INFORME 2 : ROCAS ÍGNEAS

Rocas

Podemos considerar a una roca como un sólido compuesto por más de un mineral o mineraloide, así un solo cristal no se considera como una roca, sin embargo la unión de dos cristales si, incluso si son del mismo mineral técnicamente es una roca. Los minerales o mineraloides pueden ser lo suficientemente grandes como para ser fácilmente identificados, como en algunos granitos, apenas distintivos como en un esquisto, o en una mezcla de gránulos microscópicos como en una pizarra.

Una roca ni siquiera tiene la necesidad de presentar cristales, ya que puede presentar un estado sólido no cristalino, una mezcla amorfa en la que los productos químicos no se cristalizaron en minerales, como en la obsidiana.

En general se considera que las rocas sólo son objetos naturales, pero a veces sustancias artificiales se incluyen como rocas.

Existen tres clases principales de rocas, clasificadas de acuerdo a la forma en que se originaron, primero encontramos las rocas ígneas, formadas a partir del enfriamiento del magma. Con el tiempo, los distintos procesos de meteorización y erosión de las rocas dan lugar a partículas que pueden asentarse en camas, luego son comprimidas y cimentadas dando lugar a las rocas sedimentarias. Si estas rocas son enterradas, calentadas y altamente comprimidas, se transformaran en rocas metamórficas. Si estas rocas siguen siendo calentadas y comprimidas hasta el punto en que se funden, entonces la roca fundida podría eventualmente formar otra roca ígnea. Esto se conoce con el nombre del ciclo de las rocas. Se forma un círculo completo cuando una roca se puede transformar en otra. Pueden incluso dar lugar a una roca diferente de su propia clase, una roca sedimentaria, como una arenisca puede ser erosionada y degradada y los fragmentos podrían eventualmente transformarse en un esquisto.

Clasificación Geológica de las Rocas y los Ciclos Geológicos

Como se ha visto, las rocas son materiales sólidos que hacen parte fundamental de la superficie terrestre de la tierra, la cual a su vez tiene un orden de clasificación que le permite funcionar de acuerdo a los antecedentes que hayan tenido y su estructura. Esta clasificación se puede dar a cabo por muchos criterios tales como la composición química, la textura, la permeabilidad, etcétera. Pero en geología las rocas se clasifican debido a sus orígenes en ígneas, sedimentarias y las rocas metamórficas.

Estas clasificaciones se dan a su vez por que las rocas están sometidas a continuos cambios por las acciones de los agentes geológicos que se llevan a cabo en el interior y exterior de la estructura terrestre por lo que son llamados los ciclos geológicos.

De estos tres tipos de rocas, las que se originan primero son las rocas ígneas, las cuales son formadas en el interior de la corteza terrestre con una alta presión de gases disuelto, los cuales generan una expulsión a través de las grietas hasta la superficie terrestre en forma de erupción volcánica por lo que después llega a un proceso de enfriamiento donde el magma y los materiales expulsados se cristalizan cuando hace contacto con el agua y el anhídrido carbónico. Estas rocas suelen ser muy duras, precisamente por que están formadas de la masa magma.

Debido a estos efectos, estos materiales se desintegran y se descomponen llamándose así el proceso de meteorización por lo que después son transportados y depositados por acción del agua, del viento, las raíces de las plantas y del hielo generando erosiones y formando concentraciones de elementos sólidos o líquidos en el fondo de los ríos y lagos donde con los años, se van acumulando fragmentos de material formando gruesas capas de sedimentos.

Los sedimentos que se convierten en rocas, sufren cambios por lo que al principio el agua es extraída de cada capa. Un cambio se da cuando se acumulan capas de sedimentos, la capa más profunda es aplastada por el peso de la arena o el barro que tiene encima. Los granos se comprimen cada vez más, por lo que el agua es expulsada hacia arriba y se mezcla con la del lago o el mar que hay encima. Otro cambio se produce cuando el material se convierte se convierte en una especie de cemento y al pasar de los años el agua queda alrededor de los granos conteniendo minerales disueltos. Al perder el agua las disoluciones de los minerales se cristalizan en el espacio formando fragmentos de rocas sedimentarias.

