rocas magmÁticas

ROCAS MAGMÁTICAS

La formación de las rocasLas rocas. El concepto de roca

Una roca es un agregado natural, coherente y multigranular de uno o más minerales, los cuales conservan individualmente sus propiedades y presentan una homogeneidad estadística

Es un agregado natural porque los componentes de la roca (minerales) se han unido o agregado por procesos naturales

Es coherente porque las partículas que forman la roca están unidas de un modo característico

Es multigranular porque los componentes de la roca casi siempre pueden ser

visualizados como granos diferenciados

Una roca posee homogeneidad estadística porque sus componentes se encuentran representados dentro de unos

porcentajes característicos

RO

CA

MIN

ER

ALE

S

Un mineral tiene una composición química definida. Una roca no, pues su composición

está en función del porcentaje de representación de cada mineral que la forma

La formación de las rocasLas rocas. La clasificación de las rocas (por su origen)

Rocas endógenas

Rocas exógenas

Rocas ígneas o magmáticas

Rocas plutónicas (intrusivas)

Rocas volcánicas (extrusivas)

Rocas metamórficas

Rocas sedimentarias

Rocas residuales

Ciclo de las petrogenéticoJames Hutton formuló el ciclo de las rocas

La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticas

El magma. Concepto

El magma es una mezcla de materiales rocosos fundidos total o parcialmente, en cuyo seno se encuentran gases

disueltos y cristales de minerales en suspensión

Elementos más abundantes (98 %): Si, O, Al, Ca, Na, K, Mg y Fe

Los gases provienen de gases originales contenidos en la mezcla, de nuevos gases formados por reacciones químicas o de la evaporación de agua

Los gases están retenidos en la mezcla debido a las altas presiones a las que

está el magma en el interior del planeta, pero se liberan cuando el magma sale al

exterior

Los minerales funden a diferentes temperaturas, por eso, según la

temperatura a la que esté el magma, algunos estarán fundidos y otros no

La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticas

El magma: Origen

El magma se origina a partir de la fusión total o parcial de rocas localizadas en la litosfera

En las zonas cercanas a la superficie, las rocas graníticas comienzan a fundir a unos 750 ºC, las de tipo basáltico a unos 1000 ºC

Es decir, cuanto mayor contenido en SiO2, más bajo el punto de fusión

Factores que influyen en la fusión de los minerales de las rocas

Calor PresiónAgua

Desintegración de elementos

radiactivos

Fricción entre rocas en zonas de

subducción

Hundimiento de las rocas en zonas de subducción

hacia zonas más térmicas

Ascenso de material caliente desde zonas profundas de la mesosfera hasta parte inferior

de la litosfera

…al aumentar la presión, disminuye el volumen de la masa rocosa, impidiendo la disgregación de los granos

Porque, aunque la fusión incrementa el volúmen de

la masa rocosa…,

Si la roca profundiza

Aumenta su punto de fusión

Si la roca asciende

Disminuye su punto de fusión

Porque al disminuir la presión, aumenta el

volumen disponible y los granos pueden

separarse para que la roca se funda

La presencia de agua disminuye el punto de fusión de la roca, pues los OH- favorecen la rotura de los enlaces Si-O de los silicatos

http://ansatte.uit.no/kku000/webgeology/webgeology_files/spanish/magmatismo.html: formación de magma 13-14

¿Cómo se forma la roca ígnea?La roca ígnea se forma cuando material rocoso fundido, que llamamos magma, se enfría y se solidifica.

Se puede formar a varios niveles de profundidad en la corteza y en la parte superior del manto.

Si se forma muy profundo el proceso dura miles de años, las rocas se llaman plutónicas, como el granito.

Si se forma a baja profundidad, por ejemplo, cuando emerge magma en erupciones volcánicas, como el basalto. Se denomina roca volcánica.

Roca plutónica

Roca volcánica

Los criterios que se utilizan para clasificar a las rocas ígneas o magmáticas son:

Textura. Composición mineralógica

Tipo de emplazamiento en el que se encuentran.

