que son fragmentarias semejantes a las sedimentarias.<br />
2.1.2 <strong>Rocas</strong> Igneas Intrusivas y Efusivas<br />
Según una teoría propuesta por N. L. Bowen, las rocas ígneas se formaron en su mayoría<br />
por enfriamiento diferencial y cristalización fraccionada del magma.<br />
La serie de Bowen (Figura 2) muestra el orden de cristalización de los minerales a<br />
medida que el magma se enfría. Los minerales que cristalizan primero y a altas<br />
temperaturas (1200ºC), <strong>co</strong>rresponden a los niveles superiores de la serie, en tanto que los<br />
de niveles inferiores lo hacen al final del proceso a bajas temperaturas (800ºC).<br />
Los minerales ferromagnesianos, (olivino-biotita) <strong>co</strong>nstituyen una serie dis<strong>co</strong>ntinua,<br />
producto de cambios abruptos en su <strong>co</strong>mposición y poseen formas cristalinas<br />
individualmente diferentes, en tanto que las Plagioclasas (albita-anortita) <strong>co</strong>nforman una<br />
serie <strong>co</strong>ntinua, <strong>co</strong>n la misma forma cristalina, resultado de un reemplazo progresivo de<br />
Sodio (Na) por Calcio (Ca).<br />
Figura 5. 2 Serie de reacciones de Bowen<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 2003<br />
1200°C<br />
800°C<br />
Estamos familiarizados <strong>co</strong>n la formación de cristales de hielo cuando el agua se <strong>co</strong>ngela por<br />
descenso de temperatura. En el caso de la cristalización diferencial del magma la situación es<br />
76
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
bastante más <strong>co</strong>mpleja: abarca, según se expuso, un intervalo de temperaturas entre 1200°C y<br />
800°C aproximadamente y se van formando minerales distintos a diferentes temperaturas.<br />
A medida que disminuye la temperatura del magma los iones pierden progresivamente su<br />
movilidad y se van acercando hasta que a una cierta temperatura se unen en forma ordenada<br />
dando lugar a cristales. Los primeros átomos que se unen son los de silicio y oxígeno para<br />
formar tetraedros de sílica, estructura básica de los silicatos. En la medida que la temperatura<br />
sigue bajando, los tetraedros se unen entre sí o <strong>co</strong>n otros átomos para formar diferentes tipos<br />
de cristales minerales. Cuando todo el magma se transforma en una masa sólida de cristales (o<br />
vidrio), se habrá formado una roca ígnea.<br />
A medida que se van formando rocas que <strong>co</strong>ntienen minerales de la parte superior de la serie<br />
de Bowen, la fase líquida residual del magma es cada vez más pobre en hierro y magnesio y<br />
más rica en sílice (SiO2) y álcalis (Na, K). De este modo, cuando predominan minerales de la<br />
parte superior de la serie de Bowen, se generan rocas plutónicas de tipo gabro si éstas se<br />
forman a profundidades, o rocas volcánicas del tipo basalto, en el caso de que los cristales<br />
hayan solidificado, en superficie.<br />
De manera similar, si los minerales <strong>co</strong>nstitutivos de la roca pertenecen a los niveles<br />
intermedios de la serie, las rocas resultantes son del tipo diorita,. si formadas en profundidad,<br />
o andesita si en superficie. Finalmente, cuando minerales de la parte baja de la serie de<br />
Bowen son los dominantes, se produce Granito, si la cristalización ocurre a gran profundidad,<br />
o Riolitas si ésta tiene lugar en superficie.<br />
• Composición<br />
La <strong>co</strong>mposición química y mineral de las rocas ígneas queda determinada por el nivel de<br />
temperatura a la cual se formaron los minerales, es decir hay una relación estrecha entre la<br />
<strong>co</strong>mposición del magma del cual se originó la roca y su <strong>co</strong>mposición, independientemente de<br />
la profundidad a la cual ocurrió la solidificación. Desde el punto de vista quími<strong>co</strong>, las rocas<br />
Ígneas se pueden clasificar de acuerdo <strong>co</strong>n el <strong>co</strong>ntenido de sílice (Tabla 5. II).<br />
Tabla 5. II Clasificación química de las rocas ígneas<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 2003<br />
SÍLICE % CLASIFICACIÓ EJEMPLOS<br />
> 66 Félsica (ácidas) Granito-riolita<br />
66 - 52 Intermedia Diorita-andesita<br />
52 - 45 Máfica (básicas) Gabro-basalto<br />
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
• Textura<br />
En el caso de las rocas ígneas, el término Textura se refiere al tamaño de los cristales<br />
(granularidad 3 ) y a las proporciones de cristales y vidrio que posean (grado de cristalinidad 4 ),<br />
factores que dependen de la manera <strong>co</strong>mo ocurrió la cristalización. La textura es relativamente<br />
independiente del la <strong>co</strong>mposición del magma y más bien guarda relación <strong>co</strong>n la profundidad a<br />
la cual ocurrió la <strong>co</strong>nsolidación del mismo.<br />
La textura es un reflejo del grado de cristalinidad y la granularidad. A grandes profundidades<br />
la cristalizacíón cerca a 800°C y fue lenta dando lugar a rocas <strong>co</strong>n solo cristales. Éstos son<br />
grandes (grano medio y grueso), muy bien entrabados, <strong>co</strong>n una porosidad mínima. En este<br />
caso, se forman las rocas Plutónicas <strong>co</strong>mo el granito y la diorita las cuales poseen textura<br />
Faneritica.<br />
Figura 5. 3 Clasificación química y mineral<br />
Cerca de superficie o en superficie, el magma pierde sus gases -se le llama lava- y se enfría<br />
muy rápidamente, a temperaturas cercanas a 1200°C, dando lugar a rocas volcánicas <strong>co</strong>mo la<br />
diabasa o el basalto, la mayor parte de las cuales posen una mezcla de cristales <strong>co</strong>n textura<br />
afanítica, de cristales no observables a simple vista. Estas rocas pueden presentar una<br />
3 Según el tamaño de la mayoría de los cristales de la roca: grano fino (< 1mm); grano grano medio (1mm-5mm); grano grueso<br />
(5mm-3cm) y grano muy grueso > 3cm). Petrografía de Howel, Turner y Gilgert, 1968.<br />
4 Holocristalina: roca <strong>co</strong>n solo cristales, ejemplo Granito; roca <strong>co</strong>n solo vidrio: Holohialina, ejemplo, Obsidiana; roca <strong>co</strong>n cristales<br />
y vidrio: hipocristalina, ejemplo Basalto. Petrografía de Howel, Turner y Gilgert, 1968.<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 2003<br />
78
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
porosidad relativamente alta, debido a que por enfriarse tan rápido, quedó gas atrapado y al<br />
salir éste quedaron muchos vacíos.<br />
Cuando por alguna razón el magma se enfría en dos tiempos, uno lento y uno rápido, las rocas<br />
ígneas adquieren una textura Porfídica, <strong>co</strong>n cristales relativamente grandes llamados<br />
fenocristales, incluidos en una masa de cristales más pequeños o en una pasta parcial o<br />
totalmente vítrea. A las rocas <strong>co</strong>rrespondientes se les denomina pórfidos.<br />
Las rocas ígneas poseen una fábrica cristalina masiva, es decir, de cristales fuertemente<br />
entrabados, no orientados; lo cual les imparte alta a muy alta resistencia y rigidez, sin<br />
direccionalidad en sus propiedades mecánicas. Las de grano fino (< 1 mm. de diámetro) son<br />
algo más resistentes (ej.: la diabasa es más resistente que el granito).<br />
Las rocas ígneas en general son las más resistente y menos deformables entre todas las rocas,<br />
pero debido a su mayor porosidad, la calidad de las rocas volcánicas es más dispersa.<br />
Se incluyen algunos ejemplos de microfotografías de secciones delgadas, donde se aprecia la<br />
textura de las rocas ígneas (Figuras 5.4 y 5.5) y en la Tabla 5. III se incluye la clasificación<br />
general de las rocas ígneas intrusitas y efusivas.<br />
Figura 5.4 Granito biotita: Contiene cuarzo, feldespato, biotita y algo de hornblenda. Qu: Cuarzo, B: Biotita, F:<br />
Feldespato<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 2003<br />
79
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
Figura 5. 5 Basalto olivino: Contiene plagioclasa cálcica, olivino y augita. Pl: Plagioclasa Cálcica; O: Olivino; A: Augita<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 2003<br />
80
FORMAS DE YACIMIENTO<br />
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
Composición<br />
química<br />
BATOLITOS<br />
LACOLITOS<br />
DIQUES<br />
LACOLITOS<br />
MANTOS<br />
COLADAS<br />
MANTOS<br />
Tabla Tabla Tabla 5. 5. III III. III . Clasificación Clasificación General General de de las las <strong>Rocas</strong> <strong>Rocas</strong> Ígneas Ígneas Intrusitas y Efusivas<br />
ÁCIDAS INTERMEDIAS BÁSICAS<br />
ULTRA<br />
BÁSICAS<br />
Si02 71.5% 65.3% 61.6% 60.4% 58.2% 48.6% 41.1%<br />
Al2O3 14.% 16.1% 16.2% 17.0% 17.0% 16.2% 4.8%<br />
Fe O 2.9% 4.4% 6.3% 5.6% 6.9% 10.8% 11.1%<br />
Mg, Ca, Na, K (O) 9.9% 12.1% 13.7% 14.8% 15.4% 19.6% 38.1%<br />
PLUTÓNICAS<br />
O<br />
INTRUSIVAS<br />
VOLCÁNICAS<br />
O<br />
EXTRUSIVAS<br />
<strong>Minerales</strong> esenciales<br />
1 * Granito Granodiorita<br />
2 *<br />
2 *<br />
Granito<br />
porfíri<strong>co</strong><br />
Riolita<br />
porfírica<br />
Granodiorita<br />
porfírica<br />
Dacita porfírica<br />
Cuarzodiorita<br />
(Tonalita)<br />
Cuarzodiorita<br />
porfírica<br />
Sienita Diorita Gabro Peridotita Fanerítica<br />
Sienita Porfírica<br />
Traquita<br />
porfírica<br />
Diorita<br />
porfírica<br />
Andesita<br />
porfírica<br />
Gabro porfíri<strong>co</strong><br />
Basalto<br />
porfírica<br />
Diabasa<br />
81<br />
Porfirítica<br />
1 * Riolita Dacita Traquita Andesita Basalto Afanítica<br />
Fd K > 2/3<br />
del total de<br />
Fd<br />
<strong>Minerales</strong> accesorios característi<strong>co</strong>s Augita,<br />
hornblenda,<br />
biotita,<br />
mos<strong>co</strong>vita<br />
Fd K > 10% del<br />
total de Fd<br />
Fd K < 10% del<br />
total de Fd<br />
Fd Na-Ca > 2/3 del total de Fd<br />
Fd K > 2/3<br />
del total de Fd<br />
Fd K 2/3 del total de Fd<br />
Fd Na Fd Na Fd Ca<br />
Cz > 10% Cz < 10%<br />
Augita, hornblenda, biotita<br />
Augita,<br />
hornblenda,<br />
biotita, mos<strong>co</strong>vita<br />
Augita,<br />
hornblenda,<br />
biotita<br />
Olivino y augita<br />
Olivino y/o augita<br />
Principalmente<br />
serpentina
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
2.1.3 <strong>Rocas</strong> explosivas o piroclásticas<br />
Estas rocas se forman por acumulación de fragmentos de roca y trozos incandescentes de<br />
lava arrojados por los volcanes de actividad explosiva. A los piroclastos también se les<br />
<strong>co</strong>noce individualmente <strong>co</strong>mo Tefra<br />
En la naturaleza, se disponen en forma muy similar a las rocas sedimentarias en capas<br />
relativamente horizontales. Los fragmentos también en este caso se clasifican por<br />
tamaños <strong>co</strong>mo se aprecia en la Tabla 5. IV<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
Tabla 5. IV Clasificación de la Tefra y rocas <strong>co</strong>rrespondientes<br />
Material Material no no <strong>co</strong>nsolidado <strong>co</strong>nsolidado Tamaño Tamaño<br />
Material Material <strong>co</strong>nsolidado<br />
<strong>co</strong>nsolidado<br />
Ceniza volcánica < 2 mm<br />
Lapilli 2 mm. - 64 mm.<br />
Bombas<br />
.<br />
> 64 mm.<br />
Tobas y Tobas de Lapilli<br />
Aglomerados y<br />
Conglomerados<br />
Bloques > 64 mm. Brechas<br />
La diferencia entre bombas y bloques tiene que ver <strong>co</strong>n su origen. Mientras que las bombas<br />
son eyectadas en estado casi fundido (su forma de huso se debe al estilo aeródinámi<strong>co</strong><br />
adquirido por fricción <strong>co</strong>n el aire); los bloques son fragmentos sólidos <strong>co</strong>n formas angulares.<br />
Generalmente los depósitos piroclásti<strong>co</strong>s de varios tamaños alternan <strong>co</strong>n mantos de lava y<br />
presentan espesores muy <strong>co</strong>nsiderables. Sus acumulaciones pueden alcanzar varios cientsl de<br />
metros de espesor.<br />
2.1.4 Formas Primarias de yacimiento de las Roca Plutónicas<br />
Las formas de yacimiento que a<strong>co</strong>mpañan la formación de las rocas plutónicas pueden<br />
ser <strong>co</strong>n<strong>co</strong>rdantes o dis<strong>co</strong>rdantes, según se a<strong>co</strong>moden entre las capas que intruyen o las<br />
