Definición y Formación de las Rocas Ígneas
Las rocas ígneas se forman por el enfriamiento y solidificación del magma o lava, originados en la corteza o en el manto debido a procesos de fusión parcial provocados por un aumento de temperatura, disminución de presión o cambios en la composición de las rocas.
Existen dos tipos principales de rocas ígneas:
- Intrusivas (Plutónicas): Se solidifican lentamente bajo la superficie terrestre, formando cristales grandes visibles a simple vista. Ejemplos: granito, gabro, diorita.
- Extrusivas (Volcánicas): Se solidifican rápidamente en la superficie, resultando en cristales pequeños o texturas vítreas. Ejemplos: basalto, riolita, andesita.
Las rocas ígneas están compuestas principalmente por minerales de silicatos y contienen elementos como aluminio, calcio, sodio, potasio, magnesio y hierro. Su clasificación se basa en la textura y la composición mineral, influenciada por factores como la velocidad de enfriamiento, la química del magma, la presión y los gases disueltos.
Proceso de cristalización del magma en rocas Ígneas
El proceso de cristalización del magma abarca una serie de etapas que transforman el magma desde su formación hasta la solidificación completa en una roca ígnea. Este proceso se describe generalmente en una secuencia de eventos:
Fusión parcial de rocas
Fusión parcial de rocas en el manto o corteza debido a altas presiones y temperaturas (900-1400 °C), resultando en una composición variable del magma según las rocas fundidas.
Ascenso del Magma
El magma asciende hacia la superficie debido a su menor densidad, a temperaturas entre 800 y 1300 °C. Puede arrastrar material de las rocas que atraviesa, alterando su composición.
Asimilación
Ocurre a temperaturas variables, incorporando elementos químicos de rocas y otros materiales de la corteza que no estaban en el magma original.
Cristalización in Situ
La cristalización ocurre en la cámara magmática a temperaturas variables, influenciada por la dinámica del magma y el proceso de cristalización fraccionada.
Formación de Cristales
Los cristales se forman entre 600 y 900 °C, produciendo minerales como biotita y ortoclasa. La textura varía desde afanítica hasta fanerítica.
Intrusión y Enfriamiento
El magma se enfría en la corteza (intrusivo) o en la superficie (extrusivo) a temperaturas entre 500 y 800 °C, formando minerales como cuarzo y moscovita.
Solidificación Completa
El magma se enfría completamente, formando roca ígnea sólida a temperaturas inferiores a 500 °C, con minerales como feldespatos y cuarzo.
Diferenciación magmática: Evolución de las Rocas Ígneas
La diferenciación magmática es un proceso específico dentro del ciclo de vida del magma, que se refiere a la manera en que un magma se modifica y evoluciona químicamente durante su enfriamiento y cristalización. Los principales mecanismos de diferenciación magmática incluyen:
Interacción con Fluidos Hidrotermales
Alteración de la composición del magma y minerales cristalizados por fluidos hidrotermales, ocurre generalmente en las etapas finales de solidificación, contribuyendo a la formación de depósitos minerales como oro y cobre.
Cristalización Fraccionada
Entre 700 y 1100 °C, la remoción de los primeros minerales cristalizados cambia la composición del magma restante. Basado en la serie de reacción de Bowen.
Diferenciación Magmática
Minerales cristalizan a distintas temperaturas, formando minerales como olivino y piroxeno, lo que altera la composición del magma restante.
Segregación Líquida
Separación de una fase líquida inmiscible dentro del magma genera magmas con composiciones variables y es común en magmas ricos en volátiles.
Diferenciación Gravitacional
Minerales pesados se mueven hacia la base de una cámara magmática, alterando la composición del magma restante y formando cúmulos ultramáficos.
Filtración de Sólidos y Líquidos
El movimiento de líquidos intersticiales influye en la acumulación de cristales sólidos como apatitas a temperaturas más bajas.
Desgasificación
Al ascender el magma, gases volátiles son liberados, afectando la viscosidad del magma y su potencial explosivo.
Reacciones de Equilibrio
Interacción química entre los cristales y el líquido restante modifica la composición entre 800 y 1200 °C, según la serie de Bowen.
Rejuvenecimiento Magmático
La inyección de nuevo magma en una cámara magmática puede reactivar los procesos cristalinos previos y generar nuevos minerales.
Explicación de la Serie de Reacción de Bowen
La Serie de Reacción de Bowen es un modelo que describe la secuencia de cristalización de minerales a partir de un magma en enfriamiento, dividiéndose en una serie discontinua (donde diferentes minerales se forman y sustituyen secuencialmente) y una serie continua (donde la composición de un único mineral de plagioclasa varía de rica en calcio a rica en sodio).
Serie Discontinua de Bowen
En la rama discontinua, los minerales cristalizan a altas temperaturas y luego reaccionan con el magma restante para formar nuevos minerales a medida que la temperatura disminuye. Los principales minerales en esta rama incluyen:
Olivino
El olivino es el primer mineral en cristalizar a partir del magma debido a su alta temperatura de formación.
