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GEOLOGÍA

Es la ciencia que estudia los cambios sucesivos que han operado en los reinos orgánicos e inorgánicos en la naturaleza. Los procesos geológicos y sus efectos.

Estructura de la tierra.- 

La tierra forma parte del sistema solar y por lo tanto debe tener una estructura y composición similar a los otros planetas y estar sometida a las mismas leyes generales. La tierra tiene un radio medio de 6371 Km.

La temperatura interna de la tierra aumenta para cada 33 m 1 ºC llamándose a este aumento el gradiente geotérmico o grado geotérmico. Si el aumento continuase uniformemente la temperatura en el centro de la tierra llegaría hasta los 193.000 ºC, es decir, unas 35 veces más caliente que el sol que tiene una temperatura de 5500 ºC, Pero en realidad la temperatura en centro de la tierra oscila entre los 2200 y 4400 ºC.

Litosfera.- La litosfera o corteza terrestre parece tener dos componentes principales: una capa de unos 5 Km. de basalto duro que circunda la tierra llamada (SIMA), compuesta fundamentalmente de silicio y magnesio y sobrepuesta a esta, bloques de roca granítica liviana de hasta 65 Km de espesor en las raíces montañosas que forman los continentes, llamadas (SIAL) compuesta de aluminio y silicio.

Pirósfera.- La pirósfera está compuesta de hierro y silicato de aluminio, tiene una temperatura aproximada de 2000 ºC. Tiene un espesor desde 1500 a 3000 Km.

Barísfera.- La barísfera está compuesta de níquel y hierro llamándose también por este motivo NIFE, tiene un espesor alrededor de 3000 Km y alcanza temperaturas de más de 4000 ºC.

Procesos geológicos y sus efectos.- 

Dentro de los procesos geológicos está:

La geología física o dinámica 

La cual se divide en:

Dinámica interna 
Estudia los procesos geológicos internos como ser:
Actividades magmáticas (magmatismo).- Con este término se designa a todos aquellos fenómenos que se originan desde la fusión hasta el enfriamiento de un magma.

Vulcanismo.- Significa uno de los principales procesos geológicos y abarca el origen, movimiento y solidificación de la roca fundida. También debajo de la superficie terrestre se efectúa extensamente el vulcanismo. La roca fundida subterránea se llama magma, al enfriarse forma la roca ígnea y puede alcanzar la superficie a través de fisuras o erupciones volcánicas en cuyo caso se llama lava. A este proceso geológico se le atribuye la formación del globo terrestre.

Terremotos.- Son temblores de tierra causados por el paso de vibraciones a través de las rocas, constituyen los más terribles de los fenómenos naturales, el estudio de los temblores se llama sismología.

Maremotos.- Es una concusión o sacudida del fondo del mar, causante de una agitación violenta de las aguas, que a veces se propaga hasta las costas, dando ocasión a inundaciones.

Tectonismo.- Es llamado también diastrofismo, con este término se indican todos los movimientos de las partes sólidas de la tierra de los que resultan desplazamiento (fallamiento) o deformación (plegamiento), todos estos movimientos son debidos a las presiones.

Metamorfismo.- Es un término general, que se refiere a cualquier alteración sufrida por las rocas. Los agentes que producen el metamorfismo son el calor, la presión y la solución. El proceso predominante es la recristalización.

Dinámica externa

Estudia los procesos geológicos externos causados por la energía atmosférica
Acción atmosférica
Acción geológica de los ríos
Acción de los mares

El proceso llamado gradación (intemperismo).
Estructuras geológicas.- 

Todas las masas de roca tienen algunas características o aspectos que constituyen su estructura. El estudio de las disposiciones y significación de éstas, constituye el campo de la geología, llamado geología estructural.

Las estructuras geológicas están relacionadas con todos los accidentes tectónicos de la masa rocosa, estas son formadas por movimientos epirogénicos y movimientos orogénicos.

Estructura es la forma en la que han sido depositadas las rocas, es decir, como están colocadas. Nos ayudan a determinar el método y costo de excavación como material de préstamo ya sea para una carretera o vía férrea, la excavación de un túnel y la ubicación de posos de agua subterránea.

Tipos de estructuras.- 
Estructura primaria.- Por ejemplo la estratificación de las rocas sedimentarias, son aquellas que se forman al mismo tiempo que la masa de la roca misma o durante su consolidación. Tanto las rocas sedimentarias como las ígneas tienen estructura primaria y muchos de sus derivados metamórficos presentan estructuras primarias que no fueron modificadas durante la alteración de la roca. A través de esta estructura, la roca es depositada horizontalmente y no son afectadas por los movimientos epirogénicos y orogénicos. Las estructuras primarias de mayor importancia son:

Estratificación. La naturaleza estructural más común y prominente de los sedimentos, es la disposición en capas llamada estratificación o colocación en lechos. Los lechos, capas o estratos, pueden diferir en el tamaño de los granos, en la disposición o arreglo de éstos en el color, en la constitución mineralógica, o en la combinación de estos elementos. Los depósitos más uniformes y más extensos, son los de los mares; los depósitos procedentes de lagos, corrientes y viento, son menos uniformes y en general menos extensos. Es frecuente que haya una gradación, desde sedimento de partículas gruesas, cerca de la orilla (aguas poco profundas) a depósitos de sedimentos de partículas finas, lejos de la orilla (aguas profundas).

Laminación y laminación transversal. Dentro de los lechos o capas, puede haber unidades de menos de un cuarto de pulgada de espesor que se llaman láminas; un deposito que presente láminas se dice que es laminado. Las láminas pueden ser paralelas a los planos de las capas de sedimentación, o formar un cierto ángulo con dichos planos. En este último caso, se dice que el sedimento presenta laminación transversal.

Ondulación. La ondulación es familiar par quien haya visto alguna vez un área cubierta de arena. Esta ondulación puede deberse al viento, a las corrientes de agua, o las olas.

Grietas primarias. Las contracciones debidas a pérdidas de agua, compactación y asentamientos, aterronado y otras causas menos comunes, dan lugar a grietas en los sedimentos no consolidados y parcialmente consolidados. Es característico que estas grietas sean cortas, irregulares y discontinuas.

Estructura secundaria.- Se han formado después de la consolidación de la masa rocosa por las fuerzas de los movimientos epirogénicos y orogénicos a través de los cuales la roca se ha ondulado y deformado. Son de este tipo de estructura los pliegues, fracturas o fallas, fisuras, etc.

El diastrofismo.- 
Que son los movimientos internos de la corteza terrestre que causan deformación de la roca. 
Se subdivide en:
Movimientos epirogénicos.- 

Que son todas las fuerzas verticales las cuales producen fracturamientos de las rocas y afectan a una extensión considerable, pero no causan mucha deformación.
Se producen las siguientes deformaciones:
Fracturas.- Cualquier grieta en una roca sólida es una fractura.
Fisuras.- Una fractura extensa se llama fisura que puede llegar a ser un conducto que sirva para el paso de la lava, que formará un basalto de meseta o de soluciones que originarán vetas mineralizadas.
Junturas.- Las fracturas a lo largo de los cuales no han habido movimientos perceptibles y que ocurren en grupos paralelos se llaman juntas, en cualquier tipo de roca la junta se producen como estructuras secundarias por la fuerza de compresión, torsión y esfuerzo cortante.
Fallas.- Cuando en las fracturas, fisuras o juntas se ha efectuado un desplazamiento apreciable, se llaman fallas.
Diaclasas.- las diaclasas se pueden definir como planos divisorios o superficies que dividen las rocas y a lo largo de las cuales no hubo movimiento visible paralelo al plano o superficie.
Movimientos orogénicos. -
Son causados por la actividad volcánica y movimientos sísmicos (terremotos), el tipo de esfuerzo es compresión horizontal de desplazamiento considerable, se caracteriza por deformación en la roca. Se producen las siguientes deformaciones:
Ondulamiento.- es un ligero combatimiento a gran escala, en su significado más amplio, los ondulamientos han sido referidos a amplios levantamientos verticales de proporciones continentales, tales movimientos pueden levantar extensas mesetas y restaurar por compensación isostática (sí la roca pesada hunde un lugar entonces la roca desplazada se eleva empujando a la roca ligera).
Plegamiento.- el plegamiento es semejante al ondulamiento, excepto que denota un mayor grado de deformación, dándose en pequeñas proporciones.
Partes principales de los plegamientos. En el estudio de los pliegues es conveniente considerar un cierto número de elementos o partes principales. Son éstas, los flancos, el plano axial y el eje.