atraviesen. En cualquiera e los dos caso además, se <strong>co</strong>nsideran tabulares o masivas, si<br />
su espesor es o no <strong>co</strong>nsiderablemente inferior a sus otras dos dimensiones.<br />
El Batolito (dis<strong>co</strong>rdante-macizo) <strong>co</strong>nstituye la estructura plutónica de origen primario<br />
más importantes; es de tamaño muy <strong>co</strong>nsiderable 5 , <strong>co</strong>nstituye por lo general la espina<br />
dorsal de las <strong>co</strong>rdilleras de plegamiento, está <strong>co</strong>nstituidos por material graníti<strong>co</strong> (granito,<br />
granodiorita) y se formó después que las capas sedimentarias donde se inyectó se plegó.<br />
Parece que se origina por escalonamiento del magma 6 o por granitización 7 .<br />
5 Mayores a 100 Km 2 , si menores se les llama tron<strong>co</strong>s<br />
6 El magma asciende a través de las fracturas fundiendo parte de la masa intruÍda en las zonas más profundas.<br />
7 Cuando la solución magmática se inyecta, se produce un intercambio catióni<strong>co</strong> y la roca intruida se granitiza.<br />
82
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
Otra estructura de interés es el Dique. Es una estructura dis<strong>co</strong>rdante-tabular <strong>co</strong>mpuesta<br />
de generalmente de cuarzo, calcita, o algún tipo de lava. Los diques se ven expuestos en<br />
excavaciones de taludes o túneles <strong>co</strong>n mucha frecuencia.<br />
Las restantes estructuras plutónicas: La<strong>co</strong>litos (macizos y <strong>co</strong>n<strong>co</strong>rdantes) y los Mantos<br />
(tabulares y <strong>co</strong>n<strong>co</strong>rdantes), son más difíciles de identificar en el campo; litológicamente<br />
se asemejan a los batolitos. En la Figura 5.6 se muestran las relaciones estructurales de<br />
las masas ígneas.<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
Figura 5.6. Formas de yacimiento de rocas ígneas<br />
2.1.5 Estructuras primarias de las rocas ígneas volcánicas<br />
• Origen<br />
Cuando el magma asciende por fracturas u otros <strong>co</strong>nductos pierde sus gases y se <strong>co</strong>nvierte en<br />
lava, la cual da origen en o cerca de la superficie de la tierra a las rocas volcánicas.<br />
Comprende las rocas formadas en procesos de erupciones violentas de fragmentos, <strong>co</strong>nocidas<br />
<strong>co</strong>mo rocas piroclásticas- o emisiones de lava que dan lugar a las rocas efusivas.<br />
Las lavas varían en fluidez y vis<strong>co</strong>sidad, según su <strong>co</strong>mposición de la lava, lo cual habrá de<br />
reflejarse en el carácter de los productos y en la expresión morfológica de las masas<br />
solidificadas.<br />
Las lavas ácidas <strong>co</strong>mo la riolita, proceden de magmas ri<strong>co</strong>s en sílice y volátiles y son de<br />
carácter explosivo, por lo que son expulsadas <strong>co</strong>n gran violencia, desprendiendo fragmentos<br />
de roca de los bordes de los <strong>co</strong>nductos y arrojando muy alto y muy lejos los productos<br />
piroclásti<strong>co</strong>s asociados. Por su menor fluidez -mayor vis<strong>co</strong>sidad- originan geoformas de<br />
relieve fuerte.<br />
83
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
Con mucho mayor frecuencia, las rocas piroclásticas se originan en erupciones explosivas, es<br />
decir, expulsión de fragmentos incandecentes que varía según su carácter y tamaño y se<br />
acumulan en capas originando depósitos <strong>co</strong>nsolidados, que <strong>co</strong>rresponden propiamente a las<br />
<strong>Rocas</strong> Piroclásticas. (Tabla 5. IV)<br />
En <strong>co</strong>ntraste las lavas básicas <strong>co</strong>mo el basalto, provienen de magmas pobres en sílice y<br />
volátiles, por lo que las erupciones son tranquilas y originan geoformas suaves, dada su<br />
mayor movilidad.<br />
Tipos de estructuras primarias<br />
Las formas básicas de las estructuras primarias de las rocas volcánicas efusivas se <strong>co</strong>nocen<br />
<strong>co</strong>mo Mantos y Coladas.<br />
Los Mantos son formaciones estratiformes producidas en efusiones terrestres o submarinas,<br />
en tanto que las Coladas son formaciones originadas <strong>co</strong>mo rellenos de valles u hondonadas.<br />
Estructura interna de los mantos y <strong>co</strong>ladas<br />
Durante la solidificación y enfriamiento de las lavas se forman grietas de retracción las cuales,<br />
en el caso de los mantos y <strong>co</strong>ladas de basaltos dan origen al Disyunción <strong>co</strong>lumnar debido a<br />
que en este caso la lava se enfría y se <strong>co</strong>ntrae a partir de centros de enfriamiento en tres<br />
direcciones <strong>co</strong>nvergentes a 120º. (Figura 5.7)<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
Figura 5.7 Disyunción <strong>co</strong>lumnar de los basaltos<br />
♦ Mantos de Piroclastos<br />
Resultan de erupciones explosivas asociadas principalmente a lavas ácidas, <strong>co</strong>n expulsión de<br />
bombas, es<strong>co</strong>ria, pómez, lapillis, arena volcánica, ceniza y fragmentos de roca arrancados de<br />
las paredes de la chimenea volcánica; asociadas principalmente a erupciones terrestres. En las<br />
erupciones marinas la carga de masa de agua impide la difusión de los piroclastos; se cree que<br />
84
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
a más de 2 Km de profundidad la presión de la <strong>co</strong>lumna de agua supera la presión crítica del<br />
vapor de agua que moviliza la masa de piroclastos. En la eyección al aire, debido a un<br />
mecanismo de diferenciación gravitacional, cerca del cráter se acumula la porción mas pesada<br />
de bloques y fragmentos; más tarde y más lejos los trozos menudos y livianos vitrificados<br />
<strong>co</strong>mo la cenizas. Se forman así mantos estratiformes de gran espesor cuyas dimensiones<br />
disminuyen a partir del centro de erupción; para cada manto la dimensión de las partículas<br />
disminuye hacia el tope en forma menos precisa que en las capas sedimentarias. En el<br />
departamento de Nariño, estas acumulaciones en la Meseta de Cano, se presentan una potente<br />
secuencia de aglomerados y tobas bien cementadas expuestas en los <strong>co</strong>rtes de la carretera<br />
Pasto- Popayán, a 50 km de Pasto.<br />
Se pueden también formar acumulaciones tobaceo-sedimentarias <strong>co</strong>mo <strong>co</strong>nsecuencia de<br />
<strong>co</strong>mbinaciones de transporte aéreo y terrestre que permite la in<strong>co</strong>rporación de materiales de<br />
origen detríti<strong>co</strong> asociado a procesos de avalanchas y fenómenos parecidos <strong>co</strong>mo es el caso de<br />
las avalanchas de lodos y piedras (lahares) originadas en el Nevado del Ruiz, que sepultaron<br />
la población de Armero en noviembre de 1985. Los lahares volcáni<strong>co</strong>s <strong>co</strong>rresponden<br />
entonces a un tipo especial de depósitos mezclados, que se forman después de las erupciones,<br />
por lluvia o des<strong>co</strong>ngelamiento de los casquetes nevados, dando lugar a grandes masas de lodo,<br />
que forman flujos y avalanchas muy peligrosas. Pueden <strong>co</strong>ntener fragmentos gruesos o<br />
partículas pequeñas, generalmente en matriz de cenizas, las cuales <strong>co</strong>nforman <strong>co</strong>n otros<br />
materiales finos, las <strong>co</strong>ladas de barro que le dan gran energía a estos movimientos.<br />
o Mantos y Coladas de Tobas e Ignimbritas<br />
En erupciones terrestres de magma ácido o intermedio tipo Dácita y Traquita, se forman<br />
aludes o riadas de emulsiones calientes de gases y piroclastos que <strong>co</strong>ntienen gotas, <strong>co</strong>águlos y<br />
lava saturada de volátiles, <strong>co</strong>n fragmentos incandescentes de cenizas, que se mantienen en<br />
suspensión en una nube densa de vapores de agua y gases, expulsada a gran presión por la<br />
chimenea volcánica. Estos aludes se desparraman a gran velocidad por los flan<strong>co</strong>s del volcán,<br />
dando lugar a depósitos heterogéneos no estratificados, acumulados <strong>co</strong>mo lluvias de fuego, y<br />
<strong>co</strong>nstituidos por tobas. Se les <strong>co</strong>noce <strong>co</strong>mo IGNIMBRITAS y son frecuentes en nuestra<br />
<strong>co</strong>rdillera Central.<br />
• Aparatos volcáni<strong>co</strong>s y tipos de volcanes<br />
En los volcanes de Tipo Central la erupción se produce puntualmente desde una chimenea, la<br />
cual <strong>co</strong>incide por lo general <strong>co</strong>n la intersección de grietas abruptas; estos volcanes, los más<br />
<strong>co</strong>munes, tienen forma de <strong>co</strong>no.<br />
En los volcanes de Tipo Fisural; la erupción se produce linealmente desde fisuras o grietas<br />
muy largas.<br />
• Morfología<br />
Las formas de los volcanes dependen principalmente del tipo de magma que los origina,<br />
(Figura 5.8). Como los magmas bási<strong>co</strong>s son más fluidos que los ácidos, los productos de las<br />
erupciones de este tipo, <strong>co</strong>nforman <strong>co</strong>ladas y mantos de morfología muy suave y tipo escudo,<br />
frecuentes en Hawai. Si son de tipo fisural (frecuentes en Islandia), se forman <strong>co</strong>linas suaves<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
85
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
en forma de caballete, <strong>co</strong>n pequeños <strong>co</strong>nos dispuestos a lo largo de las fisuras o grietas. Se<br />
llaman estratovolcanes, aquellos que arrojan mezclas de lava y piroclastos.<br />
Por su parte los magmas ácidos e intermedios, más vis<strong>co</strong>sos, son de carácter explosivo, y por<br />
esto dan lugar a <strong>co</strong>nos y otras acumulaciones más prominentes. En el cinturón de fuego del<br />
Pacifi<strong>co</strong>, es característi<strong>co</strong> este tipo de actividad, explosiva, asociada a la zona de <strong>co</strong>mpresión<br />
terrestre donde <strong>co</strong>lisionan las placas tectónicas de Nazca y América.<br />
Figura 5.8 Ejemplos de morfología volcánica: (a) Volcán en forma de escudo; (b) Estrato volcán 9 (1<br />
lava; 2 centros parásitos de erupción; 3 cúpula; 4 capas de piroclastos).<br />
2.1.5 Algunos <strong>co</strong>mentarios sobre la calidad y el <strong>co</strong>mportamiento de las rocas ígneas en ingeniería<br />
o La <strong>co</strong>mposición química y mineral de las rocas ígneas está reflejada de manera<br />
horizontal en el cuadro de clasificación. Las rocas ácidas, <strong>co</strong>mo el granito y la riolita, y<br />
las algunas intermedias <strong>co</strong>mo la granodiorita o la dacita, ricas en sílice y álcalis,<br />
poseen tonos más claros, son más livianas y menos susceptibles a la meteorización<br />
química; en <strong>co</strong>ntraste las rocas básicas <strong>co</strong>mo el basalto y la diabasa, y algunas<br />
intermedias <strong>co</strong>mo la diorita, ricas en hierro, magnesio y calcio, presentan <strong>co</strong>lores<br />
claros, son más pesadas y se altera más fácilmente en proceso de des<strong>co</strong>mposición.<br />
Estas rocas poseen más minerales de alteración <strong>co</strong>mo clorita, sericita, tal<strong>co</strong> etc),<br />
cuando están químicamente des<strong>co</strong>mpuestas y en esta <strong>co</strong>ndición son más débiles e<br />
inestables.<br />
o En cuanto a su <strong>co</strong>mportamiento frente a los agentes climáti<strong>co</strong>s, se debe tener en cuenta<br />
el grado de meteorización que han alcanzado al presente. Las rocas <strong>co</strong>n<br />
des<strong>co</strong>mposición avanzada, pueden <strong>co</strong>ntener caolinita, clorita, sericita, tal<strong>co</strong>, sepentina,<br />
caolinita, ilita, montmorillonita, u otros minerales que le imparten debilidad y pobre<br />
calidad en general, que no permiten re<strong>co</strong>mendarla <strong>co</strong>mo material de <strong>co</strong>nstrucción y<br />
desmejora notablemente su estabilidad en fundaciones o excavaciones.<br />
o La abundancia de cuarzo en el caso de los granitos, las granodioritas, las riolitas y<br />
