Hispanopedia WikiLa petrografía es una rama de la petrología que se centra en la descripción detallada de las rocas . Quien estudia petrografía se denomina petrógrafo . Se describe en detalle el contenido mineral y las relaciones texturales dentro de la roca. La clasificación de las rocas se basa en la información obtenida durante el análisis petrográfico . Las descripciones petrográficas comienzan con las notas de campo en el afloramiento e incluyen la descripción macroscópica de muestras del tamaño de la mano. La herramienta más importante del petrógrafo es el microscopio petrográfico . El análisis detallado de los minerales mediante mineralogía óptica en láminas delgadas , así como la microtextura y la microestructura, son fundamentales para comprender el origen de la roca.
En un laboratorio petrográfico moderno se utilizan el análisis de granos individuales mediante microsonda electrónica o tomografía de sonda atómica, así como el análisis químico de la roca completa mediante absorción atómica , fluorescencia de rayos X y espectroscopia de ruptura inducida por láser . Los granos minerales individuales de una muestra de roca también pueden analizarse mediante difracción de rayos X cuando los métodos ópticos son insuficientes. El análisis de inclusiones fluidas microscópicas dentro de los granos minerales con una platina calefactora en un microscopio petrográfico proporciona información sobre las condiciones de temperatura y presión existentes durante la formación del mineral.
Historia
La petrografía como ciencia comenzó en 1828 cuando el físico escocés William Nicol inventó la técnica para producir luz polarizada cortando un cristal de espato de Islandia , una variedad de calcita , en un prisma especial que se conoció como prisma de Nicol . La adición de dos de estos prismas al microscopio ordinario convirtió el instrumento en un microscopio polarizador o petrográfico . Mediante la luz transmitida y los prismas de Nicol, fue posible determinar la estructura cristalográfica interna de granos minerales muy pequeños, lo que supuso un gran avance en el conocimiento de los componentes de las rocas.
Durante la década de 1840, un desarrollo de Henry C. Sorby y otros sentó las bases de la petrografía. Esta técnica permitía estudiar láminas muy delgadas de roca. Una lámina de roca se fijaba a un portaobjetos de microscopio y se pulía hasta obtener una lámina tan fina que la luz pudiera atravesar los granos minerales, que de otro modo aparecerían opacos. La posición de los granos adyacentes no se veía alterada, lo que permitía analizar la textura de la roca . La petrografía de láminas delgadas se convirtió en el método estándar para el estudio de las rocas. Dado que los detalles texturales contribuyen en gran medida al conocimiento de la secuencia de cristalización de los diversos constituyentes minerales de una roca, la petrografía evolucionó hacia la petrogénesis y, finalmente, hacia la petrología.
La petrografía se desarrolló principalmente en Alemania a finales del siglo XIX.
Métodos de investigación
Características macroscópicas
Las características macroscópicas de las rocas, aquellas visibles a simple vista sin la ayuda del microscopio, son muy variadas y difíciles de describir con precisión y exhaustividad. El geólogo de campo se basa principalmente en ellas y en algunas pruebas químicas y físicas básicas; y para el ingeniero, el arquitecto y el jefe de cantera, son de vital importancia. Si bien suelen ser insuficientes por sí solas para determinar la verdadera naturaleza de una roca, generalmente sirven para una clasificación preliminar y, a menudo, proporcionan toda la información necesaria.
Con una pequeña botella de ácido para comprobar la presencia de carbonato de calcio, un cuchillo para determinar la dureza de rocas y minerales, y una lupa de bolsillo para ampliar su estructura, el geólogo de campo rara vez desconoce a qué grupo pertenece una roca. Las especies de grano fino suelen ser indeterminables de esta manera, y los minúsculos componentes minerales de todas las rocas generalmente solo pueden determinarse mediante examen microscópico. Pero es fácil ver que una arenisca o gravilla consiste en granos de arena más o menos redondeados y erosionados por el agua, y si contiene partículas opacas y erosionadas de feldespato, escamas brillantes de mica o pequeños cristales de calcita, estos tampoco suelen pasar desapercibidos. Las lutitas y las rocas arcillosas generalmente son blandas, de grano fino, a menudo laminadas y con frecuencia contienen organismos diminutos o fragmentos de plantas. Las calizas se marcan fácilmente con una hoja de cuchillo, efervescen fácilmente con ácido frío débil y a menudo contienen conchas enteras o rotas u otros fósiles. La naturaleza cristalina del granito o del basalto resulta evidente a simple vista. Mientras que el primero contiene feldespato blanco o rosa, cuarzo vítreo transparente y finas láminas de mica, el segundo presenta olivino amarillo verdoso, augita negra y plagioclasa gris estratificada.
