Conociendo más de las rocas y cómo describirlas

De acuerdo a la definición sugerida por Terzaghi y Peck, suelo es un agregado de granos minerales que puede ser separado por medio de agitación en agua, mientras que roca es un agregado natural de minerales enlazados entre sí por fuerzas cohesivas permanentes, considerando que el término permanente está sujeto a diferentes interpretaciones, el límite entre suelo y roca será necesariamente arbitraria.

La clasificación de rocas empleada por los geólogos resulta muy complicada para su aplicación en trabajos de ingeniería, siendo difícil inferir sus propiedades geotécnicas en base a su descripción geológica usual. Por razones de simplicidad, es necesario minimizar el número de nombres empleados para la roca y complementar nomenclatura con términos que las califiquen adecuadamente.

Siguiendo este criterio se recomienda el empleo de prefijos para los términos descriptivos microscópicos de la roca en muestras de mano, tanto para el material intacto como para la masa rocosa, empleándose sufijos para indicar sus principales propiedades geotécnicas. Se ha sugerido el siguiente esquema para ser empleado en las descripciones:

A.- Prefjos :
– Color
– Tamaño de grano
– Textura y estructura
– Discontinuidades en la masa rocosa
– Estado de intemperismo
– Estado de alteración
– Características litológicas menores

B.- Sufjos :
– Resistencia compresiva de la roca

Color

El color de una roca es una propiedad que es fácil de apreciar pero difícil de cuantificar. Aunque no siempre de gran valor como índice de propiedades mecánicas, su importancia no debe ser dejada de lado. El color de la roca debe ser expresado cuantitativamente en términos de tres parámetros: el matiz referido a un color básico, el brillo o intensidad de un color y el valor o la claridad del color.

Tamaño del grano

Para la descripción del tamaño de los granos, parece adecuado emplear los mismos términos descriptivos utilizados para suelos. Sin embargo, hay ciertas
dificultades, ya que muchos nombres de rocas comunes tienen implicaciones inherentes al tamaño de grano, siendo las calizas una de las pocas excepciones, mientras los términos descriptivos existentes contemplan este aspecto, parece conveniente incluir alguna referencia al tamaño de grano, independientemente de si el nombre de la roca lo incluye o no, sobre todo para determinaciones de campo y trabajos de laboratorio, pudiera suceder que un observador no sea capaz de darle el nombre a un roca o que el nombre asignado no sea el correcto debiendo ser modificado. En algunos casos en los que se requiere de mayor precisión, se podrá indicar el tamaño de los granos, por ejemplo grano medio 1 mm.

Textura y estructura

La textura de las roca se refiere a los granos individuales y al arreglo de los mismos pudiendo este último mostrar alguna orientación preferencial. En la medida de lo posible, deberá emplearse términos comunes, los términos adicionales no se justifican al menos que la característica a describirse no está implícita en el nombre de la roca los términos utilizados con más frecuencia incluyen: cizallada, clivada, exfoliada, masiva, bandeamiento de flujo, veteada, porfirítica y homogénea.

Las rocas sedimentarias se presentan en estratos que pueden ser: regulares, laminares, con laminación cruzada o diferenciada, los planos de estratificación pueden ser lisos, ondulados o cuarteados.

Se recomienda emplear términos descriptivos para los planos de separación entre estructuras planares incluyendo la estratificación y la laminación en rocas sedimentarias, la exfoliación en rocas metamórficas y el bandeamiento de flujo de rocas ígneas.

Meteorización

Se refiere en la composición o estructura de una roca, situada en la superficie terrestre o en sus proximidades, debido a la acción de agentes atmosféricos. Existen dos clases de meteorización según se produzca una desintegración de la roca por agentes físicos, o una descomposición por agentes químicos, incluyendo esta última la disolución. Generalmente los efectos físicos y químicos de la meteorización se producen simultáneamente, pero depende del clima el hecho que una u otra sea predominante.

La meteorización física comprende:
* Arranque directo por partículas por erosión.
* Congelación del agua en grietas y fracturas.
* Cambios de volumen en la roca, debido a variaciones de temperatura.