rocas félsicas mejantes, limita su uso <strong>co</strong>mo materiales para carpetas asfálticas, debido a<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
86
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
que el cuarzo posee alta afinidad por el agua y repele los asfaltos, originándose así<br />
problemas de adherencia.<br />
o <strong>Rocas</strong> plutónicas o volcánicas <strong>co</strong>mo las anteriores (ricas en cuarzo) son muy abrasivas<br />
lo cual encarece su perforación y excavación.<br />
o Muchas lavas <strong>co</strong>mo las andesitas y riolitas y algunos basaltos, <strong>co</strong>ntienen cantidades<br />
importantes de vidrio lo cual las demerita para su uso en <strong>co</strong>ncretos, dado a la tendencia<br />
de los álcalis de los cementos a reaccionar <strong>co</strong>n la sílice y producir expansión y<br />
deterioro del <strong>co</strong>ncreto.<br />
o También el alto <strong>co</strong>ntenido de vidrio afecta el índice de forma de las rocas volcánicas,<br />
algunas de las cuales producen fragmentos astillosos y alargados en la trituración.<br />
o En realidad, en el caso de ambos tipos de rocas se desarrollan perfiles de meteorización<br />
y éstos son más espesos y diferenciados en nuestro medio, en el caso de las rocas<br />
ígneas plutónicas ácidas, <strong>co</strong>mo las expuestas en el Batolito Antioqueño. Es en este<br />
caso donde <strong>co</strong>n más frecuencia se presentan situaciones particulares de inestabilidad en<br />
las excavaciones, debido principalmente al patrón particular de flujo de agua en los<br />
horizontes saprolíti<strong>co</strong>s.<br />
o Las rocas ígneas poseen en general una textura cristalina masiva, <strong>co</strong>n cristales<br />
enérgicamente entrabados, y <strong>co</strong>n una muy limitada presencia de poros intergranulares,<br />
lo que les <strong>co</strong>nfiere alta resistencia y poca deformabilidad. Bajo estas circunstancias<br />
estas rocas en estado fres<strong>co</strong> (no des<strong>co</strong>mpuestas) y sano (no degradadas mecánicamente<br />
en zonas de falla) <strong>co</strong>nstituyen excelentes fundaciones para obra de ingeniería y en<br />
general materiales de buena calidad para pavimentos, <strong>co</strong>ncretos y otros usos, salvo el<br />
caso de las limitaciones expuestas anteriormente.<br />
o En muchas lavas, el enfriamiento fue tan rápido que no permitió el escape de gas, y las<br />
rocas formadas, es el caso de algunos basaltos y riolitas, pueden poseer una porosidad<br />
relativamente alta, que r<strong>edu</strong>ce su resistencia y su calidad en general. Solo las diabasas<br />
son muy po<strong>co</strong> porosas y en <strong>co</strong>nsecuencia, más resistentes y menos deformables entre<br />
las volcánicas e ígneas en general.<br />
o Debido a su carácter masivo las rocas ígneas plutónicas y las diabasas entre las<br />
efusivas, poseen un alto índice de forma, es decir que producen agregados de tamaño y<br />
forma uniformes cuando se trituran para se usados en pavimentos o <strong>co</strong>ncretos. Se ha<br />
observado sin embargo que el basalto, si está algo des<strong>co</strong>mpuesto, se astilla en la<br />
trituración, lo cual desmejora su índice de forma.<br />
o Entre los depósitos volcáni<strong>co</strong>s de edad reciente se pueden presentar situaciones de<br />
<strong>co</strong>mportamiento, en principio inesperadas, debido a la marcada anisotropía que ofrecen<br />
las secuencias de lavas, piroclastos y flujos de lodo de origen volcáni<strong>co</strong>. En estas<br />
circunstancias estos depósitos podrían no soportar cargas desadas <strong>co</strong>mo presas u otras<br />
estructuras grandes. (F. G. Bell, 1992). Estas mismas secuencias originan laderas muy<br />
inestables, especialmente si las rocas están des<strong>co</strong>mpuestas y afectadas tectónicamente.<br />
o Los depósitos piroclásti<strong>co</strong>s en particular proveen <strong>co</strong>ndiciones extremadamente<br />
variables en su <strong>co</strong>mportamiento geotécni<strong>co</strong> debido a sus altas variaciones de<br />
resistencia, durabilidad y permeabilidad. Así por ejemplo, mientras muchos<br />
aglomerados poseen alta capacidad portante y baja permeabilidad, las cenizas<br />
volcánicas son siempre débiles y en algunos casos muy permeables. Una situación<br />
particularmente desfavorable se presenta en cenizas previamente secas que se saturen;<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
87
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
en esa <strong>co</strong>ndición la relación de vacios decrece significativamente y se <strong>co</strong>nvierte en un<br />
material muy inestable en fundaciones y excavaciones.<br />
o En las lavas de basaltos se presentan rasgos estructurales <strong>co</strong>mo diaclasamiento<br />
<strong>co</strong>lumnar (asociado a los mantos de lava), cavidades, inclusive túneles (asociadas a<br />
<strong>co</strong>ladas de lava) y estructura interna vesicular, en la parte superior de los cuerpos de<br />
lava, los cuales deben ser adecuadamente <strong>co</strong>nsiderados en los diseños geotécni<strong>co</strong>s de<br />
los proyectos.<br />
2.2 <strong>Rocas</strong> Sedimentarias<br />
Las rocas sedimentarias son de dos tipos: Clásticas y no Clásticas. Las rocas clásticas se formaron<br />
por alteración física o química de rocas preexistentes (incluyendo las sedimentarias mismas), el<br />
transporte por acción del agua, el viento o el hielo de trozos desgastados de cristales y rocas<br />
preexistentes, o pedazos de <strong>co</strong>nchas, y su posterior sedimentación y litificación. Por su parte las<br />
rocas no clásticas, se originaron de <strong>co</strong>mpuestos quími<strong>co</strong>s y orgáni<strong>co</strong>s, que precipitaron formando<br />
cristales o una <strong>co</strong>mbinación de cristales y restos orgáni<strong>co</strong>s preservados, o a partir de procesos de<br />
evaporación en medios acuosos ri<strong>co</strong>s en sulfatos y carbonatos disueltos.<br />
ROCAS CLÁSTICAS<br />
2.2.1.1 Meteorización y Erosión<br />
Los productos de desintegración mecánica (fragmentos de roca, cuarzo, o feldespato, por ejemplo), y<br />
des<strong>co</strong>mposición (caolinita, clorita, sericita, y otros minerales provenientes de la des<strong>co</strong>mposición de<br />
otras rocas), quedan expuestos a los agentes de erosión y transporte, que los acarrean hasta las cuencas<br />
sedimentarias.<br />
En el proceso de transporte los fragmentos de la fracción gruesa son desgastados y redondeados,<br />
además de que se seleccionan por tamaños y se segregan químicamente de las partículas de la fracción<br />
fina, más livianas y por lo general laminares. En esta <strong>co</strong>ndición se acumulan selectivamente junto <strong>co</strong>n<br />
las sustancias disueltas evacuadas de la fuente. La sedimentación ocurre gradualmente, y los clastos se<br />
depositan en capas horizontales, donde alternan clastos de diferente <strong>co</strong>mposición y la gradación.<br />
(Tabla 5. V)<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
Tabla 5. V . Clasificación de los clastos por tamaño<br />
ombre e integración del sedimento Diámetro (mm)<br />
Fracción Gruesa: ej: pequeños fragmetos de<br />
cuarzo, feldespato y otros productos de<br />
desintegracióm mecánica<br />
Grava > 2 mm<br />
Arena 2 mm a 0,06 mm<br />
Fraccción Fina: ej: caolinita, clorita, sericita y<br />
otros productos de des<strong>co</strong>mposición<br />
Limo 0,06 mm a 0,002<br />
mm<br />
Arcilla < 0,002 mm<br />
88
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
2.2.1.2 Litificación<br />
Este proceso <strong>co</strong>mprende un <strong>co</strong>njunto de transformaciones <strong>co</strong>nocidas <strong>co</strong>mo cambios diagenéti<strong>co</strong>s, los<br />
cuales <strong>co</strong>mprenden: cementación, <strong>co</strong>nsolidación y/o <strong>co</strong>mpactación y recristalización. Aunque puede<br />
predominar un de estos cambios en la litificación, se les debe <strong>co</strong>nsiderar <strong>co</strong>ncurrentes.<br />
Cementación: Comprende el aglutinamiento de los clastos o detritos mediante algún cemento<br />
mineral, el cual puede ser silíceo, calcáreo, o ferruginoso, en orden decreciente de calidad. El<br />
cemento mineral cristaliza en los vacíos de los fragmentos, precipitándose primero sobre la<br />
superficie de los granos y rellenando después los vacíos entre ellos.<br />
Consolidación y/o Compactación: Estos cambios se deben al efecto de la sobrecarga por lo<br />
sedimentos que se van acumulando, obligando a que las capas, unas más que otras, se densifiquen<br />
expulsando el agua a lo largo de las capas más permeables.<br />
Recristalización: Comprende la formación de nuevos minerales en los vacíos, mejorando el<br />
<strong>co</strong>ntacto entre las partículas mediante un efecto de soldadura que sutura los granos, y el<br />
precipitado de soluciones minerales que recristalizan en forma de sílice provocando un<br />
sobrecrecimiento de los granos y una cementación adicional muy efectiva, a través de su<br />
entrabamiento.<br />
Los cambios diagenéti<strong>co</strong>s afectan de manera diferente a los sedimentos de la fracción gruesa y a los<br />
sedimetos de la fracción fina, <strong>co</strong>mo se explica y aprecia en las Figuras 5.9 y 5.10.<br />
Figura 5.9. Esquema que muestra la fábrica de depósitos naturales de arcilla y arena. (a) Arcilla en<br />
suspensión durante el transporte; (b) Depósitos de arcilla sujetas a atracción cara-borde en depósitos<br />
marinos; (c) Estructura floculenta de algunas arcillas marinas; (d) Estructura dispersa de sedimentos<br />
<strong>co</strong>nsolidados de arcilla; (e) Granos de arena <strong>co</strong>n matriz fina; (f) Arena uniforme; (g) Granos de arena<br />
bien empaquetados; (h) Contactos de granos de arena suturados en un depósito profundo.<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
89
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
Figura 5.10. Arenisca cuarzosa, se muestra el entrabamiento entre los granos causado por disolución<br />
de sílica en los <strong>co</strong>ntornos entre los granos originales de cuarzo (g) durante la diagénesis. Los materiales<br />
disueltos son precipitados <strong>co</strong>mo sílica la cual se aglutina alrededor de los granos, formando nuevo<br />
cemento (sc), y r<strong>edu</strong>ciendo de esa manera la porosidad original. La porosidad original también se<br />
puede r<strong>edu</strong>cir por revestimientos de hematita alrededor de los granos originales (h). De todas maneras<br />
quedan vacíos (p).<br />
Tipos de rocas clásticas<br />
Los tipos de rocas clásticas difieren según la fración de donde provienen los clastos.<br />
Fracción gruesa<br />
La mayor parte de los clastos de esta fracción son tridimensionales y poseen un tamaño superior a 0.06<br />
mm; provienen de meteorización mecánica o física de otras rocas y por lo tanto guardan mucha<br />
relación mineralógica <strong>co</strong>n la roca parental. A partir de fragmentos tamaño grava (tamaños de<br />
fragmentos mayores de 2 mm), <strong>co</strong>nstituidos por fragmentos de roca, cuarzo, minerales<br />
ferromagnesianos, feldespato, mica y algunos minerales de alteración, se forman los <strong>co</strong>nglomerados,<br />
por aglutinamiento de clastos redondeados <strong>co</strong>n algún cemento mineral, (el redondeamiento revela un<br />
buen desgaste en el proceso de transporte) y las brechas, por aglutinamiento de clastos angulares<br />
tamaño grava por algún cemento mineral (la falta de redondeamiento revela po<strong>co</strong> desgaste en el<br />
proceso de transporte).<br />
A partir de fragmento tamaño arena, <strong>co</strong>nstituidos mineralógicamente de modo similar a las<br />
<strong>co</strong>nglomerados, se forman las areniscas. Estas pueden ser de 3 tipos: ortocuarcita, <strong>co</strong>nformada por<br />
granos de cuarzo unidos fuertemente <strong>co</strong>n cemento silíceo, es la de mejor calidad; ar<strong>co</strong>sa, es una<br />
variedad de arenisca rica en feldespato, el cual no ha alcanzado a des<strong>co</strong>mponerse a arcilla en el proceso<br />
