La litología de una unidad de roca es una descripción de sus características físicas visibles en el afloramiento , en muestras manuales o de núcleos , o con microscopía de bajo aumento. Las características físicas incluyen color, textura, tamaño de grano y composición. [1] [2] [3] La litología puede referirse a una descripción detallada de estas características o a un resumen de las características físicas generales de una roca. Ejemplos de litologías en el segundo sentido incluyen arenisca , pizarra , basalto o caliza . [4]
La litología es la base para subdividir secuencias de rocas en unidades litoestratigráficas individuales con el fin de mapear y correlacionar entre áreas. En determinadas aplicaciones, como las investigaciones de sitios , la litología se describe utilizando una terminología estándar como la del estándar geotécnico europeo Eurocódigo 7 .
La denominación de una litología se basa en el tipo de roca . Los tres tipos principales de rocas son ígneas , sedimentarias y metamórficas . Las rocas ígneas se forman directamente a partir de magma , que es una mezcla de roca fundida, gases disueltos y cristales sólidos. La roca sedimentaria se forma a partir de partículas minerales u orgánicas que se acumulan en la superficie de la Tierra y se litifican . La roca metamórfica se forma por recristalización de roca sólida existente en condiciones de gran calor o presión. [5]
Las rocas ígneas se dividen además en tres categorías amplias. Las rocas ígneas compuestas por fragmentos de roca rota creados directamente por procesos volcánicos ( tefra ) se clasifican como rocas piroclásticas . Las rocas piroclásticas se clasifican además según el tamaño promedio de los fragmentos ( clastos ) y si los fragmentos son en su mayoría cristales minerales individuales , partículas de vidrio volcánico o fragmentos de roca. [6] También se pueden aplicar otras clasificaciones, como por composición química . [7] [8] Las rocas ígneas que tienen granos minerales visibles ( rocas faneríticas ) se clasifican como intrusivas , mientras que aquellas que son vítreas o de grano muy fino ( afaníticas ) se clasifican como rocas extrusivas . Las rocas ígneas intrusivas generalmente se clasifican utilizando la clasificación QAPF , que se basa en el contenido relativo de cuarzo , feldespato alcalino , plagioclasa y feldespatoide . Existen clasificaciones especiales para rocas ígneas de composiciones inusuales, como rocas ultramáficas o carbonatitas . Cuando es posible, las rocas ígneas extrusivas también se clasifican por contenido mineral utilizando la clasificación QAPF extrusiva, pero cuando determinar la composición mineral no es práctico, se pueden clasificar químicamente utilizando la clasificación TAS . Esto se basa en el contenido total de sílice y óxidos de metales alcalinos y otros criterios químicos. [9] [10] [11]
Las rocas sedimentarias se clasifican además según sean siliciclásticas o carbonatadas . Luego, las rocas sedimentarias siliciclásticas se subcategorizan según la distribución del tamaño de sus granos y las proporciones relativas de cuarzo, feldespato y fragmentos líticos (rocas). [12] Las rocas carbonatadas se clasifican con los esquemas de clasificación de Dunham o Folk según los constituyentes de la roca carbonatada. [13]
La denominación de las rocas metamórficas puede basarse en el protolito , la composición mineral, la textura o la facies metamórfica . Se puede utilizar una denominación basada en la textura y un protolito de pelita (p. ej., esquisto , roca de barro ) para definir la pizarra y la filita . Los nombres basados en la textura son esquisto y gneis . Estas texturas, desde la pizarra hasta el gneis, definen un grado de metamorfismo cada vez mayor. [14] Las facies metamórficas se definen por los campos de presión y temperatura en los que se forman minerales particulares. [15] Existen nombres adicionales de rocas metamórficas, como esquisto verde ( basalto metamorfoseado y otras rocas ígneas extrusivas) o cuarcita (arena de cuarzo metamorfoseada). [dieciséis]
En rocas ígneas y metamórficas, el tamaño de grano es una medida del tamaño de los cristales de la roca. En las rocas ígneas, esto se utiliza para determinar la velocidad a la que se enfrió el material: los cristales grandes suelen indicar roca ígnea intrusiva, mientras que los cristales pequeños indican que la roca era extrusiva. [17] El metamorfismo de rocas compuestas principalmente de un solo mineral, como cuarcita o mármol , puede aumentar el tamaño del grano ( crecimiento del grano ), mientras que el metamorfismo de la roca cortada puede disminuir el tamaño del grano ( recristalización sintectónica ). [18]