Los costados o lados de los pliegues se llaman flancos.
La superficie axial, llamada comúnmente plano axial, es la superficie que divide mas aproximadamente al pliegue en forma simétrica a lo largo del mismo. Puede ser una superficie plana u ondulada y puede estar vertical o inclinada. Si el plano axial está inclinado, el pliegue es recostado y asimétrico.
La intersección del plano axial con la cresta o arista del pliegue, se llama eje. El eje puede ser horizontal o inclinado.
El ángulo de inclinación del eje de un pliegue con respecto a un plano horizontal se llama declive del pliegue.

Tipos de plegamientos.
Anticlinales.- Son las elevaciones. Es un pliegue convexo hacia arriba.
Sinclinales.- Son las depresiones. Es un pliegue cóncavo hacia arriba.
Monoclinales.- Es un anticlinal o un sinclinal unido a una parte plana.
Pliegue simétrico.- Tiene el plano axial esencialmente vertical y los flancos poseen el mismo ángulo de inclinación pero en direcciones opuestas.
Pliegue asimétrico.- El plano axial es inclinado y ambos flancos se inclinan en direcciones opuestas pero con ángulos diferentes.
Pliegue volcado o sobre pliegue. El plano axial es inclinado y ambos flancos inclinan en la misma dirección, generalmente con ángulos diferentes.
Pliegue recumbente. Es aquel cuyo plano axial es esencialmente horizontal.
Anticlinorio.- Es un gran anticlinal compuesto por muchos pliegues menore
Sinclinorio.- Es un gran sinclinal compuesto por muchos pliegues menores.
Movimientos que afectan la roca.- 

Movimientos tectónicos.-

Son los movimientos orogénicos y epirogénicos.
Movimientos ascendentes del magma.-

Al ser más ligero y más móvil que la roca sólida, el magma tiende a elevarse en la corteza de al tierra, forzado por la presión excesivamente grande de la roca circundante. Con las condiciones que prevalecen durante la formación de montaña, simplemente el magma es comprimido hacia arriba, al expandirse alcanza posiciones de baja presión que le permiten liberar algunos gases; Por medio de estos gases corrosivos puede corroer su camino hacia arriba.

Cuando llega a profundidades someras, donde pueden existir extensas fracturas adyacentes, el magma comienza a moverse con mayor facilidad, irrumpe como lava cuando alcanza la superficie habiendo perdido sus gases, existe la posibilidad que el magma pueda solidificarse a lo largo de su acenso.

Formación de las rocas.-

Las rocas se forman:

Por enfriamiento del magma. 
Por desintegración transporte y deposición. 
Por precipitación de sales inorgánicas contenidas en las aguas. 
Por la condensación de gases que contienen partículas minerales 
Por deposición de restos animales y vegetales. 
Por recristalización parcial o total de los minerales de una roca debida a elevadas temperaturas y fuertes presiones.

En resumen se tiene que por cristalización de un magma se forman las rocas ígneas, que pueden ser básicas, ácidas o intermedias según su composición y plutónicas o intrusivas y volcánicas o extrusivas, según que su consolidación se haya producido en el interior de la tierra o en su superficie. Luego las rocas ígneas ya consolidadas, por la acción del intemperismo se fragmentan o disgregan en fragmentos menores, partículas o clastos para formar los sedimentos, que posteriormente son transportados y acumulados en una cuenca apropiada, donde pueden sufrir un proceso de endurecimiento o compactación llamados diagénesis o litificación, para así formar las rocas sedimentarias.

Las rocas sedimentarias se encuentran constituidas por capas o estratos de diferente granulometría, así las arenas por litificación se convertirán en areniscas, los limos en lutitas, el material calcáreo en calizas, las gravas en conglomerados, etc.

Las rocas sedimentarias e ígneas pueden sufrir la acción de altas temperaturas y fuertes presiones provocadas por distintas causas que conduzcan a un cambio mineralógico y textural bien marcado, sin que tal cambio implique el paso por el estado líquido; a este proceso se lo denomina metamorfismo y a las rocas resultantes rocas metamórficas.

Finalmente tanto las rocas ígneas como sedimentarias y metamórficas, por la acción de fuertes presiones y elevadas temperaturas con determinadas condiciones especiales, pueden sufrir la fusión o refusión para volver nuevamente al estado magmático primitivo, dando así comienzo a un nuevo ciclo.

Clasificación de las rocas.- 

Las rocas se clasifican según su origen y según su contenido de sílice.
Según su origen.- 
Rocas Igneas o eruptivas.- 
Son rocas formadas en un ambiente profundo de altas presiones y altas temperaturas. Cuando enfrían en el interior terrestre son rocas granudas o faneríticas; cuando enfrían sobre la superficie terrestre generalmente son afaníticas.
Son las más importantes en cuanto a su dureza, son rocas que se forman por enfriamiento y solidificación del magma.
Al descender la temperatura del magma o solución de roca fundida, se inicia la cristalización. El orden de la cristalización es el orden en que los componentes minerales se hacen insolubles en la solución de la roca. El tamaño y disposición de los cristales que componen las rocas ígneas, da lugar a la propiedad llamada textura.

Se clasifican según su origen, su textura, su composición mineralógica.
Según su origen: 
Rocas plutónicas, intrusivas o abisales.- 
Son aquellas que se han consolidado a partir de soluciones de roca fundida llamado magma en el interior de la corteza terrestre sin comunicación con el exterior que han penetrado en otras rocas. El tamaño de estas intrusiones varía desde pequeñas masas, hasta masas de cientos de millas de extensión. Pueden penetrar en rocas sedimentarias, metamórficas o en otras rocas ígneas. 
Tienen los granos gruesos, están formados de cuarzo, feldespato y mica, se utilizan como fuentes de apoyo de grandes estructuras, y sirven como material de préstamo.

Modos de presentarse:

Batolitos. Un batolito es una gran masa de roca ígnea que se ha cristalizado a una profundidad considerable bajo la superficie de la tierra y sólo ha podido llegar a quedar expuesta a causa de la erosión.

Mantos. Es un tipo de plutón tabular similar, de espesor variable entre 2 y 3 cm, hasta unos 100 m. Y por supuesto de menor edad que las rocas encajantes, criterio que por otra parte sirve para diferenciarlo de los derrames de lava.

Rocas en masa. Se llaman comúnmente rocas en masa áreas de rocas ígneas, de contorno más o menos circular expuestas por la erosión sobre una extensión de menos de 30 a 40 millas cuadradas. Pueden ser en parte afloraciones o asomos de un batolito subyacente, todavía no expuesto, o intrusiones independientes.

Lacolitos. Son intrusiones que han penetrado como lentes en rocas estratificadas determinando un arco superior. Su tamaño varía desde unos cuantos centenares de metros hasta varios kilómetros de diámetro, y desde unos cuantos centenares de pies hasta varios miles de pies de espesor.

Lopolitos. Se denominan así a ciertas masas grandes de rocas ígneas básicas que generalmente son concordantes, de forma lenticular pero que centralmente tienen un hundimiento ligero en forma de plato o fuente. Su espesor puede alcanzar el kilómetro y su extensión muchas veces mayor.

Láminas intrusivas. Son intrusiones de magma entre los planos de estratificación de las rocas sedimentarias o los planos estructurales de las rocas metamórficas. En general, tienen un espesor relativamente pequeño, en comparación con las demás dimensiones.

Diques. Son intrusiones de forma tabular, relativamente alargadas, que se ha abierto paso a través de los estratos de las rocas sedimentarias, de los planos estructurales de las rocas metamórficas, o de otras rocas ígneas.