de meteorizaciòn; en tanto que la grawaca, es una arenisca formada a partir de cuarzo, feldespato y<br />
fragmentos de roca, en una matriz de grano fino.<br />
Los <strong>co</strong>nglomerados, las brechas y las areniscas derivan su calidad y <strong>co</strong>mportamiento en ingeniería<br />
principalmente, de la calidad del cementante (sílice, calcita, óxidos de hierro en orden decreciente de<br />
calidad) y del grado de empaquetamient; <strong>co</strong>n un buen empaquetamiento los clastos se agrupan de tal<br />
manera que están muy juntos, lo que se traduce en mayores áreas de <strong>co</strong>ntacto entre las partículas y una<br />
porosidad relativamente baja, lo cual les <strong>co</strong>nfiere mayor resistencia y <strong>co</strong>herencia.<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
90
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
o Fracción Fina<br />
Los clastos de esta fracción poseen un tamaño menor a 0.06 mm. Fracción limo entre 0.06 mm y 0.002<br />
mm (partículas redondeadas) y fracción arcilla, menor de 0.002 mm (láminas). La mayor parte de las<br />
partículas de esta fracción, en especial las láminas de arcilla, provienen de meteorización química de<br />
otras rocas; en <strong>co</strong>nsecuencia su <strong>co</strong>mposición mineral es diferente a la de la roca parental (caolinita,<br />
illita, montmorillonita) o hidromicas (clorita, sericita), principalmente.<br />
A esta fracción fina se le denomina lodo por los geólogos, y rocas lodosas o lutitas a las rocas<br />
sedimentarias provenientes de su <strong>co</strong>nsolidación diagenética. Con baja <strong>co</strong>nsolidación diagenética se<br />
forman las arcillolitas, lodolitas y limonitas de baja <strong>co</strong>nsolidación; <strong>co</strong>n alta <strong>co</strong>nsolidación diagenética<br />
se forman los shales arcillosos y lodosos y limonitas de alta <strong>co</strong>nsolidación; y en la transición al<br />
metamorfismo se forman las argilitas<br />
Con respecto a la calidad y <strong>co</strong>mportamiento de las lutitas en ingeniería, se debe <strong>co</strong>nsiderar dos<br />
aspectos: sus características mecánicas (resistencia, deformabilidad, permeabilidad) y su durabilidad.<br />
Las arcillolitas, lodolitas y limonitas, <strong>co</strong>munes en el Terciario, son po<strong>co</strong> resistentes y son muy<br />
deformables. Los shales y las limonitas silíceas, abundantes en el Cretaceo, son más resistentes y<br />
menos deformables; y las argilitas, <strong>co</strong>munes en el Paleozoi<strong>co</strong>, son las de mejor calidad y<br />
<strong>co</strong>mportamiento, si bien no se les <strong>co</strong>nsidera lutitas, en sentido estricto.<br />
Las más durables entre las rocas lodosas o lutitas, son los shales lodosos cementados <strong>co</strong>n sílice o<br />
calcita y las limonitas silíceas, es decir que la durabilidad de las lutitas depende principalmente de la<br />
calidad del cemento mineral. En la tabla 5. VI se muestra la relación entre las fracciones clásticas y<br />
las rocas derivadas<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
Tabla 5. VI. Clasificación de los clastos por tamaño<br />
ombre e integración del sedimento Diámetro (mm)<br />
Fracción Gruesa<br />
Grava > 2 mm Conglomerado y<br />
brecha<br />
Arena<br />
Fraccción Fina:<br />
2 mm a 0,06 mm Arenisca<br />
Limo 0,06 mm a 0,002 mm Lutita o<br />
Arcilla < 0,002 mm roca lodosa<br />
En la Figura 5.11 se <strong>co</strong>mparan diferentes texturas de rocas sedimentarias. En el caso de la ortocuarcita<br />
(a) se presentan casi exclusivamente, granos de cuarzo <strong>co</strong>n un buen entrabamiento mientras que en la<br />
grawaca (b) hay variedad mineralógica y abundante matriz, lo cual puede r<strong>edu</strong>cir la calidad de la roca.<br />
La cementación es el factor más importante para la litificación, en el caso de la fracción gruesa que da<br />
lugar a los <strong>co</strong>nglomerados y las areniscas, en tanto que, la <strong>co</strong>nsolidación es más efectiva en la fracción<br />
fina de los limos y las arcillas, de la cual se originan las lutitas. En ambos casos los clastos se<br />
aglutinan <strong>co</strong>n algún cemento mineral.<br />
91
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
Figura 5. 11. Contraste textural entre (a) Ortocuarcita -arenisca madura- y (b) Grawaca -arenisca<br />
inmadura-<br />
En la Tabla 5. VII se presenta la clasificación de las rocas lodosas o lutitas según el grado de<br />
<strong>co</strong>nsolidación diagenética. Se incluye la argilita que en realidad se debe <strong>co</strong>nsiderar <strong>co</strong>mo una roca de<br />
transición al metamorfismo.<br />
Tabla 5. VII. Clasificación de las lutitas, según el grado de <strong>co</strong>nsolidación diagenética<br />
Material no <strong>co</strong>nsolidado<br />
Grado de <strong>co</strong>nsolidación<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
(a)<br />
(b)<br />
Arcilla Lodo Limo<br />
Baja <strong>co</strong>nsolidación Arcillolita Lodolita Limolita<br />
Alta Consolidación Shale arcilloso Shale lodoso Limolita<br />
Muy alta <strong>co</strong>nsolidación Argilita<br />
En los shales, la <strong>co</strong>nsolidación es tan fuerte que se presentan fenómenos de flujo plásti<strong>co</strong> de los cuales<br />
se deriva la laminación. Estas rocas presentan láminas entre 5 mm. y 1 cm. de espesor. En las<br />
lodolitas y arcillolitas, la <strong>co</strong>nsolidación es inferior, las láminas son más gruesas y se aprecia un patrón<br />
de degradación mecánica muy particular, debido a la presencia de fragmentos subesféri<strong>co</strong>s que<br />
<strong>co</strong>nstituyen elementos débiles. (Figura 5.12)<br />
92
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
Figura 5.12 (a) Shale; se aprecia muy bien la laminación. (b) Lodolita o arcillolita. Además de la<br />
debilidad a lo largo de los planos de las capas, estas rocas poseen estructuras esféricas que dan lugar a<br />
una fragmentación que produce “nueces” al desmenuzar muestras alteradas hídricamente. Estas<br />
estructuras revelan su <strong>co</strong>ntenido calcáreo o silíceo.<br />
2.2.2 <strong>Rocas</strong> sedimentarias no clásticas<br />
<strong>Rocas</strong> sedimentarias no clasticas (orgánicas o químicas) se forman a partir de acumulaciones de<br />
organismos o por acción de precipitados quími<strong>co</strong>s de soluciones en cuencas sedimentarias<br />
<strong>co</strong>ntinentales y marinas. De estas rocas son importantes las siguientes:<br />
Calizas Orgánicas (Biomicrita o Bioesparita)<br />
Son calizas formadas por la acumulación de restos orgáni<strong>co</strong>s, principalmente calcáreos, que no han<br />
sido transportados previamente. Existen numerosas variedades según el <strong>co</strong>nstituyente principal:<br />
calizas de algas, calizas <strong>co</strong>ralinas, etc. Estas calizas fueron creadas por la acción de plantas y animales<br />
que extraen carbonato de calcio del agua, el cual es posteriormente in<strong>co</strong>rporado a su esqueleto y<br />
cuando el organismo muere, este carbonato de calcio preservado se acumula. Los arrecifes <strong>co</strong>ralinos de<br />
hoy, de algas, molus<strong>co</strong>s y <strong>co</strong>rales, <strong>co</strong>nstituye la materia prima de tales acumulaciones.<br />
Calizas Cristalinas (Micritas)<br />
Son calizas de grano sumamente fino de carbonato de calcio (calcita microcristalina) depositado<br />
químicamente <strong>co</strong>mo lodo en lagos y mares. La pricipitación inorgánica de carbonato de calcio puede<br />
producirse por cualquier fenómeno que r<strong>edu</strong>zca el <strong>co</strong>ntenido de anhidrido carbóni<strong>co</strong> del agua, <strong>co</strong>mo<br />
una disminución de la presión o el incremento de temperatura por ejemplo. Los pequeños cristales se<br />
presentan enérgicamente entrelazados, <strong>co</strong>mo en el caso de las rocas plutónicas, ensamblados de tal<br />
manera que quedan muy po<strong>co</strong>s poros intergranulares visibles.<br />
Dolomitas y Calizas Dolomíticas.<br />
Formadas a partir de calizas o lodos calcáreos no <strong>co</strong>nsolidados y alterados; <strong>co</strong>mpuestos por un<br />
carbonato doble de magnesio y calcio.<br />
Margas Son calizas que <strong>co</strong>ntienen cantidades importantes de arcilla.<br />
Lidita.<br />
Esta roca silícea se presenta de dos maneras: en forma de sedimentos <strong>co</strong>mpactados de ópalo,<br />
calcedonia y cuarzo criptocristalino o microcristalino, en cuyo caso se trata de la variedad llamada<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
93
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
Chert; o <strong>co</strong>mo Flint que <strong>co</strong>nsiste en módulos de calcedonia y cuarzo criptocristalino frecuente en<br />
calizas y lutitas. También el Flint <strong>co</strong>mo el Chert provienen de caparazones y precipitados quími<strong>co</strong>s<br />
silíceos.<br />
Pläner<br />
Esta roca abundante en secuencias sedimentarias el cretáceo en Colombia, <strong>co</strong>rresponden a liditas<br />
<strong>co</strong>ntaminadas <strong>co</strong>n arcilla.<br />
Evaporitas:<br />
<strong>Rocas</strong> sedimentarias que <strong>co</strong>ntienen sales solubles de precipitación formadas por evaporación. Las rocas<br />
más <strong>co</strong>munes de este tipo son el yeso, la anhidrita (sultafo de calcio hidratado y no hidratado,<br />
respectivamente) y la sal <strong>co</strong>mún .(cloruro de sodio)<br />
En la Tabla 5.VIII se presenta la clasificación de las rocas sedimentarias, donde se destacan algunas<br />
características mineralógicas y de importancia en ingeniería de mucho interés.<br />
2.2.3 Formas de yacimiento<br />
Las rocas sedimentarias en el momento de su formación forman estratos o capas las cuales<br />
posteriormente se pliegan para formar montañas de plegamiento. Las capas presentan diferente espesor<br />
y <strong>co</strong>mposición lo cuan desde el punto de vista de ingeniería se traduce en marcar <strong>co</strong>ntrastes de rigidez<br />
o ductilidad, permeabilidad y resistencia. Los buzamientos de las capas son variables pero en general<br />
entre más jóvenes, los estratos tienen inclinaciones más suaves y en general están menos deformados.<br />
. La estratificación <strong>co</strong>nstituye la forma de yacimiento bási<strong>co</strong> de las rocas sedimentarias, es decir, la<br />
disposición de éstas en estratos o capas superpuestas, <strong>co</strong>n espesor y litología relativamente uniforme.<br />
La separación entre estratos puede definirse por la presencia de granos minerales de diferente<br />
<strong>co</strong>mposición o tamaño, o cierto tratamiento del tope o la base de cada estrato, adquiridos en los breves<br />
intervalos en que se interrumpe el depósito; tales <strong>co</strong>mo ligera oxidación o la impregnación de sales<br />
ferruginosas.<br />
Los estratos son originalmente horizontales pero pueden ser algo inclinados en los bordes de las<br />
cuencas, donde además se pueden acuñar o ser lentiformes. Su espesor es muy variable; en el caso de<br />
que no sobrepasen un centímetro de espesor se les denomina “laminas”. Los shales o alguna areniscas<br />
<strong>co</strong>n muchas laminas, se describen <strong>co</strong>mo rocas laminadas.<br />
Estructura Interna.<br />
En un estrato los fragmentos minerales alargados o planares de las rocas clásticas (micas o hidromicas<br />
por ejemplo), pueden tener una cierta orientación preferencial, o presentar microestratos, es decir<br />
capitas muy delgadas en disposición paralela. Cuando estos microestratos se presentan en posición<br />
oblicua respecto de la disposición paralela general, se dice que el estrato posee estratificación cruzada.<br />
En la superficie de algunos estratos se observan huellas que esculpen las olas o marcas de oleaje; en<br />
otros, vestigios del secado o grietas de desecación.<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
94
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
ROCAS SEDIMETARIAS CLÁSTICAS<br />
ROCAS SEDIMETARIAS<br />
QUÍMICAS Y ORGÁICAS<br />
OTRAS VARIEDADES DE<br />
ROCAS SEDIMETARIAS<br />
ombre de la roca<br />
