FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y MUSEO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PLATA

FUNDAMENTOS DE GEOLOGA

Gua de trabajos prcticos

Rocas Piroclsticas

2015

Ctedra de Fundamentos de Geologa

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Ctedra de Fundamentos de Geologa

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FUNDAMENTOS DE GEOLOGA

ROCAS PIROCLSTICAS

INTRODUCCIN Las Rocas Piroclsticas constituyen un grupo muy particular de las Rocas Sedimentarias

Clsticas. Su formacin est vinculada al volcanismo explosivo o fragmentario. Este proceso,

asociado a un volcanismo de naturaleza cida y elevada viscosidad, genera los clastos (piroclastos) que, luego de su transporte areo y terrestre dan lugar a la formacin de diferentes tipos de depsitos piroclsticos.

Este grupo de rocas sedimentarias indudablemente tiene una dualidad gentica, por un

lado los procesos volcnicos (erupciones) y por otro los sedimentarios (transporte y depositacin). Es por ello que en algunos casos como las ignimbritas, pueden emplazarse u originarse como verdaderas rocas volcnicas, de ah que muchos autores las describen en este campo.

Existen rocas piroclsticas primarias o de primer ciclo y secundarias o retrabajadas. Las primeras son aqullas donde los piroclastos emitidos por el volcanismo explosivo son depositados luego de su transporte. Las segundas mencionadas, son aqullas que derivan de la erosin y re-transporte de las primeras y en algunos casos con el agregado de clastos procedentes de otras rocas.

TRANSPORTE DEL MATERIAL PIROCLSTICO

Una vez iniciada la explosin volcnica se generan proyecciones (eyectos) o movilizaciones areas de material que, en este primer momento, se desplazan en el aire por la propia fuerza eruptiva, en forma de una columna eruptiva. Esta columna, segn la magnitud explosiva del evento volcnico, puede alcanzar varios kilmetros de altura y est formada por material en estado plstico, slido y gaseoso. Luego este material es movilizado por el viento que intercepta a la columna y se genera lo que se conoce como pluma eruptiva. Esta pluma tendr un alcance areal relacionado a la velocidad del viento y a su direccin. Cuando la capacidad de transporte disminuye los piroclastos se acumulan en forma de DEPSITOS DE CADA. Las rocas ms comunes en este tipo de depsitos son las tobas, generadas por acumulacin de ceniza volnica.

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Por otro lado la columna eruptiva tambin pierde velocidad de ascenso hasta colapsar. Este colapso genera un flujo o movimiento en masa, denominado flujo piroclstico, que arrastra partculas en estado incandescente, slido y gaseoso el que se traslada por las laderas del volcn y genera los DEPSITOS DE FLUJO PIROCLSTICO constituidos principalmente por

rocas denominadas ignimbritas.

COMPONENTES CLSTICOS Las rocas piroclsticas son rocas clsticas ya que sus constituyentes son clastos, ms

precisamente piroclastos. El prefijo piro = fuego se utiliza en relacin a su vinculacin con las erupciones volcnicas. Su identificacin en muestra de mano es sencilla debido a su aspereza al tacto, sus colores claros (lo ms frecuente) y por ser livianas.

Los piroclastos (unidades mecnicas de transporte) se clasifican segn la naturaleza composicional-mineralgica, independientemente de cmo haya sido su movilizacin, en: Vitroclastos, Cristaloclastos y Litoclastos. La fase lquida del magma origina a los vitroclastos, la fase slida constituye los cristaloclastos y la ruptura de antiguas lavas o rocas del aparato volcnico, producida por la explosin, da origen a los litoclastos. La fase gaseosa del magma es la que proporciona la energa para producir el evento explosivo.

-Vitroclastos son los piroclastos ms abundantes. Estn constituidos por vidrio volcnico. Su origen es fragmentario y se presenta con diferentes morfologas, distinguibles bajo lupa o al microscopio de polarizacin. Slo para dar una idea, es frecuente que los piroclastos vtreos sean angulosos y presenten canalculos y oquedades. -Cristaloclastos: Constituyen la fase slida presente en el magma, es decir, son el producto de la cristalizacin del magma. Pueden ser cristales euhedrales a subhedrales de plagioclasas, olivinas, anfboles, piroxenos, etc. -Litoclastos: Son trozos de rocas arrancados por las explosiones, que corresponden a diferentes partes del aparato volcnico o a las rocas circundantes al centro eruptivo. Por lo tanto, si bien en la mayora de los casos corresponden a rocas volcnicas, tambin se pueden encontrar otras rocas sedimentarias, metamrficas o plutnicas.