Necks. O cuellos volcánicos. Son masas cilíndricas de rocas ígneas de posición vertical que ocupan el conducto a través del cual el magma fluyó para formar un volcán. Una vez que ha concluido el proceso volcánico, la masa fundida que aún queda en el conducto se solidifica lentamente y tan pronto como la erosión desgasta las rocas que lo cubren, queda expuesto aflorando en superficie.

Algunas de estas rocas son:

Granito.- Roca ácida de textura granítica, presenta: cuarzo, feldespato alcalino, plagioclasa sódica y micas, su coloración varía de muy claro a tonos medios de gris, con sombras de rosa o rojo frecuentemente. A veces se encuentran tonos verdes. El mineral secundario más común es probablemente la biotita. También se encuentran con frecuencia la muscovita y la hornablenda. La textura de los granitos es sumamente variable, desde fina a muy gruesa. En general, tanto la textura como el color son uniformes en grandes volúmenes de roca. El granito es más resistente con clima seco.

Diorita.- Es una roca intermedia, de coloración oscura debido a la abundancia de minerales ferromagnesianos. De textura granuda y contiene minerales como: plagioclasa, feldespato alcalino, micas y cuarzo (escaso), con hornablenda o biotita como principal constituyente oscuro. Es un tipo de roca más abundante que las sienitas, pero menos que los granitos. Las dioritas pasan a convertirse en gabros al disminuir el feldespato que contienen y aumentar los minerales ferromagnesianos, haciendo que la roca sea más oscura. Las dioritas se han usado más para aplicaciones de piedra triturada, o para fines monumentales y decorativos, que para fines estructurales.

Gabros.- Roca de textura granítica de color oscuro, verde, gris oscuro o negro, se compone de: plagioclasa cálcica, auguita, piroxeno, y olivino, no hay cuarzo. Los gabros son menos abundantes, probablemente que las dioritas. Los gabros, como las dioritas, se han usado mucho más como piedra ornamental que para fines de construcción. Es frecuente confundir los gabros con las dioritas.

Sienitas.- son rocas granuladas compuestas esencialmente por feldespato ortoclasa. Generalmente se encuentran como minerales accesorios la biotita y la hornablenda. No contienen cuarzo. La sienita a causa de su rareza, tiene poca utilidad comercial como material de construcción.

Dolerita.- Se usa el término dolerita para asignar aquellas rocas de color intermedio y oscuro y textura fina, que a causa de la finura del grano, no puede saberse si son gabro o diorita.

Peridotita.- Los gabros al reducirse el contenido de plagioclasa, se convierten en una variedad formada principalmente por minerales oscuros como los piroxenos. También hay variedades que contienen hornablenda y olivina. 

Rocas efusivas, extrusivas, volcánicas.- Son aquellas que han sido llevadas a la superficie de la tierra por la fuerza volcánica, su granulometría es fina.

Ninguna de las rocas volcánicas se usa mucho para fines de construcción. La diabasa se ha utilizado ocasionalmente para monumentos o pavimentación. Tiene bastante resistencia y se pulimenta muy bien. No obstante, es difícil extraerla en bloques grandes y no es fácil de trabajar, por lo que se usa muy poco. Las diabasas y basaltos, cuando no son vesiculares o escoriformes constituyen un excelente material para balasto (cascajo) en los ferrocarriles y se usan mucho en el campo de la construcción como piedra machacada o triturada.

Basalto.- Roca básica de color oscuro, pesado, completo y resistente, de grano fino generalmente. Su composición mineralógica parecida al gabro.

Riolita.- de color muy oscuro, formado por cuarzo, feldespato, ortosa, piroxeno; de textura porfírica.

Rocas filonianas.- Son aquellas que se forman en las grietas u orificios de salidas. Su granulometría es intermedia. Son también llamadas hipoabisales.

Según su textura: 

Condiciones que influyen en la textura. El enfriamiento y la cristalización lenta del magma, se traducen en rocas de textura gruesa. En este caso, se establecen pocos centros de cristalización relativamente y los átomos tienen suficiente tiempo para disponerse en cristales relativamente grandes. En cambio, el enfriamiento rápido favorece el establecimiento de muchos centros de cristalización y se producen texturas más finas.

Dependen de los minerales que la integran, tamaño y manera de agruparse.

Granuda.- cuando se ha solidificado lentamente y los minerales han podido cristalizarse por separado (plutónicos).

Porfídicas.- cuando el proceso de enfriamiento se interrumpe o cambia de velocidad formándose cristales de gran tamaño (fenocristales) y otros pequeños que constituyen de una masa fundamental (efusivas volcánicas).

Vítrea.- cuando el magma sale y el enfriamiento es rápido, los componentes no tienen tiempo de separarse y la masa queda amorfa.

Según su composición mineralógica:
Desde luego, no suele disponerse de análisis químicos, pero el color permite hacer una clasificación aproximada desde el punto de vista químico. Las variedades de color claro son generalmente ácidas; las de color oscuro suelen ser básicas. Los colores intermedios indican una composición química intermedia. La aplicación del término ácido a una roca, significa un contenido de silicio relativamente alto, mientras que el término básico indica una riqueza relativamente elevada en hierro y magnesio.

Rocas ácidas.- aquellas que contienen cuarzo.
Rocas intermedias.- aquellas que contienen feldespato alcalino y no contiene cuarzo.
Rocas básicas.- contienen feldespato cálcico.
Rocas ultrabásicas.- aquellas que contienen minerales oscuros como piroxenos y olivinos.
Rocas Sedimentarias o estratificadas.-

Los cambios de agregación que se producen, entre el momento del depósito y la litificación, se llaman diagénesis. Durante la diagénesis, se produce cohesión por compactación, deshidratación, cementación y recristalización.

Son rocas formadas en un ambiente exógeno (exterior), por desechos provenientes de otras rocas. Estas pueden ser de origen: a) químico, b) orgánico, o bien c) detrítico (descomposición de una masa sólida en partículas). En este tipo de roca se encuentran diferentes tipos de fósiles de plantas y animales. Tienen una textura granulada. También sirven como material de apoyo en la ingeniería civil. Las rocas sedimentarias se toman a partir de sus granos.

El cemento en las rocas se ha formado por precipitación de aguas cargadas de agentes químicos, y por cristalización de minerales debidos a altas presiones. Los tipos de cementos naturales son: arcillas, sílice, carcáreo; de los cuales el de sílice es el que tiene mejor resistencia y calidad.

Formación de las rocas sedimentarias.

En general se las encuentra estratificadas, son aquellas que se han formado de cuatro maneras:

Por deposición de restos provenientes de la desintegración de las rocas preexistente. 
Por la precipitación de sales inorgánicas contenidas en el agua. 
Por la deposición de sustancias orgánicas (vegetales y animales). 
Por la condensación de gases que contienen partículas minerales.

Compactación de las rocas sedimentarias

Las rocas se compactan por los siguientes procesos:

Cuando un depósito queda enterrado por la acumulación de nuevos materiales depositados, tiene lugar un asentamiento local bajo la carga, con expulsión del exceso de agua. Finalmente se establece una ligazón o se fortalece la que ya existía y el sedimento adquiere un grado apreciable de solidez. 

Por la compactación, el agua es expulsada y las partículas individuales presiones quedan más juntas por el peso sobreyacentes de los sedimentos. 

La cementación es un proceso por el cual la materia mineral llevada en solución por las aguas subterráneas, se deposita en granos para mantenerlos unidos. Entre muchas de las sustancias que cementan a las rocas sedimentarias se incluyen el carbonato de calcio (cemento calcáreo) y la sílice (cemento silicio), así como cantidades menores de óxidos de hierro (cemento de ferruginos), arcilla y yeso. 

Las alteraciones químicas incluyen la reducción, especialmente de los compuestos de hierro, por la materia orgánica; la destilación destructiva de la materia orgánica y otras.

Principales rocas sedimentarias.-

Conglomerado.- Los intersticios entre los quijarros suelen rellenarse con arena o con materiales más finos. Las aguas que circulan a través de depósitos de grava pueden precipitar sílice, carbonato de calcio y óxidos de hierro, que actúan como cemento, para ligar las partículas de grava entre sí y formar conglomerados. Un contenido de tipo arcilloso puede endurecerse por compactación y deshidratación y constituir un material de cementación.

