uned - guía didáctica práctica ii - reconocimiento petrologico

7/26/2019 UNED - Gua Didctica Prctica II - Reconocimiento Petrologico

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIN A DISTANCIA

2012-2013

Garca

del

Amo

D.,

Lario

J., Antn

L.,

Cabero

A.,

Rodrguez

M.A.

GEOLOGAIyGEOLOGA

GRADO

EN

CIENCIAS

AMBIENTALESGRADOENQUMICA

GRADO

EN

CIENCIAS

AMBIENTALES

GRADO

EN

QUMICA

GUADIDCTICADEPRCTICASDELASASIGNATURAS

GEOLOGA

I

Y

GEOLOGA

GUA

DIDCTICA

PRCTICAII


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GuadidcticaprcticaII(GEOLOGAIyGEOLOGA)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIN A DISTANCIA 2

NDICE

Presentacin de las actividades prcticas

Gua didctica prctica II. Reconocimiento de rocas

Introduccin

1. Rocas gneas

1.1.Descripcin general1.2.Texturas de rocas gneas1.3.Composicin mineral de rocas gneas1.4.Observacin de rocas gneas en muestras de mano1.5.Observacin de rocas gneas en lminas delgadas

2. Rocas sedimentarias

2.1.Descripcin general2.2.Rocas sedimentarias detrticas2.3.Rocas sedimentarias qumicas2.4.Observacin de rocas sedimentarias en muestras de mano2.5.Observacin de rocas sedimentarias en lminas delgadas

3. Rocas metamrficas

3.1.Descripcin general

3.2.

Texturas de rocas metamrficas3.3.Composicin mineral de rocas metamrficas3.4.Observacin de rocas metamrficas en muestras de mano3.5.Observacin de rocas metamrficas en lminas delgadas

Bibliografa

Recursos en Internet


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GarcadelAmoD.,LarioJ.,CaberoA.,AntnL.,Rodrguez,M.A.


Presentacin de las actividades prcticas

Las actividades prcticas de las asignaturas GEOLOGA I del Grado en Ciencias Ambientales y GEOLOGAdel Grado en Ciencias Qumicas se realizarn de forma conjunta en los centros asociados y sern impartidasy evaluadas por los profesores tutores.

El programa de actividades prcticas de esta asignatura es el siguiente:

Prctica I.Reconocimiento Cristalogrfico y Mineralgico.(4 horas de obligada realizacin presencial en su centro asociado)

Prctica II. Reconocimiento Petrolgico (macroscpico y microscpico):rocas gneas, metamrficas y sedimentarias.(4 horas de obligada realizacin presencial en su centro asociado)

Con estas prcticas se pretende iniciar a los estudiantes en el reconocimiento de visu (macroscpico) y elreconocimiento microscpico de minerales y rocas. Para ello, se ha seleccionado una coleccin bsica deminerales y rocas, cuya identificacin, por su abundancia en la corteza terrestre o por su inters geolgico oeconmico, se considera imprescindible en Geologa. Se explican las propiedades fsicas necesarias para elreconocimiento de minerales y se indican las caractersticas que deben cumplir las rocas para su correctaidentificacin.

El estudiante se iniciar en el uso del microscopio petrogrfico debiendo comprender para ello previamentelas principales propiedades pticas de los minerales (materiales cristalinos).

Se trata de unas prcticas eminentemente bsicas, orientadas a estudiantes de primer curso de Grado enCiencias Ambientales y del Grado en Qumica, que necesitan adquirir conocimientos elementales deGeologa.

La realizacin de estas dos sesiones de prcticas presenciales es obligatoria y ser requisito imprescindiblepara considerar superada la asignatura que su realizacin sea considerada Apta, es decir,con asistencia ycorrecto aprovechamiento de la misma, por el profesor tutor de cada centro asociado. Por tanto, la

realizacin de las actividades prcticas ser decisiva para aprobar la asignatura, evidentemente siempre quese supere el mnimo aprobatorio en la calificacin terica de la misma.


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INTRODUCCIN

Las rocasson agregados naturales de diversos minerales, aunque tambin existen rocas formadas por cristalesde un nico mineral. La definicin de roca no es tan estricta como la del mineral. Suelen estar formadas porminerales (sustancias cristalinas), pero tambin pueden tener parte, o la totalidad de sustancia vtrea (rocasvolcnicas, obsidiana).

Para describir una roca hay que definir su composicin mineral y sutextura.

La composicin mineral es el conjunto de minerales que forman la roca y sus cantidades relativas. La textura esuna caracterstica que describe las relaciones entre los granos de los minerales que forman la roca, entrando eneste concepto los parmetros de tamao, forma, orientacin, regularidad de tamao de granos y otros.

Para definir una roca no basta definir slo su composicin mineral o textura, puesto que hay rocas de diversosorgenes que pueden tener la misma composicin mineral y, por el contrario, hay texturas parecidas en rocasformadas por distintos minerales. Por ejemplo, los minerales cuarzo, feldespato y mica pueden formar un granito(roca gnea), un gneis (roca metamrfica) o una arcosa (roca sedimentaria), pero la textura va a ser diferente.

Las rocas, segn su origen, se clasifican en gneas, sedimentarias y metamrficas, relacionadas entre s por elllamado Ciclo de las rocas.

El Ciclo de las rocas (Tarbuck y Lutgens, 2010).


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1.- ROCAS GNEAS

1.1 Descripcin general

Las rocas gneas (o magmticas)se forman por el enfriamiento de una masa fundida llamada magma. Elmagma es roca fundida que se puede formar a varios niveles de profundidad en el interior de la corteza terrestrey en el manto superior.

