Litología

La litología de una unidad rocosa es una descripción de sus características físicas visibles en afloramientos , en muestras de mano o de núcleo , o con microscopía de baja magnificación. 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 las secuencias de rocas en unidades litoestratigráficas individuales con el fin de cartografiar y correlacionar áreas. En ciertas aplicaciones, como las investigaciones de emplazamiento , 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 del magma , que es una mezcla de roca fundida, gases disueltos y cristales sólidos. Las rocas sedimentarias se forman a partir de partículas minerales u orgánicas que se acumulan en la superficie terrestre y se litifican . Las rocas metamórficas se forman por recristalización de roca sólida preexistente bajo 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 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 según su contenido mineral utilizando la clasificación QAPF extrusiva, pero cuando determinar la composición mineral resulta impracticable, pueden clasificarse químicamente utilizando la clasificación TAS . Esta se basa en el contenido total de sílice y óxidos de metales alcalinos , así como en otros criterios químicos. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

Las rocas sedimentarias se clasifican además según sean siliciclásticas o carbonatadas . Las rocas sedimentarias siliciclásticas se subcategorizan según la distribución del tamaño de sus granos y las proporciones relativas de cuarzo, feldespato y fragmentos líticos (de roca). ^{[ 12 ]} Las rocas carbonatadas se clasifican según los esquemas de clasificación de Dunham o Folk , de acuerdo con sus componentes. ^{[ 13 ]}

La nomenclatura de las rocas metamórficas puede basarse en el protolito , la composición mineral, la textura o las facies metamórficas . La nomenclatura basada en la textura y un protolito pelítico (por ejemplo, lutita , roca de barro ) puede usarse 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 que aumenta continuamente. ^{[ 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 metamorfizado y otras rocas ígneas extrusivas) o cuarcita (arena de cuarzo metamorfizada). ^{[ 16 ]}

En rocas ígneas y metamórficas, el tamaño del grano es una medida del tamaño de los cristales en la roca. En 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 fue extrusiva. ^{[ 17 ]} El metamorfismo de rocas compuestas principalmente por un solo mineral, como la cuarcita o el mármol , puede aumentar el tamaño del grano ( crecimiento de grano ), mientras que el metamorfismo de rocas cizalladas puede disminuir el tamaño del grano ( recristalización sintectónica ). ^{[ 18 ]}

En las rocas sedimentarias clásticas, el tamaño del grano es el diámetro de los granos y/o clastos que constituyen la roca. Estos se utilizan para determinar qué sistema de nomenclatura de rocas usar (por ejemplo, un conglomerado , arenisca o lutita ). En el caso de las areniscas y los conglomerados, que abarcan una amplia gama de tamaños de grano, se agrega una palabra que describe el rango de tamaño de grano al nombre de la roca. Ejemplos son " conglomerado de guijarros " y " arenita de cuarzo fino ". ^{[ 19 ]}

En rocas cuyos 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 habitual comprobar la presencia de calcita (u otras formas de carbonato de calcio ) utilizando ácido clorhídrico diluido y observando la efervescencia . ^{[ 20 ]}

La composición mineralógica de una roca es uno de los principales métodos de clasificación. Las rocas ígneas se clasifican según su contenido mineral siempre que sea posible, utilizando la clasificación QAPF o clasificaciones especiales para rocas ultramáficas o carbonatitas. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]} Asimismo, las facies metamórficas, que muestran el grado de exposición de una roca al calor y la presión y, por lo tanto, son importantes para la clasificación de rocas metamórficas, se determinan observando las fases minerales 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 comparándolo con tablas de colores estándar, como la producida por el Comité de Tablas de Color de Rocas de la Sociedad Geológica de América basada en el sistema de color Munsell . ^{[ 21 ]}

La textura de una roca describe la configuración espacial y geométrica de todos los elementos que la componen. En las rocas sedimentarias, la textura principal visible suele ser la estratificación , y la escala y el grado de desarrollo de la misma se registran normalmente como parte de la descripción. Las rocas metamórficas (aparte de las creadas por metamorfismo de contacto ) se caracterizan por texturas planares y lineales bien desarrolladas. Las rocas ígneas también pueden presentar texturas como resultado del flujo o la sedimentación de fases minerales específicas durante la cristalización, formando cúmulos .

La textura de una roca describe la relación entre los granos o clastos individuales que la componen. 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 los grandes minerales metamórficos en relación con una fase de deformación: antes de la deformación, porfiroclasto ; después de la deformación, porfiroblasto . ^{[ 23 ]} Las texturas ígneas incluyen propiedades tales como la forma del grano, que varía desde cristales con formas cristalinas ideales ( euhedrales ) hasta cristales irregulares (anhedrales), 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 suelen contener estructuras a pequeña escala (menores que la escala de un afloramiento individual). En las rocas sedimentarias, esto puede incluir marcas de base , marcas de ondulación , grietas de barro y estratificación cruzada . Estas se registran porque generalmente son características de un ambiente deposicional particular y pueden proporcionar información sobre las direcciones de paleocorrientes. ^{[ 25 ]} En las rocas metamórficas asociadas con los niveles más profundos de las zonas de falla , las estructuras a pequeña escala, como los boudins asimétricos ^{[ 26 ]} y los micropliegues, se utilizan para determinar el sentido del desplazamiento a través de la zona. ^{[ 27 ]} En las rocas ígneas, las estructuras a pequeña escala se observan principalmente en lavas como pahoehoe versus flujos basálticos ʻAʻā, ^{[ 28 ]} y almohadillas que muestran erupción dentro de un cuerpo de agua o debajo del hielo. ^{[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]}

Los materiales superficiales no consolidados también pueden clasificarse mediante una litología. Esta se define por el tamaño y la composición del grano y suele ir acompañada de una interpretación de cómo se formó la unidad. Las litologías superficiales pueden corresponder a depósitos lacustres , costeros, fluviales , eólicos , glaciares y volcánicos recientes, entre otros. Ejemplos de clasificaciones de litología superficial utilizadas por el Servicio Geológico de los Estados Unidos son: «Till glacial, limoso », «Sedimento de lago salino» y «Sedimento eólico, de textura gruesa ( dunas de arena )». ^{[ 32 ]}