ROCAS ÍGNEAS

M.I. Alma Gabriela López Azcárraga

El ciclo de las rocas

LAS ROCAS ENDÓGENAS

Son aquellas que se originan

en el interior de la Tierra:

*ROCAS ÍGNEAS O MAGMÁTICAS

*ROCAS METAMÓRFICAS

ROCAS ÍGNEAS O MAGMÁTICASSe generan a partir de la solidificación del magma

*Si el magma se enfría y se solidifica lentamente

en el interior de la corteza, se forman las rocas

magmáticas INTRUSIVAS o PLUTÓNICAS.

*Si el magma alcanza la superficie de la Tierra

(en el interior de un continente, o en el mar) y

se solidifica rápidamente, da lugar a las rocas

magmáticas EXTRUSIVAS o VOLCÁNICAS

Origen de los magmas

• Tema muy debatido

• Generación de magmas a partir de roca sólida

• Papel del calor

–La temperatura aumenta en la corteza superior (gradiente geotérmico) con una media de entre 20oC y 30oC por kilómetro

–Las rocas de la corteza inferior y del manto superior están próximas a sus puntos de fusión

–Cualquier calor adicional puede generar fundido

Origen de los magmas

• Papel de la presión

–Un aumento de la presión de confinamiento produce un aumento en la temperatura de fusión de las rocas

–Cuando la presión de confinamiento disminuye se dispara la fusión por descompresión

• Papel de los volátiles

–Las sustancias volátiles (sobre todo el agua) hacen que la roca se funda a temperaturas inferiores

– Papel importante donde la litosfera oceánica desciende hacia el manto

Fusión por descompresión

Figura 4.15

Corteza

Cámara magmática

Dorsal

Corriente de convección ascendente de las rocas del manto

Fusión por descompresión

Litosfera

Evolución de los magmas

• Un solo volcán puede generar lavas que tienen composiciones bastante diferentes

• Series de reacción de Bowen

• Los minerales cristalizan de una manera sistemática que está en función de sus puntos de fusión

• Durante el proceso de cristalización, la composición de la porción líquida del magma cambia continuamente

Series de reacción de Bowen

Figura 4.18

Regímenes de temperatura

Series de reacción de BowenComposición

(tipos de rocas)

Máfica (gabro/basalto)

Altas temperaturas (primero en cristalizar)

Cuarzo

Mica moscovita

Feldespato potásico

Félsica (granito/riolita)

Bajas temperaturas

(último en cristalizar)

Ultramáfica (peridotita/

komatita)

Intermedia (diorita/ andesita)

Olivino

Rico en calcio

Mica biotita

Rico en sodio

Piroxeno

Anfíbol

Enfr

iam

iento

del m

agm

a

Evolución de los magmas

• Procesos responsables del cambio en la composición de los magmas

• Diferenciación magmática

– Separación del fundido de unos cristales formados anteriormente

• Asimilación

–Cambio en la composición del cuerpo magmático a través de la incorporación de algunas de las rocas de sus alrededores al magma

Magmas: el material de las rocas ígneas

• Las rocas ígneas se forman conforme se

enfría y solidifica una roca fundida

• Características generales del magma

• Es el material parental de las rocas ígneas

• Se forma por la fusión parcial de las rocas

• El magma que alcanza la superficie se

denomina lava

Clasificación según el lugar de formación

• Plutónicas: solidificación lejos de la superficie terrestre. Enfriamiento lento, formación de grandes minerales.

• Volcánicas: Rocas formadas a partir de lavas y piroclastos en la superficie de la tierra.

• Filonianas: Solidificación en grietas o fracturas.

ROCAS ENDÓGENAS

METAMÓRFICASÍGNEAS O MAGMÁTICAS

INTRUSIVAS O PLUTÓNICAS EXTRUSIVAS O VOLCÁNICAS

GRANITO

SIENITA

PÓRFIDO

GABRO

BASALTO

ANDESITA

PUMITA

OBSIDIANA

Magmas: el material de las rocas ígneas

• Naturaleza de los magmas

• Constan de tres partes:

–La porción líquida = fundido

–Los componentes sólidos, si hay, son silicatos

–Los volátiles = gases que se disuelven dentro del

fundido, entre los que están el vapor de agua

(H2O), el dióxido de carbono (CO2) y el dióxido

de azufre (SO2)

