Tema 2: Clasificacin y nomenclatura de las

rocas gneas

Anlisis de roca total de 41,000 rocas gneas alrededor del mundo

Continuidad en las composiciones de las rocas Variedad de texturas Ambientes geolgicos diversos

Parmetros usados para la clasificacin de rocas gneas

1. Cualitativa: observaciones petrogrficas (p.e. presencia o ausencia de Qtz, textura)

2. Cuantitativa: datos petrogrficos (p.e. % Qtz)

3. Composicin qumica (p.e. posicin en el diagrama TAS)

Clasificacin cualitativa: tamao de grano

Clasificacin cualitativa: tamao de grano

Roca con mineraloga basltica

Basalto

Microgabro: dolerita o

diabasa

Gabro

Clasificacin por el % mineral: ndice de color

Proporcin de minerales claros y minerales oscuros (% en volumen)

Oscuros: mficos o ferromagnesianos Claros: flsicos % de minerales mficos = ndice de color Conteo de puntos

Clasificacin por el % mineral: ndice de color

Composicin por composicin qumica: cido v.s. bsico

Es necesario hacer un anlisis qumico de la roca

No es posible clasificar una muestra colectada en campo o estudiada bajo el microscopio

Clasificacin por composicin qumica: cido v.s. bsico

Contenido de SiO2 contenido de cuarzo Contenido de SiO2----> 40% - 75% (componente qumico) Contenido de cuarzo 30% (mineral)

Nomenclatura de rocas gneas

Cualitativa Petrografa Cuantitativa

Composicin qumica

Composicin modal Textura: tamao de grano y arreglo mineral

Nomenclatura petrogrfica COMPOSICIN MODAL

1. Minerales esenciales: su presencia determina el nombre de la roca.

2. Minerales tipo: su presencia no determina el nombre de la roca pero permite calificarla, distinguindola de otras.

3. Minerales accesorios: minerales que nos dan poca informacin de la composicin de la roca y no contribuyen a la nomenclatura.

4. Minerales post-magmticos: minerales que se forman despus de la cristalizacin completa del magma (hidrotermales, secundarios).

Minerales esenciales p.e. basalto: plagioclasa, augita

ol

p.e. olivino en un basalto: basalto de olivino Minerales tipo

apatito

Minerales accesorios

zircn

titanita

Adems: xidos de Fe-Ti son minerales accesorios comunes en rocas gneas (p.e. ilmenita, magnetita, etc.)

zeolitas

Minerales postmagmticos

clorita sericita

hidrotermal

reemplazamiento secundario

Ejemplos de la jerarquizacin mineralgica en rocas gneas de grano fino

Se aplica a rocas de grano grueso en las que sea posible determinar la composicin modal.

Procedimiento: 1. Anlisis modal. Determinar las proporciones en volumen (% en volumen) de los distintos minerales que constituyen la roca

Rocas de grano grueso con base en la composicin modal

2. Determinar los siguientes parmetros (la suma Q+A+P+F+M debe ser 100%):

Q = Cuarzo o sus polimorfos tridimita, cristobalita

A = Feldespato alcalino (ortoclasa, microclina, perthita, anorthoclasa, sanidina).

P = Plagioclasa

F = Feldspatoides (nefelina, leucita, kalsilita, sodalita, noseana, hayna, analcima, etc.)

M = Minerales mficos y minerales relacionados. Incluye todos los minerales distintos a QAPF: olivino, piroxeno, anfbol, micas, minerales opacos, minerales accesorios (zircn, apatita, titanita, etc.), epidota, allanita, granate, melilita, monticellita, wollastonita, carbonatos primarios, etc.

Clasificacin basada en la composicin modal IUGS

Recalcular los tres minerales restantes al 100%: Q, A, P (Ternario superior) A, P, F (Ternario inferior)

Si M < 90 % Streckeisen

Sienita feldesptica

Granitoide rico en cuarzo

90 90

60 60

20 20 Cuarzosienita feldesptica

Cuarzo- sienita

Cuarzo- monzonita

Cuarzo- monzodiorita

Sienita Monzonita Monzodiorita Sienita

feldespatoidea

5 10 35 65

Monzonita feldespatoidea

Monzodiorita feldespatoidea

90

10

Monzosienita de foid

Monzodiorita de foid

Cuarzodiorita / Cuarzogabro

5

10

Diorita/Gabro/ Anortosita

Diorita/Gabro de foid

60

Foidolita

Grano- diorita

Q

P

F

60

A

Sienita feldesptica

feldespatoidea

Monzo- Sieno-

Granito

Los trminos foid y feldespatoidea deben ser reemplazados por el nombre del feldespatoide presente, p. ej. Sienita de nefelina, Monzonita nefelnica, leucitolita