Otras herramientas sencillas incluyen el soplete (para comprobar la fusibilidad de los cristales desprendidos), el goniómetro , el imán, la lupa y la balanza de gravedad específica. [ 1 ]
Características microscópicas
Cuando se trata de tipos desconocidos o de rocas con granos tan finos que sus minerales componentes no pueden determinarse con una lupa, se utiliza un microscopio. Las características que se observan bajo el microscopio incluyen el color, la variación de color bajo luz polarizada plana ( pleocroísmo , producido por el prisma de Nicol inferior o, más recientemente, por películas polarizadoras ), las características de fractura de los granos, el índice de refracción (en comparación con el adhesivo de montaje, típicamente bálsamo de Canadá ) y la simetría óptica ( birrefringente o isotrópica ). En conjunto , estas características son suficientes para identificar el mineral y, a menudo, para estimar con bastante precisión su composición elemental principal. El proceso de identificación de minerales bajo el microscopio es bastante sutil, pero también mecanicista; sería posible desarrollar una clave de identificación que permitiera a una computadora realizarlo. Recientemente, el campo de la petrografía digital se ha estado desarrollando, incluso mediante el uso de tecnologías de inteligencia artificial. [ 2 ] La parte más difícil y hábil de la petrografía óptica es identificar las interrelaciones entre los granos y relacionarlas con las características observadas en muestras del tamaño de la mano, en afloramientos o en mapas.
Separación de componentes
La separación de los componentes de un polvo de roca triturada para obtener muestras puras para análisis es un método común. Puede realizarse con un electroimán potente y de intensidad regulable. Un campo magnético débil atrae la magnetita, seguida de la hematita y otros minerales de hierro. Los silicatos que contienen hierro se separan en un orden determinado: biotita, enstatita, augita, hornblenda, granate y minerales ferromagnesianos similares se extraen sucesivamente. Finalmente, solo quedan los compuestos incoloros y no magnéticos, como la moscovita, la calcita, el cuarzo y el feldespato. Los métodos químicos también resultan útiles.
Un ácido débil disuelve la calcita de la piedra caliza triturada, dejando solo dolomita, silicatos o cuarzo. El ácido fluorhídrico ataca primero al feldespato que al cuarzo y, si se usa con precaución, disuelve estos y cualquier material vítreo en el polvo de roca antes de disolver la augita o la hiperstena.
Los métodos de separación por gravedad específica tienen una aplicación aún más amplia. El más sencillo es la levigación , ampliamente empleada en el análisis mecánico de suelos y el tratamiento de minerales, pero no tan eficaz con rocas, ya que sus componentes, por regla general, no difieren mucho en gravedad específica. Se utilizan fluidos que no atacan a la mayoría de los minerales formadores de rocas, pero que tienen una gravedad específica elevada. Las soluciones de yoduro de potasio y mercurio (gravedad específica 3,196), borotungstato de cadmio (gravedad específica 3,30), yoduro de metileno (gravedad específica 3,32), bromoformo (gravedad específica 2,86) o bromuro de acetileno (gravedad específica 3,00) son los principales fluidos empleados. Pueden diluirse (con agua, benceno, etc.) o concentrarse por evaporación.
Si la roca es granito compuesto de biotita (densidad 3,1), moscovita (densidad 2,85), cuarzo (densidad 2,65), oligoclasa (densidad 2,64) y ortoclasa (densidad 2,56), los minerales triturados flotan en yoduro de metileno. Al diluirlos gradualmente con benceno, precipitan en el orden mencionado. Aunque sencillos en teoría, estos métodos son tediosos en la práctica, especialmente porque es común que un mineral formador de rocas englobe a otro. El manejo experto de rocas frescas y adecuadas produce excelentes resultados. [ 1 ]
Análisis químico
Además de la observación a simple vista y la observación microscópica, los métodos de investigación química revisten gran importancia práctica para el petrógrafo. Los polvos triturados y separados, obtenidos mediante los procesos descritos anteriormente, pueden analizarse para determinar la composición química de los minerales en la roca, tanto cualitativa como cuantitativamente. Las pruebas químicas y el examen microscópico de granos minúsculos constituyen un método elegante y valioso para diferenciar los componentes minerales de rocas de grano fino.