Después de que las rocas ígneas y sedimentarias queden sometidas a una alteración y se modifiquen en su estructura sólida por temperaturas y presiones elevadas y también por estar en contacto con una masa magmática, están dando lugar a la formación de rocas metamórficas llamadas así porque las rocas cambian de forma. Además en este proceso se crean otros minerales.

Pese a la conformación de cada una de las rocas anteriores, los expertos en rocas aseguran que para clasificar una roca ya sea ígnea, sedimentaria y metamórfica, se deben tener en cuenta cada uno de los elementos que le permiten su funcionamiento y conformación, toda vez que sus minerales varían de acuerdo a su textura, forma y tamaño.

Por estos motivos cada roca requiere un tratamiento especial de examinación, para poder identificar su composición química que se utiliza para la definición y estudio de los tipos de suelo. Tiene aplicaciones en agricultura y ganadería, y sirve para determinar el grado de fertilidad de las tierras y su mejor aprovechamiento.

Otro de los aspectos a comprobar es su origen, como se dijo anteriormente, para poder determinar el proceso de formación y su mayor parte de características.

En la clasificación de una roca se deben tener cuenta varios factores que tienen que ver con obtener una muestra de la roca a estudiar, definir su orden, su tipo de textura e identificarla en el grupo a que pertenece. De igual manera para obtener mayor información de la roca, es preciso consultar una tabla que permita ubicar el nombre de la roca y así saber a qué clase pertenece. Para comprobar la clasificación de la roca, es necesario investigar sobre ella.

Rocas Ígneas

Las rocas ígneas (del latín igneus- que proviene de ignis- fuego) o magmáticas constituyen la mayor parte de la porción sólida de la Tierra, por lo menos en su zona exterior. Las rocas ígneas se forman a partir del enfriamiento y solidificación de un fundido silicatado o magma (masa rocosa/viscosa cuyos principales elementos son sílice y oxígeno, además de potasio, sodio, calcio, magnesio, aluminio y hierro). La solidificación del magma y su consiguiente cristalización puede tener lugar en el interior de la corteza, tanto en zonas profundas como superficiales, o sobre la superficie exterior de ésta.

Si la cristalización tiene lugar en una zona profunda de la corteza a las rocas así formadas se les denominan rocas intrusivas o plutónicas (de Plutón, el dios del mundo inferior en la mitología clásica). Por el contrario, si la solidificación magmática tiene lugar en la superficie terrestre a las rocas se las denomina rocas extrusivas o volcánicas (de Vulcano, dios del fuego en la mitología clásica que tenia su residencia bajo el volcán Etna). Por último, si la solidificación magmática se produce cerca de la superficie de la tierra, de una manera relativamente rápida y el magma rellena pequeños depósitos (p.ej. diques, filones, sills, lacolitos, etc.) a las rocas así formadas se las denomina subvolcánicas o hipoabisales. Estas rocas también reciben el nombre de rocas filonianas, ya que habitualmente están rellenando grietas o filones.

Las rocas ígneas están constituidas principalmente por:

• Feldespatos 50%

• Cuarzo 20%

• Olivino, piroxenos y anfibol 17%

• Micas 7%

• Los demás minerales se encuentran en pequeñas proporciones.

Las rocas ígneas, pueden ser clasificadas, de acuerdo a parámetros químicos, ó mineralógicos:

De acuerdo al contenido de silicio las rocas ígneas se clasifican así:

• ácido rocas ígneas con alto contenido de silicio, mayor al 63%, de SiO2 (ejemplos riolita y dacita).

• intermedio rocas ígneas conteniendo entre 52 - 63%, de SiO2 (ejemplo andesita).