A medida que se va enfriando el magma, se van formando y van creciendo los cristales de varios minerales.Cuando el magma permanece en el interior profundo de la corteza, se enfra muy lentamente, lo cual permite eldesarrollo de cristales relativamente grandes antes de que se solidifique por completo. Las rocas gneas degrano grueso que se forman muy por debajo de la superficie se denominan plutnicas (por ejemplo, granito). Elcuerpo de roca plutnica se llama intrusiny la roca que la alberga se denomina roca encajante.

En algunas ocasiones el magma se abre paso hacia la superficie de la Tierra, produciendo una erupcin

volcnica. En estos casos la roca se solidifica muy deprisa en la superficie terrestre; no hay tiempo suficientepara que crezcan cristales grandes y se produce la formacin simultnea de muchos cristales diminutos, oincluso parte del magma se solidifica en estado vtreo. Las rocas que se forman en la superficie se denominanvolcnicasy son de grano muy fino (por ejemplo, basalto).

A veces se distingue tambin otro grupo de rocas, llamadas filonianas, que se solidifican en grietas y fracturasde otras rocas, formando cuerpos de poca potencia. En estas condiciones, aunque se produce en el interiorterrestre, el enfriamiento es bastante rpido tambin, porque las rocas encajantes a poca profundidad son muyfras en comparacin con el magma, as que estas rocas tienen caractersticas similares a las rocas volcnicas.

En funcin de su composicin qumica (cantidad de slice), se diferencian las rocas flsicas (ricas en feldespato yslice), intermedias, mficas (ricas en magnesio y hierro) y ultramficas. Los magmas de cada composicinpueden formar rocas plutnicas (solidificadas a gran profundidad mediante un enfriamiento lento) o volcnicas(formadas en la superficie, enfriamiento muy rpido). Las rocas plutnicas y volcnicas se diferencian por sutextura. Las rocas plutnicas tienen cristales grandes (textura fanertica), mientras que las rocas volcnicas secomponen de cristales muy pequeos, indivisibles a simple vista (textura afantica) o incluso se solidifican enforma vtrea, como la obsidiana (vidrio volcnico).

1.2 Textura de las rocas gneas

El trmino textura, cuando se aplica a las rocas gneas, se utiliza para describir el aspecto general de la rocaen funcin del tamao, forma y ordenamiento de sus cristales. La textura es una caracterstica importanteque revela datos sobre el ambiente de formacin de la roca. Existen tres factores que contribuyen a latextura de las rocas gneas: la velocidad del enfriamiento, la cantidad de slice presente y la cantidad degases disueltos en el magma. La velocidad del enfriamiento es el factor dominante.

Textura afantica. Las rocas gneas que se forman en la superficie o como masas pequeas en la cortezasuperior donde el enfriamiento es relativamente rpido, poseen una estructura de grano muy finodenominada afantica. Los cristales individuales en las rocas afanticas no se diferencian a simple vista.

Textura fanertica. Cuando grandes masas de magma se solidifican lentamente bastante por debajo de lasuperficie, forman las rocas gneas que muestran una estructura de grano grueso denominada fanertica. Los


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cristales de minerales que componen estas rocas son lo suficientemente grande como para que puedanidentificarse sin microscopio.

Textura porfdica. Se dice que la roca tiene textura porfdica si contiene grandes cristales incrustados en unamatriz de cristales ms pequeos. Esta textura se produce debido a que los diferentes minerales cristalizan atemperaturas diferentes y a velocidades diferentes. Si el magma que contiene algunos cristales grandescambia de condiciones (por ejemplo, saliendo a la superficie) la porcin lquida restante de la lava se enfriarrelativamente rpido, formando esta textura. Los grandes cristales que hay en una roca de este tipo sedenominan fenocristales (pheno = mostrar; cristal = cristal), mientras que la matriz de cristales ms pequeos sedenomina pasta. Una roca con una textura de este tipo se conoce como prfido.

Textura vtrea. Lava que se enfra muy rpidamente durante algunas erupciones volcnicas sin tener tiemposuficiente para que sus componentes se desarrollen estructuras cristalinas. El vidrio se produce cuando los ionesdesordenados se congelan antes de poder unirse en una estructura cristalina ordenada.

Textura piroclstica.Algunas rocas gneas se forman por la consolidacin de fragmentos de roca individualesque son emitidos durante erupciones volcnicas violentas. Las partculas expulsadas pueden ser cenizas muyfinas, gotas fundidas o grandes bloques angulares arrancados de las paredes de la chimenea volcnica durantela erupcin. Las rocas gneas formadas por estos fragmentos de roca se dice que tienen una textura piroclstica.

Textura pegmattica.Las rocas que estn compuestas por cristales especialmente grandes, todos mayores deun centmetro de dimetro, se dice que tienen una textura pegmattica. La mayora de las pegmatitas seencuentra alrededor de los mrgenes de las rocas plutnicas como pequeas masas o venas delgadas quecomnmente se extienden en la roca adyacente. Las pegmatitas se forman en las ltimas etapas de lacristalizacin, cuando el agua y otros voltiles, como el cloro, el flor y el azufre, forman un porcentaje

inusualmente elevado del fundido. Dado que la migracin inica aumenta en estos ambientes ricos en lquido,los cristales que se forman son anormalmente grandes.

1.3 Composicin de las rocas gneas

Las rocas gneas estn compuestas fundamentalmente por silicatos. La composicin mineral de una roca gneaconcreta est determinada en ltima instancia por la composicin qumica del magma a partir del cual cristaliza.Recordemos que el magma est compuesto fundamentalmente por los ocho elementos qumicos que son losprincipales constituyentes de los silicatos (O, SI, Al, Ca, Na, K, Mg y Fe).