- Temperatura (°C): 1400 – 1200
- Fórmula Química: (Mg,Fe)₂SiO₄
- Características: Verde, vítreo, duro
- Rocas Asociadas: Peridotita, Dunita
Piroxeno (Augita)
El piroxeno reemplaza al olivino en la serie discontinua y se forma a temperaturas más bajas.
- Temperatura (°C): 1200 – 1000
- Fórmula Química: (Ca,Na)(Mg,Fe,Al,Ti)(Si,Al)₂O₆
- Características: Oscuro, prismático
- Rocas Asociadas: Basalto, Gabro
Anfíbol (Hornblenda)
La hornblenda se forma a partir del piroxeno a temperaturas moderadas.
- Temperatura (°C): 1000 – 800
- Fórmula Química: Ca₂(Mg,Fe)₅Si₈O₂₂(OH)₂
- Características: Verde a negro, elongado
- Rocas Asociadas: Andesita, Diorita
Biotita
La biotita es el último mineral en cristalizar en la serie discontinua.
- Temperatura (°C): 800 – 700
- Fórmula Química: K(Mg,Fe)₃(AlSi₃O₁₀)(OH)₂
- Características: Negro, laminar
- Rocas Asociadas: Granito, Riolita
Serie Continua de Bowen
En la rama continua, la plagioclasa feldespática cambia de composición a medida que la temperatura del magma disminuye, pasando de ser rica en calcio a ser rica en sodio.
Plagioclasa (Ca)
Anortita (CaAl₂Si₂O₈) – Cristaliza primero a temperaturas más altas, típicamente en rocas máficas como basalto y gabro.
- Temperatura (°C): 1400 – 1100
- Fórmula Química: CaAl₂Si₂O₈
- Características: Clara, alta temperatura
- Rocas Asociadas: Basalto, Gabro
Plagioclasa Intermedia
Mezcla de anortita y albita. Se encuentra en una variedad de rocas intermedias a temperaturas entre 1100 y 700 °C.
- Temperatura (°C): 1100 – 700
- Fórmula Química: Mezcla de anortita y albita
- Características: Intermedia
- Rocas Asociadas: Variedad de rocas intermedias
Plagioclasa (Na)
Albita (NaAlSi₃O₈) – Cristaliza en último lugar a temperaturas más bajas, típicamente en rocas más félsicas como andesita y diorita.
- Temperatura (°C): 1100 – 700
- Fórmula Química: NaAlSi₃O₈
- Características: Blanca, baja temperatura
- Rocas Asociadas: Andesita, Diorita
Minerales de Bajo Punto de Fusión
Ortoclasa (K)
La ortoclasa es un feldespato potásico que cristaliza en las etapas más tardías del enfriamiento del magma.
- Temperatura (°C): 700 – 500
- Fórmula Química: KAlSi₃O₈
- Características: Rosa, blanco
- Rocas Asociadas: Granito, Sienita
Moscovita
La moscovita es una mica clara que cristaliza junto con el feldespato potásico a bajas temperaturas.
- Temperatura (°C): 700 – 500
- Fórmula Química: KAl(AlSi₃O₁₀)(OH)₂
- Características: Clara, laminar
- Rocas Asociadas: Granito, Sienita
Cuarzo
El cuarzo es el último mineral en cristalizar. Es común en rocas félsicas como el granito y la riolita, formado a las temperaturas más bajas.
- Temperatura (°C): < 500
- Fórmula Química: SiO₂
- Características: Transparente, gris
- Rocas Asociadas: Granito, Riolita
Texturas de las Rocas Ígneas
Las texturas de las rocas ígneas dependen de su historia de enfriamiento y cristalización. La velocidad de enfriamiento es el factor dominante que afecta el tamaño de los cristales.