Así, la presencia de apatita en secciones de roca se determina cubriendo una sección de roca desnuda con una solución de molibdato de amonio. Se forma un precipitado amarillo turbio sobre los cristales del mineral en cuestión (lo que indica la presencia de fosfatos). Muchos silicatos son insolubles en ácidos y no pueden analizarse de esta manera, pero otros se disuelven parcialmente, dejando una película de sílice gelatinosa que puede teñirse con colorantes, como los colorantes de anilina (nefelina, analcita, zeolitas, etc.).
El análisis químico completo de las rocas es muy utilizado e importante, especialmente para describir nuevas especies. En los últimos años, el análisis de rocas (en gran medida bajo la influencia del laboratorio químico del Servicio Geológico de los Estados Unidos) ha alcanzado un alto grado de refinamiento y complejidad. Se pueden determinar hasta veinte o veinticinco componentes, pero para fines prácticos, el conocimiento de las proporciones relativas de sílice, alúmina, óxidos ferrosos y férricos, magnesia, cal, potasa, sosa y agua resulta muy útil para determinar la posición de una roca en las clasificaciones convencionales.
Un análisis químico suele ser suficiente para indicar si una roca es ígnea o sedimentaria, y en ambos casos para mostrar con precisión a qué subdivisión de estas clases pertenece. En el caso de las rocas metamórficas, a menudo permite establecer si la masa original era sedimentaria o de origen volcánico. [ 1 ]
Peso específico
La gravedad específica de las rocas se determina mediante una balanza y un picnómetro. Es mayor en las rocas con mayor contenido de magnesia, hierro y metales pesados, y menor en las ricas en álcalis, sílice y agua. Disminuye con la meteorización. Generalmente, la gravedad específica de rocas con la misma composición química es mayor si son altamente cristalinas y menor si son total o parcialmente vítreas. La gravedad específica de las rocas más comunes oscila entre 2,5 y 3,2 aproximadamente. [ 1 ]
Aplicaciones arqueológicas
Los arqueólogos utilizan la petrografía para identificar los componentes minerales de la cerámica . [ 3 ] Esta información vincula los artefactos con las áreas geológicas de donde se obtuvieron las materias primas para la cerámica. Además de la arcilla, los alfareros a menudo utilizaban fragmentos de roca, generalmente llamados "desgrasante" o "aplásticos", para modificar las propiedades de la arcilla. La información geológica obtenida de los componentes de la cerámica proporciona información sobre cómo los alfareros seleccionaban y utilizaban recursos locales y no locales. Los arqueólogos pueden determinar si la cerámica encontrada en un lugar determinado fue producida localmente o comercializada desde otro lugar. Este tipo de información, junto con otras evidencias, puede respaldar conclusiones sobre patrones de asentamiento, movilidad grupal e individual , contactos sociales y redes comerciales. Además, comprender cómo se alteran ciertos minerales a temperaturas específicas puede permitir a los petrógrafos arqueológicos inferir aspectos del propio proceso de producción cerámica , como las temperaturas mínimas y máximas alcanzadas durante la cocción original de la vasija.
Véase también
Referencias
- 1 2 3 4 Una o más de las oraciones anteriores incorporan texto de una publicación que ahora es de dominio público : Flett, John Smith (1911). " Petrología ". En Chisholm, Hugh (ed.). Encyclopædia Britannica . Vol. 21 (11.ª ed.). Cambridge University Press. págs. 323–333 .
- ↑ Korshunov, Korshunov DM, Khvostikov AV, Nikolaev GV, Sorokin DV, Indychko OI, Boguslavskii MA, Krylov AS (2025). "Del diagnóstico visual al aprendizaje profundo: identificación automática de minerales en imágenes de secciones pulidas" . Mining Science and Technology (Rusia) . 10 (3): 232– 244. doi : 10.17073/2500-0632-2025-05-416 .
{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace ) - ↑ Eiland, Murray (1997). «Petrografía de la cerámica parta». Archaeological Sciences 1995 Actas de una conferencia sobre la aplicación de técnicas científicas al estudio de la arqueología . Monografía Oxbow 64. Anthony Sinclair, Elizabeth Slater, John Gowlett. Oxford: Oxbow Books Ltd. págs. 69–76 . ISBN 978-1-78570-806-0OCLC 1017581916
Enlaces externos
- Atlas de rocas, minerales y texturas. Descripción petrográfica de rocas y minerales.
- Rocas ígneas, metamórficas y metasomáticas poco comunes en lámina delgada, bajo luz no polarizada y con polarizadores cruzados.
- Nombre de la tabla de datos de minerales para comparar las propiedades observables de los minerales en secciones delgadas, bajo luz transmitida o reflejada.
- Petrología
- Mineralogía óptica
- Métodos en arqueología