Conforme el magma se enfra y solidifica, estos elementos qumicos se combinan para formar dos gruposimportantes de silicatos. Los silicatos oscuros (o ferromagnesianos) son minerales ricos en hierro y enmagnesio, o en ambos, y normalmente con bajo contenido en slice. El olivino, el piroxeno, el anfbol y la biotitason los constituyentes ferromagnesianos comunes de la corteza terrestre. Por el contrario, los silicatos claroscontienen mayores cantidades de potasio, sodio y calcio que de hierro y magnesio. Como grupo, esos mineralesson ms ricos en slice que los silicatos oscuros. Entre los silicatos claros se cuentan el cuarzo, la moscovita y elgrupo mineral ms abundante, los feldespatos. Los feldespatos constituyen al menos el 40 por ciento de lamayora de las rocas gneas. Por tanto, adems del feldespato, las rocas gneas contienen alguna combinacinde los otros silicatos claros y oscuros que se han enumerado.


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Tabla. 1.1.Composicin mineral de las rocas gneas comunes (Tarbuck y Lutgens, 2010).

Tabla. 1.2.Clasificacin de los principales grupos de las rocas gneas segn su composicin mineral y sutextura. (Tarbuck y Lutgens, 2010).


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1.4 Observacin de rocas gneas en muestra de mano (visu)

Tabla. 1.3.Identificacin de rocas gneas con textura fanertica. (Pozo Rodrguez et al., 2010).

MINERALES NOMBREDESTACABLES

OTRAS CARACTERSTICASDE LA ROCA

Cuarzo y feldespato alcalino, Principalmente minerales de color claro, cuarzo transparente, blanco o grisceo GRANITOabundantes. con feldespato blanco y/o rosceo; puede presentar moscovita y minerales

ferromagnesianos (biotita, hornblenda).

Feldespatos alcalinosPredominan los minerales de color claro que confieren tonos blancos orosceos

SIENITA

abundantes. (feldespatos); cuarzo ausente; entre los minerales ferromagnesianos puedepresentar anfboles y biotita.

Hornblenda y plagioclasa. Proporciones equivalentes de minerales claros y oscuros; las plagioclasas DIORITApueden presentar algunas estriaciones visibles en sus caras de exfoliacin.

Piroxeno y plagioclasa gris Alrededor del 70% son minerales oscuros; en las plagioclasas pueden ser GABROa oscura (rica en calcio). visibles las estriaciones; la roca puede presentar en el afloramiento tonos ocres

de meteorizacin; ausencia de cuarzo.Olivino abundante con La roca est compuesta de olivino y piroxeno; cuarzo ausente; poco frecuente PERIDOTITApiroxeno y hornblenda y cuando se presenta con frecuencia alterada a serpentina. Si predominasubordinada. el olivino se denomina dunita, si lo hace el piroxeno, piroxenita.

Tabla. 1.4.Identificacin de rocas gneas con textura afantica. (Pozo Rodrguez et al., 2005).

COLOR GLOBAL COMPOSICIN MINERAL(*) NOMBRE DELA ROCA

Claro. Roca masiva a bandeada; los cristales de cuarzo y/o feldespato pueden RIOLlTAser visibles.

Los granos de cuarzo pueden ser relativamente grandes, flotando en unaRIOLITA

PORFDICAmatriz de grano fino que puede presentar colores variados (gris claro aprpura).

Grisceo. Con frecuencia estn presentes plagioclasa y hornblenda. ANDESITA

Granos de plagioclasa y hornblenda son visibles en una matriz de granoANDESITAPORFDICA

fino y frecuente color gris.Oscuro. Roca generalmente masiva, de color marrn oscuro a negro, puede BASALTO

presentar olivino.

Se distinguen cristales grandes de olivino, augita o plagioclasa en unaBASALTO

PORFDICOmasa de grano fino gris oscura.

Cavidades y vesculas presentes; puede presentar cristales de olivino.BASALTOVESICULARESCORIA

(*) El conjunto de la roca es afantica, pero algunos cristales aislados se pueden reconocer a simple vista.


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Tabla. 1.5. Identificacin de rocas gneas con textura vtrea, vesicular o piroclstica. (Pozo Rodrguez et al.,2005).

COLOR GLOBAL OTRAS CARACTERSTICASNOMBRE DELA ROCA

Claro. Textura vesicular. Estructura celular de paredes finas con abundantes PUMITAvesculas de pequeo tamao, a menudo de morfologa tubular, muyligera (puede flotar en el agua).

Textura piroclstica. Constituida por ceniza muy fina, ligera pero sinTOBAVOLCNICA

vesculas, puede presentar laminacin interna.

Claro a oscuro. Textura piroclstica. Fragmentos angulosos de roca volcnica se presentanBRECHA

VOLCNICAincluidos en una masa de ceniza color claro, puede presentar fragmentosde vidrio.Textura piroclstica. Fragmentos de vidrio o pumita se disponen en una IGNIMBRITA

masa de ceniza, el aspecto soldado de los constituyentes indica que el(TOBA

SOLDADA)material se deposit a muy alta temperatura (flujo piroclstico).

Oscuro. Textura vesicular. Abundantes vesculas de gran tamao y paredes gruesas. ESCORIAFrecuentemente puede tener composicin basltica o andestica.Textura vtrea. Color negro a rojizo, fractura concoide. Translcida en OBSIDIANAbordes finos.

Fotografas de muestras de mano de rocas gneas

Granito


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Riolita

Diorita


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Andesita

Gabro


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Basalto

Peridotita


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Pegmatita

Obsidiana


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Pumita


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1.5 Observacin de rocas gneas al microscopio

GNEA, PLUTNICA: GRANITOComposicin mineral: cuarzo (Cu), plagioclasa (Pl), feldespato potsico (KFsp), moscovita (Mos),

biotita (Bi).

Polarizadores paralelos

Polarizadores cruzados


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GNEA, PLUTNICA: GRANITOComposicin mineral: cuarzo (Cu), plagioclasa (Pl), feldespato potsico (KFsp), biot ita (Bi).




