Materiales constitutivos de la corteza terrestre

INTRODUCCION

Bajo la superficie terrestre se llevan a cabo procesos que determinan la formación de diferentes tipos de rocas (el material más abundante de la Tierra). Las variedades de rocas son muchas, cada una con características físicas y químicas similares o diferentes unas de otras; éstas características proporcionan a los geólogos las pistas para determinar los procesos en base a los que se formaron.
En un recorrido por el MUSEO PROVINCIAL DE CIENCIAS NATURALES DE CORDOBA, puede apreciarse una amplia variedad de rocas de distintos lugares de la Tierra, acercándonos un poco al conocimiento de aspectos físicos del planeta que habitamos.








MINERALES Y ROCAS

(Conceptos básicos)












MINERALES

Los minerales son los componentes básicos de las rocas, definidos por los geólogos como “Cualquier sólido inorgánico natural que posee una estructura interna ordenada y una composición química definida”. Las características que debe reunir un mineral son

Debe aparecer de forma natural.
Debe ser inorgánico.
Debe ser un solido.
Debe poseer una estructura interna ordenada (sus átomos deben estar dispuestos según un modelo definido).
Debe tener una composición química definida, que puede variar dentro de unos límites.

Si bien cada muestra de un mismo mineral tiene la misma estructura interna, algunos elementos son capaces de agruparse de mas de una forma, entonces dos minerales con propiedades diferentes pueden tener exactamente la mismacomposición química, por ej: GRAFITO y DIAMANTE, están formados exclusivamente por carbono, pero tienen una estructura interna y propiedades completamente diferentes.



Diamante Grafito


ROCAS

Una roca es cualquier masa solida de materia mineral o parecida a mineral, que se presenta de forma natural como parte de nuestro planeta.
Algunas rocas están compuestas casi por completo por un solo mineral, por ejemplo la CALIZA; aunque la mayoría está compuesta por varias clases de minerales, como el GRANITO (compuesto por feldespato, cuarzo, hornblenda), en estos casos, los minerales están unidos de manera que se conservan las propiedades de cada uno.

Granito


Feldespato Hornblenda Cuarzo
Otras rocas están compuestas de materia no mineral, por ejemplo la PUMITA y la OBSIDIANA, que son sustancias vítreas no cristalinas, y el CARBÓN, que está formado por restos orgánicos sólidos.




Obsidiana





Pumita



Carbón











CLASIFICACIÓN Y EDAD DE LAS ROCAS










CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS

- Origen externo (Rocas Exógenas): Superficie de la Tierra
- Origen interno: (Rocas Endógenas): Interior de la Tierra (al menos en parte).

EDAD DE LAS ROCAS
Era
Sistema
Duración (en millones de años)
Color convencional de las rocas sedimentarias

Cuaternario
Holoceno
Pleistoceno
Villafranquiense

1?Ocre o punteado

Terciario o Cenozoico

Neógeno Plioceno
Mioceno
Oligoceno
Eógeno Eoceno (no confundir con el Eógeno)




65
Amarillo

Secundario o Mesozoico
Cretácico
Jurasico
Triásico


140
Verde
Azul
Azul oscuro
Violeta


Primario o Paleozoico
Pérmico
Carbonífero
Devónico
Silúrico
Cámbrico


350
Bistre
Precámbrico



Además el rojo vivo designa las rocas volcánicas.
Además el rosa vivo designa las rocas eruptivas plutónicas.
Además el rosa claro designa las rocas cristalofílicas.







ROCAS ENDÓGENAS
ORIGEN
TEXTURA
CLASIFICACIÓN








Rocas endógenas son aquellas que se forman en las zonas profundas de la litosfera, donde la presión, la temperatura y el ambiente químico son muy distintos a los que existen en la superficie.

