ROCAS GENERADAS EN EL CICLO ENDOGENO
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ROCAS IGNEAS
Consideramos rocas ígneas aquellas que resultan de la cristalización de un magma. Por
magma puede entenderse una mezcla silicatada parcial o totalmente líquida, generalmente
como resultado de la fusión de rocas preexistentes.
La composición química de los magmas es muy diversa y por
lo tanto lo es también el conjunto de rocas que se obtienen luego de su cristalización
por enfriamiento. El proceso en si que lleva a la consolidación de un magma es también
un factor que incide en el producto resultante, iguales composiciones químicas, pero
diferentes condiciones de solidificación dan como producto rocas de aspecto muy diverso.
El estudio de las rocas se basa en métodos propios de la mineralogía, geología,
química y de la física, y requiere la identificación precisa de los minerales
presentes. La mayoría de las veces las rocas son heterogéneas, es decir, están
compuestas por más de una fase mineral, y además de su identificación precisa es
necesario describir o cuantificar las relaciones entre las especies que integran la roca
(su textura) textura).
Existen diferentes criterios para clasificar una roca ígnea, algunos se basan en su
quimismo, otros en su composición mineral y todos ellos de alguna manera tienen en cuenta
la textura. Aunque nuestro objetivo es aprender a reconocer las rocas ígneas más
frecuentes en nuestro país, debemos además prestar alguna atención a criterios de
clasificación química a los efectos de conocer el significado de algunos términos
comúnmente empleados en la bibliografía geológica.
Clasificación textural de las rocas ígneas:
Este criterio de clasificación atiende a la forma, disposición y tamaño relativo de los
cristales constituyentes de una roca, pasando por alto las especies minerales
involucradas. En este sentido, el cuadro se considera suficientemente explícito como para
reconocer a que categoría textural pertenece una roca dada.
La textura de la roca es directamente
dependiente del ambiente geológico (profundidad) de cristalización del magma, es así
que se pueden distinguir:
 a) rocas
intrusivas (o plutónicas): cristalizadas lentamente en profundidad. El descenso muy
gradual de la temperatura permite que los minerales se desarrollen, obteniéndose texturas
granudas.
b) rocas hipabisales (o filonianas): cristalizadas a profundidad intermedia, en filones,
diques, sills, apófisis, etc. Suelen "heredar" algunos cristales de mayor
tamaño de la cámara magmática, los que quedan inmersos en una matriz de grano fino. La
textura resultante es la porfírica.
c) rocas efusivas (o volcánicas): cristalizadas en superficie, bajo condiciones de
presión atmosférica. Las bajas temperaturas impiden el desarrollo de cristales de
tamaño visible, y las condiciones de presión habilitan la desgasificación, responsable
en el caso de los basaltos de los niveles vesiculares o vacuolares superiores.
Clasificación química de las Rocas Igneas:
Todas las rocas ígneas pueden ser clasificadas en base a su quimismo, aunque este
criterio es especialmente apto para aquellas de grano muy fino (afaníticas) o vítreas,
para las cuales la mineralogía es imposible de definir.
Una vez analizada, los resultados composicionales son expresados -por lo general- en
porcentaje en peso de los óxidos de los elementos mayoritarios: sílice (SiO2), aluminio
(Al2O3), hierro (FeO - Fe2O3), magnesio (MgO), manganeso (MnO), titanio (TiO2), calcio
(CaO), sodio (Na2O) y potasio (K2O). A estos valores suele agregárseles los del fósforo
(P2O5) y pérdida de agua por ignición (H2O-).
Si construyésemos un gráfico de frecuencia respecto al porcentaje de sílice en el total
de la corteza terrestre, veríamos que la distribución es bimodal, con dos máximos: uno
en el entorno del 50% (rocas de afinidad basáltica) y otro en el entorno del 70% (rocas
graníticas). Esto significa que en la naturaleza hay una gran escasez, en volumen, de
rocas con contenido de sílice entre 54 y 66%.
Tradicionalmente las rocas con bajo contenido de sílice se han denominado rocas básicas
y aquellas con alto contenido se llamaron rocas ácidas. Esta clasificación sigue en uso,
y es necesario aclarar que se basa exclusivamente en el contenido en sílice de la roca,
sin connotaciones respecto al "pH" de la misma.
El resto de los óxidos que componen la roca presentan un comportamiento particular
respecto al porcentaje de sílice, y sus tendencias pueden ser referidas al mismo. Esto se
ejemplifica en la figura siguiente:
Las conclusiones más relevantes son:
El porcentaje de los óxidos de sodio y
potasio aumentan proporcionalmente con el óxido de silicio. Esto se ve reflejado en la
mineralogía de las rocas ácidas, ricas en feldespatos potásicos y plagioclasas
sódicas.
Inversamente, los óxidos de hierro, calcio y
magnesio disminuyen proporcionalmente con el tenor de sílice. De allí que en las rocas
básicas dominen minerales ferromagnesianos como el piroxeno, anfíboles, olivinos, etc.;
y las plagioclasas sean más cálcicas.
El aluminio, sin embargo, permanece
aproximadamente constante en ambos grupos de rocas, en alrededor de 14% en peso de las
mismas.
La relación entre la composición química y la mineralogía resultante se intenta
ejemplificar con la figura siguiente. Esta es una pauta general para relacionar la
composición química, y específicamente el contenido en sílice, con la mineralogía.
Se representa en el eje horizontal el tanto por
ciento del óxido de silicio y en el eje vertical el porcentaje en volumen de los
minerales.
