Procesos Geológicos Internos: Magmatismo, Metamorfismo y Deformación

Conjunto completo de 50 fichas de estudio en formato de pregunta y respuesta sobre procesos geológicos internos: magmatismo, evolución magmática, rocas ígneas, vulcanismo, metamorfismo, deformación tectónica, pliegues y fallas.

¿Cómo se define el magma según su composición y los estados de la materia que contiene?

Es una masa de rocas fundidas de composición silicatada que contiene gases disueltos y fragmentos sólidos (como cristales y xenolitos).

¿Cuáles son los tres factores que provocan la fusión de las rocas para originar magma?

El aumento de temperatura, la disminución de la presión (descompresión, que reduce el punto de fusión) y la presencia de agua y volátiles.

¿Qué diferencia existe entre el punto de solidus y el punto de liquidus durante la fusión de una roca?

Al alcanzarse el punto de solidus se inicia la fusión dando lugar a fusión parcial (mezcla de roca y magma), pero debe llegar al punto de liquidus para que la fusión sea total y se convierta íntegramente en magma.

¿Qué concentración de $\text{SiO}_2$, carácter químico, origen y ejemplo volcánico definen al magma félsico (granítico)?

Posee un contenido en $\text{SiO}_2 > 65\%$, es de carácter ácido, se origina por la fusión de la corteza inferior y tiene como ejemplo la riolita.

¿Qué características de contenido en $\text{SiO}_2$, zona de origen y roca de ejemplo definen al magma intermedio (andesítico)?

Presenta entre $53\%$ y $65\%$ de $\text{SiO}_2$, se origina por fusión en zonas de subducción y su ejemplo representativo es la andesita.

¿Cuáles son las propiedades del magma básico (basáltico) en cuanto a concentración de $\text{SiO}_2$, origen geológico y roca resultante?

Tiene entre $45\%$ y $52\%$ de $\text{SiO}_2$, se genera por la fusión del manto superior en las dorsales oceánicas y da lugar al basalto.

¿Qué características definen al magma ultrabásico respecto a su porcentaje de $\text{SiO}_2$, composición, origen y ejemplo?

Contiene menos del $45\%$ de $\text{SiO}_2$, es muy rico en $\text{Fe-Mg}$, procede del manto profundo y su roca de ejemplo es la peridotita.

¿En qué consiste la diferenciación magmática por cristalización fraccionada?

Al enfriarse el magma, los minerales con mayor punto de fusión cristalizan primero y, al ser más densos, se depositan en el fondo de la cámara magmática, separándose del líquido residual.

¿Qué es el proceso de asimilación magmática y cómo se denominan los fragmentos no fundidos retenidos?

Es la fusión e incorporación al magma de parte de las rocas encajantes que lo rodean; los fragmentos no fundidos que quedan retenidos como evidencia se llaman xenolitos.

¿En qué consiste el proceso de mezcla de magmas?

Tiene lugar cuando llega a la cámara magmática una nueva entrada de magma de composición diferente y se mezcla con el magma preexistente.

¿Cómo y en qué etapa de la evolución magmática se forman las pegmatitas?

Se forman en filones cerca de los cuerpos magmáticos durante la última etapa de cristalización, a partir de fluidos residuales que migran a través de grietas.

¿Qué tipo de magmas y propiedades físicas se asocian a los bordes constructivos y a los bordes convergentes?

En los bordes constructivos (dorsales) predominan magmas básicos o basálticos de poca viscosidad; en bordes convergentes (subducción) se fusionan magmas intermedios y félsicos, viscosos y explosivos.

¿Qué estructura geodinámica causa el magmatismo intraplaca en archipiélagos como Hawaii o Canarias?

Es originado por plumas mantélicas asociadas a puntos calientes y rifts.

¿Cómo se clasifican las rocas magmáticas según su emplazamiento y qué ritmo de enfriamiento experimentan?