VITROCLASTOS

CRISTALOCLASTO (plagioclasa con

reborde de vidrio volcnico)

LITOCLASTO (Cristales de plagioclasa

en pasta de vidrio volcnico)

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Qu es una triza vtrea, qu es un pmez, qu es un Fiamme?

Son tres tipos distintos de vitroclastos. Las trizas tienen formas angulosas, con lados cncavos. Estas se producen cuando las burbujas que contena el magma logran fragmentarlo. En otras palabras seran los tabiques que separaban a las burbujas. Otra forma son los fragmentos pumceos o pmez. Se generan cuando las burbujas no logran fragmentar al magma y se produce un vitroclasto con alta porosidad. Es muy comn que los pmez se alteren a arcillas, distinguindose en muestra de mano como clastos de colores muy claros y pulverulentos. En ciertos casos, cuando las temperaturas son elevadas (ms de 500C), y el espesor de los depsitos es grande, se generan condiciones (presin y temperatura) donde el vidrio no puede seguir mantenindose en forma de pmez. Gradualmente ste empieza a perder porosidad, llegando en los casos ms extremos a achatarse en pequeas lentes. A estas lentes vtreas, se las denomina fiamme.

CLASIFICACIONES DE LAS ROCAS PIROCLSTICAS Clasificacin granulomtrica.

Al igual que las rocas epiclsticas, las rocas piroclsticas pueden ser clasificadas sobre la base de su granulometra. Se considera al individuo aislado (piroclasto), a los depsitos sueltos (tefras) y consolidados (piroclastitas). Esta clasificacin es muy importante, ya que permite describirlas y dividirlas independientemente de cual sea su origen. Por lo tanto es fundamental, antes de querer interpretar como se origin esa roca piroclstica, describirlas con la mayor rigurosidad posible. As tenemos:

Clasificacin segn su gnesis Como se explic anteriormente durante las erupciones de tipo explosivo, el material piroclstico eyectado genera una columna vertical de material (mezcla de slido, lquido y gas) denominada columna eruptiva.

Tamao de los

fragmentos

Tefra (individuos

desagregados)

Piroclastita (litificada)

Piropsefitas

> 64 mm Bomba o Bloque

Brecha

piroclstica

64 -2 mm Lapilli Lapillita

Piropsamitas

2- 0,062 mm Ceniza Toba

Piropelitas

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Parte de esta columna puede ser redistribuida por los vientos generando una pluma eruptiva, a partir de la cual se generan los Depsitos de Cada. Cuando el material que est en la columna eruptiva no puede seguir sostenindose colapsa. Se produce as un flujo de material que se transporta principalmente por gravedad por las laderas del aparato volcnico. El material est todava caliente (hasta 700C) y puede alcanzar velocidades cercanas a 200 km/h. A stos se los conoce como Depsitos de corrientes piroclsticas o de Flujos piroclsticos. Depsitos de cada:

Las rocas que forman los depsitos de cada tienen textura clasto-sostn. El agente de transporte es el viento y por lo tanto constituyen depsitos muy bien seleccionados.

Durante el transporte elico de la pluma eruptiva, es poca la atricin que se produce entre los clastos, por lo que se mantienen las formas angulosas originales.

Las bombas son una excepcin ya que adoptan formas aerodinmicas, con un grado de redondeamiento importante debido a que son eyectadas en estado plstico. stas, por su tamao, tienen trayectorias balsticas, es decir que no quedan en suspensin y se depositan muy prximas al aparato volcnico.

Desde el punto de vista de la geometra externa de estas acumulaciones, a escala regional, se depositan en forma de mantos, independientemente de las irregularidades del terreno, disminuyendo su espesor a mayor distancia del centro eruptivo.

Los depsitos de cada cercanos al foco eruptivo tienen la granulometra ms gruesa (aglomerados, lapillitas, tobas) y los ms alejados la ms fina (tobas, chonitas).

En esta figura se ven lneas isopquicas: cada lnea

indica el espesor en metros de la capa de cenizas. El espesor disminuye con la lejana al foco eruptivo.

Depsitos de Cada

Flujos piroclsticos

Columna eruptiva

Lluvia de cenizas

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La direccin NO del eje mayor del valo indica la direccin del viento predominante que dispers las cenizas. Depsitos de flujo:

Los depsitos de flujo, estn constituidos por rocas mal seleccionadas, con abundante matriz vitroclstica, lo que determina una textura matriz-sostn. Los flujos se encauzan en las depresiones del terreno y por lo tanto los depsitos resultantes se circunscriben a las mismas.

A partir de la presencia o no de fiammes,

podemos clasificar a los depsitos de corrientes piroclsticas en:

Flujos piroclsticos de alta temperatura (con desarrollo de fiammes).