Ejemplo: una roca con 65% de sílice en peso tendría una mineralogía compuesta por 10%
de cuarzo, casi 30% de feldespato potásico, aproximadamente 35% de plagioclasa (60%
molécula anortítica y 40% de molécula albítica), 15% de hornblenda y un 10% de
biotita.
El orden de cristalización de los minerales en la roca está condicionado por la
composición química del magma y la tasa de enfriamiento. N. L. Bowen estudió por
primera vez el orden de cristalización para las rocas basálticas, definiendo dos series:
una continua, representada por los feldespatos de la familia de las plagioclasas, y otra
discontinua, en la que los minerales formados son reabsorbidos totalmente por el líquido
a medida que la temperatura desciende.
La serie de cristalización de Bowen se discutirá más adelante sus implicancias con la
susceptibilidad de meteorización de las rocas ígneas.
Petrogénesis de Rocas Igneas
Como ya ha sido establecido, las rocas ígneas son el resultado de la cristalización de
un fundido silicatado llamado magma. El magma, a su vez, es la consecuencia de la fusión
parcial de una roca preexistente.
La composición química del magma (y por ello, la de la roca formada a sus expensas)
será función de la composición química de la roca de partida, el grado de fusión
parcial (dependiente de la temperatura y presencia o ausencia de volátiles), y de la
duración del fenómeno.
La fusión parcial puede ser concebida como un proceso de destilación fraccionada, en la
que una roca se ve sometida a un aumento gradual de la temperatura circundante hasta que
se alcanza el punto de fusión de uno o más de sus componentes. De esta manera se logra
un "líquido" con la composición química de la/las fases minerales de menor
punto de fusión y un residuo refractario (restita). El líquido formado (magma) podrá
moverse hacia otra posición distinta a la de su área fuente (deslocalizarse) si las
condiciones de presión confinante, permeabilidad del medio y grado de fusión se lo
permiten.
La forma de ascenso del magma desde su área fuente (por lo general la base de la corteza
o la interface corteza - manto) hasta su lugar de emplazamiento ha sido sujeto de
discusión, llegando a varios modelos conceptuales. Sin embargo, todas tienen en común la
presencia de estructuras profundas (cámaras magmáticas) de diverso tamaño y geometría;
estructuras subsuperficiales en forma de diques, filones o sills; y estructuras
superficiales o volcánicas (derrames de lava, coladas, conos volcánicos, domos, etc.).De
esta manera un mismo magma podrá emplazarse en distintos "ambientes
geológicos" o profundidades.
El resultado serán rocas con igual composición química e idéntica mineralogía, pero
con texturas diferentes. El cuadro siguiente ejemplifica este hecho:
| Plutónica |
Hipoabisal |
Extrusiva |
| Granito |
Microgranito |
Riolita |
| Sienita |
Microsienita |
Traquita |
| Granodiorita |
|
Riodacita |
| Tonalita |
|
Dacita |
| Gabro |
Diabasa |
Basalto |
Recordemos nuevamente que la separación de las rocas ígneas en básicas y ácidas se
basa exclusivamente en el porcentaje de óxido de sílice. De esta manera, serán rocas
básicas aquellas con menos de 55% de SiO2, y ácidas las que posean más del 60% en peso
de SiO2. Otra característica distintiva de las rocas ácidas respecto a las básicas es
la presencia de "cuarzo libre" o cristales de cuarzo visibles a simple vista
(como en un granito).
Las rocas ígneas se distribuyen inhomogéneamente en la corteza terrestre. Las rocas
ácidas y básicas se mantienen separadas no solamente en su ambiente de generación:
magmas basálticos en dorsales meso-oceánicas y magmas graníticos en zonas de
subducción; sino también en su forma de yacencia.
Los basaltos -equivalente extrusivo de los gabros- son las rocas básicas más comunes en
la superficie de nuestro planeta, mientras que los granitos -equivalentes plutónicos de
las riolitas- son las rocas ácidas que predominan en la Tierra. Estrictamente, la
composición química promedio de la corteza continental se sitúa en el entorno a la
granodiorita. Esta roca es el equivalente intrusivo de las andesitas, principal lava
eruptada en los volcanes de las zonas de subducción.
Obsérvese la etimología de andesita, que significa "roca de los Andes", en
clara referencia a su lugar de origen.
La frase "mucho granito y poco gabro - mucho basalto y poca riolita" es bien
conocida entre los petrólogos y geólogos desde principio de siglo.
Para terminar con esta pequeña y somera reseña sobre petrogénesis de rocas ígneas se
presenta el siguiente esquema, donde se señalan los ambientes geotectónicos de
generación de magmas en la Tierra.
Las rocas basálticas resultan de la fusión parcial (anatexis) del manto superior, que
posee una composición ultrabásica. Es posible observar que en las zonas de formación de
corteza oceánica (ridges meso-oceánicos) y en las islas oceánicas (como Hawaii) la roca
que está sufriendo los procesos de anatexis es el manto terrestre. Por el contrario, en
las zonas de subducción la corteza oceánica se sumerge por debajo de la continental;
como resultado de este proceso se introduce agua en el manto, que actúa como fundente,
permitiendo la fusión parcial de la base de la corteza continental y de los sedimentos
acarreados sobre la corteza oceánica.
Anexo: Mineralogía de las principales
rocas igneas (de Strahler: Geografía Física)
(Strahler, Geografía
Física. Editorial Omega 1974)
Resumido y adaptado de http://www.fagro.edu.uy/geologia/web/Mat_Apo/RyM/rym-3.htm
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