Plutónicas o intrusivas (enfriamiento muy lento en profundidad, ej. granito), volcánicas o extrusivas (enfriamiento rápido en superficie, ej. basalto) y filonianas o hipoabisales (enfriamiento en grietas o filones a profundidad media, ej. pórfido).

¿Qué distingue a la textura afanítica de la textura fanerítica y cuáles son sus rocas de ejemplo?

En la textura afanítica los cristales minerales son demasiado pequeños para distinguirlos a simple vista (ejemplo: basalto); en la fanerítica todos los minerales están cristalizados, son de grano grueso de tamaño similar y se aprecian a simple vista (ejemplo: granito).

¿Qué características presentan las texturas porfídica y vítrea en las rocas magmáticas?

La textura porfídica presenta cristales grandes (fenocristales) rodeados de una matriz de cristales más pequeños (ejemplo: pórfido); la vítrea carece de cristales y está constituida por materia amorfa (ejemplo: obsidiana).

¿Qué diferencia a la textura vesicular de la textura piroclástica o fragmental?

La textura vesicular contiene numerosos huecos dejados por burbujas de gas al solidificarse el magma (ejemplo: pumita); la piroclástica presenta fragmentos consolidados de distinto tamaño de roca y vidrio (ejemplo: toba).

¿Cuál es la composición mineralógica y las rocas representativas (plutónica y volcánica) de los magmas félsicos, intermedios y básicos?

Félsicos: cuarzo, ortosa y mica (granito y riolita); intermedios: plagioclasa y anfíbol (diorita y andesita); básicos: olivino y piroxeno (gabro y basalto).

¿Qué morfología presentan las intrusiones magmáticas concordantes sill, lacolito y lopolito?

El sill es una masa plana y horizontal inyectada entre estratos; el lacolito tiene base plana y techo abombado en domo; y el lopolito es una masa cóncava con forma de cubeta.

¿Qué diferencias estructurales y de dimensiones existen entre un dique y un batolito?

El dique es un tabique vertical o inclinado que atraviesa las rocas, mientras que el batolito es una enorme masa plutónica de dimensiones regionales ($> 100\,\text{km}^2$) que alimentó antiguas cámaras magmáticas.

¿Cuáles son las cinco partes principales que integran la anatomía de un volcán?

Cámara magmática (almacena el magma), chimenea (conducto hacia el exterior), cráter (punto de salida de materiales), cono volcánico (relieve construido alrededor del cráter) y cono parásito o adventicio (formado en una ladera del cono principal).

¿Cuáles son los principales productos volcánicos emitidos en forma de gases, lavas y piroclastos?

Gases: vapor de agua, $\text{CO}_2$ y $\text{SO}_2$; lavas: cordadas, en bloques y almohadilladas (submarinas); piroclastos: cenizas, lapilli y bombas o bloques.

¿Qué rasgos caracterizan a las erupciones volcánicas de tipo hawaiana (IEV 0-1) y estromboliana (IEV 1-2)?

La hawaiana presenta lavas basálticas muy fluidas, poco gas, erupción efusiva sin explosiones y conos en escudo; la estromboliana tiene fluidez media, explosiones intermitentes de piroclastos y coladas de lava, originando conos de escoria o piroclastos.

¿Qué particularidades definen a una erupción de tipo vulcánica (IEV 2-3)?

Presenta lavas viscosas que taponan el cráter, produciendo explosiones violentas de corta duración con emisión de abundantes cenizas.

¿Qué magnitudes y efectos caracterizan a las erupciones plinianas/ultraplinianas (IEV 4-7) y krakatoanas (IEV 8)?

Las plinianas tienen magmas félsicos superviscosos, columnas eruptivas de más de $20\,\text{km}$ de altura y nubes ardientes; las krakatoanas alcanzan máxima explosividad por entrada masiva de agua de mar en la cámara magmática.

¿Cómo se originan las calderas volcánicas de colapso?