De granos gruesos y fragmentos de rocas bien redondeados, de textura detrítica o plástica. La grava cementada se llama conglomerado, el tamaño de los fragmentos varían ampliamente cuando la grava es cascajo sin desgastar relativamente, con aristas agudas y puntiagudas se denomina brecha sedimentaria.

Arenisca.- Los granos gruesos, finos o medianos, bien redondeados; de textura detrítica o plástica. El cuarzo es el mineral que forma la arenisca cuarzosa, pero las areniscas interesantes pueden estar totalmente de yeso o de coral. Las arenas verdes o areniscas glauconíticas contienen alto porcentaje del mineral glauconita. La arcosa es una variedad de arenisca en la que el feldespato es el mineral dominante además del cuarzo, tenemos la caliza detrítica del tamaño de la arena.

Propiedades.
Color. El color de las areniscas varía de blanco, en el caso de las rocas constituidas virtualmente por cuarzo puro, a casi negro, en el caso de las piedras ferro-magnesianas.

Porosidad y permeabilidad. Las areniscas figuran entre las más porosas de las rocas consolidadas, aunque ciertas cuarzitas sedimentarias pueden tener menos de 1% de espacios vacíos. Según el tamaño y la disposición de los espacios vacíos o poros, las areniscas muestran diversos grados de permeabilidad.

Duración. Las areniscas de buena calidad son duraderas. La roca tiene una buena resistencia al fuego y a este respecto, es superior a la mayor parte de las rocas empleadas para construcción.

Rocas arcillosas. Las rocas arcillosas, conocidas con los variados nombres de piedra de barro, piedra de arcilla, esquisto y argilita, figuran entre las más abundantes de las rocas sedimentarias.

Lutita.- la roca sedimentaria que ocurre con más frecuencia en todos los continentes es la lutita, un lodo (limo y arcilla), compuesto por las partículas mas finas de los sedimentos. Las lutitas que contienen arena se llaman arenosas. Compuestas generalmente de silicatos alumínicos, pirita, etc.

Limolita. Es una roca compuesta principalmente por limo. Posee una superficie algo áspera al tacto.

Arcillolita. Es una roca compacta, sin fisilidad y formada por partículas del tamaño de la arcilla.

Marga. Roca arcillosa compuesta por limo, arcilla y un 50% de CO3Ca, generalmente de colores grisáceos y poco coherentes.

Caliza.- de textura cristalina o sacaroide, o colamorfa. De las rocas sedimentarias no clásicas dominantes, la caliza es la más común, marga es un material calcáreo de grano muy fino comúnmente mezclado con arcilla.

Creta. Está formada por calcita de origen bioquímico en forma de esqueletos de animales microscópicos o restos de plantas entremezclados con calcita de grano fino. La roca es blanca, friable y muy porosa.

Coquina. Es una roca de origen y composición similar a la creta, pero se diferencia porque sus restos esqueletarios son mayores, siendo valvas, conchas, etc.

Dolomia. Es una roca formada por más del 50% de Dolomita y le resto por caliza.

Yeso.- Capas gruesas del mineral yeso componen una de las rocas sedimentarias más comunes, a las cuales se les aplica el mismo nombre del mineral y que también son producidas por evaporación de agua marina.

Anhidrita.- compuesta del mineral anhidrita la roca de este nombre cambia a yeso en presencia de humedad.

Carbón.- el carbón se considera como roca sedimentaria porque se encuentra en capas, sin embargo, no se ha originado como las rocas sedimentarias.

Otros ejemplos de rocas sedimentarias podemos mencionar: los de textura detrítica o plástica las siguientes: toba, ceniza volcánica, aglomerados, till o tillita; los de textura cristalina como: sílex de calcedonia; los de textura amorfa: ópalo, carbón.

Una clasificación de acuerdo al tamaño de los granos:

Bolos roca de bolos
Cantos roca de cantos
Grava conglomerado
Arena arenisca
Limo limonita
Arcilla arcillolita

Rocas Metamórficas.- 

Las rocas metamórficas, con pocas excepciones, son cristalinas. Esto significa que en contraposición a lo que ocurre con muchos sedimentos, las rocas metamórficas están constituidas por cristales unidos directamente entre sí, y no ligados por medio de un cemento. En este aspecto se asemejan a las rocas ígneas.

Son rocas por recristalización de rocas preexistentes, las que al ser sometidas a altas presiones y elevadas temperaturas sufren un arreglo molecular y en su estructura.

Las rocas metamórficas se clasifican según su textura y según su estructura.

Según su textura pueden ser: masiva, granular y foliada; según su estructura pueden ser: lenticular, granular y hojosa.

Cuando su textura es foliada y su estructura es hojosa está en forma de láminas de distintas formas.

En el estudio del mantenimiento deben considerarse cuatro procesos: la granulación, la deformación plástica, la recristalización y el metasomatismo.

Granulación. Ya hemos citado las brechas, formadas por compresión de la roca a lo largo de fallas. Sin embargo, en masas enterradas profundamente, la compresión puede ser penetrante, y el proceso puede llegar a determinar la pulverización. Finalmente, puede quedar pulverizada toda la masa, formándose una microbrecha o milonita. Esta trituración llamada granulación, tiene lugar sin que se produzcan aberturas visibles y sin pérdida de cohesión.

Deformación plástica. La deformación plástica es el cambio no elástico de forma de un sólido, sin fractura apreciable. Si, por ejemplo, se comprime un cristal suficientemente, no vuelve a su forma original al suprimir la presión, sino que queda deformado, en parte por lo menos.

Recristalización. La recristalización es la reagrupación de los elementos en nuevos cristales. La reagrupación atómica puede formar minerales nuevos o cristales nuevos de los minerales que ya estaban presentes. Si se comprime un cristal hasta producir una deformación plástica, (planos de deslizamiento), y se suprime la presión deformante, queda una presión residual interna, producida por la deformación, debida a la curvatura o torsión del retículo adyacente a los planos de deslizamiento. Esta energía de deformación acumulada, es la "fuerza que produce" la recristalización de los materiales comprimidos.

Metasomatismo. El metasomatismo se define como una solución y precipitación, esencialmente simultánea, de materia 0 mineral, en un punto o lugar común de la roca. Es una sustitución, volumen por volumen, de una sustancia por otra.

Tipos de metamorfismo.- 
El primer metamorfismo de contacto, se produce en asociación con invasiones ígneas, y el segundo, metamorfismo dinámico, se produce asociado con movimientos de tierra importantes o deformaciones.

Metamorfismo de contacto. El metamorfismo de contacto puede ser el resultado de aumentos de temperatura que actúan bajo presiones hidrostáticas, con poca o ninguna introducción de material desde el magma. El metamorfismo de contacto puede tener lugar también mediante la introducción de constituyentes del magma en gran escala. Los efectos de contacto de los magmas secos pueden designarse con el nombre de metamorfismo térmico; los efectos de contacto de los magmas húmedos pueden denominarse metamorfismo de contacto aditivo.

El metamorfismo térmico. El solo efecto del calor produce cocción y endurecimiento, deshidratación y frecuentemente induce un cierto grado de recristalización, con el resultante engrosamiento de la textura. Una elevada presión de tipo hidrostático o equilibrado, favorece una disminución de volumen. De aquí que durante la recristalización, una recombinación de muchos de los elementos pueda formar minerales más densos.

Metamorfismo aditivo. En torno a muchas intrusiones ígneas ha habido transferencias, en gran escala, de material ígneo hacia las paredes y la superficie superior de la roca invadida. En estos casos, la sustitución por material ígneo, debe haberse realizado de un modo pasivo, por sustitución metasomática penetrante a través de la masa. Se da frecuentemente a este proceso de granitización.

Metamorfismo dinámico. El metamorfismo debido a la deformación plástica de las rocas sólidas, se llama metamorfismo dinámico. La deformación consiste en un cambio de forma de la masa de roca, sin fractura visible.