Magmas: el material de las rocas ígneas

• De los magmas a las rocas

• El enfriamiento del magma provoca que

los iones se dispongan en estructuras

cristalinas ordenadas

• Los silicatos que resultan de la

cristalización forman un orden previsible

• Textura – tamaño y disposición de los

granos minerales

Evolución de los magmas

• Procesos responsables del cambio en la

composición de los magmas

• Mezcla de magmas

–Dos magmas químicamente distintos pueden

producir una composición bastante diferente a la

de cualquier magma original

Asimilación, mezcla de magmas y diferenciación magmática

Figura 4.20

Asimilación de la roca huésped

Cristalización y sedimentación

Roca huésped

Cuerpos magmáticos

Mezcla magmática

Dique

Magma

Evolución de los magmas

• Fusión parcial y formación de los magmas

• La fusión incompleta de las rocas se conoce

como fusión parcial

• Formación de magmas basálticos

–La mayor parte se originan a partir de la fusión

parcial de la roca ultramáfica en el manto de las

dorsales oceánicas

–En la superficie de la tierra son comunes grandes

flujos de magmas basálticos

Evolución de los magmas

• Fusión parcial y formación de los magmas

• Formación de magmas andesíticos

– Producidos por la interacción de los magmas

basálticos y las rocas de la corteza más ricas en

sílice

– Pueden evolucionar también por el proceso de

diferenciación magmática

Evolución de los magmas

• Fusión parcial y formación de los magmas

• Formación de los magmas graníticos

–Lo más probable es que sean el producto final de

la cristalización de un magma andesítico

–Los magmas graníticos son más viscosos que los

demás, por consiguiente, suelen perder su

movilidad antes de alcanzar la superficie

–Tienden a producir grandes estructuras

plutónicas

Fases de la consolidación magmática

La solidificación de un magma es un proceso inverso al la fusión. Este proceso de cristalización sucede en tres etapas:

◦ Ortomagmática: (temperaturas superiores a los 500º C) Se produce la solidificación en el interior de la cámara magmática. Cristalizan minerales silicatos originando rocas plutónicas.

◦ Pegmatítica - Neumatolítica: (temperaturas entre 500 y 300º C) Los fluidos residuales con alto contenido en volátiles salen por las grietas de la cámara magmática solidificándose en su interior. Se originan rocas filonianas, ricas en cuarzo, feldespato ortosa, mica moscovita, turmalina y algunos de interés económico (Sn, W, Li, F).

◦ Hidrotermal: (temperaturas inferiores a 300º C) Soluciones acuosas a alta temperatura con componentes solubles (CO2, F, Cl, Br, S, etc.) ascienden por grietas cristalizando en ellas.Se forman rocas filonianas e impregnaciones en otras rocas, con sulfuros metálicos de gran interés económico (Pb, Zn, Cu, Fe, Hg, etc.)

ROCAS IGNEAS: NATURALEZA Y AMBIENTE TECTÓNICO

Magma: Material constituido por una mezcla de roca fundida, gases y partículas

sólidas. Requiere la fusión de una roca parental

Vulcanismo: Proceso de evacuación de magma, gases y partículas sólidas desde

un centro de erupción en la superficie de la Tierra.

Plutonismo: Proceso de transporte y emplazamiento de magma en profundidad.

VULCANISMO Y SUS PRODUCTOS

Lava: Magma que fluye por la superficie de la Tierra tras ser eruptado desde un

volcán. Producto: Basalto, andesita, riolita

Flujo Piroclástico: Transporte de un agregado de piroclastos y gases a altas

temperaturas (300-600°C) y gran velocidad (100 m/s). Producto: Toba, brecha.

PLUTONISMO Y SUS PRODUCTOS

Granitoides: Rocas cristalinas, de grano grueso que se agrupan en grandes unidades

denominadas batolitos.

Generación de magmas y tectónica global: Regiones con volcanismo

activo en márgenes divergentes (dorsales), convergentes (subducción)

y en hot spots.

Generación de magmas y tectónica global: Dorsales: fusión

por descompresión adiabática de material astenosférico

Generación de magmas y tectónica global: Subducción: fusión

de cuña mantélica por deshidratación del corteza oceánica,

fusión parcial de la corteza oceánica (slab), fusión de corteza

continental.

ORIGEN DE LAS ROCAS ÍGNEAS

Clasificación según su mineralogía

Las rocas se clasificaran según existan o no los minerales fundamentales, que seDividen en:

Minerales Félsicos: Leucocratos o de colores claros, ricos en sílice: cuarzos,Feldespatos alcalinos y plagioclasas. Abundan en rocas ácidas.

Minerales Máficos: melanocratos o de colores oscuros, pobres en sílice: Olivinos, piroxenos, hornblenda, anfiboles. Abundan en rocas básicas.