Son depresiones circulares gigantes creadas al desplomarse el techo de la cámara magmática tras el vaciado rápido producido por una erupción masiva.

¿Cómo se define el metamorfismo y qué significa el concepto de protolito?

Es el conjunto de cambios mineralógicos y estructurales que experimenta una roca preexistente (denominada protolito) en estado sólido, sin llegar a fundirse.

¿Cuáles son los tres factores determinantes que provocan el metamorfismo?

El aumento de temperatura (por profundidad o cercanía a masas magmáticas calientes), la presión (de confinamiento y dirigida) y la presencia de fluidos químicamente activos.

¿Qué diferencia existe entre la presión de confinamiento y la presión dirigida en el metamorfismo?

La presión de confinamiento es ejercida uniformemente por el peso de las rocas suprayacentes, mientras que la presión dirigida actúa en bordes convergentes y orienta los minerales perpendicularmente a la fuerza aplicada.

¿En qué ambientes geológicos se produce el metamorfismo regional y a qué escala opera?

Se genera en bordes de placa destructivos (zonas de subducción o colisión continental) asociado a procesos orogénicos, afectando a regiones extensas durante largos períodos de tiempo.

¿Qué rocas se forman en el metamorfismo regional según los intervalos térmicos de grado bajo, grado medio y grado alto?

En grado bajo ($200-400\,^\circ\text{C}$) se forman pizarra y filita; en grado medio ($400-600\,^\circ\text{C}$) esquisto; y en grado alto ($> 600\,^\circ\text{C}$) gneis.

¿Cuál es el factor determinante en el metamorfismo de contacto y qué zonación de minerales índice se observa hacia el cuerpo ígneo?

El factor determinante es la temperatura transmitida por el magma a rocas frías, formando una aureola metamórfica cuyos minerales índice de fuera hacia dentro son: clorita/moscovita, biotita/andalucita y sillimanita/cornubianita.

¿En qué rocas se transforman la caliza, la arenisca de cuarzo y la arcilla en el metamorfismo de contacto?

La caliza se transforma en mármol, la arenisca de cuarzo en cuarcita y la arcilla en cornubianita o corneana (originando migmatitas si ocurre fusión parcial en contacto directo con el magma).

¿Qué condiciones de presión y temperatura indican los minerales índice andalucita, distena y sillimanita?

La andalucita indica baja presión y temperatura media-alta; la distena (cianita) indica alta presión y temperatura variable; y la sillimanita señala alta presión y alta temperatura (grado alto).

¿Qué define al metamorfismo dinámico o cataclástico?

Es el metamorfismo que aparece específicamente localizado en zonas de falla debido a intensas tensiones mecánicas.

¿Qué condiciones de profundidad, acumulación y temperatura caracterizan al metamorfismo de enterramiento?

Es un metamorfismo de grado bajo en cuencas sedimentarias por subsidencia, donde pueden acumularse hasta $20\,\text{km}$ de sedimentos y alcanzarse temperaturas de hasta $300\,^\circ\text{C}$ en profundidad.

¿En qué consiste el metasomatismo o metamorfismo hidrotermal y con qué recursos se asocia?

Es la circulación a través de las rocas de fluidos calientes químicamente activos ($\text{H}_2\text{O}$, $\text{CO}_2$ y $\text{N}_2$) que forman nuevos minerales al actuar como reactivos o transportadores, asociándose a importantes yacimientos minerales.

¿Qué caracteriza al metamorfismo de impacto y qué materiales genera?

Se produce por la colisión de meteoritos sobre la superficie terrestre con altísima presión y un incremento térmico que puede fundir minerales, originando vidrios tras un enfriamiento muy rápido.

¿Cómo se diferencian las texturas foliadas pizarrosidad, esquistosidad y bandeado gnéisico?