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GNEA, SUBVOLCNICA: RIOLITA (PRFIDO RIOLTICO)Composicin mineral: matriz vtrea (Matr), cuarzo (Cu), anfbol (Anf), bioti ta (Bi), plagioclasa, carbonato(Carb), opacos, xidos de hierro.




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GNEA, VOLCNICA: BASALTOComposicin mineral: plagioc lasa (Al), piroxeno (Px), anfbol (Anf), olivino (Ol), opacos (Ol).




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2.- ROCAS SEDIMENTARIAS


Cuando las rocas formadas en profundidad (gneas y metamrficas, las propias rocas sedimentarias formadasanteriormente) afloran a la superficie terrestre, empiezan a sufrir procesos de meteorizacin (fsica y qumica);sus componentes se alteran, se disgregan y se disuelven. Adems, pueden sufrir procesos de erosin ytransporte(por corrientes fluviales, glaciares o viento), llegando a depositarse en lugares alejados de la roca deorigen.

Una vez depositados, los sedimentos blandos pueden sufrir el proceso llamado litificacin (compactacin ycementacin), que los convierte en una roca sedimentaria slida.

Las rocas sedimentarias se clasifican, segn su origen y componentes, en rocas detrticas y qumicas.

Las rocas detrticasse componen de partculas minerales producidas por la disgregacin mecnica de otrasrocas. Los minerales menos estables qumica y mecnicamente se van eliminando en el proceso de lameteorizacin y transporte, y el sedimento detrtico se va enriqueciendo cada vez ms de minerales estables encondiciones superficiales (cuarzo, arcillas), formando rocas como areniscas y lutita.

Las rocas sedimentarias qumicas se forman por sedimentacin qumica de materiales que han estado endisolucin durante su fase de transporte. La sedimentacin en este caso puede producirse por precipitacindirecta, por ejemplo debido a la evaporacin del agua (capas de sal y yeso), pero tambin, a veces, se debe a laactividad de organismos vivos que extraen componentes disueltos en el agua para construir sus esqueletos ocaparazones, que luego se acumulan en el fondo de la cuenca sedimentaria. En este caso se puede hablar deorigen bioqumico u orgnico (por ejemplo, algunas calizas).

2.2 Rocas sedimentarias detr ticas

Si bien puede encontrarse una gran variedad de minerales y fragmentos de roca en las rocas detrticas, losconstituyentes fundamentales de la mayora de las rocas sedimentarias de esta categora son los minerales dearcilla y el cuarzo. Los minerales de arcilla son el producto ms abundante de la meteorizacin qumica de lossilicatos, en especial de los feldespatos. Las arcillas son minerales de grano fino con estructuras cristalinaslaminares, similares a las micas. El otro mineral comn, el cuarzo, es abundante porque es extremadamenteduradero y muy resistente a la meteorizacin qumica.

Otros minerales comunes de las rocas detrticas son los feldespatos y las micas. Dado que la meteorizacinqumica transforma rpidamente estos minerales en nuevas sustancias, su presencia en las rocas sedimentariasindica que la erosin y la deposicin fueron lo bastante rpidas como para conservar algunos de los mineralesprincipales de la roca original antes de que pudieran descomponerse.

El tamao del clasto es la base fundamental para distinguir entre las diversas rocas sedimentarias detrticas. Enla figura 2.1 se representan las categoras de tamao para los clastos que constituyen las rocas detrticas y losnombres de las rocas correspondientes. El tamao del clasto no es slo un mtodo conveniente de divisin delas rocas detrticas; tambin proporciona informacin til relativa a los ambientes deposicionales. Las corrientesde agua o de aire seleccionan los clastos por tamaos; cuanto ms fuerte es la corriente, mayor ser el tamaodel clasto transportado. La grava, por ejemplo, es desplazada por ros de corriente rpida, as como por lasavalanchas y los glaciares. Se necesita menos energa para transportar la arena; por tanto, esta ltima es comn


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en accidentes geogrficos como las dunas movidas por el viento o algunos depsitos fluviales y playas. Senecesita muy poca energa para transportar la arcilla, ya que se deposita muy lentamente. La acumulacin deesas diminutas partculas suele estar asociada con el agua tranquila de un lago, una laguna, un pantano ociertos ambientes marinos.

Rocas sedimentarias detrticas comunes, ordenadas por tamao de clasto creciente son la lutita, la arenisca y elconglomerado o la brecha.

Fig. 2.1.Clasificacin de rocas sedimentarias detrticas en funcin del tamao de clasto. (Tarbuck y Lutgens,2010).

A la hora del estudio de las rocas sedimentarias detrticas, adems del tamao de clasto, hay que fijarse enlas caractersticas texturales que pueden aportar datos sobre el medio de transporte de sedimentos,distancia recorrida y ambiente de sedimentacin. Estos parmetros son la redondez y la esfericidadde losclastos y el grado de seleccinde los granos que forman la roca (Fig. 2.2).


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(a)

(b)

Fig. 2.2.a) Grado de redondez y esfericidad de clastos; b) Grado de seleccin de clastos de sedimento. (PozoRodrguez et al., 2005).

Los clastos que constituyen el esqueleto principal de la roca pueden estar unidos entre s por un cementoformado por la precipitacin de sales disueltas en la solucin de poros (frecuentemente carbonato clcico), opor una matrizde clastos de grano ms fino.

2.3 Rocas sedimentarias qu micas

Al contrario que las rocas detrticas, que se forman a partir de los productos slidos de la meteorizacin, lossedimentos qumicos derivan del material que es transportado en disolucin a los lagos y los mares. Sinembargo, este material no permanece disuelto indefinidamente en el agua. Una parte precipita para formarlos sedimentos qumicos, que se convierten en rocas como la caliza, el slex y la sal de roca o sal gema.

Esta precipitacin del material se produce de dos maneras. Mediante procesos inorgnicos (in = no;organicus = vida) como la evaporacin y la actividad qumica que pueden producir sedimentos qumicos. Losprocesos orgnicos (vida) de los organismos acuticos tambin forman sedimentos qumicos, cuyo origen sedice que es bioqumico.