ORIGEN
Las rocas endógenas, llamadas también PLUTÓNICAS tienen su origen en la profundidad, cuando el magma pierde su movilidad bajo la superficie y termina cristalizando antes de terminar el ascenso. Las rocas plutónicas no serian visibles si la corteza no ascendiera y las rocas encajantes no fueran eliminadas por la erosión (cuando una masa de roca de la corteza está expuesta recibe el nombre de AFLORAMIENTO).

CLASIFICACIÓN
Cuadro simplificado de clasificación de las rocas plutónicas


Rocas
Con feldespatos:

Sin feldespatos

Ortosa > plag.
Ortosa a‰ƒ plag.
Plag. > ortosa

Con cuarzo:
Granito.
Granodiorita.
Cuarzodiorita.

Sin cuarzo ni feldespatoides:
Sienita.
Monzonita.
Diorita.
Gabro.
Peridotita.
Con feldespatoides:
Sienita nefelínica.
Monzonita nefelínica.
Rocas básicas con feldespatoides.


TEXTURA
TEXTURA AFANÍTICA (de grano fino ): las rocasígneas que se forman en la superficie poseen una estructura de grano muy fino. Los cristales que constituyen las rocas afaniticas son demasiado pequeños para que los minerales individuales se distingan a simple vista.


TEXTURA FANERÍTICA (de grano grueso): cuando grandes masas de magma se solidifican lentamente bastante por debajo de la supreficie forman las rocas ígneas que muetran una estructura de grano grueso denominada fanerítica. Consiste en una masa de cristales intercrecidos que son aproximadamente del mismo tamaño y lo suficientemente grandes como para que los minerales individuales puedan identificarse sin la ayuda de un microscopio.











ROCAS EXÓGENAS
SEDIMENTARIAS
AMBIENTES SEDIMENTARIOS
ORIGEN
TEXTURA
CLASIFICACIÓN



























ROCAS METAMÓRFICAS
METAMORFISMO














PROCESOS MAGMÁTICOS
VULCANISMO
PLUTONISMO
Vulcanismo
Este proceso manifiesta transformaciones que originan los movimientos del magma, los que a su vez modifican el relieve, incluye procesos en los cuales hay rocas fundidas provenientes del manto y que tienen movilidad dentro o
sobre la corteza terrestre.

Vulcanismo interno o plutonismo. Incluye procesos en los cuales el magma queda atrapado y se consolida entre las capas de la corteza terrestre, las formas o estructuras rocosas creadas por el vulcanismo interno se conocen como cuerpos plutónicos, la clasificación es la siguiente:

dique, el   magma de la estructura vertical;





sills, magma horizontal de poco espesor;



batolito, el mayor de los cuerpos plutónicos es de forma convexa,





lacolito, de forma horizontal y convexa






Vulcanismo externo o eruptivo. El vulcanismo externo oextrusivo es la salida, por una fisura o grieta,   de materiales y gases componentes del magma. Este fenómeno de conoce como erupción volcánica, es uno de los procesos determinantes en la evolución del relieve terrestre. Un volcán tiene una forma de una montaña cónica, en la que la pendiente aumenta con la altura y en cuya cima se abre un embudo de pendientes escarpadas que constituyen el cráter, cuando el cráter se presenta como una vasta cavidad, debida a un hundimiento o una explosión , recibe el nombre de caldera. Los materiales que arroja un volcán pueden ser sólidos, líquidos y gaseosos.


Volcán Caldera





















HIDROCARBUROS
FORMACIÓN
CLASIFICACIÓN
DEPÓSITOS
















HIDROCARBUROS

Durante mucho tiempo ha sido tema de amplia discusión el origen del petróleo, dando lugar a largas controversias entre los científicos que pretendían explicar su origen por medio de reacciones químicas en el interior de la corteza terrestre, a partir de compuestos inorgánicos, y los que propugnaban su origen orgánico, a partir de restos animales o vegetales incorporados a las rocas sedimentarias.
Pero actualmente esta cuestión esta completamente superada, al haberse comprobado la presencia en el petróleo de restos indiscutibles de materia orgánica y, sobre todo, al haberse encontrado ciertas bacterias asociadas a los yacimientos petrolíferos, que revelan claramente su origen mediante reacciones bacterianas anaerobias a partir de restos animales y vegetales.