COGLOMERADO<br />
BRECHA<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
Tamaño de<br />
partículas<br />
64 mm.<br />
A<br />
2 mm.<br />
Material no <strong>co</strong>nsolidado Características de ingeniería<br />
Detritos de cuarzo<br />
y fragmentos de<br />
roca tamaño grava,<br />
cementados<br />
Fragmentos<br />
Redondeados La calidad de las areniscas y los<br />
Fragmentos<br />
Angulosos<br />
Detritos de cuarzo y otros minerales<br />
AREISCA<br />
tamaño arena cementados<br />
2 mm.<br />
AREISCA CUARZOSA A<br />
Cuarzo predominante<br />
AREISCA ARCOSICA 0.06 mm. Cuarzo y feldespato Na-Ca > 25%<br />
Fragmentos de roca, cuarzo y<br />
GRAWACA<br />
feldespato Na - Ca > 10%<br />
LUTITA<br />
⇐ Aumenta la <strong>co</strong>nsolidación diagenética<br />
(Partículas de limo y láminas de arcilla <strong>co</strong>nsolidadas -<br />
cementadas)<br />
ARCILLOLITA<br />
SHALE<br />
ARCILLOSO<br />
LODOLITA<br />
SHALE LODOSO<br />
ARGILITA<br />
LIMOLITA<br />
LIMOLITA<br />
Arcilla Limo<br />
0.06 mm a<br />
0.002mm<br />
< 0.002<br />
mm<br />
Baja <strong>co</strong>nsolidación<br />
diagenética < 10%<br />
láminas<br />
Alta <strong>co</strong>nsolidación<br />
diagenética > 10%<br />
láminas<br />
Muy alta<br />
<strong>co</strong>nsolidación<br />
diagenética.<br />
No laminada<br />
Arcilla<br />
Arcilla<br />
Limo - arcilla<br />
Limo - arcilla<br />
Limo<br />
Limo<br />
Transición a<br />
metamor-fismo<br />
<strong>co</strong>nglomerados es mejor en la medida que<br />
estas rocas estén mejor cementadas<br />
(cemento silíceo/calcáreo/ferruginoso),<br />
posean mayor proporción de granos de<br />
esqueleto/matriz y mejor empaquetamiento<br />
(si los granos del esqueleto <strong>co</strong>mponen más<br />
de 2/3, hay entrabamiento). Las areniscas<br />
son de mejor calidad mientras más antiguas<br />
La calidad de las lutitas es mejor mientras<br />
mayor sea la <strong>co</strong>nsolidación diagenética.<br />
Las más <strong>co</strong>nsolidadas son más resistentes.<br />
La laminación de estas rocas produce<br />
direccionalidad de las propiedades<br />
mecànicas. Su durabilidad depende de la<br />
calidad del cemento. Las más antiguas<br />
están por lo general más <strong>co</strong>nsolidadas.<br />
CALIZA CLÀSTICA Clastos calcáreos Buena calidad si no <strong>co</strong>ntiene arcilla<br />
CALIZA AFAÍTICA<br />
CALIZA BIÓGEA<br />
DOLOMITA Y CALIZA DOL.<br />
EVAPORITAS<br />
PLÄER<br />
SAL<br />
YESO<br />
AHIDRITA<br />
CHERT (Lidita)<br />
Cristales diminutos de calcita, restos<br />
de esqueletos orgáni<strong>co</strong>s, reemplazo<br />
de Ca por Mg en calizas<br />
Precipitados silíceos de ópalo,<br />
calcedonia y cuarzo afaníti<strong>co</strong>.<br />
Concentración por evaporación del<br />
agua en el medio marino.<br />
Son rocas de buena calidad; la variedad<br />
afanítica <strong>co</strong>nstituye un excelente material<br />
de <strong>co</strong>nstrucción si no posee impurezas<br />
Muy frágil y <strong>co</strong>n frecuencia poroso; uso<br />
muy limitado; abrasivo<br />
Las propiedades geotécnicas de estas rocas<br />
son po<strong>co</strong> <strong>co</strong>nocidas. Son por lo general<br />
solubles principalemente la sal.<br />
Mezclas de sílice y sedimentos finos; semejantes a las liditas pero de inferior<br />
calidad<br />
MARGA Roca de <strong>co</strong>mposición y calidad intermedia entre la caliza y la lutita<br />
CARBÓ<br />
Restos vegetales y orgáni<strong>co</strong>s turba/hulla/lignito/antracita (De menor a mayor<br />
calidad)<br />
Tabla 5. VIII Clasificación de las <strong>Rocas</strong> Sedimentarias<br />
95
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
En la Tabla 5. IX se presenta una clasificación simplificada de las rocas sedimentarias<br />
Tabla 5. IX Clasificación simplificada de las rocas Sedimentarias<br />
Clasificación/<br />
Yacimiento<br />
SEDIMENTARIAS<br />
Estratos<br />
Láminas<br />
Lentes<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
Proceso<br />
- Fragmentos (clastos):<br />
Fracción gruesa FG- Ф ><br />
0.06mm: de roca fresca o<br />
Fracción Fina FF- Ф0.002<br />
mm-0.06mm de roca<br />
des<strong>co</strong>mpuesta), a se<br />
acumulan y se litifican<br />
predominantemente por<br />
cementación (FG) o por<br />
<strong>co</strong>nsolidación diagenética<br />
(FF)<br />
Precipitados quími<strong>co</strong>s y<br />
orgáni<strong>co</strong>s:<br />
(1) Precipitados quími<strong>co</strong>s<br />
u orgáni<strong>co</strong>s que se<br />
acumulan y litifican<br />
(2) Precipitados quími<strong>co</strong>s<br />
que se <strong>co</strong>ncentran a partir<br />
de una solución por<br />
evaporación del solvente.<br />
Ejemplos de rocas<br />
Si el tamaño de las partículas clásticas<br />
es mayor de 0.06 mm (fracción<br />
gruesa), las partículas se litifican<br />
debido principalmente a que se<br />
aglutinan por un cementante.<br />
(Conglomerado, brecha, Arenisca)<br />
Si el tamaño de las partículas clásticas<br />
es menor de 0.06 mm (fracción fina),<br />
las partículas se litifican debido<br />
principalmente a que se <strong>co</strong>nsolidan<br />
diagenéticamente (Diferentes tipos de<br />
lutita, ver Tabla 7)<br />
- Calizas biógenas: biomicrita y<br />
bioesparita o calizas cristalinas<br />
micrita/( Carbonatads)<br />
- Chert (silícea)<br />
- Sal (a Cl), Yeso (SO4.Ca.H2O ).<br />
- Anhidrita (SO4.Ca)<br />
Algunos estratos principalmente de caliza o lutita poseen inclusiones irregulares principalmente<br />
silíceas, llamadas nódulos o <strong>co</strong>ncentraciones locales del material cementante que ha litificado un<br />
depósito, por lo general en forma esférica o de dis<strong>co</strong>, <strong>co</strong>nocidas <strong>co</strong>mo <strong>co</strong>ncreciones.. Otro rasgo de<br />
estructura interna muy <strong>co</strong>mún en las rocas sedimentarias es la presencia de fósiles, cuya lixiviación<br />
puede incrementar la porosidad de algunas rocas, <strong>co</strong>mo ocurre en algunas liditas.<br />
96
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
2.2.4 Algunos <strong>co</strong>mentarios sobre la calidad y <strong>co</strong>mportamiento de las rocas sedimentarias en<br />
ingeniería<br />
o Una arenisca <strong>co</strong>n bajo grado de empaquetamiento y deficiente cementación, será muy<br />
deleznable y su calidad muy r<strong>edu</strong>cida; si los granos están bien empaquetados (mayor<br />
área de <strong>co</strong>ntacto entre sus partículas) y el cemeto mineral es de buena calidad <strong>co</strong>mo el<br />
cemento silíceo y aún el calcáreo, estas rocas se <strong>co</strong>mportan mejor. El mayor grado de<br />
empaquetamiernto de los clastos se refleja en una baja porosidad. El <strong>co</strong>mportamiento<br />
de los <strong>co</strong>nglomerados y las brechas esta <strong>co</strong>ntrolado por factores semejantes.<br />
o Entre mayor es el grado de <strong>co</strong>nsolidación de las lutitas, éstas son más resistentes y las<br />
variedades más laminadas que <strong>co</strong>rresponden al shale, más débiles en la dirección de<br />
las láminas.<br />
o Las lutitas o rocas lodosas <strong>co</strong>mo también se les llama, son muy inestables el<br />
excavaciones, principalmente en taludes de carretera.<br />
o La durabilidad de las lutitas, está <strong>co</strong>ntrolada por la calidad del cemento y la proporción<br />
de arcilla. Las variedades menos arcillosas y cementadas <strong>co</strong>n sílice o aún calcita,<br />
<strong>co</strong>rresponden a las de mejor calidad, <strong>co</strong>mo material de <strong>co</strong>nstrucción, ejemplo.<br />
Limolitas silíceas y algunos shales. Estas mismas son menos expansivas y más<br />
estables en excavaciones, y fundaciones.<br />
o Las calizas del tipo micrita, entre las rocas sedimentarias no clásticas, son las rocas de<br />
mejor calidad entre las rocas sedimentarias en general. Compiten <strong>co</strong>n las diabasas<br />
(volcánicas) y <strong>co</strong>n las cuarcitas (metamórficas masivas)<br />
o Las calizas biógenas (biomicrita y bioesparita) son de <strong>co</strong>mportamiento muy variable,<br />
Además cualquier tipo de caliza <strong>co</strong>ntaminado <strong>co</strong>n arcilla -en este caso se denominan<br />
Margas - son de muy baja calidad en pavimentos y <strong>co</strong>ncretos, y de <strong>co</strong>mportamiento<br />
inestable en excavaciones y fundaciones. La mayor parte de las calizas en Colombia<br />
son de este tipo.<br />
o En fundaciones y excavaciones debe investigarse la posible presencia de tubos o<br />
cavernas de disolución en calizas de zonas húmedas.<br />
o Las liditas se <strong>co</strong>mportan de una manera muy similar a las limolitas silíceas, si bien<br />
estas rocas y algunas calizas pueden reaccionar <strong>co</strong>n los álcalis de los cementos<br />
causando el deterioro del <strong>co</strong>ncreto, en el caso de <strong>co</strong>ntener minerales reactivos <strong>co</strong>mo<br />
ópalo y calcedonia.<br />
o Entre las evaporitas la anhidrita es en general más resistente que el yeso y la roca<br />
salina, ésta última la más débil. El yeso se disuelve más fácilmente que la caliza: 2.100<br />
mg de yeso se pueden disolver en un litro agua no salina, mientras que solo 400 mg de<br />
caliza se disuelven en la misma <strong>co</strong>ndición, dando lugar en ambos casos a hue<strong>co</strong>s y<br />
cavernas, que favorecen fenómenos de subsidencia y otros problemas.<br />
o Cuando la anhidrita se hidrata y se <strong>co</strong>nvierte en yeso el volumen de roca se incrementa<br />
en un 30 a 60%, ejerciendo una presión que se estima entre 2 y 70 MPa en un tiempo<br />
relativamente <strong>co</strong>rto.<br />
o La sal es la evaporita más soluble de todas y puede dar lugar a procesos de subsidencia<br />
en el caso de algunos tipos extracción.<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
97
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
2.3 <strong>Rocas</strong> Metamórficas<br />
2.3.1 Origen<br />
Cuando en cualquier tipo de roca operan cambios mineralógi<strong>co</strong>s o estructurales de origen<br />
natural, en estado sólido, se dice que están sujetas a metamorfismo. Las rocas metamórficas se<br />
originan así a partir de otras rocas preexistentes, cuyos minerales recristalizan, es decir, se<br />
transforman en nuevos minerales por efecto de grandes presiones estáticas o dinámicas, severos<br />
aumentos de temperatura o acción de soluciones magmáticas, suficientemente calientes para<br />
agilizar las reacciones químicas de modo apreciable.<br />
2.3.2 Tipos de metamorfismo y rocas metamórficas.<br />
El metamorfismo es de tres tipos: Regional, de Contacto y Dinámi<strong>co</strong>.<br />
2.3.2.1 Metamorfismo regional<br />
En el metamorfismo regional, las rocas sepultadas en las raices de antiguas montañas, son<br />
sometidas a drásti<strong>co</strong>s cambios de presión y temperatura. La presión es de dos tipos: la<br />
geostática que viene a<strong>co</strong>mpañada de aumento de temperatura y plastifica los minerales, y la<br />
que se origina en presiones tectónicas, estas úiltimas desequilibradas que produce<br />
reorientación de los mismos. <strong>co</strong>mo <strong>co</strong>nsecuencia se originan cristales orientados y paquetes<br />
de rocas foliadas. Para entender este proceso es necesario <strong>co</strong>mprender cómo afecta a las<br />
rocas el incremento de presión y temperatura <strong>co</strong>n la profundidad. De acuerdo <strong>co</strong>n la Tabla 5.<br />
X se pueden <strong>co</strong>nsiderar tres zonas:<br />
Epizona: La presión de sobrecarga es mínima y si las fuerzas tectónicas desequilibradas <strong>co</strong>n<br />
altas, las rocas se fracturan y desmenuzan presentándose fenómenos de cataclasis. En la parte<br />
inferior de esta zona, sin embargo, pueden presentarse foliación y esquistosidad <strong>co</strong>n rocas de<br />
bajo grado de metamorfismo<br />
Mesozona: Debajo de la epizona las presiones desequilibradas de origen tectóni<strong>co</strong> producen<br />
un efecto muy significativo sobre la textura de la roca. Se rebaja el punto de fusión de los<br />
minerales, los granos de cristales de la roca afectada se reorientan y se alinean en la dirección<br />