Un ejemplo de un depsito producido mediante procesos qumicos inorgnicos es la sal que queda despusde la evaporacin de un determinado volumen de agua marina. Por el contrario, muchos animales y plantasque viven en el agua extraen la materia mineral disuelta para formar caparazones y otras partes duras. Unavez muertos los organismos, sus esqueletos se acumulan por millones en el fondo de un lago o un ocano

como sedimento bioqumico.


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Tabla. 2.1.Composicin, textura y nombres de rocas sedimentarias qumicas. (Tarbuck y Lutgens, 2010).

En la clasificacin de las calizas se suelen diferenciar los siguientes componentes texturales:

- Ortoqumicos: componentes formados por precipitacin qumica directa en la cuenca de sedimentacin.Se diferencia la micrita(carbonatos microcristalinos, con tamao de grano inferior a 5 mkm) y esparita(material carbontico de tamao superior a 15 mkm).

- Aloqumicos: son granos de carbonatos de diferentes tipos formados en la misma cuenca de


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sedimentacin. Pueden ser bioclastos (restos de partes duras de organismos), peloides (partculassubesfricas o elipsoidales compuestas por calcita microcristalina), ooides ( partculas esfricas conformados por micrita y esparita dispuestos en capas concntricas) o intraclastos(agregados de carbonatoretrabajados).

Adems, muchas de las rocas sedimentarias clasificadas en el grupo qumico contienen tambin al menospequeas cantidades de sedimentos detrticos. Muchas calizas, por ejemplo, contienen cantidades variablesde limo o arena, lo que les proporciona una calidad arenosa o arcillosa. A la inversa, debido a queprcticamente todas las rocas detrticas estn cementadas con material que estuvo originalmente disuelto enagua, stas tambin estn muy lejos de ser puramente detrticas.

2.4 Observacin de rocas sedimentarias en muestra de mano ( visu )

Tabla 2.2.Descripcin de las rocas sedimentarias detrticas. (Pozo Rodrguez et al., 2005).

TAMAO DE GRANO COMPOSICIN Y OTRAS CARACTERSTICAS ROCAFino a muy fino (arcilla-limo) (64

micras).Arcilla compactada formada por minerales de la arcilla. LUTlTA

Suave al tacto. Laminado a masivo, a veces fsil.LUTITA FISIBLEo FSIL(SHA LE)

Tizna las manos al frotar. Colores muy variables.Constituida principalmente por minerales terrgenos LlMOLlTA(cuarzo, feldespatos, etc.) y minerales de la arcilla.Terroso al tacto. Colores muy variables.

Medio (arena) (64 micras-2

milmetros). Compuesto principalmente de cuarzo. Puede presentar CUARZOARENITAlaminacin. Los granos rayan el vidrio. Colores clarosa marrn rojizo.Formado por granos de feldespatos, micas y fragmentos GRAUVACAde roca, incluidos en una matriz limo-arcillosa. Malaseleccin. Frecuentes clastos angulosos. Coloresoscuros (verde a negro).Constituido por feldespato y cuarzo, con micas ARCOSAsubordinadas, que predominan sobre los fragmentos deroca. Escasa matriz. Colores claros, de gris a rosceo.Formado predominantemente por fragmentos de rocas, LlTOARENITAms abundantes que feldespato y cuarzo. Escasa

matriz. Colores muy variables.Grueso (grava) (Mayor de 2milmetros).

Constituido por clastos de composicin mineral variada CONGLOMERADO

ylofragmentos de rocas mono y polimineral. Seleccin (PUDINGA)variable. Los componentes del esqueleto sonredondeados, flotan en una pasta fina formadapor matriz (limo-arenosa) y cemento calcreo.Similar a la anterior, pero con clastos CONGLOMERADOpredominantemente angulosos y mal seleccionados. (BRECHA)


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Tabla 2.3.Descripcin de las rocas sedimentarias qumicas. (Pozo Rodrguez et al., 2005).

,DUREZA(MOHS)

REACCIN CON HCI

DILUIDO(10%)

CARACTERSTICAS ROCA

5,5 Ausencia de reaccin. Predominantemente masivo, en capas o en ndulos. SLEXTamao de cristal muy pequeo. Fractura concoide ycortante. Raya el vidrio. Colores muy variados.

Tabla 2.4.Descripcin de las rocas sedimentarias bioqumicas (organgenos). (Pozo Rodrguez et al., 2005).TAMAO DE GRANO COMPOSICIN Y OTRAS CARACTERSTICAS ROCA

Muy pequeo (microscpico). Acumulaciones de conchas de pequeos organismos CRETAque no se distinguen a simple vista. Reaccin en mediocido, pudiendo dejar un residuo insoluble (arcilla). Noraya el vidrio. Color claro y aspecto de tiza.Acumulacin de esqueletos silceos (palo biognico) de DIATOMITAdiatomeas. Salvo en trminos margosos no hay reaccinen medio cido. No raya el vidrio. Escasa densidad. Muyporoso. Se presenta masivo a laminado, con colores

predominantemente blancos o amarillentos.Muy variados. Acumulacin de conchas de uno o varios tipos de CALIZA FOSILFERA

organismos invertebrados con escasa cementacin. (COQUINA)Reacciona en medio cido con intensa efervescencia.No raya el vidrio. Porosa. Colores variables.Acumulaciones de restos de plantas, enteras o CALIZA TOBCEAfragmentadas, petrificadas por la precipitacin delcarbonato clcico. Cementacin variable. Reacciona enmedio cido con intensa efervescencia. No raya el vidrio.Porosidad, en general alta. Colores en general claros.Aspecto masivo, en capas o fibroso, este ltimo cuando CARBNse reconocen restos orgnicos. Acumulacin de restos

de plantas con proceso de carbonizacin variable. Noreacciona en medio cido. No raya el vidrio. Poco denso.Color gris oscuro a negro o marrn.