Flujos piroclsticos de baja temperatura (sin desarrollo de fiammes). Las rocas que se originan a partir de stos depsitos se denominan ignimbritas.

CAPA GUA Y CRONOLOGA RELATIVA

Una importante caracterstica de los depsitos de cada radica en su amplia distribucin areal y su yacencia mantiforme. Estas caractersticas permiten que una capa de ceniza de edad conocida sea utilizada como capa gua, es decir que sea identificable en una secuencia sedimentaria aflorante en distintos sectores a nivel regional.

Depsitos de Flujo

Fotografa de una ignimbrita piel de tigre de alto grado de soldamiento. (Tomado de Geologa de Cuerpos

gneos. Llambas 2003. Pag 148).

Fotomicrografa de un flujo piroclstico

de alta temperatura, donde se observa un

cristaloclasto de cuarzo (f) rodeado de

vitroclastos deformados. (Tomado de

Geologa de Cuerpos gneos. Llambas

2003. Pag 151).

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Algunas tobas contienen minerales radioactivos factibles de ser datados. En el ejemplo siguiente, si conocemos la edad de las tobas 1 y la edad de las tobas 2, entonces podemos asignarle un rango de edad al fsil I. Podemos decir tambin que el fsil II es ms antiguo que el III, aunque no podamos precisar cul es el lapso que transcurri entre estos dos fsiles. Estamos utilizando aqu conceptos de cronologa radimtrica y cronologa relativa.

BIBLIOGRAFA: -Llambas E., 2003. Geologa de los cuerpos gneos. Asociacin geolgica Argentina Serie B Didctica y complementaria N 27. Instituto Superior de Correlacin Geolgica Serie Correlacin Geolgica N 15. 182 pgs. -Mazzoni, M., 1986. Procesos y Depsitos Piroclsticos. Asoc. Geol. Arg. Serie B Didcticas y Complementaria Nro 4. -Tarbuck y Lutgens (6ta. Ed., 1999). CIENCIAS DE LA TIERRA, UNA INTRODUCCIN A LA GEOLOGA FSICA. Ed. Prentice Hall. Madrid. -Teruggi, M.E., 1982. Diccionario sedimentolgico. Vol.1 Rocas Clsitcas y Piroclsticas. Ediciones Cientficas yArgentinas Librart. -Teruggi M, M Mazzoni, L Spalletti y R. Andreis. 1978. Rocas Piroclsticas interpretacin y sistemtica. Asoc. Geol. Arg. Publ. Espec. Nro 5.

Tobas 3

Tobas 2

Tobas 1

3.4 Ma

3.8 Ma

4.2 Ma

Fsil I

Fsil II

Fsil III

Este mtodo es muy utilizado en frica para datar fsiles de homnidos, ya que los mismos tienen una antigedad mayor al lmite de datacin del 14C.

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ACTIVIDADES: Contenidos:

Rocas piroclsticas. Nociones sobre su clasificacin e interpretacin. Rocas piroclsticas de flujo y de cada.

Objetivos:

Diferenciar los diferentes tipos de rocas piroclsticas, determinar su composicin, textura e interpretar su origen. Reconocer las caractersticas que permitan la distincin con rocas volcnicas y sedimentarias epiclsticas. A) Contestar las siguientes preguntas: 1. Qu caractersticas permiten diferenciar a las rocas piroclsticas de las epiclsticas en

muestra de mano?

2. En que se diferencian una piropsamita de una psamita epiclstica desde el punto de vista

textural?

3. En que se diferencia una piropsamita de una psamita epiclstica desde el punto de vista

gentico?

4. Cul es la diferencia entre un pmez y una triza vtrea? A que se debe esta diferencia?

Realice un grfico esquemtico.

5. Por qu un sector de obsidiana en una colada no puede ser considerado como una roca

piroclstica?

6. Cul es la principal diferencia entre un flujo piroclstico y una colada volcnica?

7. De los dos tipos de depsitos piroclsticos, Cul piensa que tendr mejor preservacin en

el registro geolgico?

8. Cmo podra determinar aproximadamente la ubicacin del centro emisor, teniendo en

cuenta exclusivamente los depsitos de cada?

9. Por qu los depsitos de cada pueden ser excelentes rocas portadoras de fsiles? Y los

depsitos de flujos piroclsticos, Podran ser potenciales rocas portadoras de fsiles?

B) En un cuadro comparativo de doble entrada, enumere las diferencias que encuentra entre

un depsito de flujo y un depsito de cada, poniendo especial nfasis en las que pueden

observarse en muestra de mano.

C) Completar el esquema tridimensional de un tpico ambiente volcnico.

X

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Esquema 3Dde un Ambiente Volcnico