de mínima presión. Se desarrolla así, la textura propia de los esquistos y las filitas.<br />
Catazona: Debajo de la mesozona, la temperatura es tan alta que las rocas se plastifican y se<br />
crea una <strong>co</strong>ndición de presión uniforme cuasi-hidrostática y en esta <strong>co</strong>ndición, los cambios<br />
metamórfi<strong>co</strong>s ya no son posibles.<br />
Los fenómenos de metamorfismo regional parecen ocurrir en la Mesozona, a profundidades<br />
entre 9.000 y 12.000 metros donde las presiones alcanzan 2.800 y 4.200 Kg/cm 2<br />
respectivamente, garantizando la fluencia plástica de las rocas afectadas. Entre los<br />
fenómenos de fluencia se citan desplazamientos intergranulares, diminutos planos de<br />
deslizamiento, reorientación de granos y crecimiento de cristales.<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
98
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
Tabla 5. X. Distribución de la presión y temperatura en zonas de metamorfismo<br />
Zona metamórfica<br />
Epizona<br />
(Zona superior)<br />
Mesozona<br />
(Zona media)<br />
Catazona<br />
(Zona baja)<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
Presión<br />
Desequilibrada Hidrostática<br />
Temperatura<br />
Algunas veces puede<br />
Baja<br />
ser muy alta<br />
Baja<br />
Muy alta Media Media<br />
Baja Muy alta Muy alta<br />
Tipos de rocas de metamorfismo regional.<br />
La mayor parte de las rocas de metamorfismo regional presentan planos de foliación (pizarrosidad,<br />
esquistosidad o bandeamiento), dando lugar a la secuencia pizarra-filita-esquisto-neis. Estas rocas se<br />
originan por metamorfismo regional de las lutitas y en algunos casos de tobas. El neis también puede<br />
provenir de rocas feldespáticas del tipo granito, <strong>co</strong>nglomerado y arenisca. Otra roca metamórfica<br />
<strong>co</strong>mo la anfibolita proviene de rocas ígneas básicas y sedimentos calcáreos.<br />
En las pizarras los minerales de las lutitas se alinean y se reorganizan en una <strong>co</strong>ndición más <strong>co</strong>mpacta,<br />
dando lugar a una roca laminada dura de grano muy fino. La filita se asemeja a la pizarra, solo que los<br />
minerales son más grandes, los planos de foliación son más gruesos y poseen un brillo satinado; los<br />
esquistos poseen una textura esquistosa en la cual los cristales, también orientados, son más gruesos y<br />
en <strong>co</strong>njunto forman escamas; finalmente el gneis es una roca de aspecto bandeado <strong>co</strong>mo <strong>co</strong>nsecuencia<br />
de una segregación minral típica en la cual los silicatos oscuros y claros está separados en bandas. En<br />
la pizarra, la filita el esquisto y el gneis la foliación imparte en la roca fuerte anisotropía y<br />
direccionalidad de la propiedades mecánicas; en el gneis por otra parte, la foliación es de<br />
bandeamiento y las rocas no son tan débiles a lo largo de esas estructuras debido a su ondularidad y<br />
amplio espaciamiento. Para ilustrar algo la textura de las rocas de metamorfismo regional en las<br />
Figuras 5. 13 y 5. 14 se muestran secciones delgadas de esquisto y gneis.<br />
Dentro de las rocas masivas, de metamorfismo regional, se cuentan la cuarcita, proveniente de la<br />
ortocuarcita; el mármol, proveniente de la caliza; así <strong>co</strong>mo el esquisto masivo y la granulita originadas<br />
principalmente a partir de rocas ígneas y sedimentarias.<br />
2.3.2.2 Metamorfismo de <strong>co</strong>ntacto<br />
Se trata de una alteración por transferencia iónica que ocurre a altas temperaturas en el<br />
<strong>co</strong>ntacto de las intrusiones <strong>co</strong>n las rocas emplazadas. Durante este proceso, las temperaturas<br />
varían entre 300 y 800ºC.<br />
Este metamorfismo se desarrolla en las últimas etapas del proceso de formación de montañas<br />
a profundidades someras y es debido a las soluciones hidrotermales residuales de la<br />
formación de las rocas ígneas.<br />
99
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
Figura 5. 13 Esquisto micáceo. El cuarzo (Qu) y la mos<strong>co</strong>vita (M) se observan segregados en los<br />
panos de esquistosidad. <strong>Rocas</strong> de este tipo son muy débiles en la dirección de las láminas,<br />
especialmente cuando están des<strong>co</strong>mpuestas y la clorita o sericita son abundantes.<br />
Figura 5. 14. Neis. Presenta una textura bandeana. Bandas de cuarzo (Qu) y feldespato (F) separadas<br />
por bandas de biotita (B) y hornblenda (H). Este tipo de rocas no son débiles a lo largo del<br />
bandeamiento, a menos que el <strong>co</strong>ntenido de mica sea predominante.<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
100
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
Afecta una zona muy restringida llamada aureola de <strong>co</strong>ntacto <strong>co</strong>n un espesor de unas pocas decenas de<br />
metros, rodeando a los la<strong>co</strong>litos y a los batolitos. Ciertas pizarras llamadas moteadas y rocas <strong>co</strong>rneanas<br />
de grano fino denominadas hornfelsa, pueden observarse en las aureolas de <strong>co</strong>ntacto.<br />
2.3.2.3 Metamorfismo dinámi<strong>co</strong><br />
Se trata de rocas formadas en las zonas de falla debido a fenómenos de fricción a alta<br />
temperatura.<br />
Cataclasitas<br />
Se trata de rocas desmenuzadas en zonas de falla, (catazona), sin ningún cambio quími<strong>co</strong>.<br />
Pasan gradualmente a milonitas que ya tienen un aspecto bandeado.<br />
Milonitas<br />
Son rocas de grano fino producidas por cizallamiento y granulación extrema. Tienen un<br />
aspecto de pedernal, son bandeadas y presentan pequeños filones donde se preserva la<br />
apariencia de la roca original, embebidos en una matriz granulada, estas rocas no<br />
experimentan ninguna transformación química.<br />
Filonitas<br />
En estas rocas ya se observa una modificación química importante y se puede <strong>co</strong>nfundir <strong>co</strong>n<br />
la filita. Ofrece una textura sedosa proveniente de la mica y es untuosa a lo largo de los<br />
planos de esquistosidad.<br />
En la Tabla 5. XI se presenta y se <strong>co</strong>menta la clasificación de rocas metamórficas tanto<br />
foliadas <strong>co</strong>mo no foliadas.<br />
2.3.3 Algunos <strong>co</strong>mentarios sobre la calidad y <strong>co</strong>mportamiento de las rocas metamórficas en<br />
ingeniería<br />
Desde el punto de vista de ingeniería la clasificación de las rocas metamórficas en masivas y<br />
foliadas es de gran <strong>co</strong>nnotación. Las masivas se <strong>co</strong>mportan de manera muy similar a las<br />
ígneas plutónicas, en tanto que las foliadas se <strong>co</strong>mportan de manera algo similar a los shales y<br />
otras rocas sedimentarias laminadas. Esto se debe, de una parte, al efecto desfavorable de la<br />
direccionalidad en las propiedades mecánicas; por otra parte, las rocas foliadas por lo general<br />
poseen minerales más débiles, <strong>co</strong>mo la clorita, el tal<strong>co</strong> y la sericita.<br />
En la medida que mejor se desarrolle la foliación o esquistocidad las rocas metamórficas<br />
foliadas son más problemáticas en ingeniería. Entre las rocas metamórficas, las que poseen<br />
textura bandeada (gneis) para efectos de ingeniería se pueden <strong>co</strong>nsiderar masivas.<br />
La textura (fábrica) de las pizarras, filitas y esquistos se caracteriza por una marcada<br />
orientación preferencial de los minerales. En particular las pizarras son altamente fisiles y los<br />
esquistos tal<strong>co</strong>sos, cloríti<strong>co</strong>s y sericíti<strong>co</strong>s son muy débiles y sus planos de esquistosidad están<br />
espaciados alrededor de 1 milímetro. Como materiales de fundación estas rocas responden de<br />
manera variable según el grado de meteorización o degradación mecánica en zonas de falla.<br />
Por lo general el buzamiento de los planos de foliación es superior a los 50° y las rocas<br />
metamórficas en general están expuestas en valles de laderas abruptas. Los <strong>co</strong>rtes viales y<br />
otras excavaciones en tales valles son por lo general inestables.<br />
La textura del neis es bandeada y esta roca se <strong>co</strong>mporta de manera similar al granito salvo si<br />
posee mucha mica en cuyo caso su calidad desmejora.<br />
La cuarcita y la hornfelsa son rocas metamórficas masivas de <strong>co</strong>mportamiento similar al resto<br />
de rocas <strong>co</strong>n fábrica cristalina masiva.<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
101
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
Finalmente el marmol se asemeja en <strong>co</strong>mportamiento al de otras rocas carbonatadas.<br />
Cuando los planos de foliación son verticales o muy inclinados y se orientan en la dirección<br />
de la máxima pendiente de las laderas, es muy probable la ocurrencia de flujos canalizados y<br />
avenidas torrenciales. (carretera Bogotá-Villavicencio, por ejemplo)<br />
Como materiales de <strong>co</strong>nstrucción el <strong>co</strong>mportamiento de las rocas metamórficas masivas es<br />
bueno; apenas aceptable si son foliadas. En este último caso en la trituración se produce un<br />
alto porcentaje de partículas alargadas y / o planas.<br />
Cuando los planos de foliación son verticales o muy inclinados y se orientan en la dirección<br />
de la máxima pendiente de las laderas, es muy probable la ocurrencia de flujos canalizados y<br />
avenidas torrenciales, <strong>co</strong>mo ocurre en la carretera Bogotá-Villavicencio, en el tramo del río<br />
Negro, delante del viaducto de la Quebrada Chirajara.<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
102
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
Tabla 5. XI. Clasificación de las <strong>Rocas</strong> Metamórficas<br />
TIPOS<br />
AGETES<br />
ROCAS FOLIADAS<br />
ROCAS<br />
MASIVAS<br />
Calor<br />
Presión<br />
Fluidos químicamente activos<br />
REGIOAL<br />
[R]<br />
COTACTO<br />
[C]<br />
OMBRE DE<br />
LA ROCA<br />
PIZARRA [R]<br />
PIZARRA<br />
MOTEADA<br />
[C]<br />
FILITA [R]<br />
ESQUISTO<br />
[R]<br />
EIS [R]<br />
AFIBOLIT<br />
A [R]<br />
ESQUISTO<br />
MASIVO [R]<br />
GRAULITA<br />
[R]<br />
CUARCITA<br />
[R]<br />
MÁRMOL<br />
[R]<br />
HORFELS<br />
A [C]<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
Proveniente de acción magmática, incremento en profundidad o fricción en zonas de<br />
esfuerzo o falla.<br />
Estática o equilibrada por sobrecarga; dinámica o desequilibrada por presiones<br />
diastróficas.<br />
Cambios mineralógi<strong>co</strong>s en el <strong>co</strong>ntacto de intrusiones.<br />
Baja temperatura / epizona: La presión desequilibrada puede ser muy alta.<br />
Alta temperatura / mesozona: Presión desequilibrada alta.<br />
Muy alta temperatura / catazona: Presión hidrostática.<br />
En la mesozona la presión desequilibrada rebaja el punto de fusión de los minerales e incrementa su<br />
solubilidad.<br />
(Recristalización: desarrollo de cristales en la dirección de mínima presión: Esquistocidad)<br />
Reacciones químicas en las aureolas de <strong>co</strong>ntacto, es decir, las zonas en <strong>co</strong>ntacto <strong>co</strong>n intrusiones (100 m.<br />
Aprox.)<br />
COMPOSICIÓ Y TEXTURA CARÁCTER<br />
Roca homogénea de grano fino; en algunos casos presenta vestigios<br />
de la estratificación original mostrando trazas de ésta a través de los<br />
planos de foliación; <strong>co</strong>lor gris / negro (material carbonoso), rojo /<br />
púrpura (óxidos de hierro y manganeso), verde (silicato ferroso).<br />
Se forma generalmente por metamorfismo regional a partir de<br />
lutitas y tobas.<br />
Semejante a la pizarra pero <strong>co</strong>n brillo lustroso y grano algo más<br />
grueso; generalmente poseen clorita, sericita, cuarzo y mos<strong>co</strong>vita;<br />
tono verdoso.<br />
Esquistos cloríti<strong>co</strong>s: Color verde; grano grueso; deriva de basaltos,<br />
andesitas, tobas y pizarras, gabros y otras rocas ferromagnesianas.<br />
Esquistos micáceos: Ri<strong>co</strong>s en mosv<strong>co</strong>vita, cuarzo y biotita; <strong>co</strong>lor<br />
claro y aspecto brillante. Provienen de pizarras, tobas, ar<strong>co</strong>sas y<br />