En las rocas sedimentarias clásticas, el tamaño de grano es el diámetro de los granos y/o clastos que constituyen la roca. Estos se utilizan para determinar qué sistema de denominación de rocas utilizar (por ejemplo, un conglomerado , arenisca o lutita ). En el caso de areniscas y conglomerados, que cubren una amplia gama de tamaños de grano, se añade al nombre de la roca una palabra que describe el rango de tamaño de grano. Algunos ejemplos son el " conglomerado de guijarros " y la " arenita de cuarzo fino ". [19]
En rocas en las que los granos minerales son lo suficientemente grandes como para identificarlos con una lupa, la mineralogía visible se incluye como parte de la descripción. En el caso de secuencias que posiblemente incluyan carbonatos , rocas cementadas con calcita o aquellas con posibles vetas de calcita, es normal probar la presencia de calcita (u otras formas de carbonato de calcio ) usando ácido clorhídrico diluido y buscando efervescencia . [20]
La composición mineralógica de una roca es una de las principales formas en que se clasifica. Las rocas ígneas se clasifican por su contenido mineral siempre que sea práctico, utilizando la clasificación QAPF o clasificaciones especiales ultramáficas o carbonatitas. [9] [10] [11] Asimismo, las facies metamórficas, que muestran el grado en que una roca ha estado expuesta al calor y la presión y, por lo tanto, son importantes en la clasificación de las rocas metamórficas, se determinan observando las fases minerales que están presentes en una muestra. . [15]
El color de una roca o sus componentes es una característica distintiva de algunas rocas y siempre se registra, a veces contra tablas de colores estándar, como la producida por el Comité de Cartas de Colores de Rocas de la Sociedad Geológica de América basada en el sistema de colores Munsell. . [21]
La estructura de una roca describe la configuración espacial y geométrica de todos los elementos que la componen. En las rocas sedimentarias, la principal estructura visible es normalmente el lecho , y la escala y el grado de desarrollo del lecho normalmente se registran como parte de la descripción. Las rocas metamórficas (aparte de las creadas por metamorfismo de contacto ), se caracterizan por tejidos planos y lineales bien desarrollados. Las rocas ígneas también pueden tener estructuras como resultado del flujo o la sedimentación de determinadas fases minerales durante la cristalización, formando acumulados .
La textura de una roca describe la relación entre los granos o clastos individuales que forman la roca. Las texturas sedimentarias incluyen el grado de clasificación , clasificación , forma y redondez de los clastos. [22] Las texturas metamórficas incluyen aquellas que se refieren al momento de crecimiento de grandes minerales metamórficos en relación con una fase de deformación (antes de la deformación del porfiroclasto ) y después de la deformación del porfiroblasto . [23] Las texturas ígneas incluyen propiedades tales como la forma del grano, que varía desde cristales con formas cristalinas ideales ( euédricos ) hasta cristales irregulares (anédricos), si la roca muestra tamaños de cristales muy no uniformes (es porfídica ) o si los granos están alineados (lo que se describe como textura traquítica ). [24]
Las rocas suelen contener estructuras de pequeña escala (más pequeñas que la escala de un afloramiento individual). En rocas sedimentarias esto puede incluir marcas de suelas , marcas de ondulaciones , grietas de barro y estratos cruzados . Estos se registran porque son generalmente característicos de un entorno de depósito particular y pueden proporcionar información sobre las direcciones de las paleocorrientes. [25] En rocas metamórficas asociadas con los niveles más profundos de las zonas de falla , se utilizan estructuras de pequeña escala como boudins asimétricos [26] y micropliegues para determinar la sensación de desplazamiento a través de la zona. [27] En las rocas ígneas, las estructuras de pequeña escala se observan principalmente en lavas como flujos basálticos pahoehoe versus ʻAʻā, [28] y almohadas que muestran erupción dentro de una masa de agua o debajo de hielo. [29] [30] [31]
A los materiales superficiales no consolidados también se les puede dar una litología. Esto se define por el tamaño y la composición del grano y, a menudo, se adjunta a una interpretación de cómo se formó la unidad. Se pueden dar litologías superficiales a depósitos lacustres , costeros, fluviales , eólicos , glaciares , volcánicos recientes, entre otros. Ejemplos de clasificaciones de litología superficial utilizadas por el Servicio Geológico de EE. UU. son: "Glacial Till, Margoso ", "Sedimento de lago salino" y "Sedimento eólico, de textura gruesa ( dunas de arena )". [32]