Características texturales

La textura de roca ígnea normalmente se define por el tamaño y la forma de los granos

minerales que la forman y por las relaciones espaciales de los granos individuales entre sí y

con el vidrio que puede estar presente.

La textura proporciona datos sobre las condiciones petrogenéticas (condiciones ambientales en las que se formó la roca)

- las rocas plutónicas permiten la formación de cristales grandes.

- si el enfriamiento es rápido (rocas volcánicas) los cristales son pequeños o se forman vidrios volcánicos.

- las rocas que se consolidan en diques tienen características intermedias.

Texturas referidas al grado de cristalización

HOLOCRISTALINA: constituida totalmente por cristales. Es característica de las rocas plutónicas. Granito

HOLOHIALINA: constituida totalmente por vidrio. Obsidiana

HIPOCRISTALINA: constituida por cristales y vidrio. Es característica de las rocas volcánicas. Andesita.

Textura holocristalina

Textura holohialina

Textura hipocristalina

Textura en función del tamaño del grano

AFANÍTICA: el tamaño del grano es pequeño y se aprecia solamente con lupa o microscopio.

FANERÍTICA: los granos son visibles a simple vista.

Textura afanítica

Textura fanerítica

Composición de las rocas ígneas.

- composición química

- composición mineralógica

- coloración de los minerales

Composición química

- rocas ácidas: contenido de sílice superior a 63%

- rocas intermedias: contenido de sílice entre 52-63%

- rocas básicas: contenido de sílice entre 45-52%

- rocas ultrabásicas:contenido de sílice menor de 45%

Composición mineralógica

Los minerales presentes en las rocas magmáticas pueden ser:

- esenciales: están presentes en un volumen superior al 5%

- accesorios: su volumen es inferior al 5%

- secundarios: minerales originados a partir de los anteriores por transformación o alteración

Coloración de los minerales

minerales félsicos o melanocratos: de color claro, como el cuarzo y los feldespatos

minerales máficos o leucocratos : son minerales oscuros como el olivino, los piroxenos, los anfíboles y mica negra.

Las rocas magmáticas están formadas por silicatos (minerales más frecuentes de la corteza y manto terrestre)

Los minerales del grupo de los silicatos más abundantes en las rocas magmáticas son:

Cuarzo

Feldespatos

Micas

Anfiboles

Piroxenos

Olivino

Cuarzo

Tectosilicato abundante en las rocas del tipo granítico

Feldespatos

Tectosilicatos:

Tectosilicato de aluminio con potasio (ortosa)

Tectosilicato de sodio y calcio

Micas

Filosilicato

Biotita (filosilicato de hierro y magnesio)

Moscovita (filosilicato de aluminio y potasio)

Anfiboles

Inosilicatos de doble cadena (hornblenda)

Piroxenos

Inosilicatos de cadena simple formados por silicatos de calcio, magnesio, hierro y aluminio (augita)

Olivino

Nesosilicato de hierro y magnesio

La clasificación de las rocas magmáticas por su composición química (I)

Kimberlita

Emplazamientos de rocas magmáticas

Batolitos: gran masa de roca plutónica en forma de cúpula discordante con la roca encajante.

Son cámaras magmáticas donde ha cristalizado la mayor parte del magma

Sill: son masas de roca magmática de forma tabular y concordante con la roca encajante.

Se producen por la inyección forzada de magma en un plano de estratificación.

Lacolito: intrusión de magma concordante con base plana y techo en forma de cúpula que se dispone entre dos estratos y la parte superior está levantada a causa de la presión del magma

Lopolito: intrusiones de magma concordantes con base y techo cóncavos

Dique o filón: masas tabulares de posición vertical, discordantes con la roca encajante. Se producen por inyección forzada de magma en fracturas.

Chimenea volcánica: conducto de salida del magma a la superficie

Colada de lava: mantos de lava consolidados en las laderas del cono volcánico.

Magmas fluidos: lavas cordadas

Magmas viscosos: lavas en bloque

Formación de los distintos tipos de magmas

Magmas basálticos: forman la corteza oceánica. Se forman en la Astenosfera.