riolitas.<br />
Esquistos grafíti<strong>co</strong>s: Ri<strong>co</strong>s en grafito. Provienen de pizarras<br />
carbonosas.<br />
Roca bandeana (segregación mineral) de grano grueso; sólo si<br />
poseen alto <strong>co</strong>ntenido de mica se puede <strong>co</strong>nsiderar <strong>co</strong>mo roca<br />
foliada. Provienen de rocas feldespáticas de grano grueso <strong>co</strong>mo<br />
granito, gabro, <strong>co</strong>nglomerado y arenisca; o por alto grado de<br />
matamorfismo en la secuencia pizarra / esquisto a partir de lutitas.<br />
Roca metamórfica foliada <strong>co</strong>mpuesta de hornblenda y plagioclasa; a<br />
partir de rocas ígneas básicas y sedimentos calcáreos<br />
Esquisto cuarzo - feldespáti<strong>co</strong> de grano grueso, de alto grado de<br />
metamorfismo; esquistosidad po<strong>co</strong> desarrollada. Provienen de<br />
ígneas y sedimentarias.<br />
Semejante al anterior pero sin mica ni hornblenda. Si <strong>co</strong>ntiene<br />
piroxeno presenta <strong>co</strong>loración verde olivo o marrón por alteración.<br />
Roca metamórfica cuarzosa <strong>co</strong>n textura entrabada muy firme.<br />
Roca metamórfica calcárea <strong>co</strong>n textura entrabada; dura pero frágil.<br />
<strong>Rocas</strong> <strong>co</strong>rneanas de grano fino, formadas en las aureolas de <strong>co</strong>ntacto<br />
de rocas plutónicas <strong>co</strong>mo granito, granodiorita y cuarzodiorita<br />
Se exfolia <strong>co</strong>n mucha facilidad en<br />
láminas muy delgadas de aspecto<br />
mate. Son inestables en<br />
excavaciones.<br />
Exfolia en láminas más gruesas;<br />
lustrosas.<br />
Excelente clivaje a lo largo de planos<br />
paralelos <strong>co</strong>n superficies planares a<br />
veces replegas, lo cual tiene gran<br />
influencia en la direccionalidad de su<br />
resistencia.<br />
Los esquistos en general poseen baja<br />
resistencia friccionante a lo largo de<br />
sus planos de foliación.<br />
El bandeamiento de estas rocas hace<br />
que en la práctica se <strong>co</strong>mporten<br />
<strong>co</strong>mo rocas relativamente masivas.<br />
Al igual que al neis, se le puede<br />
<strong>co</strong>nsiderar masiva.<br />
Las rocas de este grupo son por lo<br />
general masivas y resistentes debido<br />
a que se exfolian y a que sus cristales<br />
están, por lo general, bien<br />
entrabados. Las de carácter bási<strong>co</strong><br />
son más degradables por acción del<br />
clima.<br />
103
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
En ingeniería las rocas se pueden clasificar según su fábrica, un aspecto de la textura que se relaciona<br />
principalmente <strong>co</strong>n el carácter de direccionalidad de la propiedades mecánicas de las rocas. En la tabla<br />
5. XII se presenta la clasificación de las rocas según su fábrica y se <strong>co</strong>mentan las características<br />
de<strong>co</strong>mportamiento de cada grupo. Nótese que esta clasificación reagrupas las rocas de una manera muy<br />
<strong>co</strong>nveniente.<br />
Cristalina masiva<br />
(CM)<br />
Ejemplos:<br />
Granito<br />
Cuarcita<br />
Caliza cristalina<br />
Cristalina foliada (CF)<br />
Ejemplos:<br />
Pizarra<br />
Filita<br />
Esquisto<br />
Clástica cementada<br />
(CCe)<br />
Ejemplo:<br />
ARENISCA<br />
Clástica Cementada<br />
(C<strong>co</strong>)<br />
Ejemplo<br />
LUTITA<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
Tabla 5. XII FÁBRICA DE LAS ROCAS<br />
CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS POR SU FÁBRICA<br />
<strong>Rocas</strong> de cualquier origen, <strong>co</strong>n cristales fuertemente entrabados. Entre<br />
las ígneas, las plutónicas son más uniformes en su calidad, <strong>co</strong>n alta<br />
resistencia y mínima deformabilidad; las volcánicas (lavas y<br />
piroclástos) pueden poseer alta porosidad y su rango de calidad es<br />
variable 8 . Entre éstas últimas las diabasas son muy po<strong>co</strong> porosas y<br />
poseen la calidad más uniforme entre todas las rocas ígneas. La<br />
resistencia de la caliza micrita (sedimentaria) y la cuarcita<br />
(metamórfica) es <strong>co</strong>mparable a la del granito.<br />
<strong>Rocas</strong> metamórficas <strong>co</strong>n cristales entrelazados y orientación<br />
preferencial, lo cual les imparte a estas rocas direccionalidad en las<br />
propiedades mecánicas. Son también muy resistentes y po<strong>co</strong><br />
deformables pero su calidad es algo variable; dependiendo de que las<br />
su resistencia se solicite en la dirección de la foliación (menos<br />
resistentes y deformables) o perpendicularmente a ésta (más<br />
resistentes y deformables.)<br />
Sedimentarias de la fracción gruesa (SFG), <strong>co</strong>n calidad muy abierta;<br />
ninguna roca de este grupo <strong>co</strong>mparte la calidad de las mejores rocas<br />
cristalinas masivas. Su calidad depende de la calidad del cementante y<br />
del empaquetamiento de sus granos; pueden tener direccionalidad de<br />
las propiedades mecánicas, en el caso de presentar alto <strong>co</strong>ntenido de<br />
micas, hidromicas o arcilla.<br />
Sedimentarias de la fracción fina (SFF), <strong>co</strong>n calidad muy<br />
abierta; ninguna roca de este grupo <strong>co</strong>mparte la calidad de las<br />
mejores rocas cristalinas masivas. Su calidad depende del grado de<br />
<strong>co</strong>nsolidación diagenética y de la calidad del cementante.<br />
8 La diabasa (roca volcánica), posee la más alta resistencia entre las ígneas; el basalto y las andesita son<br />
de calidad variable.<br />
104
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
TALLER TALLER DE DE RECONOCIMIENTO RECONOCIMIENTO DE DE MINERALES<br />
MINERALES<br />
DEFINICIONES<br />
MINERAL: sustancia inorgánica natural de <strong>co</strong>mposición química y estructura<br />
definidas. La estructura definida de los minerales se manifiesta en la Forma<br />
Cristalina que posee la gran mayoría de ellos.<br />
El petróleo y el carbón no son minerales, pues son materiales orgáni<strong>co</strong>s<br />
No todos los minerales son cristalinos (algunos minerales son amorfos)<br />
El mineral se puede expresar en una fórmula química, ejemplo: Ej: SiO2<br />
Existen dos grupos: <strong>Minerales</strong> Formadores de rocas y otros de interés<br />
En los minerales cristalinos<br />
los átomos y moléculas se<br />
agrupan en forma<br />
organizada, <strong>co</strong>n formas<br />
geométricas definidas de<br />
caras y ángulos entre sus<br />
caras similares. Ejemplo:<br />
Cristales de Cuarzo<br />
En los minerales amorfos<br />
Los atomos y moléculas no<br />
tiene oportunidad de<br />
organizarse cuando el<br />
mineral se forma, por lo<br />
cual no se forman cristales.<br />
Ej:<br />
Obsidiana<br />
105
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
LOS MINERALES FORMAN ROCAS<br />
Las rocas son agregados de uno o más minerales, es decir son mezclas<br />
de minerales en las cuales cada <strong>co</strong>mponente mineral <strong>co</strong>nserva sus<br />
propiedades. Ej.: el granito está <strong>co</strong>nstituido por cuarzo, horblenda y<br />
feldespato.<br />
Los grupos más importantes de minerales son:<br />
Silicatos (SiO4) -4 (Formadores de rocas y otros de interés para el Ingeniero<br />
Óxidos e Hidróxidos: Hematina (Fe), Limonita ó Goetita (Fe-hidratado) y<br />
Gibsita (Al)<br />
Carbonatos (CO3) -2 : Calcita (Ca), Dolomita(Ca,Mg)<br />
Sulfatos (SO4) -2 : Yeso (Ca-Hidratado), Anhidrita (Ca)<br />
Sulfuros (S) -2 Pirita (Fe)<br />
Haluros sal <strong>co</strong>mún Na Cl<br />
106
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
SILICATOS<br />
SILICATOS<br />
<strong>Minerales</strong> <strong>co</strong>nstituidos por sílicio y oxígeno, la mayor parte de ellos además<br />
<strong>co</strong>n uno o más minerales metáli<strong>co</strong>s, <strong>co</strong>n o sin hidrógeno.<br />
La unidad fundamental<br />
de los silicatos es el<br />
tetraedro de Sílica. Un<br />
ión <strong>co</strong>n carga negativa<br />
de menos 4, <strong>co</strong>nstituido<br />
por por un átomo de<br />
sílice en el centro y<br />
cuatro oxígenos en las<br />
puntas del tetraedro<br />
Los átomos de oxígeno <strong>co</strong>n carga negativa se enlazan entre si <strong>co</strong>n<br />
cationes metáli<strong>co</strong>s que aportan cargas positivas(A) para formar<br />
estructuras químicamente estables. Ej: tetraedros individuales ligados<br />
<strong>co</strong>n iones cargados positivamente (B).<br />
(A)<br />
( (B)<br />
107
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
ESTRUCTURAS ESTRUCTURAS ESTRUCTURAS CRISTALINAS<br />
CRISTALINAS<br />
Los tetraedros de Sílica pueden presentarse de manera independiente (ej.:<br />
OLIVINO), o formar varios tipos de estructuras en las cuales los los átomos átomos de<br />
de<br />
oxígeno oxígeno son son <strong>co</strong>mpartidos <strong>co</strong>mpartidos de de manera manera variab variable variab le por los átomos de silicio de los<br />
tetraedros adyacentes.<br />
1. CADENAS CADENAS SIMPLES<br />
SIMPLES<br />
Cada átomo de sílice está rodeado por 4 átomos de oxígeno y dos dos dos de de de los los los 4<br />
4<br />
átomos átomos de de oxígeno oxígeno están están unidos unidos <strong>co</strong>n <strong>co</strong>n otros otros átomos átomos de de de sílice sílice mientras mientras que que que los<br />
los<br />
otros otros otros dos dos no. no. (ej.: (ej.: (ej.: (ej.: AUGITA) AUGITA) AUGITA) AUGITA)<br />
La La <strong>co</strong>nexión <strong>co</strong>nexión a a través través de de los los iones iones de de oxígeno oxígeno <strong>co</strong>mpartidos <strong>co</strong>mpartidos<br />
une une los los tetraedros<br />
en en en las las esrtructuras esrtructuras e e cadena.<br />
cadena.<br />
108
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
3 3 3 LAMINAS<br />
LAMINAS<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
2 CADENAS CADENAS DOBLES<br />
DOBLES<br />
(Ej.: HORNBLENDA)<br />
4. 4. REDES REDES REDES TRIDIMENSIONALES<br />
TRIDIMENSIONALES<br />
(Ej.: MICAS) (Ej.: (FELDSPATOS Y CUARZO)<br />
En el caso de las estructura laminar aumenta el número de iones de oxígeno<br />
<strong>co</strong>mpartidos y en el caso de la estructura tridimensional todos los ionesde<br />
oxígeno están <strong>co</strong>mpartidos. Es decir: la proporción de iones de silicio-<br />
oxígeno (relación Si:O) difiere en los diferentes silicatos. El Olivino esta<br />
formado por tetraedros aislados y la relación Si:O es 1:4; en la Augita (cadena<br />
simple) esa relación es 1:3 y en el cuarzo (red tridimensional) la misma<br />
relación es 1:2. Entre Entre más más más iones iones de de oxígeno oxígeno se se <strong>co</strong>mpartan <strong>co</strong>mpartan los los los silicatos silicatos, silicatos , mayor mayor<br />
mayor<br />
será será la la cantidad cantidad cantidad de de silicio silicio en en la la estructura estructura del del silicato silicato y y así así mismo mismo las<br />
las<br />
estabilidad estabilidad química química. química<br />
PLANOS DE CLIVAJE O EXFOLIACIÓN<br />
MUCHOS MINERALES TIENDEN A ROMPERSE MÁS FÁCILMENTE A LO LARGO DE<br />
PLANOS CON ENLACES DÉBILES. LA MICA TIENE ENLACES DÉBILES EN UNA<br />
DIRECCIÓN; OS ANFIBOLES PRESENTAN DOS PLANOS A 60° Y 120° Y LOS<br />
109
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
FELDSPATOS DOS PLANBOS A 90°. LOS CRSTALES DE CUARZO NO SE<br />
EXFOLIAN; EN ESTE CASO NO SE FRACTURAN SIGUIENGO LAS CRAS<br />
CRISTALINAS.<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
MINERALES MINERALES FORMADORES FORMADORES DE DE ROCAS<br />
ROCAS<br />
COMPOSICIÓN QUÍMICA, CLIVAJE Y ESTRUCTURA DE LOS SILICATOS<br />
FORMADORES DE ROCAS.<br />
110
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
GRUPOS GRUPOS GRUPOS DE DE SILICATOS<br />
SILICATOS<br />
A) FERROMAGNESIANOS<br />
OSCUROS, PESADOS, MÁS INESTABLES QUÍMICAMENTE<br />
b) NO FERROMAGNESIANOS<br />
CLAROS. LIGEROS. MÁS ESTABLES QUÍMICAMENTE<br />
111
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
SUSCEPTIBILIDAD QUÍMICA DE LOS SILICATOS FORMADORES DE ROCAS<br />
Está determinada por la relación Sílice:Oxígeno de los minerales. Entre menos<br />