Gabro: An > 50 Diorita: An < 50 Anortosita: M < 10

10Piroxenita con plagioclasa

Norit

aGabronorita

Gabro

Opx Cpx

Plg Plg Gabros con Opx

Rocas gabricas

Plagioclasa

Olivino Piroxeno

90

Rocas ultramficas con plagioclasa

Gabro de olivino Gabronorita de olivino

Norita de olivino

Anortosita

10

ROCAS GABROICAS

Plagioclasa

Hbl Px

90

Piroxenita de Hbl con Plg

Gabro de Px y Hbl Gabronorita de Px y Hbl

Norita de Px y Hbl

Anortosita

10

ROCAS GABROICAS

Piroxenita con plagioclasa

Hornblendita con plagioclasa

Rocas gabricas con Hbl

Hornblendita de Px con Plg

Rocas ultramficas

Si M > 90 %

Opx Cpx

Ol

90

Lherzolita

Dunita

10 Websterita de olivino

Websterita

40

Ortopiroxenita

Clinopiroxenita

Ortopiroxenita de olivino Clinopiroxenita

de olivino

PERIDOTITAS

PIROXENITAS

Px Hbl

Ol

90

Peridotita de piroxeno y hornblenda

Dunita

10

Piroxenita de olivino

y hornblenda

Piroxenita de hornblenda

40

Piroxenita Hornblendita

Piroxenita de olivino Hornblendita

de olivino

PERIDOTITAS

PIROXENITAS Y HORNBLENDITAS

Peridotita de piroxeno

Peridotita de hornblenda

Hornblendita de olivino y piroxeno

Hornblendita de piroxeno

Rocas ultramficas con hornblenda

Si contienen granate o espinela se aade el modificador, p. ej.:

< 10% : Lherzolita con granate > 10% : Lherzolita de espinela

Rocas de grano fino basada en la composicin modal

Los trminos foid y feldespatoidea deben ser reemplazados por el nombre del feldespatoide presente, p. ej. Latita nefelnica, Leucitita

Traquita feldesptica

90 90

60 60

20 20 Traquita

feldesptica Cuarzo- traquita

Cuarzo- latita

Basalto Andesita

Traquita Latita Traquita

feldespatoidea

5 10 35 65

Latita feldespatoidea

90

10

Fonolita tefrtica

Basanita fonoltica (ol > 10%) Tefrita fonoltica (ol < 10%)

5

10

60

Foidita fonoltica

Dacita

Q

P

F

60

A

Traquita feldesptica

feldespatoidea

Riolita

90 90

Foidita

Foidita basantica (ol > 10%) Foidita tefrtica (ol < 10%)

Basanita (ol > 10%) Tefrita (ol < 10%)

Se aplica cuando es posible determinar la composicin

modal de rocas de grano fino

Rocas gneas exticas

Carbonatitas

Rocas melilticas

Rocas kalsilticas

Kimberlitas

Lamproitas

Rocas leucticas

Lamprfidos

Ver esquema de clasificacin en: Le Maitre, R.W. (ed.), 2003, Igneous rocks, A classification and glossary of terms, Recommendations of the International Union of Geological Sciences, Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks: Cambridge University Press, 237 pp.

Nomenclatura petrogrfica: TEXTURAS BSICAS Afantica Fanertica

Porfirtica Vtrea

Parntesis a la nomenclatura

Texturas gneas: Nucleacin y crecimiento de cristales Los cristales se forman en dos procesos consecutivos: Nucleacin y Crecimiento La forma en que ocurren estos procesos determinan en gran medida la textura de la roca.

Nucleacin Formacin de pequeos agregados de molculas en un magma, a partir de los cuales crecen los cristales. Tienen estructura cristalina y dimetro en el orden de 10 nm (1 nm = 10-9 m). La nucleacin ocurre ms fcilmente en magmas poco polimerizados.

Los cristales se forman cuando su energa libre es menor que la energa libre del magma. Este cambio se puede deber a cambios en T, P o concentracin de algn componente.