La roca más común es la peridotita

Magmas graníticos, riolíticos y andesíticos: se forman en los bordes convergentes

Tipos de magmas en relación con la Tectónica de Placas (I)

Magma máfico (básico)Magma félsico (ácido)

Magma intermedio

[SiO2] 63-77 %

Por fusión de litosfera oceánica en

zonas subducción

Por fusión de la base de litosfera continental a la que

llega magma de la mesosfera

Viscosidad elevada por su alto [SiO2], que le impide fluir

fácilmenteSi no extrusión:

granitoSi extrusión: riolita y

erupciones explosivas

[SiO2] 45-52 %

En dorsales oceánicas o en los puntos calientes por fusión de

peridotitas del manto

Magma alcalino (menos [SiO2] que toleítico), típico de los puntos

calientes

Magma toleítico, típico de las

dorsales

[SiO2] 52-63 %

Por fusión de litosfera oceánica en zonas subducción

y arrastre de agua de mar (minerales hidratados)

Si no extrusión: diorita

Si extrusión: andesita

Magma ultramáfico (ultrabásico)

[SiO2] <45 %

Cristalización del magma

Como los magmas son soluciones formadas por muchos componentes minerales, no cristalizan a una sola temperatura y presión, sino que lo hacen a lo largo de una amplia gama de temperaturas.

Los primeros minerales en cristalizar son los que tienen un punto de fusión más alto (cristalizan a alta temperatura)

Los minerales que cristalizan a presión constante, cuando disminuye la temperatura, se vuelven inestables y reaccionan con el fluido circundante, generando nuevos minerales estables en las nuevas condiciones.

Durante la cristalización de los magmas se producen dos series de reacciones principales: series de Bowen (geólogo Norman Bowen)

1) Serie discontinua: las reacciones se producen a una determinada temperatura (característica de cada mineral) y a la misma presión.

Los minerales se van transformando unos en otros más estables.

Cada mineral de la serie tiene una estructura de silicato diferente.

2) Serie continua: la plagioclasa está continuamente reaccionando a medida que disminuye la temperatura.

Va reaccionando dando lugar a minerales con mayor contenido en sodio.

Mientras el magma asciende y se va enfriando, aquellos minerales que alcanzan su punto de solidificación (= punto de fusión) van cristalizando: diferenciación magmática

Las series de reacción de Bowen son el conjunto ordenado de cambios que tienen lugar en una masa magmática durante su cristalización

Al consolidarse el magma, los elementos que participan en la cristalización de algún mineral son retirados de la masa magmática, con lo que la composición

química de la masa magmática restante va cambiando, por lo que ya no se podrán seguir formando los mismos minerales de antes

Enf

riam

ient

o de

l mag

ma

Dife

renc

iaci

ón m

agm

átic

a

La sustitución de un ión por

otro, cambia la composición química, pero

no la estructura cristalina

Un mineral ya formado reacciona

con el fundido residual,

originándose un nuevo mineral que puede sustituir al

anterior al añadirse a la fracción cristalizada

Magma máfic

oM

agma interm

edio

Magma félsico

Las series no se

completan si falta algún

elemento químico

Fases de cristalización magmática

Fase ortomagmática: (+500ºC). Se cristalizan la mayor parte de los minerales con puntos de fusión más elevados.

Fase pegmatitico-neumatolítica: (400-600ºC). En el líquido residual se concentran elementos volátiles aumentando mucho la presión, introduciéndose en las fracturas.

Fase hidrotermal:

(-400ºC). Son soluciones acuosas con elementos solubles.

Fases de la consolidación magmática

Fase ortomagmática: 1200 - 800 ºC. Es cuando tienen lugar las series de Bowen y la

cristalización de la mayoría de los minerales

Fase pegmatítica: 800 600 ºC. El magma residual, rico en gases, se expande y penetra por grietas formando filones ricos en cuarzo (SiO2)

Fase neumatolítica: 600 374 ºC. Los gases, al introducirse por las grietas, depositan cationes metálicos

que formarán yacimientos minerales

Fase hidrotermal: 374 100 ºC. Es el vapor de agua el que acabará depositando cationes metálicos en grietas (yacimientos de oro, plata, cobre, etc.)

