DOCENTE: Br. Richard Wagner Figueroa Alfaro

5. ROCAS IGNEAS

Las rocas ígneas (latín ignis, "fuego") se forman cuando el magma (roca fundida) se enfría y se solidifica. Si el enfriamiento se produce lentamente bajo la superficie se forman rocas con cristales grandes denominadas rocas plutónicas o intrusivas, mientras que si el enfriamiento se produce rápidamente sobre la superficie, por ejemplo, tras una erupción volcánica, se forman rocas con cristales invisibles conocidas como rocas volcánicas o extrusivas.

La mayor parte de los 700 tipos de rocas ígneas que se han descrito se han formado bajo la superficie de la corteza terrestre.

5.1 Importancia geológica

Las rocas ígneas componen, aproximadamente, el 95% de la parte superior de la corteza terrestre, pero quedan ocultas por una capa relativamente fina pero extensa de rocas sedimentarias y metamórficas.

Las rocas ígneas son geológicamente importantes porque:

•Sus minerales, y química global dan información sobre la composición del manto terrestre, del cual algunas rocas ígneas son extraídas, y de la temperatura, y condiciones de presión, que permitieron esta extracción, o de otra roca pre-existente que se fundió.

•Sus edades absolutas, pueden obtenerse de varias formas, de datado radiométrico, y así puede ser comparado, con estratos geológicos adyacentes, permitiendo una secuencia de tiempo de los eventos.

•Sus características, se corresponden usualmente, con características de un ambiente tectónico específico, permitiendo reconstituciones tectónicas

•En algunas circunstancias especiales, contienen importantes depósitos minerales, como tungsteno, estaño y uranio, comúnmente asociados a granitos, y cromo y platino, comúnmente asociados a gabros.

5.2 Morfología y ajustes

En términos de modos de ocurrencia, las rocas ígneas pueden ser de cualquier tipo, sean intrusivas (plutónicas) o extrusivas (volcánicas).

5.3 Clasificación

Las rocas ígneas son clasificadas de acuerdo con su origen, textura, mineralogía, composición química y la geometría del cuerpo ígneo.La clasificación de los muchos tipos diferentes de rocas ígneas puede proveernos de importante información, sobre las condiciones bajo las cuales se formaron. Dos importantes variables, usadas para la clasificación de rocas ígneas, son el tamaño de partícula, que depende de su historia de enfriamiento, y la composición mineral de la roca.

Feldespatos, cuarzo, feldespatoides, olivinas, piroxenos, anfíboles, y micas, son minerales importantes que forman parte de casi todas las rocas ígneas, y son básicos en la clasificación de estas rocas.

Los otros minerales presentes, se denominan minerales accesorios. Son muy raras las rocas ígneas con otros minerales esenciales.

Si la cristalización tiene lugar en una zona profunda de la corteza a las rocas así formadas se les denominan rocas intrusivas o plutónicas (de Plutón, el dios del mundo inferior en la mitología clásica).

Plutón granítico

Por el contrario, si la solidificación magmática tiene lugar en la superficie terrestre a las rocas se las denomina rocas extrusivas o volcánicas (de Vulcano, dios del fuego en la mitología clásica que tenia su residencia bajo el volcán Etna).

Lava cordada

Por último, si la solidificación magmática se produce cerca de la superficie de la tierra, de una manera relativamente rápida y el magma rellena pequeños depósitos (p.ej. diques, filones, sills, lacolitos, etc.) a las rocas así formadas se las denomina subvolcánicas o hipoabisales o rocas filonianas.

Dique de rocas máficas encajado en granitos

CristalizaciónEs el proceso de generación de los cristales de los distintos minerales que componen las rocas ígneas e intervienen los siguientes factores de cristalización:

� Descenso de temperatura (del material en proceso de consolidación)

� Descenso de presión ( del material en proceso de consolidación)

� Variación del tiempo (durante el proceso de consolidación)

� Espacio ( disponible para la consolidación, está directamente vinculado con el punto siguiente lo cual determina el tamaño del cristal)

� Material a cristalizar ( la cantidad de material en proceso de consolidación)

En función de cómo se combinan los factores de la cristalización tendremos distintos tipos de sustancias cristalinas

� Macrocristalina: los cristales se ven a simple vista� Microcristalina: los cristales se reconocen con microscopio petrográfico� Criptocristalina: los cristales y la estructura cristalina se reconocen por difracción de Rayos X

5.4 Grado de Cristalinidad

Cuando un magma se enfría muy rápidamente, y no hay tiempo suficiente para que los átomos e iones se agrupen formando una estructura cristalina, el resultado de la solidificación es la formación de un vidrio.