Grado de Cristalinidad
| Tipo | Descripción |
|---|---|
| Holocristalina | Totalmente cristalina, cristales visibles a simple vista. |
| Hemicristalina | Parcialmente cristalina, algunos minerales bien formados. |
| Holohialina | Sin cristales, completamente vítrea por enfriamiento rápido. |
Granulometría Afanítica en Rocas Ígneas
| Subcategoría | Descripción | Ejemplos |
|---|---|---|
| Microcristalina | Textura de roca formada por cristales de tamaño pequeño que requieren un microscopio de alta potencia para su identificación. | Obsidiana |
| Criptocristalina | Textura de roca formada por cristales tan diminutos que su naturaleza cristalina requiere análisis de rayos X para ser confirmada. | Riolita |
Granulometría Fanerítica en Rocas Ígneas
| Clase de Tamaño de Cristal | División del Tamaño de Cristal | Descripción | Ejemplos |
|---|---|---|---|
| Cristales Finos | < 1 mm | Cristales pequeños pero visibles a simple vista. | Granito fino |
| Cristales Medios | 1 – 5 mm | Cristales de tamaño medio. | Diorita |
| Cristales Gruesos | 5 mm – 3 cm | Cristales grandes y bien formados. | Gabro |
| Cristales Muy Gruesos | > 3 cm | Cristales extremadamente grandes. | Pegmatita |
Granulometría de Fenocristales en Rocas Ígneas
| Tipo | Tamaño Mejorado | Descripción Mejorada | Ejemplos |
|---|---|---|---|
| Microfenocristales | 0.03 mm – 0.3 mm | Fenocristales pequeños que solo se ven bajo lupa o microscopio, indicando nucleación temprana en el magma. | Basalto porfídico |
| Fenocristales | 0.3 mm – 5 mm | Fenocristales de tamaño intermedio, claramente visibles a simple vista, que se formaron durante fases iniciales de enfriamiento. | Andesita porfídica |
| Megafenocristales | > 5 mm | Fenocristales muy grandes que se desarrollaron en entornos de enfriamiento extremadamente lento. | Granito porfídico |
Forma de los Cristales
| Tipo | Descripción Mejorada |
|---|---|
| Euhedral | Cristales bien formados con caras cristalinas planas y bien definidas, indicando crecimiento sin restricciones en todas las direcciones. |
| Subhedral | Cristales parcialmente formados con algunas caras cristalinas bien definidas, pero otras pueden estar menos desarrolladas debido a interferencias durante el crecimiento. |
| Anhedral | Cristales sin caras cristalinas definidas, típicos de condiciones donde el espacio para el crecimiento era limitado o el enfriamiento fue rápido. |
| Equantes | Cristales con dimensiones similares en todas las direcciones, reflejando un crecimiento balanceado. |
| Inequantes | Cristales con dimensiones desiguales, donde una dirección de crecimiento fue preferida sobre las otras. |
Hábito de los Cristales
| Hábito | Descripción |
|---|---|
| Fibroso | Cristales delgados y elongados, con aspecto de fibras. |
| Tabular | Cristales en forma de láminas o tablas, planos en una dirección. |
| Acicular | Cristales en forma de agujas, largos y delgados. |
| Prismático | Cristales con forma de prisma, alargados en una dirección. |
| Dendrítico | Cristales que se ramifican como un árbol, formando estructuras complejas. |
| Lamelar | Cristales en forma de hojas delgadas o escamas, generalmente planos. |
| Radial | Cristales que irradian desde un punto central, típicos de formaciones esféricas o radiales. |
Texturas Plutónicas
| Tipo | Descripción |
|---|---|
| Gráfica | Textura donde los cristales están intercrecidos en patrones geométricos que a menudo se asemejan a escrituras cuneiformes, común en pegmatitas. |
| Pegmatítica | Textura caracterizada por cristales extremadamente grandes que se formaron en las últimas etapas de enfriamiento de un magma altamente fraccionado. |
| Pertítica | Intercrecimiento de feldespato potásico y plagioclasa que indica un enfriamiento lento y etapas de exsolución. |
| Antiperítica | Inverso de la textura pertítica, donde la plagioclasa está incluida dentro del feldespato potásico. |
| Ofítica | Cristales de piroxeno incluyendo cristales de feldespato, una textura que indica una cristalización simultánea en un magma de enfriamiento lento. |
| Mirmekítica | Intercrecimiento entre cuarzo y plagioclasa, típico de procesos tardíos de cristalización y de reacción entre minerales. |
| Poikílitica | Fenocristales grandes que incluyen otros cristales más pequeños, indicando crecimiento en un entorno de enfriamiento prolongado y espacio limitado. |
Texturas Volcánicas
| Tipo | Descripción |
|---|---|
| Vesicular | Textura con cavidades formadas por gases que quedaron atrapados durante el enfriamiento rápido de la lava. |
| Flujo | Textura donde los cristales o fragmentos de roca están orientados en la dirección del flujo del magma. |
| Amygdaloidal | Cavidades vesiculares rellenas de minerales secundarios, formadas cuando los gases se disipan y dejan espacio para la mineralización secundaria. |
| Vítrea | Textura vidriosa formada por un enfriamiento extremadamente rápido que impide la formación de cristales. |
| Porfídica | Grandes fenocristales en una matriz de cristales más pequeños, indicando un cambio en las condiciones de enfriamiento. |
| Esferulítica | Cristales radiales en forma de esferas, típicos de la cristalización rápida alrededor de un núcleo en una lava subenfriada. |
Texturas Piroclásticas
| Tipo | Descripción Mejorada |
|---|---|
| Ceniza Volcánica | Fragmentos muy finos de material volcánico expulsados durante una erupción explosiva. |
| Polvo Volcánico | Fragmentos finos de material volcánico, más grandes que la ceniza pero menores que el lapilli. |
| Lapilli Volcánico | Fragmentos volcánicos entre 2 mm y 64 mm, típicos de erupciones explosivas moderadas. |
| Bombas Volcánicas | Fragmentos mayores de 64 mm que son expulsados como magma viscoso y solidifican mientras vuelan por el aire. |
| Bloques Volcánicos | Fragmentos angulares sólidos expulsados durante una erupción, generalmente mayores a 64 mm. |
Bibliografía
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