La litología de una unidad de roca es una descripción de sus características físicas visibles en el afloramiento , en muestras manuales o de núcleo , o con microscopio 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 del carácter físico general de una roca. Los ejemplos de litologías en el segundo sentido incluyen arenisca , pizarra , basalto o caliza . [4]
La litología es la base para subdividir las secuencias de rocas en unidades litoestratigráficas individuales con el fin de realizar mapas y correlaciones entre áreas. En ciertas aplicaciones, como las investigaciones de sitios , la litología se describe utilizando una terminología estándar, como la que se encuentra en la norma geotécnica europea 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 del 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 en tres grandes categorías. Las rocas ígneas compuestas de fragmentos de roca rotos creados directamente por procesos volcánicos ( tefra ) se clasifican como rocas piroclásticas . Las rocas piroclásticas se clasifican además por el tamaño promedio de los fragmentos ( clastos ) y si los fragmentos son principalmente cristales minerales individuales , partículas de vidrio volcánico o fragmentos de roca. [6] También se pueden aplicar clasificaciones adicionales, como por composición química . [7] [8] Las rocas ígneas que tienen granos minerales visibles ( rocas faneríticas ) se clasifican como intrusivas , mientras que las 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 feldespatoides . 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 . Esta 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 . Las rocas sedimentarias siliciclásticas se subcategorizan según su distribución del tamaño de grano y las proporciones relativas de cuarzo, feldespato y fragmentos líticos (roca). [12] Las rocas carbonatadas se clasifican con los esquemas de clasificación de Dunham o Folk según los componentes de la roca carbonatada. [13]
La denominación de las rocas metamórficas puede basarse en el protolito , la composición mineral, la textura o las facies metamórficas . La denominación basada en la textura y un protolito de pelita (por ejemplo, esquisto , lutita ) se puede utilizar 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 una extensión de metamorfismo en continuo aumento. [14] Las facies metamórficas se definen por los campos de presión y temperatura en los que se forman minerales particulares. [15] Existen nombres adicionales para rocas metamórficas, como esquisto verde ( basalto metamorfoseado y otras rocas ígneas extrusivas) o cuarcita (arena de cuarzo metamorfoseada). [16]
En las rocas ígneas y metamórficas, el tamaño de grano es una medida del tamaño de los cristales en 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 que la roca ígnea es intrusiva, mientras que los cristales pequeños indican que la roca era extrusiva. [17] El metamorfismo de una roca compuesta principalmente por un solo mineral, como la cuarcita o el mármol , puede aumentar el tamaño del grano ( crecimiento del grano ), mientras que el metamorfismo de una roca cizallada 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 roca utilizar (por ejemplo, un conglomerado , una arenisca o una lutita ). En el caso de las areniscas y los conglomerados, que cubren una amplia gama de tamaños de grano, se añade una palabra que describe el rango de tamaño de grano al nombre de la roca. Algunos ejemplos son " conglomerado de guijarros " y " arenita de cuarzo fino ". [19]
En las rocas en las que los granos minerales son lo suficientemente grandes como para ser identificados 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 ) utilizando ácido clorhídrico diluido y buscando efervescencia . [20]
La composición mineralógica de una roca es una de las principales formas de clasificarla. Las rocas ígneas se clasifican por su contenido mineral siempre que sea posible, 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 para clasificar las rocas metamórficas, se determinan observando las fases minerales que están presentes en una muestra. [15]
El color de una roca o de sus componentes es una característica distintiva de algunas rocas y siempre se registra, a veces en relación con tablas de colores estándar, como la producida por el Comité de Tablas 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 estructura visible principal es normalmente la estratificación , y la escala y el grado de desarrollo de la estratificación normalmente se registran como parte de la descripción. Las rocas metamórficas (aparte de las creadas por metamorfismo de contacto ) se caracterizan por tener estructuras planas y lineales bien desarrolladas. Las rocas ígneas también pueden tener estructuras como resultado del flujo o la sedimentación de fases minerales particulares durante la cristalización, formando acumulaciones .
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 , gradación , forma y redondez de los clastos. [22] Las texturas metamórficas incluyen aquellas que se refieren al momento del crecimiento de grandes minerales metamórficos en relación con una fase de deformación (antes de la deformación porfiroclasto ) y después de la deformación porfiroblasto . [23] Las texturas ígneas incluyen propiedades como la forma del grano, que varía desde cristales con formas cristalinas ideales ( euhedrales ) hasta cristales irregulares (anhédricos), si la roca muestra tamaños de cristal altamente no uniformes (es porfídica ) o si los granos están alineados (lo que se describe como textura traquítica ). [24]
Las rocas a menudo contienen estructuras de pequeña escala (más pequeñas que la escala de un afloramiento individual). En rocas sedimentarias, esto puede incluir marcas de suela , marcas de ondulación , grietas de lodo y estratificación cruzada . Estas se registran ya que generalmente son características de un entorno deposicional 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 el sentido de desplazamiento a través de la zona. [27] En rocas ígneas, las estructuras de pequeña escala se observan principalmente en lavas como pahoehoe versus flujos basálticos ʻAʻā, [28] y almohadas que muestran erupciones dentro de un cuerpo de agua o debajo del hielo. [29] [30] [31]
A los materiales superficiales no consolidados también se les puede asignar una litología. Esta 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 asignar litologías superficiales a depósitos lacustres , costeros, fluviales , eólicos , glaciares y volcánicos recientes, entre otros. Algunos ejemplos de clasificaciones de litología superficial utilizadas por el Servicio Geológico de los Estados Unidos son "sedimento glacial franco ", "sedimento de lago salino" y "sedimento eólico de textura gruesa ( dunas de arena )". [32]