La meteorización química comprende: una serie de reacciones de oxidación, hidratación, hidrólisis, carbonatación y disolución, siendo los reactivos más importantes: el agua, el oxígeno, el dióxido de carbono y los ácidos orgánicos. El clima es el factor que condiciona el tipo de meteorización que se produce:
* Meteorización física en climas cálidos y secos o fríos y secos.
* Meteorización química en climas cálidos o templados y húmedos.

Se ha creado una serie de escalas empíricas para el trabajo de campo. Puede establecerse otras escalas más precisas, utilizando por ejemplo, la alteración de la dureza, que se puede determinar mediante el Martillo Schmidt.

Actualmente existe dos escalas de meteorización, la primera propuesta por D.G.-Moye, para el granito y la segunda basada en ella, aplicada sobre todo para las rocas sedimentarias de orden detrítico: areniscas, limonitas y argilitas. Para rocas metamórficas e ígneas intrusivas, Deere y Patton proponen un perfil tipo de meteorización, que comprende cinco niveles similares a los cinco grados de meteorización de la escala de D.G.-Moye.

Grado de meteorización de Deere y Patton en cinco clases:

Roca fresca

Denominada también roca sana, es aquella que no posee ningún grado de descomposición, no se encuentra teñida ni descolorada y se puede distinguir todas sus características texturales y estructurales sin dificultad. Solamente con ayuda de la lupa se pueden distinguir minerales teñidos aislados.

Roca débilmente meteorizada

La superficie de la roca se encuentra descolorada y/o los minerales teñidos u oxidados. Los colores más comunes en que suele teñirse son: pardo anaranjado, pardo, pardo rojizo, marrón, ocre, pardo amarillento, etc. Eventualmente, estos u otros colores pueden manchar los dedos. En algunos casos se puede reconocer el avance de la meteorización desde la superficie de la fractura algunos milímetros o centímetros hacia el interior de la roca. Se pueden apreciar bastantes cristales descolorados o teñidos.

Roca medianamente meteorizada

En esta etapa la mitad o menos de la roca se ha degradado a casi suelo, dejando núcleos de roca más dura. En todo caso, la estructura y la textura (o minerales individuales) en las partes blandas aún son claramente reconocible.

Roca altamente meteorizada

Más de la mitad de la roca a devenido a suelo, pero en este caso aún la textura y las estructuras son reconocibles. Las partes blandas son deformables con poca dificultad y las partes rocosas son friables (que se puede desmenuzar con cierta facilidad).

Roca completamente meteorizada

La roca se ha degradado completamente a suelo residual, aunque aún podría reconocerse eventualmente estructuras y texturas.

Ciclo de las rocas

El orden de este ciclo no es rígido. Una roca ígnea, por ejemplo, puede transformarse en metamórfica por efecto del calor y la presión sin pasar por la fase sedimentaria. Asimismo, las rocas sedimentarias y metamórficas pueden convertirse en material que forma nuevas rocas sedimentarias.

El ciclo clásico de las rocas que se acaba de describir, se ha puesto recientemente en relación con la tectónica de placas. El ciclo comienza con la erosión de un continente. El material del continente se acumula en sus bordes y se puede compactar por litificación y transformarse en roca sedimentaria. Con el tiempo, el borde continental se transforma en borde de placa convergente (es decir, empujada contra otra placa).

En esta línea, las rocas sedimentarias pueden transformarse por efecto de las altas presiones en cinturones de rocas metamórficas. Pero poco a poco los sedimentos que no han formado montañas se ven arrastrados por subducción hacia el fondo de la corteza.

Allí sufren un metamorfismo aún mayor, hasta alcanzar grados de presión y temperatura tan elevados que se funden y se convierten en magma. Éste a su vez se convierte en roca ígnea que puede volver a la superficie terrestre, bien en forma extrusiva, a través de un volcán, bien por exposición de la roca ígnea intrusiva a consecuencia de la erosión. La meteorización y la erosión atacan las rocas ígneas, las transportan hasta el borde continental y el ciclo comienza de nuevo.

Rocas ígneas

En geología, rocas formadas por el enfriamiento y la solidificación de materia rocosa fundida, conocida como magma. Según las condiciones bajo las que el magma se enfríe, las rocas que resultan pueden tener granulado grueso o fino.