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Fotografas de muestras de mano de rocas sedimentarias

Lutita

Limolita


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Cuarzoarenita

Conglomerado (pudinga)


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Conglomerado (brecha)

Caliza


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Doloma

Yeso


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Sal gema

Slex


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Creta

Diatomita


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Caliza tobacea


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2.5 Observacin de rocas sedimentarias al microscopio

SEDIMENTARIA, DETRTICA: GRAUVACAComposicin mineral: cuarzo de granulometra variada trama (Cu tr) y matr iz (Cu matr), plagioclasa,feldespato potsico, filosil icatos (Fil) (clorita, moscovita), xidos de hierro, opacos (Op).




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SEDIMENTARIA, DETRTICA: ARENISCA (CUARZOARENITA)Composicin mineral: cuarzo de granulometra variada trama (Cu tr) y matriz (Cu matr), filosilicatos(Fil)(clorita, moscovita, minerales arcillosos), opacos (Op).




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SEDIMENTARIA, ORTOQUMICA: CALIZA (MICRITA)Composicin mineral: calcita micrtica (Cal micr) y recristalizada (Cal recr), xidos de hierro,escassimos componentes detrticos (cuarzo).




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SEDIMENTARIA, ALOQUMICA: CALIZA (PELSPARITA CON FSILES)Composicin mineral: calcita (matri z espartica (Matr), pelets (Pel), fsiles carbonatados(F)),abundantes granos detrticos de cuarzo (Cu). Calcita teida de rojo.




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METAMRFICA, NO FOLIADA: CUARCITAComposicin mineral: cuarzo (Cu), circn (Cir), moscov ita (Mos), opacos (Op).




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3.- ROCAS METAMRFICAS


Las rocas metamrficas se producen a partir de rocas gneas, sedimentarias o incluso de otras rocasmetamrficas. Metamorfismo significa literalmente cambio de forma, las rocas sometidas a este proceso sufrencambios de la composicin mineral y/o textura originales debido a la accin de los agentes de metamorfismo:calor, presin y fluidos termales.

La mayor parte de las rocas metamrficas se producen en uno de estos tres ambientes:

Cuando un cuerpo magmtico intruye la roca encajante, tiene lugar el metamorfismo de contacto otrmico. En este caso el metamorfismo est controlado por un aumento de la temperatura dentro de laroca encajante que rodea la intrusin gnea.

El metamorfismo regionalest asociado a los procesos de formacin de montaas, cuando, debido alos movimientos tectnicos de placas de la litosfera terrestre, grandes bloques de rocas se encuentransumergidos a mucha profundidad y sufren el aumento de presin y temperatura.

El metamorfismo hidrotermal implica alteraciones qumicas que se producen cuando los fluidoscalientes mineralizados circulan a travs de las fracturas de la roca. Este tipo de metamorfismo sueleproducirse en zonas cercanas a intrusiones gneas que proporcionan el calor y los fluidos con muchosiones en disolucin que alteran las rocas encajantes.

Existen tipos de metamorfismo de menor importancia como son el metamorfismo dinmico(trituracin de rocasen zonas de fallas) y el metamorfismo de impacto(en zonas de choque de meteoritos contra la Tierra).

Los cambios que se producen en la roca corresponden a su composicin mineral y textura. A medida queaumenta el grado de metamorfismo, los minerales de la roca inicial recristalizan formando nuevos mineralesestables en condiciones de ms alta presin y temperatura. Generalmente, el metamorfismo suele ser unproceso isoqumico, es decir, la composicin qumica global de la roca no cambia (salvo en el caso delmetamorfismo hidrotermal).

Entre los cambios texturales, los ms importantes son el aumento de tamao de grano de los minerales y surecristalizacin con orientacin preferente(Fig. 3.1). Por ejemplo, partiendo de una roca sedimentaria lutita, amedida que avanza el metamorfismo se van formando las rocas de la secuencia pizarra filita esquisto gneis, en la que observamos el aumento gradual del tamao de grano y orientacin de todos los mineralesalargados en la misma direccin, perpendicular a la direccin de mayor presin.

Fig. 3.1.Recristalizacin con orientacin preferente debido a la presin diferencial.


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3.2 Texturas de las rocas metamrficas

Recordemos que el trmino textura se utiliza para describir el tamao, la forma y la distribucin de las partculasque constituyen una roca. La mayora de rocas gneas y muchas rocas sedimentarias estn compuestas de

granos minerales que tienen una orientacin aleatoria y, por tanto, parecen iguales cuando se observan desdecualquier direccin. Por el contrario, las rocas metamrficas deformadas que contienen minerales con hbitoplanar (micas) y/o minerales alargados (anfboles) en general muestran alguna clase de orientacin preferenteen la que los granos minerales presentan un alineamiento paralelo a subparalelo.

FoliacinEl trmino foliacin se refiere a cualquier disposicin planar (casi plana) de los granos minerales o los rasgosestructurales del interior de una roca. En los ambientes metamrficos, la foliacin es provocada, en ltimainstancia, por los esfuerzos compresivos que acortan las masas rocosas, haciendo que los granos minerales delas rocas preexistentes desarrollen alineamientos paralelos o casi paralelos. Son ejemplos de foliacin elalineamiento paralelo de los minerales con hbito planar y/o los minerales alargados; el alineamiento paralelo delas partculas minerales y los cantos aplanados; el bandeado composicional donde la separacin de losminerales oscuros y claros genera un aspecto laminar, y la pizarrosidad cuando las rocas se separan confacilidad en capas delgadas y tabulares a lo largo de superficies paralelas. Estos distintos tipos de foliacin sepueden formar de muchas maneras distintas, como:

1. Rotacinde los granos minerales alargados o de hbito planar hacia una nueva orientacin.2. Recristalizacinde los minerales para formar nuevos granos que crecen en la direccin de laorientacin preferente.3. Cambios de forma en granos equidimensionales a formas alargadas que se alinean en unaorientacin preferente.