G = energa libre = energa superficial T = sobreenfriamiento

Los cristales son estables a partir de Te (Gcristal < Gliq), pero debido a su pequeo tamao, los ncleos embrinicos tienen una alta energa superficial que incrementa la energa libre total del cristal. La formacin de ncleos estables requiere de sobreenfriamiento.

Te: Temperatura de equilibrio le: Composicin del lquido en equilibrio pe: Composicin de plagioclasa en equilibrio T: Sobreenfriamiento Te-Ts

1. Para la formacin de cristales estables se requiere que los cristales pueden disipar calor al lquido. T del lquido debe

ser menor que temperatura del cristal. 2. Al sobreenfriar el lquido a Ts se formarn ncleos con composicin ps y temperatura = Ts.

Lq. Plg Ab An

Nucleacin y crecimiento de cristales

Tasas de nucleacin y crecimiento ideales en funcin de la

temperatura.

Enfriamiento lento: Poco sobreenfriamiento (Ta), se forman pocos ncleos que crecen rpido, dando lugar a pocos cristales de grano grueso. Enfriamiento rpido: Sobreenfriamiento mayor a Tb. Nucleacin rpida y crecimiento ms lento produce muchos cristales de grano fino. Enfriamento muy rpido: Sobreenfriamiento a Tc. Nucleacin prcticamente ausente, se produce roca vtrea.

Nucleacin y crecimiento de cristales

Nucleacin

Pun

to d

e fu

sin

Temperatura

Tasa

Ta Tb Tc

a) b)

Resultados experimentales de densidad de nucleacin y tasa de crecimiento en funcin del sobreenfriamiento para: a) Granodiorita sinttica con 6.5% de H2O b) Granito sinttico con 3.5% de H2O

Nucleacin y crecimiento de cristales

Variacin en la densidad de cristales del margen hacia el centro de un dique toletico de 106 m de ancho.

Acaba parntesis

Textura Porfirtica Fenocristales de eudricos a subdricos en matriz fina. Fenocristales se forman en una

etapa temprana de cristalizacin.

Textura Intergranular Cpx y Ol andricos ocupan los espacios entre

listones de Plg. Crecimiento a partir de muchos ncleos a tasas similares para todos los minerales.

Textura Oftica Piroxeno crece a partir de pocos ncleos y

parcialmente encierra a Plg.

Textura Poikiltica Grandes cristales crecen en gran parte de la roca y encierran completamente a granos ms pequeos.

Tasa de nucleacin y crecimiento

Textura Holocristalina Roca compuesta completamente por

material cristalino. Ej. Anortosita.

Textura Holohialina Roca compuesta completamente por

material vtreo. Ej. Obsidiana.

Textura Hipocristalina Contiene cristales y material vtreo. Dominan los cristales. Ej. Andesita.

Textura Hipohialina Contiene cristales y material vtreo. Domina el

material vtreo. Ej. Ignimbrita riolitica.

Ol

Cpx

Plg

V

Grado de cristalinidad

Ol

V

Textura hipidiomrfica Cristales eudricos, subdricos y andricos.

Ej. Norita.

Textura alotriomrfica Cristales andricos. Tpica de rocas casi

monominerlicas. Ej. Dunita.

Textura intersertal Vidrio en los inersticios de cristales.Tpica de basaltos.

Textura vitrofrica Fenocristales dispersos en matriz vtrea.

Contenido de material vtreo

Forma de cristales

Zoneamiento o zonificacin qumica-mineral

Nomenclatura de rocas gneas

Cualitativa Petrografa Cuantitativa

Composicin qumica Concentracin absoluta de slice

Nomenclatura qumica

Lmites de la nomenclatura petrogrfica.

Rocas de grano muy fino Rocas con abundante vidrio

Plagioclasa

Clinopiroxeno?

2 mm

Lava basltica

Elementos mayores: > 1%

SiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MgO CaO

Na2O K2O H2O

Elementos menores: 0.1 - 1% (Usualmente se incluyen con los elementos mayores)

TiO2 MnO P2O5 CO2

Elementos traza:

Concentracin absoluta de slice

Diagrama TAS: lcalis-slice totales

IUGS International Union of Geological Sciences Le Maitre, 2002 Clasificacin qumica de rocas afanticas, donde no es posible determinar la composicin modal (% minerales) Los anlisis deben ser recalculados al 100%, base seca (sin voltiles).