Foliación. Se hizo notar en el estudio del metamorfismo de contacto, que las presiones eran esencialmente hidrostáticas. En el metamorfismo dinámico intervienen presiones no equilibradas. La masa de roca sufre alargamiento y acortamientos. Las láminas de mica se han orientado durante su crecimiento de tal modo que sus planos de crucero quedan paralelos al plano de alargamiento de la roca, y perpendiculares al eje de mayor acortamiento. Este arreglo subparalelo de los minerales en láminas o agujas, determinado por la recristalización, durante la deformación de la roca, se llama foliación. La foliación se produce en parte, sin duda, por la reorientación de los granos que ya estaban presentes en la roca no metamorfoseada.

Estructura masiva. No todas las rocas que han sufrido metamorfismo dinámico presentan foliación. Algunos minerales, especialmente el cuarzo, la calcita y el feldespato, que son comunes en las rocas metamórficas, no dan lugar a estructuras foliadas, a causa de su modo de cristalización. En consecuencia, las rocas compuestas predominantemente por estos minerales, tienen una estructura masiva, sin una dirección preferente o fácil de "división en láminas".

Principales rocas metamórficas.-

Gneis.- de textura masiva y estructura lenticular. Es la roca metamórfica de grano más grueso, rico en feldespato y cuarzo, son más granulares y de colores claros que las ricas en micas, biotitas, anfíboles, etc.

Pizarras.- Es la roca de grano fino, contiene grafito, hierro y manganeso. Tiene una textura foliada, estructura hojosa y está compuesta de diversos tipos de minerales prismático (muscovita, biotita).

Mármol.- De textura granular y estructura granítica, provienen de rocas carbonatadas, se produce por el metamorfismo de calizas o dolomias, contiene minerales como la calcita y dolomita. El color de los mármoles es variable, aunque si la roca es un mármol puro de calcita o dolomita, es generalmente blanco. Diversas impurezas dan lugar a distintos tonos, alguno de los cuales son muy atractivos y dan valor a la piedra. Son frecuentes los tonos verdes, rosados y leonado, y muchas veces existen vetas negras.

Cuarcita.- de textura granular y estructura granítica, provienen de areniscas cuarcíferas.

Serpentinas.- de textura foliada, estructura hojosa y está compuesta de diversos tipos de minerales prismático (muscovita, biotita).

Filitas. Son de composición similar a las pizarras, pero sus minerales constituyentes presentan mayor desarrollo y, además, la esquistocidad, que son bandas de segregación mineral y textural, está mas marcada, debido a que su grado metamórfico es mayor.

Esquistos. De todas las rocas de metamorfismo regional, el esquisto es sin duda el más abundante, existiendo una gran variedad de ellos que pueden derivar tanto de rocas ígneas, como de sedimentarias y de metamórficas de menor grado.

Otras: gramilita, ladrillos, esteatitas y anfibotitas.

Según su contenido de sílice.-

Rocas Acidas.- Contienen más de 60% de sílice
Rocas Intermedias.- Contienen entre 55 y 60% de sílice
Rocas Básicas.- Contienen menos de 55% de sílice

Descripción de las rocas.- 
Es un material duro y compacto que se encuentra en la naturaleza, está compuesto de uno o más minerales y tiene una resistencia mayor a 14 kg./cm2.

Textura y estructura de las rocas.-
Textura es la ordenación de los granos de los cuales está compuesto una roca, partiendo de una partícula. Cuando los granos son redondeados la compactación es menor, los granos se ordenan en el caso de suelos, en el caso de rocas pueden tener o no cemento en medio de los granos, en caso de no llevar cemento se llaman rocas porosas y también se ordenan los granos y hay asentamiento.

Estructura es la ordenación relativa de las principales características que presenta una roca (lisa, estratificada, áspera).
Tanto las rocas ígneas como las ácidas son las primeras que se toman en cuenta como material de apoyo o material de préstamo en obras civiles.

Minerales constituyentes de las rocas.- 
Es una sustancia natural homogénea, inorgánica que tiene una composición química definida así como también una estructura molecular, cuando adquiere forma geométrica corresponde a una forma atómica denominada cristal.

Clasificación.- 

Minerales metálicos.-
Oxidos.-
Cuarzo 
Corindón 
Ematites 
Ilmenita 
Limonita 
Magnetita
Minerales no metálicos.-
Silicatos.-
Feldespatos 
Piroxenos 
Olivinos 
Micas 
Hornablenda 
Serpentina 
Zeolita
Carbonatos.-
Calcita 
Dolomita
Sulfatos.-
Yeso 
Anhidrita

Métodos para la identificación de un mineral.- 
La identificación de los minerales en las rocas o suelos es de mucha importancia ya que a través de ellos se puede determinar el tipo de roca o suelo. Ejemplo: un suelo arenoso que contiene un alto porcentaje de mineral de cuarzo recibe el nombre de arena cuarzosa.
A simple vista (Método megascópico), cuando es utilizada la observación de un mineral con lupa. 

Analítico.-

Método de laminas delgadas. Cuando se agarra un pedazo de roca y se pule en el laboratorio.

De rayos X. el cual se utiliza cuando la muestra presenta granos finos.

Método del soplete. Se utiliza una llama de fuego observándose el color, este método se utiliza para óxidos.

Por análisis químicos. Que se efectúa en laboratorio.

Propiedades físicas de los minerales constituyentes de las rocas.- 

Color.- El color que presentan los minerales suele ayudar a clasificarlos. Los minerales presentan el color inherente al mineral por lo general por ejemplo el mineral pirita (color amarillo latón), la galena o sulfuro de plomo ( color gris acero); estos son colores inherentes al mineral y siempre se observan en el mineral puro. El segundo tipo de color es accidental y depende de las impurezas que presente el mineral o se manifiesta al fracturarlo.

Raya.- si un mineral es raspado en un pedazo de porcelana blanca, deja marcada una raya de determinado color que también sirve para identificarlo.

Raspadura.- es más característico que el color por lo tanto es más útil para la identificación, es el color del mineral en polvo. La raspadura de la tiza, por ejemplo es blanca; la hematita mineral que es óxido de hierro común puede ser rojo, negro o gris acero.

Crucero.- el crucero de un mineral es su capacidad de romperse más fácilmente en unas direcciones que en otras debido a la disposición de los átomos. Algunos minerales como las micas comunes, tienen crucero perfecto en una dirección. El mejor modo de determinar los cruceros es exponer el trozo del mineral a la luz y hacerlo girar lentamente en varias direcciones para que incida la luz sobre las superficies de crucero que la reflejan brillantemente, como si fueran pequeños espejos.

Exfoliación.- Si se da un golpe seco a un mineral se romperá generalmente a lo largo de un plano definido llamado plano de clivaje o exfoliación.

Fractura.- Se llama fractura de un mineral al aspecto que presenta cuando se rompe. En algunos casos puede ser muy útil esta característica.

Tenacidad.- la capacidad de un mineral para mantenerse sin romperse o doblarse.

Frágil.- cuando se rompe con facilidad y se reduce a polvo (cuarzo).

Séctil.- cuando el mineral se puede cortar con cuchillo (yeso, oro puro).

Maleable.- cuando puede transformarse a laminas delgadas por percusión (oro puro, cobre).

Dúctil.- cuando se puede dar forma de hilo (oro puro, cobre).

Flexible o plástico.- cuando puede ser doblado, pero sin que recupere su forma normal.

Elástico.- cuando se dobla recupera su forma original.

Peso específico.- es la relación que existe entre el peso de un volumen determinado de un mineral, y el peso de otro volumen igual de agua pura a una temperatura de 4 ºC.

Densidad.- Mientras la roca es más densa posee resistencia alta, al ser menos densa es más porosa.
Dureza.- La dureza de un mineral se determina por su capacidad para rayar o ser rayado por otros de acuerdo con la escala de dureza llamada escala de Mohs, dicha escala es la siguiente:

Brillo o lustre.- Es el aspecto del mineral a la luz ordinaria (es aspecto debido a la reflexión de la luz sobre su superficie). Según su apariencia se clasifican en: brillo metálico, vítreo, mate o terrosos, sedoso, graso, perlado.