FACTORES QUE CONDICIONAN LA FORMACION DE PETROLEO

Factores biológicos: la materia organica acumulada en los sedimentos puede tener dos origenes distintos: por una parte, la aportada por losríos, procedente de los continentes, que puede llegar a ser superior al 50% del total, y por otra parte, la acumulación de organismos marinos, que, al morir, caen al fondo y se incorporan a los sedimentos.
La transformación de materia organica (proteínas y grasas principalmente), en petróleo, consiste a grandes rasgos en un aumento de la proporción C/N; enriquecimiento en C y en H, y empobrecimiento en O y en N, que se consigue en ambientes reductores, de potencial Red-Ox muy bajo, donde pueden vivir las bacterias anaerobias que inician las transformaciones de la materia orgánica, y cuya actividad hace decrecer aún mas dicho potencial.
No se conocen con exactitud las diversas etapas de esta transformación, porque el proceso no ha podido aun reproducirse en el laboratorio, pero se supone que, en una primera etapa, las fermentaciones bacterianas anaerobias descomponen la materia orgánica acumulada, originando los sapropeles, cienos de color oscuro y olor pútrido, que posteriormente originan el kerógeno, producto piro-bituminoso, negro, de aspecto pulverulento, y los hidrocarburos mas densos. En una segunda etapa, a mayor profundidad por la acumulación de nuevos sedimentos, tiene lugar la transformación de estos compuestos en autentico petróleo, sin que ya intervenga la acción bacteriana, que se sustituye por ciertos catalizadores naturales.

Factores físico-quimicos: para la formación del petróleo no se precisan grandes presiones ni elevadas temperaturas. Se ha calculado que la presión a que ha estado sometido, no excede de 175 Kg/cm2, que mas bien debe corresponder a la presión necesaria para su expulsión de la roca donde se formó, y su emigración a la roca-almacén.
La temperatura de formación del petróleo ha debido ser del orden de los 100°C;existe un valor máximo de 200°C, en que las porfirinas se descomponen, y otro máximo de 300°C, a cuya temperatura los gases asociados al petróleo son inestables y se destruyen.

Factores geológicos: de los factores geológicos que condicionan la formación del petróleo, quizá el mas importante sea la existencia de una cuenca sedimentaria de grandes dimensiones, en la que se pueda desarrollar el ciclo sedimentario completo. Dentro de esa cueca es necesaria la formación en algún momento de su evolución, de un profundo surco subsidente, que permita la acumulación de gran cantidad de sedimentos, y que proporcione el ambiente anaerobio necesario para la conservación de la materia organica. La profundidad que se ha calculado oscila entre los 750 y 2.800m., que mas que corresponder directamente a la profundidad de formación, parece ser la necesaria para que al continuar el proceso de subsidencia el petróleo emigre hacia los bordes de la cuenca. Las facies mas adecuadas para la formación de hidrocarburos se encuentran en los ambientes parálicos, salobre y nerítico, que es donde aparecen las alternancias mas favorables de sedimentos gruesos y finos (arena- arcilla).

ALMACENAMIENTO DEL PETRÓLEO

Si durante el proceso de migración del petróleo a través de rocas porosas éste se encuentra con un obstáculo, generalmente la perdida de permeabilidad, tiende a acumularse y a constituir un “yacimiento petrolífero”. La zona donde se ha producido esa perdida de permeabilidad constituye la llamada “trampa petrolífera”.
Se define a una “trampa petrolífera”, como toda anomalía geológica, de rigen tectónico o litológico, que da al techo del almacén (zona donde desaparece la permeabilidad y la porosidad), una forma cóncava hacia la base.