La composicin mineralgica de una roca se correlaciona ampliamente con la composicin qumica, PERO NO ES PERFECTA. El nombre obtenido para una roca cristalina a partir del TAS pude diferir del nombre petrogrfico Los elementos alcalinos (K, Na) son cationes mviles surante procesos post-magmticos, por lo que sus concentraciones pueden cambiar.

Precauciones en el uso del Diagrama TAS

Saturacin de slice

Anlisis de elementos mayores traducido a porcentajes de minerales hipotticos (normativos).

Composicin normativa CIPW Basaltos: pl, cpx, ol.

Minerales normativos end-members, anhidros

Procedimiento matemtico

Minerales normativos minerales reales

Saturacin de slice

62

Aumenta SiO / Na O2 2

Nefelina AlbitaAlbita +NefelinaAlbita +cuarzo

SUB-SATURADAS

SOBRE-SATURADAS

SATU

RA

DA

S

Minerales normativos Sobresaturadas: q Saturadas: hy (sin q, ne, ol) Subsaturadas: ol, ne

q: cuarzo hy: hiperstena (opx) ne: nefelina ol: olivino

Se aplica principalmente a la clasificacin de rocas cidas.

ndice de saturacin en almina:

Al2O3 / (K2O+Na2O+CaO)

(=1 en feldespatos y feldespatoides)

Hiperaluminoso Metaluminoso Hiperalcalino

Saturacin de almina

Saturacin de almina

Grado de saturacin Serie Minerales diagnsticos

Sobresaturada Hiperaluminosa Muscovita, biotita rica en Al, cordierita, silimanita, andalusita, corindn, granate (almandino-espesartita, turmalina, topacio.

Subsaturada Metaluminosa Piroxeno, biotita pobre en Al, hornblenda

Hiperalcalina Anfboles alcalinos (p. ej., riebeckita), Piroxenos alcalinos (egirina), olivino fayaltico, ferrohedenbergita

Aumenta grado de saturacin de Al

Aumenta grado de saturacin de Ca

Series de rocas magmticas

15,164 muestras

La lnea azul separa las rocas que contienen nefelina normativa. Define el lmite entre rocas alcalinas y subalcalinas

Tendencias qumicas en reas geogrficas particulares.

Estas tendencias se han agrupado en series magmticas.

Rocas alcalinas v.s. sub-alcalinas

Rocas alcalinas Rocas enriquecidas en lcalis

respecto a slice. Sub-saturadas en slice. Nefelina normativa.

Feldespatoides Analcima Feldespato alcalino Anfboles alcalinos Clinopiroxeno Soluciones slidas biotita-

flogopita Olivino

Rocas sub-alcalinas Saturadas y sobresaturadas en

slice. No nefelina normativa. Feldespatos Hornblenda Clinopiroxeno (augita) Ortopiroxeno Biotita Cuarzo Olivino

Rocas sub-alcalinas Tholeticas: enriquecimiento en Fe Tholeticas

Son las rocas ms comunes en la superficie de la tierra (>90 % vol.). Cubren el suelo ocenico, son comunes en arcos insulares y en basaltos continentales de meseta.

Calcialcalinas Rocas comunes y tpicas de zonas de subduccin.

Tema 2: Clasificacin y nomenclatura de las rocas gneasSlide Number 2Parmetros usados para la clasificacin de rocas gneasClasificacin cualitativa: tamao de granoClasificacin cualitativa: tamao de granoClasificacin por el % mineral: ndice de colorClasificacin por el % mineral: ndice de colorComposicin por composicin qumica: cido v.s. bsicoClasificacin por composicin qumica: cido v.s. bsicoNomenclatura de rocas gneasNomenclatura petrogrficaCOMPOSICIN MODAL Slide Number 12Slide Number 13Slide Number 14Slide Number 15Slide Number 16Slide Number 17Slide Number 18Slide Number 19Slide Number 20Slide Number 21Nomenclatura petrogrfica: TEXTURAS BSICASParntesis a la nomenclaturaSlide Number 24Slide Number 25Slide Number 26Slide Number 27Acaba parntesisSlide Number 29Slide Number 30Slide Number 31Slide Number 32Nomenclatura de rocas gneasSlide Number 34Nomenclatura qumicaSlide Number 36Concentracin absoluta de sliceSlide Number 38Precauciones en el uso del Diagrama TASSaturacin de sliceSaturacin de sliceSlide Number 42Saturacin de alminaSeries de rocas magmticasSlide Number 45Rocas alcalinas v.s. sub-alcalinasRocas sub-alcalinas