Las rocas ígneas se subdividen en dos grandes grupos: las rocas plutónicas o intrusivas, formadas a partir de un enfriamiento lento y en profundidad del magma; y las rocas volcánicas o extrusivas formadas por el enfriamiento rápido y en supercie, o cerca de ella, del magma.

Existe una correspondencia mineralógica entre la serie de rocas plutónicas y la serie volcánica, de forma que la riolita y el granito tienen la misma composición, del mismo modo que el gabro y el basalto. Sin embargo, la textura y el aspecto de las rocas plutónicas y volcánicas son diferentes.

Las rocas ígneas, compuestas casi en su totalidad por minerales silicatos, pueden clasificarse según su contenido de sílice. Las principales categorías son ácidas o básicas. La razón de ello estriba en que proceden del enfriamiento de magmas con composición diferente y mayor o menor enriquecimiento en sílice. En el extremo de las rocas ácidas o silíceas están el granito y la riolita, mientras que entre las básicas se encuentran el gabro y el basalto.

Son de tipo intermedio las dioritas y andesitas. La diorita es una roca ígnea de grano fino a grueso y de color gris a gris oscuro, compuesta en su mayor parte de sílice.

Rocas metamórficas

Rocas cuya composición y textura originales han sido alteradas por calor y presión. El metamorfismo producido por el calor o la intrusión de rocas ígneas recibe el nombre de térmico o de contacto. Finalmente hay otro tipo de metamorfismo a gran escala, relacionado con la tectónica de placas y la orogénesis y motivado por los aumentos de presión y temperatura cercanos a la zona de colisión y subducción, que origina extensas zonas de rocas metamórficas.

Hay cuatro variedades comunes de rocas metamórficas que pueden provenir de rocas sedimentarias o de rocas ígneas, según el grado de metamorfismo que presenten, dependiendo de la cantidad de calor y presión a la que se han visto sometidas. Así, la lutita se metamorfiza en pizarra a baja temperatura, pero si es calentada a temperaturas lo suficientemente elevadas como para que se recristalicen sus minerales arcillosos formando laminillas de mica, se
metamorfiza en una filita.

En los esquistos, los minerales de color claro (cuarzo y feldespato sobre todo) están distribuidos homogéneamente entre las micas de color oscuro; el gneis, por el contrario, exhibe bandas de color características.

Entre las rocas metamórcas no foliadas, las más comunes son la cuarcita y el mármol. La cuarcita es una roca dura, de color claro en la que todos los granos de arena de una arenisca se han recristalizado formando una trama de cristales de cuarzo imbricados entre sí. El mármol es una roca más blanda y frágil de colores variados en la que se ha recristalizado por completo la dolomita o la calcita de la roca sedimentaria madre.

El gneis es una roca metamórca formada durante un metamorfismo regional de alto grado, dando lugar a una estructura en bandas.

Rocas sedimentarias

En geología, rocas compuestas por materiales transformados, formadas por la acumulación y consolidación de materia mineral pulverizada, depositada por la acción del agua y, en menor medida, del viento o del hielo glaciar. La mayoría de las rocas sedimentarias se caracterizan por presentar lechos paralelos o discordantes que reflejan cambios en la velocidad de sedimentación o en la naturaleza de la materia depositada.

Las rocas sedimentarias se clasifican según su origen en detríticas o químicas. Las rocas detríticas o fragmentarias se componen de partículas minerales producidas por la desintegración mecánica de otras rocas y transportadas, sin deterioro químico, gracias al agua. Son acarreadas hasta masas mayores de agua, donde se depositan en capas. Las lutitas, la arenisca y el conglomerado son rocas sedimentarias comunes de origen detrítico.

Las rocas sedimentarias químicas se forman por sedimentación química de materiales que han estado en disolución durante su fase de transporte. La arenisca es una roca sedimentaria constituida, predominantemente, por granos de cuarzo. En este caso, los granos pueden estar cementados por sílice, calcita u óxidos de hierro.

Escrito por Ing. Luis Torres Yupanqui de la Universidad Nacional de Áncash Santiago Antúnez de Mayolo. Seguridad Minera Edición 109