Arenisca

La arenisca o psamita es una roca sedimentaria de tipo detrítico, de color variable, que contiene clastos de tamaño arena. Tras las lutitas son las rocas sedimentarias más comunes en la corteza terrestre.​ Las areniscas contienen espacios intersticiales entre sus granos.​ En rocas de origen reciente estos espacios están sin material sólido mientras que en rocas antiguas se encuentran rellenos de una matriz o de cemento de sílice o carbonato de calcio.​ Si los espacios intersticiales no están totalmente rellenos de minerales precipitados, y hay cierta porosidad, estos pueden estar llenos de agua o petróleo.​ En cuanto a los granos se componen de cuarzo, feldespato o fragmentos de roca.​ La arenisca se emplea, entre otros usos, como material de construcción y como piedra de afilar.​
Las areniscas son rocas clásticas de origen (en contraposición a las orgánicas, como la tiza y el carbón, o a las químicas, como el yeso y el jaspe).​ Los granos de arena silícea de los que se forman son el producto de la meteorización física y química de la roca madre.​ La meteorización y la erosión son más rápidas en las zonas de alto relieve, como los arcos volcánicos, las zonas de rifting continental y los cinturones orogénicos.​
La arena erosionada es transportada por los ríos o por el viento desde sus zonas de origen hasta ambientes sedimentarios donde la tectónica ha creado espacio de acomodación para que se acumulen los sedimentos. Las cuencas de antearco tienden a acumular arena rica en granos líticos y plagioclasa. Las cuencas intracontinentales y los graben a lo largo de los márgenes continentales también son entornos comunes para la deposición de arena.​
A medida que los sedimentos se van acumulando en el entorno deposicional, la arena más antigua es enterrada por los sedimentos más jóvenes, y sufre diagénesis. Esta consiste principalmente en compactación y litificación de la arena.​​ Las primeras etapas de la diagénesis, descritas como eogénesis, tienen lugar a poca profundidad (unas decenas de metros) y se caracterizan por la bioturbación y los cambios mineralógicos en las arenas, con sólo una ligera compactación.​ La hematita roja que da a las areniscas de lecho rojo su color se forma probablemente durante la eogénesis.​​ El enterramiento más profundo va acompañado de la mesogénesis, durante la cual tiene lugar la mayor parte de la compactación y litificación.​
La compactación tiene lugar a medida que la arena se ve sometida a una presión creciente por parte de los sedimentos suprayacentes. Los granos de los sedimentos se desplazan hacia disposiciones más compactas, los granos dúctiles (como los de mica) se deforman y el espacio de los poros se reduce. Además de esta compactación física, puede producirse una compactación química a través de la solución a presión. Los puntos de contacto entre los granos están sometidos a la mayor tensión, y el mineral tensionado es más soluble que el resto del grano. Como resultado, los puntos de contacto se disuelven, permitiendo que los granos entren en contacto más estrecho.​
La litificación sigue de cerca a la compactación, ya que el aumento de las temperaturas en profundidad acelera la deposición de cemento que une los granos. La solución a presión contribuye a la cementación, ya que el mineral disuelto en los puntos de contacto tensados se vuelve a depositar en los espacios porosos no tensados.​
La compactación mecánica tiene lugar principalmente a profundidades inferiores a 1000 m. La compactación química continúa hasta profundidades de 2000 m, y la mayor parte de la cementación tiene lugar a profundidades de 2000 a 5000 m.​
El desprendimiento de la arenisca enterrada va acompañado de la telogénesis, la tercera y última etapa de la diagénesis.​ A medida que la erosión reduce la profundidad del enterramiento, la renovada exposición al agua meteórica produce cambios adicionales en la arenisca, como la disolución de parte del cemento para producir porosidad secundaria.​
Los granos de la estructura son fragmentos detríticos del tamaño de la arena ( 0,0625 a 2 mm de diámetro) que constituyen el grueso de una arenisca.​​ La mayoría de los granos de armazón están compuestos por cuarzo o feldespato, que son los minerales comunes más resistentes a los procesos de meteorización en la superficie de la Tierra, como se observa en la serie de disolución de Goldich.​ Los granos de la estructura pueden clasificarse en varias categorías diferentes en función de su composición mineral:
La matriz es un material muy fino, que está presente dentro del espacio de poros intersticial entre los granos de la estructura.​ La naturaleza de la matriz dentro del espacio de poros intersticial da lugar a una doble clasificación:
El cemento es lo que une los granos de la estructura siliciclástica. El cemento es un mineral secundario que se forma después de la deposición y durante el enterramiento de la arenisca.​ Estos materiales de cementación pueden ser minerales de silicato o minerales no silicatos, como la calcita.​
La arenisca que pierde su cemento aglutinante mediante procesos de erosión se torna friable e inestable. Este proceso puede ser revertido en parte mediante la aplicación de ortosilicato tetraetilo (Si(OC2H5)4) el cual deposita dióxido de silicio amorfo entre los granos de arena.​ La reacción es:
El espacio de poros incluye los espacios vacíos dentro de una roca o suelo.​ El espacio de poros en una roca posee una relación directa con la porosidad y permeabilidad de la roca. La porosidad y la permeabilidad están directamente influenciadas por la forma en que los granos de arena están empaquetados.​
Las areniscas características de diferentes lugares reciben nombres locales muy variados, por ejemplo el albero es una calcarenita de la comarca de Los Alcores en Sevilla, en Argentina la cuarzoarenita es llamada piedra Mar del Plata.​
La arenisca se ha utilizado desde la prehistoria para la construcción,​​​ y herramientas.​ Se ha empleado ampliamente en todo el mundo en la construcción de templos,​ iglesias,​ viviendas y otros edificios, y en ingeniería civil.​
Aunque su resistencia a la intemperie varía, la arenisca es fácil de trabajar. Eso hace que sea un material común de construcción y pavimentación, incluso en hormigón asfáltico. Sin embargo, algunos tipos que se han utilizado en el pasado, como la arenisca de Collyhurst utilizada en el noroeste de Inglaterra, han tenido una escasa resistencia a la intemperie a largo plazo, lo que ha obligado a reparar y sustituir los edificios más antiguos.​ Debido a la dureza de los granos individuales, la uniformidad del tamaño del grano y la friabilidad de su estructura, algunos tipos de piedra arenisca son materiales excelentes para hacer piedras de afilar, para afilar cuchillas y otros implementos.​ La piedra arenisca no friable puede utilizarse para fabricar piedras de moler el grano.
Un tipo de arenisca de cuarzo puro, la ortocuarcita, con más del 90-95 por ciento de cuarzo,​ ha sido propuesto para su nominación a la Global Heritage Stone Resource.​ En algunas regiones de Argentina, la fachada de piedra ortocuarcita es una de las principales características de los búngalos del estilo marplatense.​