En función del porcentaje de vidrio presente en una roca podemos clasificarla en:

HOLOHIALINAS

Son rocas que están compuestas por más del 90% en volumen de vidrio, lo que suele ser característico de las rocas volcánicas lávicas (p.ej. una pumita o una obsidiana).

Vidrio volcánico, obsidiana

Microfotografía de un vidrio volcánico

HIALOCRISTALINAS

Son rocas que están compuestas en parte por vidrio y en parte por cristales, sin que ninguno de estos dos componentes supere el 90% del volumen total. Este tipo de textura suele ser característico de las rocas volcánicas lávicas y de las rocas hipoabisales o filonianas (p.ej. un pórfido granítico).

Roca volcánica, andesita

HOLOCRISTALINAS

Son rocas que están compuestas por más del 90% en volumen de cristales, lo que suele ser característico de las rocas plutónicas (p.ej. un granito). Roca plutónica, granito

Microfotografía de un granito

5.5 Textura

La textura de una roca ígnea se usa para describir el aspecto general de la misma en función del tamaño, forma y ordenamiento de los cristales que la componen. Se pueden distinguir hasta seis texturas ígneas

A) Textura vítrea. Las rocas con textura vítrea se originan durante algunas erupciones volcánicas en las que la roca fundida es expulsada hacia la atmósfera donde se enfría rápidamemte; ello que ocasiona que los iones dejen de fluir y queden desordenados antes de que puedan unirse en una estructura cristalina ordenada. La obsidiana es un vidrio natural común producido de este modo.

Vidrio volcánico, obsidiana

B) Textura afanítica (de grano fino). Se origina cuando el enfriamiento del magma es relativamente rápido por lo que los cristales que se forman son de tamaño microscópico y es imposibles distinguir a simple vista los minerales que componen la roca.

Se pueden distinguir dos clases dentro de este grupo:

•microcristalinas, cuando los cristales son reconocibles con el microscopio

•vítreas o criptocristalinas, cuando los cristales no son reconocibles con el microscopio.

Pumita, con textura

afánitica criptocristalin

a

C) Textura fanerítica (de grano grueso). Se origina cuando grandes masas de magma se solidifican lentamente a bastante profundidad, lo que da tiempo a la formación de cristales grandes.

Las rocas faneríticas, están formadas por una masa de cristales intercrecidos aproximadamente del mismo tamaño y lo suficientemente grandes como para que los minerales individuales puedan identificarse sin la ayuda del microscopio.

Se pueden distinguir varios tamaños de grano dentro de este grupo:

•Grano muy grueso, cuando los granos tienen un tamaño mayor de 30 mm.•Grano grueso, cuando los granos tienen tamaños entre 30 y 5 mm.•Grano medio, cuando los granos tienen tamaños entre 5 y 2 mm.•Grano fino , cuando los granos tienen un tamaño menor de 2mm, pero son visibles

Gabro, los cristales de los minerales de

esta roca son todos visibles a simple vista

D) Textura porfídica. Son rocas con cristales grandes (llamados fenocristales) incrustados en una matriz (llamada pasta) de cristales más pequeños. Se forman debido a la diferente temperatura de cristalización de los minerales que componen la roca, con lo que es posible que algunos cristales se hagan bastante grandes mientras que otros estén empezando a formarse. Una roca con esta textura se conoce como pórfido.

Coexisten grandes cristales de ortosa, en

una matrizcon cristales mas

pequeños.

E) Textura pegmatítica. Son rocas ígneas de grano especialmente grueso, formadas por cristales interconectados de más de un centímetro de diámetro. La mayoría se hallan en los márgenes de las rocas plutónicas ya que se forman en las últimas etapas de la cristalización, cuando el magma contiene un porcentaje inusualmente elevado de agua y de otros volátites como el cloro, el flúor y el azufre.

F) Textura piroclástica. Algunas rocas ígneas se forman por la consolidación de fragmentos de roca (cenizas, lapilli, gotas fundidas, bloques angulares arrancados del edificio volcánico, etc.) emitidos durante erupciones volcánicas. No están formadas por cristales y su aspecto recuerda al de las rocas sedimentarias. La toba volcánica es un ejemplo de este tipo de roca.