Evolución magmática

A partir de un magma inicial se pueden obtener muchos tipos de magmas derivados, dependiendo de los procesos que sucedan durante su evolución

Diferenciación magmática

Asimilación magmática

Mezcla de magmas

Evolución magmática

Diferenciación magmática o gravitatoria: durante la cristalización hay una fase sólida, más densa y otra líquida menos densa. Se separan por gravedad, cayendo la fase sólida al fondo de la cámara magmática

Evolución magmática

Asimilación magmática: el magma, debido a su temperatura, funde y asimila a otras rocas encajantes, formando una roca con características distintas a la del magma original.

Mezcla de magmas: magmas distintos se unen y dan uno con características distintas a los iniciales

Las series de reacción de Bowen no explican la diversidad de rocas magmáticas que hay, ya que consideran al magma como un sistema cerrado

En realidad, la evolución del magma, cuando asciende por la litosfera, sufre tres procesos:

Diferenciación magmática

Asimilación magmática

Mezcla de magmas

Separación de minerales ya cristalizados del resto de la masa magmática

El magma incorpora materiales de la roca encajante

Por fusión de esta roca e

incorporación a la masa magmática

Por incorporación de fragmentos de la roca encajante que no se funden

Reacción entre las sustancias del magma y los

minerales de la roca encajante

Cuando una cámara magmática con magma en diferenciación es

invadida por otra masa de magma, por lo que la composición química

resultante será diferente

Vulcanismo Volcán: fractura en la

corteza terrestre por donde asciende material procedente del manto

Partes de un volcán:

Cámara magmática: estructura donde se encuentra el magma.

Chimenea: conducto por donde asciende el magma al exterior.

Cráter: orificio por el que el magma emerge al exterior.

Cono volcánico: edificio volcánico o montaña que rodea al cráter,

formada por la acumulación de los materiales que salen al exterior.

Cono secundario: abertura secundaria por donde sale magma.

Los materiales arrojados en una erupción volcánica pueden ser de tres tipos:

Productos sólidos: denominados piroclastos y pueden ser de distintos tipos (cenizas, lapillis y bombas volcánicas).

Productos líquidos: se trata de la lava, que es material fundido a alta temperatura, que será más o menos fluido dependiendo de su constitución (cuanto más ácidos más viscosos).

Productos gaseosos: se desprenden del magma al salir al exterior y son principalmente vapor de agua, dióxido de carbono, dióxido de azufre, sulfuro de hidrógeno.

Tipos de volcanes Volcán Hawaiano:

el magma es fluido, el gas acumulado en el magma se libera fácilmente. Produce erupciones tranquilas y forma extensas coladas de lava. kilauea

Volcán estromboliano: el magma es menos fluido. Se producen desprendimientos abundantes de gases con explosiones moderadas y coladas extensas de lava.

Estromboli

Volcán vulcaniano: la lava es viscosa y llega a taponar el cráter produciendo explosiones violentas.

Volcán Vulcano (Sicilia)

Volcán peleano: el magma es muy viscoso, los gases escapan con dificultad, por lo que originan erupciones muy explosivas.

El magma tapona el cráter, formando un domo o pitón, provocando que aumente mucho la presión en la cámara magmática.

Monte Pele (Isla de Martinica)

Actividad volcánica asociada

Fumarolas: manantiales de vapor de agua y gases calientes.

Actividad hidrotermal:

Emisión de agua caliente

La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticas

La clasificación de las rocas magmáticas por su textura y composición químicaPlutónicas (textura fanerítica) y Volcánicas (textura afanítica)

De magma félsico

De magma intermedio

De magma máfico

De magma ultramáfico

De magma máfico

De magma intermedio

La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticas

La clasificación de las rocas magmáticas por su composición química (II)

La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticas

Texturas

FILONIANA VOLCÁNICA