Existen varios tipos de foliacin, dependiendo del grado de metamorfismo y de la mineraloga de la roca original.Consideraremos tres de ellos: pizarrosidad, esquistosidad y bandeado gnisico.

El trmino pizarrosidadse refiere a las superficies planares muy juntas a lo largo de las cuales las rocas seseparan en capas delgadas y tabulares cuando se las golpea con un martillo. La pizarrosidad aparece en variasrocas metamrficas pero se observa mejor en las pizarras que exhiben una propiedad de separacin excelente,denominada clivaje.

Segn el ambiente metamrfico y la composicin del protolito, la pizarrosidad se desarrolla de diferentesmaneras. En un ambiente metamrfico de grado bajo, se sabe que la pizarrosidad se desarrolla cuando los

estratos de lutita (y las rocas sedimentarias relacionadas) son metamorfizadas y plegadas para formar unapizarra. El proceso empieza cuando los granos planares se pliegan y se doblan, generando plieguesmicroscpicos que tienen flancos (lados) ms o menos alineados. Una ulterior deformacin intensifica estenuevo alineamiento a medida que los granos antiguos se rompen y recristalizan preferentemente en la direccinde la orientacin recin desarrollada. De esta manera, se desarrollan en la roca estrechas zonas paralelasdonde se concentran las briznas de mica. Estas estructuras planares alternan con zonas que contienen cuarzo yotros granos minerales que no exhiben una orientacin lineal pronunciada. Es a lo largo de estas zonas muydelgadas, donde los minerales planares muestran un alineamiento paralelo, donde la pizarra se separa.

Dado que en general la pizarra se forma durante el metamorfismo de grado bajo de la lutita, suelen conservarserestos de los planos de estratificacin sedimentarios originales. No obstante la orientacin de la pizarrosidad

suele desarrollarse en un ngulo oblicuo al de la estratificacin sedimentaria original. Por tanto, a diferencia de lalutita, que se separa a lo largo de planos de estratificacin, la pizarra suele separarse a travs de ellos. Otras


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rocas metamrficas, como los esquistos y los gneises, tambin se separan a lo largo de las superficies planaresy, por tanto, exhiben clivaje.

Esquistosidad.Bajo regmenes de presin y temperatura ms extremos, los pequeos granos de mica y cloritade las pizarras empiezan a crecer mucho. Cuando estos minerales planares crecen lo bastante como para poderobservarse a simple vista y exhiben una estructura planar o laminar, se dice que la roca muestra un tipo defoliacin llamada esquistosidad. Las rocas con esta textura se denominan esquistos. Adems de los mineralesplanares, el esquisto suele contener partculas deformadas de cuarzo y feldespato que aparecen como granosplanos o en forma de lente escondidos entre los granos de mica.

Bandeado gnisico.Durante el metamorfismo de grado alto, las migraciones inicas pueden provocar lasegregacin de los minerales. Los cristales oscuros de biotita y los silicatos claros (cuarzo y feldespato) estnseparados, dando a la roca un aspecto bandeado, conocido como bandeado gnisico. Las rocas metamrficascon este tipo de texturas se denominan gneises. Aunque son foliados, los gneises no se separarn en planoscon tanta facilidad como las pizarras y algunos esquistos. Los gneises que s se lajan tienden a romperse en unadireccin paralela a su foliacin y muestran superficies ricas en mica parecidas al esquisto.

Otras texturas metamrficasNo todas las rocas metamrficas tienen texturas foliadas. Las que no tienen se denominan no foliadas. Las rocasmetamrficas no foliadas se desarrollan en general en ambientes donde la deformacin es mnima y losprotolitos estn compuestos por minerales que presentan cristales equidimensionales, como el cuarzo o lacalcita. Por ejemplo, cuando una caliza de grano fino (formada por calcita) se metamorfiza por la intrusin de unamasa magmtica caliente, los pequeos granos de calcita recristalizan y forman cristales entrelazados msgrandes. La roca resultante, el mrmol, presenta unos granos grandes y equidimensionales, orientadosaleatoriamente, parecidos a los de las rocas gneas de grano grueso. Esta textura se denomina granoblstica(Fig 3.2a).

Otra textura comn en las rocas metamrficas son unos granos especialmente grandes, llamados porfidoblastos,rodeados por una matriz de grano fino de otros minerales. Esta textura se denomina porfidoblstica (Fig 3.2b).

Fig. 3.2.Tpicas texturas metamrficas: a) granoblstica, b) porfidoblstica. (Pozo et al., 2005).

Las texturas porfidoblsticas se desarrollan en una gran variedad de tipos de rocas y de ambientesmetamrncos cuando los minerales del protolito recristalizan y forman nuevos minerales. Durante larecristalizacin algunos minerales metamrficos, como el granate, la estaurolita y la andalucita, desarrollan una

pequea cantidad de cristales muy grandes. Por el contrario, minerales como la moscovita, la biotita y el cuarzosuelen formar una gran cantidad de granos muy pequeos. Por consiguiente, cuando el metamorfismo genera


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los minerales granate, biotita y moscovita en el mismo ambiente, la roca contendr cristales grandes(porfidoblastos) de granate embebidos en una matriz de grano fino compuesta de biotita y moscovita.

