1. Magmatismo y rocas ígneas
Origen
Las rocas ígneas (o magmáticas) se forman al enfriarse un magma. Según dónde solidifique:
- Plutónicas / intrusivas: cristalizan en profundidad. Enfriamiento lento → granos grandes y visibles (granito, gabro).
- Volcánicas / extrusivas: cristalizan en superficie. Enfriamiento rápido → granos pequeños o vidrio (basalto, riolita, obsidiana).
- Filonianas: en grietas próximas a la superficie. Textura intermedia (pórfidos).
Clasificación por sílice (SiO₂)
- Ácidas (>65 %): granito, riolita. Magmas viscosos, volcanes explosivos.
- Intermedias (52-65 %): diorita, andesita. Subducción.
- Básicas (45-52 %): gabro, basalto. Magmas fluidos, fondo oceánico.
- Ultrabásicas (<45 %): peridotita (manto).
2. Rocas sedimentarias
Proceso sedimentario
Meteorización + erosión → transporte → sedimentación → diagénesis (compactación + cementación).
Tipos
- Detríticas (clásticas): por tamaño de grano. Conglomerados (>2 mm), areniscas (0,06-2 mm), arcillas/lutitas (<0,06 mm).
- Químicas y bioquímicas: precipitación + restos orgánicos. Calizas (CaCO₃), dolomías, evaporitas (yeso, halita).
- Orgánicas: carbón, petróleo (combustibles fósiles).
Estructura
Estratificación, gradación, marcas de oleaje, fósiles. Son las únicas rocas que conservan fósiles porque las ígneas y las metamórficas los destruyen.
3. Metamorfismo y rocas metamórficas
Metamorfismo
Transformación en estado sólido de una roca preexistente por aumento de presión y/o temperatura (sin llegar a fundir, eso ya sería magmatismo).
Tipos
- Regional: grandes presiones y temperaturas en orógenos. Foliación marcada. Caliza → mármol, pizarra → esquisto → gneis.
- De contacto: alta T cerca de una intrusión. Caliza → mármol (sin foliación, equigranular).
- Dinámico (cataclástico): en zonas de falla. Milonitas.
Grados crecientes
Pizarra (bajo) → filita → esquisto → gneis (alto). En gneis empieza a fundir parcialmente y aparece migmatita (transición a magmatismo).
4. Ciclo de las rocas
Idea de Hutton
Las rocas se transforman cíclicamente: ígnea → meteorización → sedimentaria → enterramiento → metamórfica → fusión → magma → ígnea. Las flechas pueden conectar cualquier tipo con cualquier otro: una sedimentaria puede fundir y dar ígnea sin pasar por metamórfica.
El motor es la energía interna de la Tierra (radiogénica + residual) combinada con la externa (Sol) que erosiona y mueve sedimentos.
5. Estratigrafía y datación relativa
Principios de Steno y Smith
- Superposición: estrato inferior = más antiguo (si no se han invertido).
- Horizontalidad original: los estratos se depositan horizontales; si están inclinados, hubo deformación.
- Continuidad lateral: un estrato continúa a ambos lados hasta que pinza o erosiona.
- Sucesión faunística: fósiles guía marcan edad relativa.
- Discontinuidades: salto de tiempo (lagunas estratigráficas).
6. Datación radiométrica (absoluta)
Ley de desintegración
\(N(t) = N_0 \cdot \left(\tfrac{1}{2}\right)^{t/T_{1/2}}\), donde \(T_{1/2}\) es el periodo de semidesintegración.
Isótopos clásicos
- C-14: T₁/₂ = 5 730 años. Hasta ~60 000 años (Cuaternario, arqueología).
- K-40 / Ar-40: T₁/₂ = 1,25 Ga. Rocas volcánicas.
- U-238 / Pb-206: T₁/₂ = 4,47 Ga. Edad de la Tierra y meteoritos.
- Rb-87 / Sr-87: T₁/₂ = 48,8 Ga. Rocas muy antiguas.
Despeje útil \(t = T_{1/2}\cdot\dfrac{\log(N/N_0)}{\log(1/2)} = T_{1/2}\cdot\dfrac{\ln(N/N_0)}{-\ln 2}\).
7. Errores frecuentes
1. Llamar "lava" al magma en profundidad — lava es solo cuando ya sale a la superficie.
2. Confundir caliza (sedimentaria) con mármol (metamórfica de la caliza).
3. Asociar fósiles a rocas metamórficas o ígneas: solo las sedimentarias los conservan.
4. Olvidar que dos semividas dejan ¼ del isótopo, no ½ (decae multiplicativamente).
5. Usar C-14 para datar rocas o fósiles de más de 60 000 años (su escala es corta).
Problemas resueltos paso a paso
PEvAU — Datación por C-14 2020OrdinariaMedio
Una madera fósil contiene un 25 % del C-14 inicial. ¿Cuántos años tiene? (T₁/₂ del C-14 = 5 730 años).