Clasificación por su composición química

Filoniana

Tipo de rocas ígneas

VOLCANICAS PLUTONICAS Minerales Magma

Cuarzo FdK FdNa FdCa Mica Anfibol Piro

xen

o

Olivino

Riolita Granito oo oo o o Ácido SiO2 > 66%

Traquita Sienita o o o Intermedio SiO2 52-66%

Andesita Diorita o o o o Intermedio SiO2 52-66%

Basalto Gabro o o o Básico SiO2 45-52%

Peridotita o oo Ultrabásico SiO2 < 45%

Rocas plutónicas

• Rocas que cristalizan en el interior, lentamente, presentando una buena cristalización. Presentan textura granuda, con minerales de grano medio a grueso que se reconocen a simple vista. A veces forman cristales de gran tamaño debido a la presencia de agua, dando lugar a textura pegmatítica.

Rocas volcánicas

• Cristalizan en la superficie terrestre, rápidamente, por lo que los átomos no se ordenan y no forman cristales, tan sólo vidrio volcánico (textura vítrea) o cristales muy pequeños, no visibles a simple vista (textura microcristalina).

• A veces presentan algún cristal más grande que se formó en la cámara antes de la erupción (textura porfídica), y otras veces son rocas muy porosas (textura vacuolar).

Rocas filonianas

• Formadas por enfriamiento de un magma en zonas próximas a la superficie formando diques o filones. Son intermedias entre los dos tipos anteriores.

Composiciones ígneas

• Las rocas ígneas están compuestas

fundamentalmente por silicatos

• Silicatos oscuros (o ferromagnesianos)

–Olivino, piroxeno, anfíbol

• Silicatos claros (o no ferromagnesianos)

– Cuarzo, muscovita y los feldespatos

Composiciones ígneas

• Composiciones graníticas frente a

composiciones basálticas

• Composición granítica

– Silicatos claros

–Las denominadas félsicas por su composición

(feldespato y sílice)

–Grandes cantidades de sílice (SiO2)

–El principal constituyente de la corteza continental

Composiciones ígneas

• Denominación de las rocas ígneas – rocas graníticas

• Granito

– Fanerítica

–Más del 25% de cuarzo y sobre el 65% o más de feldespato

–Muy abundante – a menudo se asocia con la creación de montañas

–El término granito incluye una gran gama de composiciones minerales

Granito

Figura 4.7 A

A. Granito

Primer plano

Composiciones ígneas

• Composiciones graníticas frente a

composiciones basálticas

• Composición basáltica

–Los silicatos oscuros y el feldespato rico en calcio

–Las denominadas máficas por su composición

(magnesium y ferrum, el nombre en latín para el

hierro)

–Mayor densidad que las rocas graníticas

–Constituye el suelo oceánico y muchas islas

volcánicas

Composiciones ígneas

• Denominación de las rocas ígneas – rocas

basálticas

• Basalto

–De origen volcánico

–Textura afanítica

–Compuesto principalmente por piroxeno y

plagioclasa rica en calcio

–Es la roca ígnea extrusiva más común

Basalto

Figura 4.12 AA. Basalto

Composiciones ígneas

• Otros grupos composicionales

• Composición intermedia (o andesítica)