Transparencia.- Cuando a través de él pueden divisarse claramente otros objetos.

Translucencia.- Cuando permite que la luz pueda atravesar un material.

Opacidad.- Que no transmite luz.

Fluorescencia.- Es la propiedad que presentan los minerales que se hacen luminiscentes al ser expuestos a los rayos ultravioletas, rayos X u otros.

Estructura.- Algunos minerales son granulares como la olivina; otros son hojosos, como la cianita; o fibrosos, como la crisolita. Algunos son brotoidales como por ejemplo algunas formas de hematita cuyos aspectos se parecen a un racimo de uvas pegadas unas a otras.

Minerales formadores de roca.- 

Grupo de los feldespato.- Los feldespatos son los minerales más abundantes en la naturaleza. El grupo tiene especial interés e importancia , porque la clase y la cantidad de feldespato es la base para una clasificación detallada de las rocas ígneas. 

La familia de los feldespatos está constituida por dos grandes secciones: el feldespato potásico, la Ortoclasa; los feldespatos sódico-cálcicos, Plagioclasas.

Todos los feldespatos tienen las mismas propiedades físicas generales. Fundamentalmente son blancos, pero con frecuencia tienen tientes rosados o grises. En las rocas que contienen a la vez feldespatos rojos o feldespatos blancos o grises , los rojos o rosados suelen ser ortoclasa y los grises o blancos plagioclasa. La raspadura es clara o incolora, y la dureza es 6. Tanto la ortoclasa como la plagioclasa tienen dos direcciones de crucero bien definidas.

Cuarzo.- Los granos grises o incoloros de cuarzo son muy frecuentes en muchas clases de rocas su fórmula es SiO2 Incoloro, blanco y varios matices; lustre vítreo a grasoso. Su dureza es 7 y no muestra crucero. Otras variedades conocidas como calcedonias incluyen a los pedernales y jaspes.

Grupo de los anfíboles.- El principal es la hornablenda, su composición es: silicatos hidratados complejos de calcio, magnesio, hierro, aluminio. Tiene color que varía de verde a negro, con brillo vítreo o sedoso y raspadura de color claro. Su dureza es de 5 a 6.

Grupo de las piroxenos.- Semejantes a los anfíboles. El miembro más frecuente de este grupo es la auguita, su composición: silicatos complejos que contienen calcio, magnesio, alúmina, hierro, sodio. Su color varía de verde oscuro a negro, con brillo vítreo o sedoso y raspadura de color claro. Su dureza es de 5 a 6. La auguita y la hornablenda se parecen mucho entre sí.

Grupo de la mica.- Los más comunes son la muscovita o mica blanca (silicato de potasio y aluminio, incoloro o de tinte plateado, con brillo perlado, y especialmente de un crucero muy perfecto, que permite que el mineral se rompa formando laminas elásticas), biotita o mica negra (es un silicato complejo de potasio, magnesio, hierro y aluminio). La muscovita y la biotita tienen propiedades físicas análogas. Ambas son blandas, 2.5 a 3, y tienen crucero perfecto.

Olivina.- La olivina es un mineral verde, vítreo, generalmente granular, compuesto de magnesio, hierro y sílice, su dureza varia de 6.5 a 7, su raspadura es de color claro y su crucero es indistinto.

Calcita.- Es un carbonato de calcio. Mineral muy extendido que ocurre en masas granulares, efervescente en ácido, incolora, blanca y otros matices.

Dolomita.- Es un carbonato de calcio y de magnesio. Similar a la calcita, pero menos efervescente, blanca, gris, rosada.

Yeso.- Se presenta como espato lustroso fibroso, alabastro compacto y selenita cristalina; el yeso es un producto abundante de la evaporación, blanco.

Anhidrita.- parecido al yeso, mineral muy abundante, blanco.

Halita.- Es la sal común o sal gema, color blanco.

Clorita.- semejante a la mica verde pero flexible, de color verde.

Serpentina.- mineral masivo, liso, grasoso, una variedad se llama crisólito, es la clase más importante de los asbesto, de color verde.

Minerales de arcilla.- Es una sustancia que se torna plástica con una cantidad limitada de agua, dando olor a tierra mojada. Las arcillas están formadas por silicatos hidratados de aluminio con hierro, magnesio, calcio, sodio y potasio. Por la calcinación pierde la plasticidad, propiedad en la que se basa el arte cerámico. Son ejemplos de arcillas el caolín y la marga. Figulina, la que contiene caliza, arena, óxidos de hierro, etc. La identificación de los minerales arcillosos dependen fundamentalmente del análisis térmico y de los rayos X.

Razones de su estudio.-

En contraste con los suelos constituidos por grava o arena, hay algunos que tienen arcillas o sustancias coloides orgánicas, y otros en los que predominan la arcilla o el material orgánico. 

Muchas, sino la mayoría, de las obras de ingeniería, descansan sobre un suelo, y la arcilla es uno de los suelos más comunes. 
Porque tienen un diámetro por debajo de 0.00064 

Porque los minerales de arcilla tienen la capacidad de almacenar agua y son de forma laminar y no redondeada, sub-redondeadas o angulosas.

Clasificación de los minerales de arcilla.- 

Entre los minerales de arcilla más importantes tenemos los siguientes:

Mineral de Arcilla Caolinita.- Los minerales de este grupo tienen una estructura reticular característica, que es común a todos ellos. Las caolinitas están muy extendidas en las arcillas marinas modernas, pero abundan menos que las ilitas en estos depósitos. Tanto la caolinita como la ilita se encuentran comúnmente entremezcladas en las arcillas sedimentarias. La caolinita es el constituyente más abundante de los depósitos residuales de arcilla.

Sus características técnicas más sobresalientes: son estables, son inexpansibles, son de mediana plasticidad, poseen ángulo de fricción interna alta, cuando se encuentra impura son inestables y expansibles.

Mineral de Arcilla Ilita.- El grupo de las ilitas está constituido por diversos minerales parecidos a la mica muscovita. La ilita es, posiblemente, el grupo más abundante en los depósitos arcillosos marinos modernos. Es también la arcilla más abundante en los depósitos sedimentarios antiguos y es el material arcilloso predominante en las lutitas.

Características: medianamente inestables, medianamente inexpansibles, mediana plasticidad, ángulo de fricción interna media.

Mineral de Arcilla Montmorilonita.- Los minerales de este grupo difieren de las ilitas en que tienen una estructura en forma de enrejado. Los minerales de este grupo son especialmente abundantes en arcillas derivadas de cenizas volcánicas intemperizadas.

Características: son arcillas muy inestables, medianamente inexpansibles, alta plasticidad, ángulo de fricción muy baja, sometidas a fuertes agrietamientos cuando se encuentra en proceso de desecación.

Propiedades de las arcillas.- 

Por diversas razones, las arcillas funcionan de la misma manera. Difieren, como ya se ha indicado, en su mineralogía aunque, por supuesto, difieren en otras propiedades, tamaño de grano, capacidad de intercambio iónico, plasticidad, permeabilidad, compactibilidad, volúmenes en seco y en estado húmedo, etc.

Tamaño del grano. La característica física más importante de las arcillas es la finura de su grano. Los dos tipos de rocas (harina de roca y arcillas de minerales arcillosos) son de grano extremadamente fino. El orden de tamaño de las partículas arcillosas varía desde 0.005 mm hasta dimensiones coloidales, teniendo muchas partículas arcillosas un diámetro inferior a 0.0002 mm. La determinación exacta del tamaño de grano en las arcillas, no es fácil debido a la tendencia de éstas a agruparse o flocular. El orden de colocación que generalmente decrece con el tamaño del grano, es: harina de roca > caolinita > ilita > montmorilonita.