3.3 Composicin mineral de las rocas metamrficas

Minerales ndice y grado metamrfico

Adems de los cambios de textura, el proceso de metamorfismo provoca cambios en la mineraloga conformenos desplazamos de las zonas de metamorfismo de grado bajo a las de metamorfismo de grado alto. Porejemplo, en el caso de las lutitas, el primer mineral nuevo que se forma a medida que la lutita se transforma enpizarra es la clorita. A temperaturas ms elevadas empiezan a dominar las partculas de moscovita y biotita.Bajo condiciones ms extremas, las rocas metamrficas pueden contener granate y cristales de estaurolita. Atemperaturas prximas a las del punto de fusin de la roca, se forma sillimanita. Esta ltima es un mineral

metamrfico de alta temperatura utilizado para fabricar porcelanas refractarias como las empleadas en lasbujas.

A travs del estudio de las rocas metamrficas en sus ambientes naturales y a travs de estudiosexperimentales, los investigadores han descubierto que ciertos minerales son buenos indicadores del ambientemetamrfico en el cual se formaron (Fig. 3.3). Utilizando esos minerales ndice, los gelogos distinguen entrediferentes zonas de metamorfismo regional. Por ejemplo, la clorita empieza a formarse cuando las temperaturasson relativamente bajas, menos de 200C. Por tanto, las rocas que contienen cloritas (normalmente las pizarras)son conocidas como rocas metamrficas de grado bajo. Por el contrario, la sillimanita se forma slo enambientes muy extremos donde la temperatura supera los 600C y las rocas que la contienen son consideradasde grado alto. Grado es un trmino utilizado en un sentido relativo para referirse a las condiciones detemperatura (o a veces de presin) a las que las rocas han sido sometidas.

Fig. 3.3.Minerales ndice de diferentes grados de metamorfismo

(Tarbuck y Lutgens, 2010).


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Migmatitas. En los ambientes ms extremos, incluso las rocas metamrficas de grado alto experimentancambios. Por ejemplo, las rocas gnisicas pueden calentarse lo suficiente como para provocar el inicio de lafusin. Sin embargo, recordemos lo hablado sobre las rocas gneas, que los diferentes minerales se funden atemperaturas diferentes. Los silicatos de color claro, normalmente el cuarzo y el feldespato potsico, tienen lastemperaturas de fusin ms bajas y empiezan a fundirse primero, mientras que los silicatos mficos, como elanfbol y la biotita, se mantienen slidos. Cuando esta roca parcialmente fundida se enfra, las bandas clarasconstarn de componentes gneos o de aspecto gneo, mientras que las bandas oscuras consistirn en materialmetamrfico no fundido. Las rocas de este tipo se denominan migmatitas (migma = mezcla; ite = piedra). Lasbandas claras de las migmatitas suelen formar pliegues tortuosos y pueden contener inclusiones tabulares decomponentes oscuros. Las migmatitas sirven para ilustrar el hecho de que algunas rocas son transicionales y nopertenecen claramente a ninguno de los tres grupos bsicos de rocas.

Las principales caractersticas de algunas rocas metamrficas comunes se resumen en la Figura 3.4. Obsrveseque las rocas metamrficas pueden clasificarse en lneas generales segn el tipo de foliacin que exhiben y, enmenor medida, segn la composicin qumica del protolito.

Fig. 3.4.Textura y composicin de las principales rocas metamrficas. (Tarbuck y Lutgens, 2010).


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3.4 Observacin de rocas metamrficas en muestras de mano ( visu )

Pizarra

Filita


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Esquisto granatfero

Esquisto con estaurolita


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Gneis

Cuarcita


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Mrmol

Serpentinita


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3.5 Observacin de rocas metamrficas en el microscopio

METAMRFICA, FOLIADA: PIZARRA

Composicin mineral: cuarzo (Cu), biotita (Bi), moscovi ta (Mos), opacos (Op).



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Polarizadores cruzadosMETAMRFICA, FOLIADA: ESQUISTO

Composicin mineral: cuarzo (Cu), plagioc lasa (Pl), anfbol (Anf), feldespato potsico, clo rita (Cl),opacos (Op).




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METAMRFICA, FOLIADA: ESQUISTOComposicin mineral: cuarzo (Cu), moscovita (Mos), bioti ta (Bi), circn (Cir), opacos (Op).



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Polarizadores cruzadosMETAMRFICA, FOLIADA: MILONITA

Composicin mineral: cuarzo (Cu), plagioclasa (Pl), feldespato potsico (KFsp), moscovita (Mos),biotita (Bi) (muy alterada por clorita), opacos (Op).




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Bibliografa

Tarbuck EJ, Lutgens FK, 2010, UNED-Pearson Vol. I 303 p.Ciencias de la Tierra. Una introduccin a la geologa fsica

Pozo Rodrguez M, Gonzlez Ylamos J, Giner Robles J, Geologa Prctica. Introduccin al reconocimientode materiales y anlisis de mapas. Pearson, 2005, 340 p.

Referencias en Internet

Gua Interactiva de minerales y rocas de la ETSI de Ingenieros de Montes (UPM):

http://www2.montes.upm.es/Dptos/DptoSilvopascicultura/Edafologia/aplicaciones/GUIA%20MINERALES/indice.htmll

Coleccin de rocas de la Escuela Politcnica Superior de vila (U. Salamanca):http://politecnicavila.usal.es/pagina/webrocas/ReconocimientoRocasInicio.htm

Atlas de rocas, minerales y texturas del Departamento de Geologa de la Universidad de Carolina del Norte,USA:http://www.geolab.unc.edu/Petunia/IgMetAtlas/mainmenu.html

Cursos de Microscopa de mineral, Petrologa y Petrografa (Universidad de Brock, Canad)http://www.brocku.ca/earthsciences/people/gfinn/default.html

Departamento de Edafologa y Qumica Agrcola de la Universidad de Granada. Cursos en Internet deIntroduccin a la Edafologa, descripcin e interpretacin del suelo en el microscopio, atlas de perfiles desuelos.http://edafologia.ugr.es/

webs de Institutos de Bachillerato:http://geologia.110mb.com/

uned - guía didáctica práctica ii - reconocimiento petrologico

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