5.6 Clasificación mineralógica

La textura de una roca ígnea se usa para describir el aspecto general de la misma en función del tamaño, forma y ordenamiento de los cristales que la componen. Se pueden distinguir hasta seis texturas ígneas

MINERALES Y ELEMENTOS QUÍMICOS

Las rocas ígneas están compuestas fundamentalmente por silicatos, los cuales están constituidos mayoritariamente por silicio (Si) y oxígeno (O). Estos dos elementos, junto con el aluminio (Al), calcio (Ca), sodio (Na), potasio (K), magnesio (Mg) y hierro (Fe), constituyen más del 98% en peso de la mayoría de los magmas que al solidificarse forman las rocas ígneas.

En este esquema evolutivo se pueden distinguir tres grupos de minerales:

Los ferromagnesianos denominados así por su alto contenido en hierro y magnesio (olivino, piroxenos, anfíboles, biotita). Debido a su composición son minerales de colores más oscuros. Forman una serie de cristalización discontinua y cristalizan en un rango de temperaturas altas.

Las plagioclasas. Forman una serie de cristalización continua entre la anortita y la albita. Cristalizan también en un intervalo de temperaturas altas - medias .

Silicatos no ferromagnesianos (cuarzo, moscovita y ortosa). Son los minerales que cristalizan a menor temperatura. Estos minerales contienen una mayor proporción de aluminio (Al), potasio (K), calcio (Ca) y sodio (Na), que de hierro y magnesio.

MÉTODO (RECONOCIMIENTO DE VISU DE ROCAS ÍGNEAS)

Para poder reconocer de visu y clasificar una roca ígnea deberemos basarnos en :

TEXTURA (grado de cristalinidad y tamaño de los cristales).

COMPOSICIÓN MINERÁLÓGICA (reconocimiento de minerales).

Estableciendo estos parámetros en una roca ígnea podemos clasificarla en los principales grupos de rocas ígneas que podemos establecer: félsicas (graníticas), intermedias (andesíticas), máficas (basálticas) y ultramáficas (peroditíticas).

TRIÁNGULO DOBLE DE STRECKEISEN

La nomenclatura siguiente se funda en las reglas de la Unión Internacional de las Ciencias Geológicas. Dichas reglas se presenta en el triángulo doble de Streckeisen y otros diagramas.

En el caso de las plutonitas y diques completamente cristalinos la clasificación se basa en el contenido mineral modal. El contenido mineral modal significa la participación cuantitativa de los minerales en porcentajes de volumen global de la roca en cuestión y se puede determinarlo cuantitativamente.

Ejemplo del cálculo para encontrar el punto en el triangulo

Para la presentación de una roca magmática se debe conocer su contenido mineral modal. Métodos simples para determinarlo son los siguientes :

a) Se determina el contenido cualitativo de la roca identificando todos los minerales microscópicamente visibles y se estima la participación de cada tipo de mineral.

b) Se determina el contenido cualitativo de la roca observando una sección transparente de la roca en cuestión a través de un micropolariscopio, identificando todos los minerales y contando los diferentes tipos de minerales (por ej. por medio de un ‘point counter’), que aparecen en un área definida, por ej. de la dimensión 10 x 10 mm2.

Los cuatro parámetros del triángulo doble de Streckeisen son

1. Q = Cuarzo y otros minerales de SiO2.

2. A = Feldespato alcalino (feldespato potásico incluido pertita y albita con menos de 5% del componente anortita, sanidina).

3. P = Plagioclasa (An 5 a 100), scapolita.

4. F = Feldespatoides : leucita, calsilita, nefelina, sodalita, noseana, hauyna, cancrinita, analcima y los productos de transformación de estos minerales.

Los porcentajes de volumen de los componentes A, P, Q o F se determina contando los componentes A, P, Q o F o se aplica una de las normas especiales a un análisis químico de la roca. Se convierte los porcentajes de volumen de A, P, Q o F a 100% y los resultados se presenta en el triángulo doble de Streckeisen. De tal modo se puede clasificar una roca magmática y se obtiene la denominación de la roca en cuestión.

El problema de campo 9 y 10 ( Andesita-Basalto/Diorita-Gabro)

Dioritas/andesitas y gabros/basaltos caen en el mismo campo (campo10) del triángulo doble de Streckeisen. Casi el único componente claro, de que se constituyen, es la plagioclasa.

Se distingue entre diorita y gabro con base en la composición de la plagioclasa :

 Andesita y Basalto son rocas volcánicas, Diorita y Gabro son rocas intrusivas