La pizarrosidad presenta hojas muy finas y lisas con cristales no visibles; la esquistosidad tiene láminas visibles deformadas ricas en micas brillantes; y el bandeado gnéisico muestra alternancia de bandas claras (cuarzo y feldespato) y oscuras (micas y anfíboles).

¿Qué distingue a las rocas metamórficas no foliadas como el mármol y la cuarcita?

Sus cristales crecen al azar sin una dirección preferente de presión, siendo típicas del metamorfismo de contacto o procedentes de protolitos monominerales (calizas y areniscas).

¿Cuál es la serie metamórfica progresiva de las arcillas desde el sedimento original hasta el grado más alto?

La serie progresa con el incremento de presión y temperatura en el siguiente orden: arcilla $\rightarrow$ lutita $\rightarrow$ pizarra $\rightarrow$ esquisto $\rightarrow$ gneis.

¿Cuáles son las aplicaciones industriales y arquitectónicas principales de las rocas granito, mármol, pizarra, obsidiana y piedra pómez?

Granito y mármol en edificación, escultura y decoración por su gran resistencia y pulido; pizarra en tejados e impermeabilización; obsidiana en herramientas cortantes históricas y piedra pómez como abrasivo.

¿Cuáles son los tres principales impactos ambientales provocados por la actividad de las canteras?

Destrucción del paisaje y pérdida de suelo/cubierta vegetal, emisión de polvo y ruido por maquinaria y voladuras, y contaminación de aguas con alteración de acuíferos.

¿Cómo se comportan las rocas ante el esfuerzo aplicado en régimen elástico, plástico y de ruptura?

En el comportamiento elástico recuperan su forma al cesar la fuerza; en el plástico (dúctil) la deformación es permanente sin romperse (pliegues); en el de ruptura (frágil) se supera el límite de rotura y se fracturan (fallas y diaclasas).

¿Qué factores geológicos favorecen la deformación plástica o ductilidad en las rocas?

La profundidad con elevada presión de confinamiento y altas temperaturas, la presencia de agua y fluidos (que reducen la rozadura) y la aplicación de esfuerzos lentos a lo largo de millones de años.

¿Qué efectos producen los esfuerzos tectónicos de compresión, distensión y cizalla en el terreno y qué estructuras originan?

La compresión acorta el terreno originando pliegues y fallas inversas; la distensión alarga el terreno produciendo fallas normales; la cizalla genera desplazamiento lateral mediante fallas de desgarre.

¿Cómo se definen la dirección (rumbo) y el buzamiento para describir estructuras tectónicas en el campo?

La dirección o rumbo es la orientación del plano respecto al norte geográfico, mientras que el buzamiento mide la inclinación máxima de un plano estructural respecto a un plano horizontal.

¿Cuáles son los elementos geométricos que componen un pliegue?

Charnela (zona de máxima curvatura), plano axial (superficie que une las líneas de charnela), flancos (partes en que divide el plano axial al pliegue), núcleo (parte central) y cresta (zona más elevada).

¿Cómo se clasifican los pliegues según la edad relativa de los materiales en su núcleo y según la inclinación del plano axial?

Por edad: anticlinal (convexo, materiales más antiguos en el núcleo) y sinclinal (cóncavo, materiales más modernos en el núcleo). Por plano axial: recto (plano vertical, buzamiento de $90^\circ$), inclinado (buzamiento de $85^\circ$ a $10^\circ$) y tumbado (plano casi horizontal, buzamiento de $< 10^\circ$).

¿Qué diferencias definen a las diaclasas, fallas normales, fallas inversas, fosas (graben), macizos (horst) y mantos de cabalgamiento?

Las diaclasas son fracturas sin desplazamiento; las fallas presentan desplazamiento (la normal buza hacia el bloque hundido por distensión y la inversa hacia el levantado por compresión); en bordes divergentes se forman fosas tectónicas (graben) y macizos elevados (horst); y en bordes convergentes la compresión extrema origina mantos de cabalgamiento sobre planos de falla casi horizontales.