1
N/N₀ = 0,25 = (1/2)ⁿ con n el número de semividas. ¿Cuánto vale n?
2
t = n · T₁/₂ = 2 · 5 730. ¿Cuántos años?
Ver solución completa
\(N/N_0 = 0{,}25 = (1/2)^2\). Han pasado \(n = 2\) semividas.
\(t = 2 \times 5\,730 = \mathbf{11\,460\;\text{años}}\).
\(t = 2 \times 5\,730 = \mathbf{11\,460\;\text{años}}\).
PEvAU — K-Ar en una colada basáltica 2022ExtraordinariaAlta
En una colada basáltica medimos un cociente \(N/N_0 = 0{,}5\) en el sistema K-40 → Ar-40 (T₁/₂ = 1,25 Ga). Calcula la edad (en Ga).
1
N/N₀ = 0,5 corresponde a una semivida (n = 1).
2
t = 1 · 1,25 = ? Ga.
Ver solución completa
\(N/N_0 = 0{,}5\) ⇒ \(n = 1\) semivida. \(t = 1{,}25\;\text{Ga}\). Periodo Precámbrico.
3. Datación C-14 — 12,5 %
Un fósil contiene 12,5 % del C-14 inicial. Halla la edad sabiendo \(T_{1/2}=5730\) años.
1
Cuántas semividas: log₂(8) = 3.
2
Edad = 3·5730.
4. Datación K-Ar — 25 %
Roca con 25 % del K-40 original. \(T_{1/2}=1{,}25\) Ga. Edad.
1
Semividas log₂(4)=2.
2
Edad en Ga.
5. Tamaño de grano · clasificación
Un grano de 1,5 mm — ¿es arena, limo o grava? (Introduce 1=arena, 2=limo, 3=grava).
1
Wentworth: 1/16 mm – 2 mm = arena.
6. Cristalización magma
Una roca tiene SiO₂ = 70 %. Clasifica: 1 = ácida, 2 = intermedia, 3 = básica.
1
> 65 % SiO₂ = ácida.
7. Velocidad sedimentación
Cuenca con tasa 0,05 mm/año. Espesor depositado en 200 000 años.
1
0,05 mm/año · 200 000 años = ? mm.
2
Pasa a metros.
8. Metamorfismo regional · presión
Roca en cabalgamiento a 30 km de profundidad. P litostática = ρgh con ρ=2 700 kg/m³, g=9,81 m/s².
1
\(P=\rho g h\) en Pa.
2
Pasa a GPa.
9. Estratigrafía · espesor
Tres capas: 15 m + 22 m + 8 m. Espesor total.
1
Suma.
10. Ley de superposición
Una capa A está debajo de B y B debajo de C. ¿Cuál es más antigua? (1=A, 2=B, 3=C)
1
La más profunda (no plegada) es la más antigua.
11. U-Pb en circón
Una muestra con 75 % del U-238 inicial. \(T_{1/2}=4{,}47\) Ga. Edad.
1
Semividas log₂(4/3)=0,415.
2
Edad en Ga.
12. Diagénesis vs metamorfismo
Una pizarra requiere T mínima 250 °C. ¿Es diagénesis o metamorfismo? (1=diag, 2=meta).
1
>200 °C ⇒ metamorfismo.
13. Cementación de areniscas
Una arenisca tiene 25 % porosidad inicial; tras cementarse, 8 %. Pérdida absoluta.
1
25 - 8.
14. Datación Rb-Sr
Una muestra Rb-Sr de 1,48 Ga (T₁/₂ = 48,8 Ga). Fracción de Rb residual = 0,5^(t/T).
1
Exponente = 1,48/48,8.
2
Fracción 0,5^0,0303.
15. Curva de descomposición — N/N₀
Si han pasado 1,5 semividas, N/N₀ = ?
1
\(0{,}5^{1{,}5}\).
Test de autoevaluación
1. Las rocas plutónicas se caracterizan por:
2. ¿Cuál de estas rocas no es sedimentaria?
3. La caliza, sometida a metamorfismo de contacto, da:
4. Si una muestra retiene un 12,5 % de C-14 inicial, su edad es de aproximadamente:
5. El principio de superposición de estratos afirma que:
Simuladores
Datación radiométrica
Ajusta T₁/₂ y el tiempo. Observa el cociente N/N₀ y la curva de decaimiento.
% de SiO₂ y tipo de magma
Mueve el slider y deduce el tipo de magma (básico, intermedio, ácido).
Banco de exámenes (Geología y CCAA)
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