–Contiene al menos un 25% de silicatos oscuros

– Se asocia con la actividad volcánica explosiva

• Composición ultramáfica

–Composición poco frecuente alta en hierro y

magnesio

–Compuesto casi por completo por silicatos

ferromagnesianos

Composiciones ígneas

• Denominación de las rocas ígneas – rocas

graníticas

• Riolita

–Equivalente extrusivo del granito

– Puede contener fragmentos de vidrio y vesículas

–Textura afanítica

–Menos común y menos voluminoso que el granito

Riolita

Figura 4.7 B

B. Riolita

Primer plano

Composiciones ígneas

• Denominación de las rocas ígneas – rocas

graníticas

• Obsidiana

–De color oscuro

–Textura vítrea

• Pumita

–Volcánica

–Textura vítrea

–Aspecto poroso con numerosos agujeros

Composiciones ígneas

• Denominación de las rocas ígneas – rocas

intermedias

• Andesita

–De origen volcánico

–Textura afanítica

• Diorita

–Equivalente plutónico de la andesita

–De granos gruesos

Andesita

Figura 4.10

A. Andesita porfídica

B. Primer plano

Diorita

Figura 4.11

Diorita

Primer plano

Composiciones ígneas

• Denominación de las rocas ígneas – rocas

máficas

• Gabro

–El equivalente intrusivo del basalto

–Textura fanerítica compuesta de piroxeno y

plagioclasa rica en calcio

–Constituye un % importante de la corteza

oceánica

Gabro

Figura 4.12 BB. Gabro

Composiciones ígneas

• Denominación de las rocas ígneas – rocas

piroclásticas

• Compuestas de fragmentos expulsados

durante la erupción volcánica

• Variedades

–Toba = fragmentos del tamaño de la ceniza

–Brechas volcánicas = partículas de mayor

tamaño que la ceniza

TEXTURA

La textura de las rocas ígneas depende del grado de cristalinidad,del tamaño y forma de los cristales, y de las relacionesespaciales que existen entre los mismos. Es la descripción decómo son los minerales formadores de la roca y como estándispuestos en el espacio. Depende, en gran medida, de lavelocidad y de la profundidad de enfriamiento.

En general, para rocas enfriadas lentamente y a grandes profundidades(intrusivas) la totalidad del magma tendrá la capacidad decristalizar en distintos minerales. En cambio aquellas rocasenfriadas velozmente y en la superficie (extrusivas) no tendrán lacapacidad de cristalizar completamente.

TEXTURA

GRADO DE CRISTALINIDAD

Si la roca está compuesta en su totalidad por cristales se denominaholocristalina. Si, en cambio, no puede reconocerse ningún cristal y estácompuesta por vidrio volcánico la textura es holohialina. Cuando puedenreconocerse cristales y vidrio volcánico se denominan hipocristalinas.

La textura holocristalina es típica de rocas plutónicas. La holohialina solo puededarse en rocas volcánicas enfriadas instantáneamente. La hipocristalinidades característica de rocas volcánicas e hipabisales.

TEXTURA

HOLOCRISTALINA

TEXTURA

HOLOHIALINA

TEXTURA

HIPOCRSTALINA

Texturas ígneas

• Tipos de texturas ígneas

• Textura afanítica (de grano fino)

–Enfriamiento relativamente rápido

–Cristales microscópicos

– Puede contener vesículas (huecos dejados por

burbujas de gas)

• Textura fanerítica (de grano grueso)

–Enfriamiento lento

–Cristales grandes, visibles

Textura afanítica

Figura 4.2 A

A. Afanítica

Textura fanerítica

Figura 4.2 B

B. Fanerítica

Texturas ígneas

• Tipos de texturas ígneas

• Textura porfídica

–Los minerales se forman a temperaturas

diferentes

–Los cristales grandes (fenocristales) se incrustan

en una matriz de cristales más pequeños (pasta)

• Textura vítrea

–Enfriamiento muy rápido de la lava

–La roca que resulta se denomina obsidiana

Texturas ígneas

• Tipos de texturas ígneas

• Textura pirocástica

–Aspecto fragmentado producido por violentas

erupciones volcánicas

– Se parece más a las rocas sedimentarias

• Textura pegmatítica

–De grano especialmente grueso

– Se forma en las últimas etapas de la cristalización

del magma granítico

Textura porfídica

Figura 4.2 C

C. Porfídica

Textura vítrea

Figura 4.2 D

D. Vítrea

TEXTURA

FORMA DE LOS GRANOS

En función al grado de desarrollo de caras cristalinas los minerales queconforman las rocas ígneas se pueden clasificar en:

Idiomorfos, automórficos o euhedrales: minerales limitados por carascristalinas.

Hipidiomorfos o subhedrales: minerales parcialmente limitados por carascristalinas.

Xenomorfos, alotriomorfos o anhedrales: minerales sin caras cristalinas.

TEXTURA

FORMA DE LOS GRANOS

En función de la forma geométrica de los cristales estos pueden ser:

Equidimensionales: desarrollo similar en todas las direcciones.

Tabulares: mayor desarrollo en 2 direcciones.

Prismáticos: mayor desarrollo en 1 dirección.

Irregulares: sin forma geométrica (son los minerales que cristalizan últimos ycrecen en los espacios que quedan disponibles entre los que cristalizaronantes, también son xenomorfos).

TEXTURA

RELACIONES ENTRE CRISTALES

De acuerdo a las relaciones espaciales y de tamaño entre los cristales las rocasígneas pueden ser equigranulares o inequigranulares.

Texturas equigranulares: son aquellas donde las diferencias de tamaño entrelos componentes no es muy grande.

Granosa: la mayoría de los cristales son equidimensionales. Puede ser gruesa,mediana o fina. Típica de rocas plutónicas.

Pegmatítica: cristales de grandes dimensiones (granosa muy gruesa).Aplítica: cristales equidimensionales muy pequeños (granosa muy fina).Porfiroide: cristales muy gruesos de FK idiomorfos en una masa granosa

mediana de Q, mica, FK y plagioclasa. Típica de granitos.