átomos de sílice por cada átomo de oxígeno posean, el mineral es más<br />
susceptible a des<strong>co</strong>mponerse químicamente.<br />
<strong>Minerales</strong> <strong>co</strong>mpuestos de tetraedros de sílica poseen en su esrtuctura<br />
cristalina 1 atomo de sílice por cada 4 de oxígeno (relación Si:O 1:4)<br />
son los más susceptibles (ej olivino)<br />
En los minerales <strong>co</strong>nformados por cadenas simples la relación Si:O es<br />
1:3 puesto que tiene dos oxígenos <strong>co</strong>mpartidos.<br />
En los minerales <strong>co</strong>nformados por redes tridimensionales la relación<br />
Si:O es 1:2 y son los menos susceptibles químicamente. Ej: Cuarzo<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
112
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
HEMATINA<br />
Fe2 O3<br />
LIMONITA O GOETITA<br />
FeO (OH)<br />
Fe2 O3. n H2 O<br />
GIBSITA (Bauxita)<br />
Al O (OH)<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
OXIDOS OXIDOS E E HIDRÒXIDOS<br />
HIDRÒXIDOS<br />
113
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
CARBONATOS<br />
CARBONATOS<br />
Dolomita Caliza<br />
SULFATOS<br />
SULFATOS<br />
Yeso Anhidrita<br />
Calcita<br />
114
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
SULFUROS<br />
SULFUROS<br />
Pirita Galena<br />
HALUROS<br />
HALUROS<br />
Sal<br />
115
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
IDENTIFICACIÓN IDENTIFICACIÓN DE DE LOS LOS LOS MINERALES<br />
MINERALES<br />
FO FORMA FO RMA CRISTALINA<br />
CRISTALINA<br />
BRILLO BRILLO O O LUSTRE<br />
LUSTRE<br />
Lustre Lustre Metáli<strong>co</strong> Metáli<strong>co</strong> Lustre Lustre no metáli<strong>co</strong> metáli<strong>co</strong> (Opa<strong>co</strong>)<br />
(Opa<strong>co</strong>)<br />
116
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
COLOR<br />
COLOR<br />
El <strong>co</strong>lor no es característi<strong>co</strong><br />
COLOR COLOR DE DE LA LA RAYA<br />
RAYA<br />
El <strong>co</strong>lor de la raya si es característi<strong>co</strong>.<br />
117
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
DUREZA DUREZA RELATIVA<br />
RELATIVA<br />
La dureza está relacionada <strong>co</strong>n la resistencia y la abrasividad de las rocas.<br />
Escala de dureza<br />
Relativa<br />
Escala Escala de de Mohs ohs ohs<br />
1 Tal<strong>co</strong><br />
2 Yeso<br />
Mineral Dureza relativa<br />
<strong>co</strong>mparativa<br />
2,5 UÑA<br />
3 Calcita<br />
4 Florita<br />
5 Apatito<br />
6,5 ACERO<br />
6 Ortoclasa<br />
7 Cuarzo<br />
8 topacio<br />
9 Corindón<br />
10 diamante<br />
118
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
CLIVAJE<br />
CLIVAJE<br />
FRACTURA<br />
FRACTURA<br />
119
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
DENSIDAD<br />
DENSIDAD<br />
Los minerales Ferromagnesianos son las pesados (Densidad >3)<br />
Los minerales no ferromagnesianos son más livianos (Densidad
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
TALLER TALLER DE DE RECONOCIMIENTO RECONOCIMIENTO DE DE ROCAS<br />
ROCAS<br />
Textura Textura de de rocas rocas igneas igneas igneas plutónicas plutónicas y y volcánicas volcánicas efusivas<br />
efusivas<br />
4<br />
Textura Fanerítica: Grano grueso. Holocristalina: solo<br />
cristales. Un tiempo lento de cristalización y cristales<br />
grandes. La roca puede tener cualquier <strong>co</strong>mposición.<br />
Se da en rocas plutónicas las cuales se forman a gran<br />
profundidad y después quedan expuestas por<br />
denudación.<br />
Textura Afanítica: grano fino. Hipocristalina: vidrio y<br />
cristales. Un tiempo rápido de cristalización y cristales<br />
pequeños o vidrio. La roca puede tener cualquier<br />
<strong>co</strong>mposición. Se da rocas volcánicas efusivas (lava<br />
vertida por los volcanes que se enfría y <strong>co</strong>nsolida); se<br />
forman en superficie en el fondo del mar o sobre el<br />
<strong>co</strong>ntinente.<br />
Textura vítrea: sin cristales (solo vidrio) Holohialina: .<br />
Un tiempo extremadamente rápido de enfriamiento. La<br />
roca puede tener cualquier <strong>co</strong>mposición. Se da también<br />
En rocas efusivas.<br />
Textura vesicular: textura porosa, propia de algunas<br />
rocas piroclásticas. Los poros se forman por escape<br />
rápido de grandes cantidades de gas en el momento que<br />
se enfrían los piroclastos.<br />
121
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
COMPOSICIÓN ROCAS IGNEAS<br />
DE DE IZQUIERDA IZQUIERDA A A DERECHA DERECHA CAMBIA LA COMPOSICIÓN QUÍMICA Y MINERAL (GRANITO-RIOLITA; DIORITA-ANDESITA; GABRO-<br />
BASALTO. SE PASA GRADUALMENTE DE COLOR CLARO A COLOR OSCURO (EL PORCENTAJE DE SÍLICE DISMINUYE)<br />
DE DE ARRIBA ARRIBA ABAJO ABAJO CAMBIA LA TEXTURA. SE PASA DE GRANO GRUESO A GRANO FINO: GRANITO-RIOLITA Y GABRO-BASALTO.<br />
122
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
GRANITO<br />
DIORITA<br />
GABRO<br />
123
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
RIOLITA<br />
ANDESITA<br />
BASALTO<br />
124
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
SECCIÓN DELGADA GRANITO<br />
SECCIÓN DELGADA DIABASA<br />
125
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
EJEMPLOS DE (PIROCLASTOS) TEFRA<br />
PUMITA CENIZAS Y LAPILLI<br />
BOMBA<br />
126
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
CLASIFICACI<br />
CLASIFICACIÓN CLASIFICACI N ROCAS ÍGNEAS PLUTÓN PLUTÓNICAS PLUTÓN<br />
ICAS Y Y VOLCÁNICAS EFUSIVAS<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
CLASIFICACIÓN CLASIFICACIÓN QUÍMICA<br />
QUÍMICA<br />
FÉLSICAS FÉLSICAS ÁCIDAS ÁCIDAS<br />
ÁCIDAS<br />
INTERMEDIAS<br />
INTERMEDIAS<br />
INTERMEDIAS<br />
MÁFICAS MÁFICAS BÁSICAS<br />
BÁSICAS<br />
ULTRABÁSICAS ULTRABÁSICAS ULTRAMÁFICAS<br />
ULTRAMÁFICAS<br />
CONTENIDO CONTENIDO CONTENIDO DE DE DE SÍLICE SÍLICE %<br />
%<br />
> > 66<br />
66<br />
66 66 –<br />
52<br />
52<br />
52 52 – 45 45<br />
45<br />
< < 45 45<br />
45<br />
127
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
CLASIFICACIÓN CLASIFICACIÓN DE DE LA LA ROCAS ROCAS ROCAS ÌGNEAS ÌGNEAS PIROCLÀSTICA<br />
PIROCLÀSTICA<br />
CLASIFICACIÓN DE ROCAS PIROCLÁSTICAS<br />
TIPO DE TEFRA ROCA PIROCLASTICA<br />
TOBA<br />
TOBA-LAPILLI<br />
TOBA – BRECHA<br />
BRECHA PIROCLÁSTICA<br />
AGLOMERADO<br />
CENIZA PREDOMINANTE<br />
LAPILLI PREDOMINANTE<br />
25% - 75% BLOQUES Y/ O BOMBAS<br />
AL MENOS 75% DE BLOQUES Y BOMBAS<br />
AL MENOS 75% DE BOMBAS<br />
128
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
ORIGEN DE LAS ESTRUCTURAS PRIMARIAS<br />
DE LAS ROCAS ÍGNEAS PLUTÓNICAS<br />
ROCA BASÁLTICA DE LA PLACA<br />
OCEÁNICA DESCIENDE POR DEBAJO<br />
DE LA PLACA CONTINENTAL A<br />
ZONAS DE ALTA TEMPERATURA Y<br />
ALLI FUNDE PARA FORMAR<br />
MAGMA.<br />
EL MAGMA, MÁS LIVIANO QUE LA<br />
ROCA ENCAJANTE, ASCIENDE Y<br />
PENETRA LA CORTEZA.<br />
CUANDO ALCANZA ZONAS DE BAJA<br />
TEMPERATURA RELATIVA SE<br />
ENFRÍA Y SE FORMAN ROCAS<br />
PLUTÓNICAS<br />
POSTERIORMENTE ESAS ROCAS<br />
PLUTÓNICAS SON EXPUESTAS POR<br />
EROSIÓN.<br />
129
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
ACTIVIDAD VOLCÁNICA<br />
SI EL MAGMA ALCANZA LA<br />
SUPERFICIE PIERDE SUS GASES Y SE<br />
CONVIERTE EN LAVA. LA CUAL ES<br />
ARROJADA POR LOS VOLCANES PARA<br />
FORMAR ROCAS EFUSIVAS O<br />
PIROCLÁSTICAS<br />
SE OBSERVA UNA EMISIÓN DE LAVA<br />
UN ESTRATOVOLCÁN ARROJA DE<br />
MANERA ALTERNA LAVAS Y<br />
PIROCLASTOS QUE SE DISPONEN EN<br />
CAPAS. ES COMÚN EN EMISIONES DE<br />
LAVAS ÁCIDAS, LAS CUALES POR SER<br />
MUY VISCOSAS SE CONCENTRAN<br />
CON GRAN PRESIÓN EN LAS<br />
CHIMENEAS VOLCÁNICAS Y LUEGO<br />
EMERGEN VIOLENTAMENTE.<br />
130
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
FORMAS FORMAS PRIMARIAS PRIMARIAS DE DE YACIMIENTO<br />
YACIMIENTO<br />
DE DE DE LAS LAS ROCAS ROCAS PLUTÓNICAS<br />
PLUTÓNICAS<br />
BATOLITO EXPUESTO POR<br />
EROSIÓN. LOS BATOLITOS SON<br />
MUY EXTENSOS: PUEDEN<br />
ALCANZAR VARIOS CIENTOS DE<br />
KILÓMETROS DE DIÁMETRO.<br />
ESTÁN CONSTITUPIDOS POR<br />
ROCAS GRANÍTICAS,<br />
PRINCIPALMENTE<br />
GRANODIORITA, CUARZO<br />
DIORITA, CUARZOMONZONITA Y<br />
GRANITO Y SE LOCALIZAN EN<br />
LOS NÚCLEOS DE ALGUNAS<br />
CORDILLERAS<br />
LOS DIQUES SON INTRUSIONES<br />
TABULARES QUE ATRAVIESAN<br />
ROCAS SEDIMENTARIAS. SU<br />
ESPESOR ES PEQUEÑO: DESDE<br />
ALGUNOS CENTÍMETROS HASTA<br />
UNOS POCOS METROS.<br />
SU COMPOSICIÓN ES MUY<br />
VARIADA.<br />
LOS MANTOS TAMBIÉN SON<br />
TABULARES PERO EN VEZ DE<br />
ATRAVESAR LOS ESTRATOS SE<br />
ACOMODAN ENRE ELLOS<br />
131
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LAS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
BLOQUE DIAGRAMA MOSTRANDO DIFERENTE TIPOS DE<br />
PLUTONES<br />
132
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
AS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
FORMAS DE YACIMIENTO ROCAS ÍGNEAS<br />
ROCAS VOLCÁNICAS<br />
DIACLASAMIENTO COLUMNAR EN BASALTOS<br />
TÚNELES EN BASALTOS<br />
80
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
A) SILÍCEAS<br />
AS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS<br />
SEDIMENTARIAS<br />
ARENISCA CUARZOSA<br />
ARENISCA FELDESPÁTICA (ARCOSA)<br />
81
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
AS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
CONGLOMERADO<br />
BRECHA<br />
82
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
AS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
CHERT O LIDITA<br />
AFLORAMIENTO DE CHERT<br />
83
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
B) ARCILLOSAS<br />
AS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
SHALE<br />
LIMOLITA<br />
84
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
C) CALCÁREAS<br />
AS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
CALIZA CRISTALINA<br />
CALIZA ORGÁNICA O BIÓGEMA<br />
85
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
AS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
ROCAS ROCAS METAMÓRFICAS<br />
METAMÓRFICAS<br />
METAMORFISMO REGIONAL: INCREMENTO DE TEMPERATURA Y PRESIÓN CON<br />
LA PROFUNDIDAD, BAJO EL EFECTO DE PRESIONES EJERCIDAS POR OTRAS<br />
ROCAS. (FIGURAS 1 Y 2). LAS PRESIONES SON DESEQUILIBRADAS BAJO LA<br />
INFLUENCIA DE FUERZAS TECTÓNICAS (FIGURA 3)<br />
Fig 1. Incremento de Tempertura Fig. 2 Incremento de Presión<br />
Fig 3. Efecto <strong>co</strong>mbinado de la sobrecarga y las cargas tectónicas.<br />
86
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
METAMORFISMO DE CONTACTO. SE FORMAN ROCAS METAMÓRFICAS DEBIDO<br />
AL CALOR Y LA ACTIVIDAD DE SOLUCIONES QUÍMICAS ACTIVAS EN LOS SITIOS<br />
DONDE LOS MAGMAS SE EMPLAZAN<br />
AS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
Figura 4 Metamorfismo de <strong>co</strong>ntacto<br />
METAMORFISMO DINÁMICO. SE DA EN LAS ZONAS DE FALLA DONDE LAS<br />
ROCAS SE DESTROZAN POR CIZALLAMIENTO CON CAMBIOS MINERALÓGICOS<br />
MUY VARIANDOS (SECUENCIA CATACLASITA, CLASTOMILONITA, MILONITA,<br />
FILONITA)<br />
Figura 5 Roca cizallada en zona de falla<br />
87
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
LA MAYOR PARTE DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS SE DEBEN A<br />
METAMORFISMO REGIONAL Y SON DE DOS TIPOS: CRISTALINAS FOLIADAS Y<br />
CRISTALINAS MASIVAS<br />
A) FOLIADAS<br />
AS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
PIZARRA -FILITA<br />
88
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
AS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
ESQUISTO<br />
B) BANDEADAS<br />
GRANITO-NEIS<br />
89
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
C) MASIVAS<br />
MÁRMOL CUARCITA<br />
METAMÓRFICA CRISTALINA MASIVA METAMÓRFICA CRISTALINA<br />
MASIVA<br />
METAMORFISMO DE CALIZA METAMORFISMO DE<br />
ARENISCA<br />
AS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
90
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
AS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
SECCIONES DELGADAS<br />
CONTRASTE ENTRE ROCAS METAMÓRFICAS FOLIADAS Y ROCAS<br />
METAMÓRFICAS MASIVAS<br />
CUARCITA: MASIVA<br />
CRISTALES ENTRABADOS COMO EN EL GRANITO<br />
ESQUISTO: FOLIADA<br />
CRISTALES ORIENTADOS<br />
91
Departamento de Ingeniería Civil<br />
Facultad de Ingeniería<br />
AS ROCAS<br />
Juan Montero Olarte – 1999<br />
AFLORAMIENTOS TÍPICO DE PIZARRAS<br />
92