Consolidación. Debido a que las aperturas entre las partículas de arcilla y el contenido de agua, relativamente alto, están propensas a la compactación o consolidación al soportar cargas. La consolidación de los suelos involucra perdidas de espacio poroso, con la correspondiente pérdida del gas o del agua contenidos en los poros. Hasta cierto punto, la consolidación incluye también un reacomodo de las partículas que componen el suelo. Los asentamientos más citados, y posiblemente los más aparatosos por lo que respecta a la consolidación de la arcilla, se llevan a cabo en la ciudad de México, que está sostenida por gruesas capas de arcilla montmorilonítica, tobas, gravas, arena, arcilla limosa y arena arcillosa. Grandes edificios han sufrido asentamientos con un promedio anual de 5 pulgadas y un total de 10 pies. La arcilla puede contener de cinco a siete veces su peso en agua, con una relación de porosidad que llega hasta 14.0.

Contracción. La mayor parte de los suelos de arcilla natural tienden a encogerse cuando se secan, debido a la reducción de espacio poroso. La contracción puede originarse por pérdida de agua alrededor de los granos, o por pérdida de agua de la estructura de los minerales arcillosos y es mayor en las arcillas que contienen montmorilonita que en los otros tipos de suelos arcillosos.

Intumescencia. Si los suelos arcillosos absorben agua, aumentan de volumen, fenómeno contrario al de contracción, independientemente de que la estructura del suelo es tan alterada por éste, que no alcanza a recuperar su volumen inicial. Algunas arcillas montmoriloníticas, como por ejemplo, la bentonita, que es una ceniza volcánica alterada, puede aumentar de volumen 1600% o más después de una prolongada empapada, en tanto que las arcillas caoliníticas aumentan cuando mucho un 10%.

Plasticidad. La plasticidad es la propiedad que tienen las arcillas de deformarse sin elasticidad, sin cambio de volumen y sin ruptura visible. En las arcillas la plasticidad está condicionada hasta cierto punto a su contenido de agua, el modo por el cual el agua es detenida y la forma y tamaño de las partículas.

Permeabilidad. Las arcillas tienen baja permeabilidad. Las aperturas intergranulares son demasiado pequeñas para permitir una circulación rápida. Posiblemente la mayor cantidad de agua que penetra en la masa arcillosa llegue a través de grietas de contracción y desecación.

Sensibilidad. Las partículas arcillosas poseen cargas eléctricas parecidas, por lo que originan mutua repulsión, siendo arrastradas a lo largo de las corrientes o dispersadas en un cuerpo de agua.

Estructuras de los depósitos de arcilla

Existen dos tipos de estructuras de arcilla de acuerdo a su acomodo en el suelo.

Macro-estructuras, eso incluye las grietas, fisuras, perforaciones, betas y otras discontinuidades que a menudo controlan el comportamiento del total de la masa del suelo. La resistencia de la masa de suelo es menor a lo largo de una grieta o fisura en relación con la del material intacto.

El drenaje de una capa de arcilla puede ser marcadamente afectada por otra capa muy delgada de limo y arena. En consecuencia en cualquier problema de ingeniería que comprenda la estabilidad o asentamiento se debe investigar cuidadosamente las macro estructuras de arcilla.

ESTUDIO DE LOS SUELOS

Definición, formación.- 

El término suelo se usa en más de un sentido. Para el ingeniero es sinónimo de regolita, o sea, el agregado suelto de todos los materiales que se encuentran por encima de la roca.

Las rocas que están en la superficie de la tierra, o cerca de ella están expuestas a desintegración y descomposición. Los productos disgregados se acumulan formando "suelos". El proceso de la destrucción de las rocas y las propiedades de los materiales resultantes, merecen ser estudiados cuidadosamente por los ingenieros civiles pues muchos problemas de ingeniería se presentan precisamente en estos materiales.

Estos materiales no consolidados o semiconsolidados constituyen lo que se ha llamado regolita o cubierta de las rocas. La regolita puede tener varios cientos de metros de espesor o puede faltar por completo. Las partes superiores de la regolita, a las que se han incorporado sustancias orgánicas y que están más o menos modificadas biológicamente constituyen el suelo. Sin embargo, los ingenieros extienden la denominación de suelo a todo el material de la regolita.

Suelo se puede definir como el material no consolidado o semiconsolidado compuesto de la mezcla de partículas de diferentes tamaños, diferentes minerales y compuestos litológicos, y con diferentes cantidades y clases de materias orgánicas. Los cuales se encuentran sobre la corteza terrestre como ser: quijarros, arenas, limos, arcillas, materiales turbosos, etc. La capa superficial de la tierra rica en material orgánico, se designa con el nombre de capa vegetal. Los suelos derivan de las rocas que por los procesos geológicos (tectonismo) originan que la roca sea fracturada o plegada luego por los procesos de alteración originan los suelos. Esta mutación no alcanza un estado de equilibrio permanente pues continuamente intervienen agentes o factores de formación que van modificando o cambiando las características físicas y químicas del suelo. La roca madre, que se convierte en suelo puede ser de origen ígneo, sedimentario o metamórfico.

Los procesos geológicos como el tectonismo origina que la roca sea fracturada y/o plegada actuando posteriormente los procesos de meteorización (alteración o intemperismo o erosión).

Meteorización.- 

Bajo el título general de intemperización, existen dos tipos de transformaciones

Meteorización física.
Significa desintegración de una roca en partículas menores sin alteración química. Hay dos tipos principales de esta intemperización mecánica. El primero de ellos desintegración en bloque, resulta de la formación de grietas, que rompen la masa de roca en gran número de bloques o fragmentos individuales. El segundo tipo, llamado desintegración granular, resulta de una pérdida de cohesión entre las partículas individuales de los minerales, que hace que la roca se convierta en una masa granular incoherente.

Algunas causas para la intemperización o meteorización física son:

Variación de la temperatura. Los cambios de temperatura determinan modificaciones en el volumen de las masa de roca. Al calentarse la parte exterior de una masa de roca, se dilata y se producen esfuerzos de tensión y cortantes entre las partes externa e interna. 

Acción de plantas y animales. Acción de las raíces de los árboles al expandirse provocan presión en el interior de la roca. 
Expansiones térmicas de los minerales. 

Congelación. Cuando los cambios de temperatura son tales que hay hielo y deshielo alternativamente, pueden ser eficaces los efectos desintegradores debidos a la fuerza de dilatación del agua confinada en la roca. La absorción de la mayor parte de las rocas ígneas es tan lenta, que este proceso suele producir más frecuentemente una desintegración en bloque, que una desintegración granular. 

Desgaste, impacto y trituración. Las rocas pueden romperse también mecánicamente por diversos procesos, en los que interviene el movimiento, especialmente de una masa de roca sobre otra o contra otra. 

Exfoliación esferoidal. Es el proceso de intemperismo mecánico en el que por acción de las fuerzas físicas internas, se separan de una roca grandes fragmentos curvados a manera de costras, dando lugar a la formación de colinas abovedadas llamados también domos de exfoliación y otras estructuras menores como peñascos redondeados y bloques intemperizados. 

Mezclado mecánico. Es el que realizan las hormigas, roedores y gusanos sobre todo de la clase platelmintos, removiendo materiales que sacan a la superficie y como su actividad es constante hacen con que las partículas removidas sean más susceptibles de sufrir intemperismo. 

Agentes físicos. Entre estos se pueden citar al agua que corre por la superficie del hielo de un glaciar o por el curso de un río de montaña, al viento y las olas del océano, que también pueden contribuir a la reducción del material rocoso a fragmentos cada vez menores.

Las condiciones que favorecen a la intemperización mecánica son los grandes cambios de temperatura, la aridez y las pendientes fuertes. Los grandes cambios de temperatura se registran en las latitudes más altas y en las zonas desérticas.

Estos procesos dan origen a los suelos de grano grueso generalmente dependiendo del tipo de roca. Actúan en climas fríos.

Meteorización química. 
La meteorización o intemperización química, es la alteración de las rocas a causa de modificaciones mineralógicas o químicas, inducidas por agentes superficiales.

Los ingredientes activos, en lo que se refiere a la intemperización de las rocas, son el oxígeno, el anhídrido carbónico, el vapor de agua y los ácidos. Estos se disuelven en el agua que cae como precipitación y pueden llegar al interior de la roca pues siempre penetra una cierta cantidad de agua en la parte superficial de la tierra.

Estos son suelos de consistencia fina y disminuyen según el clima. Se obtiene suelo de grano fino (arcilla, limo). Actúan en climas húmedos y calientes produciendo suelos de baja resistencia.

