Endurecimiento superficial de las rocas

El endurecimiento superficial es un fenómeno de meteorización que consiste en la induración de la superficie de las rocas . Se observa comúnmente en: rocas alcalinas félsicas, como la sienita nefelínica , la fonolita y la traquita ; rocas piroclásticas , como depósitos de flujos piroclásticos , depósitos finos de caída aérea y depósitos piroclásticos que rellenan chimeneas volcánicas; rocas sedimentarias , como arenisca y lutita .

La meteorización química altera la composición mineral de la superficie rocosa. La descomposición de minerales máficos y opacos libera iones y coloides de hierro, magnesio, calcio y azufre. La alteración de feldespatos y feldespatoides libera sílice coloidal. Estos materiales son alcanzados y transportados por el agua superficial. Los materiales remanentes son altamente aluminosos y silíceos. Si bien pueden presentar cierta firmeza mecánica debido a sus propios minerales, carecen de cohesión. Por lo tanto, se produce la desintegración física de la roca para formar la superficie.

En ciertos casos, la superficie erosionada adquiere mayor firmeza mecánica que el subsuelo. Los materiales disueltos en la superficie se infiltran en ella y cementan los restos de sílice-aluminio. Este endurecimiento superficial se denomina endurecimiento superficial . ^{[ 1 ]} La debilidad física del subsuelo en comparación con la superficie se denomina ablandamiento del núcleo, como se observa en la tonalita de Cataviña, Baja California. ^{[ 2 ]}

El endurecimiento superficial se produce en varios tipos de rocas, siendo notable en las porosas, por ejemplo arenisca, cuarcita y ceniza volcánica. El efecto cementante de la sílice observado en arenisca y cuarcita es prominente. ^{[ 3 ]} La arenisca del Valle del Fuego , Nevada, suele estar cementada por calcita, pero también se ha encontrado en algunos casos que el mineral de borato de calcio, colemanita , actúa como cemento. ^{[ 4 ]} Un fenómeno similar se observa en rocas alcalinas félsicas , como la sienita nefelínica, la sienita alcalina, la fonolita y la traquita, debido a la vulnerabilidad a la meteorización de la nefelina y el feldespato alcalino. ^{[ 5 ]} El endurecimiento superficial en clastos traquíticos de brecha volcánica muestra texturas peculiares.

La sonda científica Spirit, que explora Marte, ha observado un endurecimiento superficial de la roca en el cráter del meteorito Gusev. Este fenómeno se atribuye a la erosión causada por el agua superficial, lo que se considera una evidencia de la presencia de agua líquida en ese planeta en un pasado remoto. ^{[ 6 ]}

En la superficie de las rocas félsicas alcalinas, durante el endurecimiento superficial, la meteorización afecta selectivamente a ciertos minerales. La nefelina es muy sensible a la meteorización y se altera a natrolita y cancrinita. En la superficie aflorante de una sienita nefelínica, fonolita o gneis de sienita nefelínica, los minerales formados por la alteración de la nefelina aparecen de color blanco sobre un fondo oscuro meteorizado. Tras la lixiviación de los productos de la alteración de la nefelina, se forman pequeños orificios en la roca.

Un fenómeno similar ocurre también en la alteración selectiva del feldespato alcalino. Este mineral es más resistente que la nefelina. Sin embargo, el agua se infiltra a lo largo de los planos de clivaje y la meteorización avanza fácilmente hasta el núcleo del mineral. Debido a este fenómeno, se produce la desintegración física del feldespato alcalino. La eliminación selectiva de la nefelina y el feldespato alcalino se denomina disociación mineral . Cuando este fenómeno está muy avanzado, la superficie de la roca alterada muestra una textura similar a la vesicular, llamada estructura pseudovesicular . ^{[ 5 ]}