TEXTURAS EQUIGRANULARES

GRANOSA MEDIANA

TEXTURAS EQUIGRANULARES

PEGMATITICA

TEXTURAS EQUIGRANULARES

APLITICA

TEXTURAS EQUIGRANULARES

PORFIROIDE

TEXTURAS

Texturas inequigranulares: aquellas donde las diferencias de tamaños entre loscomponentes de la roca es muy importante y notoria.

Porfírica: fenocristales inmersos en una pasta o metástasis. Esta pasta puedeser afanítica o vítrea. Típica de rocas volcánicas e hipabisales.

PORFIRICA

OTRAS TEXTURAS

Gráfica: intercrecimiento de Qz y FK por reemplazo o cristalizaciónsimultánea.

Pertítica: exsolución de Albita en Ortosa.

GRÁFICA PERTITICA

ESTRUCTURAS

La estructura de una roca ígnea hace referencia al aspecto de la misma aescala de afloramiento. Es una característica reconocible en el campo y enmuestra de mano. Las rocas volcánicas presentan mayor variedad deestructuras que las plutónicas.

Vesicular: caracterizada por la presencia de huecos vacíos (“burbujas”) en laroca que estuvieron ocupados por gases durante el enfriamiento delfundido. Típica de basaltos (roca volcánica).

VESICULAR

ESTRUCTURAS

Amigdaloide: vesículas rellenas por diferentes minerales (ópalo, calcedonia,cloritas, calcita, zeolitas, etc.). Típica de basaltos (roca volcánica).

AMIGDALOIDE

ESTRUCTURAS

Pumícea: vesículas muy abundantes que forman más del 50% de la roca. Losespacios vacíos están separados por delgados tabiques de materialafanítico o vítreo. Típica de rocas volcánicas.

PUMÍCEA

ESTRUCTURAS

Cordada: semejante a cuerdas. Se forma porque la superficie solidificada deuna lava es arrastrada por la parte interna fundida. Típica de basaltos.

CORDADA

ESTRUCTURAS

Disyunción columnar: durante el enfriamiento de un flujo lávico sedesarrollan centros de enfriamiento a intervalos regulares generandoprismas columnares de 4, 5 o 6 lados.

DISYUNCIÓN COLUMNAR

ESTRUCTURAS

Pillow lava (lava an almohadilla): por enfriamiento de flujos lávicos en unmedio ácueo (lagos, mares, ríos). Se reconoce por su estructura radial y lafina capa de vidrio volcánico que rodea cada uno de los elipsoides y lossepara entre sí.

PILLOW LAVA

ESTRUCTURAS

Xenolitos o énclaves: son trozos de la roca que aloja una roca plutónica ohipabisal (roca de caja) incluídos en el magma durante su intrusión yenfriamiento.

XENOLITOS

ESTRUCTURAS

Orbicular: son segregaciones esféricas compuestas por capas concéntricas dediferente composición mineralógica y textural. El núcleo puede ser unxenolito o un megacristal. Ocurre en rocas plutónicas (granitos).

ORBICULAR

ESTRUCTURAS

Fluidalidad: dada por distribución sub-paralela de minerales planares oalargados y de vesículas lenticulares debido al movimiento del material enestado fluido.

Escoriácea: típica de rocas volcánicas (basaltos), donde la colada presentagran cantidad de gases quedando preservados como oquedades que ledan un aspecto de escoria.

ESCORIÁCEA

Tipos de volcanes: escudo, en hot spots: Volcán Kilahuea, Hawaii

Tipos de volcanes: cono de cenizas

Tipos de volcanes: cono de piroclastos en medio de caldera,

Crater lake, Oregon, EEUU.

Tipos de volcanes: estrato-volcán Láscar en el norte de Chile

Tipos de volcanes: estrato-volcán, Volcán Villaarrica, Chile

Pyroclastic flow, August, 1986, flowing down valley from St. Augustine volcano, Alaska. Photo by Maurice and Katia

Krafft.

Tipos de erupción volcánica: Flujo piroclástico,

suspensión de alta densidad de partículas y gases.

Temp~400C, velocidad de hasta 100 m/s

Tipos de erupción volcánica: Colada de lava basáltica,

Temp~1200C, velocidad en kilómetros por hora

Depósitos piroclásticos

Nube ardiente fotografiada en

el Monte Pelée, Martinica el 16

de December 1902 (A. Lacroix)

Efectos devastadores de caida de ceniza tras erupción de

volcán explosivo

Depósitos de caida de ceniza. Notar que los depósitos “respetan”

la topografía. (no son pliegues!!)