Sus agentes son los siguientes:
Oxidación. Implica la adición de iones de oxigeno, como ocurre en las rocas que contienen Fe , manifestándose como cambios de coloración y a veces hasta de consistencia. 

Hidratación. Significa la adición de agua a los minerales o absorción, pero dentro de su propia estructura atómica o molecular. 

Carbonatación. Es la disolución de algunos materiales por medio de aguas con elevado contenido de CO2, (el potasio, el calcio, el sodio y el magnesio, suelen unirse con el anhídrido carbónico y el oxígeno para formar carbonatos). 

Efectos químicos de la vegetación. Los ácidos orgánicos que se forman donde hay vegetales en descomposición tienden a aumentar el poder de disolución de las aguas que los contienen.

Como resultado de estos procesos, puede separarse la sílice de los silicatos minerales, llamándose a este fenómeno de separación de la sílice, deslización.

Todos los procesos mencionados anteriormente intervienen en la transformación de la roca en suelo.

Factores de formación de los suelos.-

La materia de origen, de la cual se ha originado el suelo, puede ser una roca ígnea, sedimentaria o metamórfica que se ha transformado lentamente. 

El agua, al atravesar las distintas capas produciendo en su contacto con los elementos químicos y materia orgánica una serie de reacciones fisico-químicas, que hacen que este vaya transformando lentamente. 
La topografía del lugar, el agua también actúa en el relieve o topografía del terreno ya si el terreno es llano, o hay colinas esta se distribuirá según su relieve. 

El clima de la región, determina el color de un suelo. 

La temperatura, está asociada íntimamente al clima, pues a mayor temperatura existe mayor cantidad de arcilla en un suelo. Además, el espesor de los estratos o capas depende de la temperatura. Así en zonas frías el espesor de las capas de un suelo es pequeño. En climas cálidos, el lecho rocoso se encuentra a mayor profundidad que en climas fríos. 
Los organismos existentes, particularmente los microorganismos, plantas y animales intervienen en la formación del suelo. 
El ser humano y sus obras, la construcción de represas, autopistas, carreteras, etc. alteran las condiciones naturales existentes. 
Movimientos sísmicos, ciclones y maremotos, estos producen grandes deformaciones en la corteza terrestre. 
Explosiones nucleares, ocasionan violentos cambios en la corteza terrestre y alteran las condiciones climáticas atmosféricas y ambientales existentes.

Propiedades físicas de los suelos.-

Composición mineralógica y composición química. 
Granulometría (Forma, tamaño influencia en la composición mineralógica (redondeada, sub-redondeada, angulosa)). 
Peso específico. 
Estructura. 
Densidad. 
Absorción. 
Porosidad y permeabilidad se confunden generalmente. La porosidad es el espacio vacío en la unidad de volumen del material, expresado en porcentaje. Por lo tanto, la porosidad es el volumen de vacíos dividido por el volumen total. Expresado de otra manera es la capacidad de un suelo de absorber agua. 
Permeabilidad en lo que se refiere a los suelos y a las rocas, se define como aquella propiedad que permite el paso o la penetración de fluidos a través de la masa. Expresado de otra manera: es la capacidad de un suelo de dejar pasar agua.

Formas de suelos.- 

Los suelos pueden quedar en el lugar, directamente de la roca de la cual derivan, dando así origen a los suelos llamados residuales o suelos no transportados. Pero estos productos pueden ser movidos del lugar de formación, por los mismos agentes geológicos y re-depositados sobre otros estratos sin relación directa con ellos, a estos suelos se los denomina suelos transportados.

No transportados o residuales.-

Es aquel tipo de suelo que se forma en el mismo lugar donde se encuentra por meteorización de la roca del lugar.

Características.-

Suelo heterogéneo. 
Tienen asentamiento. 
No sufren transporte (suelto no compacto). 
No aptos para fundaciones. 
Son difíciles de reconocer en el campo. 
Son de granulometría heterogénea. 
Las formas de los granos son angulosas. 
Son permeables 
Porosos 
Difíciles de reconocer en campo por la vegetación que crece en ellos.

Transportados.-

Se formaron por meteorización de la roca en un lugar y posterior transporte a otro lugar por agentes externos que podrían ser: agua, glaciares, viento y gravedad. Los depósitos transportados por el viento, glaciares y agua están ampliamente repartidos, aunque en el sentido estricto de la palabra estos son depósitos transportados hace tanto tiempo, que se ha producido algunos o bastantes modificaciones en las condiciones presentes, el suelo endurecido está sometido a meteorización produciendo un material que es más residual que transportado.

Suelos aluviales.- 

Son suelos transportados por el agua. El tamaño de sus granos es de fino a muy grueso, su forma es sub-redondeada.

La combinación del escurrimiento de aguas en las laderas de las colinas y montes y de las fuerzas del campo gravitatorio forman los depósitos de talud, en las faldas de las elevaciones, estos depósitos suelen ser heterogéneos, sueltos y predominantemente formados por materiales gruesos.

El escurrimiento de torrentes produce arrastres de materiales de gran tamaño (mayores a velocidades crecientes del agua), que se depositan en forma graduada a lo largo de su curso, correspondiendo los materiales más finos que las zonas planas de los valles.

Los ríos acarrean materiales de muy diversas graduaciones, depositándolos a lo largo de su perfil, según varia la velocidad de su curso al ir disminuyendo esta, la capacidad de acarreo de la corriente se hace menor depositándose los materiales más gruesos. De esta manera el río transporta y deposita suelos según sus tamaños decrecientes, correspondiendo las partículas más finas (limos arcillas) a depósitos próximos a su desembocadura. Otra característica importante es que se depositan en capas de espesores pequeños.

Perforar en ellos es más fácil, entre ellos tenemos:

Torrenciales.- Presenta granos desde muy grueso hasta muy fino.
Grano grueso 
Pendiente fuerte
Terrazas.-

Los depósitos aluviales de terrazas se caracterizan por tener granulometría heterogénea. Cuando en una terraza observamos una erosión de 90º tenemos una terraza formada de grava gruesa muy compacta.

Grano mediano a fino.

Lacustres.-
Los depósitos lacustres son generalmente de grano fino a causa de la pequeña velocidad con que las aguas fluyen en los lagos.

Los depósitos marinos (formados por el mar) suelen ser estratificados reflejando muchas veces las características de las costas que los mares bañan.

Granulometría fina y muy fina

Suelos eólicos.-
Son suelos transportados por el viento. El viento transporta sus materiales de tres maneras, por suspención, saltación, y rodamiento, según sea el tamaño de material y la velocidad del viento. 

Para que se produzca deposición vasta que el viento disminuya su velocidad hasta que las partículas de limo o los granos de arena no puedan mantenerse en el aire. Esta disminución de la velocidad puede deberse a los obstáculos que existen en el suelo como árboles, edificios, altos topográficos naturales, etc., o también el hecho de haber cesado las causas que provocan el movimiento de aire.

El viento da lugar a la formación de dos tipos de depósitos cuyas características están en función del tamaño de los materiales que los componen. Las acumulaciones de arcillas, limos y arenas muy finas reciben el nombre de Loes, mientras que los de arenas medianas a gruesas se llaman Médanos o Dunas.

De dunas.-
Poseen las siguientes características:

Suelo suelto. 
No son aptos para fundación. 
Son de granulometría fina (redondeada). 
Forma de deposición en forma longitudinal o media luna. 
Nivel freático bajo. 
Permeabilidad media o baja. 
Angulo de fricción nulo. 
Color gris claro. 
No es plástica.

Transversal. Se desarrollan en dirección perpendicular a la del viento dominante.

Dunas costeras. Son acumulaciones de arena que se presentan en las costas o próximas a ellas.

De loes.-
Poseen las siguientes características:

Compactados ligeramente. 
No son aptos para fundación. 
Son de granulometría muy fina. 
Forma de deposición en mantos. 
No tiene nivel freático. 
Permeabilidad baja o nula (impermeable). 
Angulo de fricción interna nula. 
Color gris oscuro. 
Es plástica.