• básico rocas ígneas que tienen bajo silicio, 45 - 52%, y típicamente alto contenido de hierro -magnesio (ejemplo basalto).

• ultrabásico rocas ígneas, con menos de 45% silicio. (ejemplos picrita y komatita).

Cristalización, minerales y elementos químicos

Las rocas ígneas están compuestas fundamentalmente por silicatos, los cuales están constituidos mayoritariamente por  silicio (Si) y oxígeno (O). Estos dos elementos, junto con el aluminio (Al), calcio (Ca), sodio (Na), potasio (K), magnesio (Mg) y hierro (Fe), constituyen más del 98% en peso de la mayoría de los magmas que al solidificarse forman las rocas ígneas. Además los magmas contienen pequeñas cantidades de muchos otros elementos como azufre (S), oro (Au), plata (Ag) uranio (U), tierras raras, gases en disolución, etc.

La composición de una roca ígnea dependerá, por tanto, de la composición inicial del magma a partir del cual se ha formado. 

Los diferentes silicatos que constituyen las rocas ígneas cristalizan en un orden determinado, que está condicionado por la temperatura. La serie de cristalización de Bowen (Norman L.) (1928) nos muestra el orden de cristalización de los distintos silicatos conforme disminuye la temperatura de un magma.

En este esquema evolutivo se pueden distinguir tres grupos de minerales:

• Los ferromagnesianos denominados así por su alto contenido en hierro y magnesio (olivino, piroxenos, anfíboles, biotita). Debido a su composición son minerales de colores más oscuros. Forman una serie de cristalización discontinua, ya que los minerales cambian por pasos discretos, y cristalizan en un rango de temperaturas altas.

• Las plagioclasas. Forman una serie de cristalización continua, ya que las transformaciones ocurren progresivamente, entre la anortita y la albita. Cristalizan también en un intervalo de temperaturas altas - medias .

• Silicatos no ferromagnesianos (cuarzo, moscovita y ortosa). Son los minerales que cristalizan a menor temperatura. Estos minerales contienen una mayor proporción de aluminio (Al), potasio (K), calcio (Ca) y sodio (Na), que de hierro y magnesio.

    A las rocas con un alto contenido en minerales ferromagnesianos se les denomina máficas (máficos, del latín magnesium y ferrum). Suelen tener un índice de color alto (tonalidades oscuras). Y a las rocas con alto contenido en minerales no ferromagnesianos (cuarzo, moscovita, feldespato K, plagioclasa y feldespatoides) se les denomina félsicas (félsico, proviniente de feldespato y sílice). Son rocas con un índice de color bajo (tonalidades claras).

La importancia de la serie de Bowen radica en que en la clasificación de las rocas ígneas, la composición sigue dicha serie, los grupos de rocas coinciden con los diversos pasos de la diferenciación del magma según la serie. De ésta correlación se puede deducir que parte de la terminología que se refiere a la composición de las rocas ígneas puede indicar su génesis.

Textura

La textura revela muchas cosas sobre la historia del enfriamiento de una roca ígnea, ésta se refiere al tamaño de los granos de los minerales que componen la roca, éste tamaño depende de la velocidad del enfriamiento y cristalización del magma. Así:

Las siguientes son las principales texturas de las rocas ígneas:

• Grano muy grueso, cuando los granos tienen un tamaño mayor de 30 mm

• Grano grueso, cuando los granos tienen tamaños entre 30 y 5 mm

• Grano medio, cuando los granos tienen tamaños entre 5 y 2 mm

• Grano fino, cuando los granos tienen un tamaño menor de 2mm, pero son visibles

Es denominada también holocristalina ya que está compuesta por más de 90% en volumen de vidrio.

• Microcristalinas, cuando los cristales son reconocibles con el microscopio

• Criptocristalinas, cuando los cristales no son reconocibles con el microscopio

También se puede clasificar a las texturas, según el tamaño de los granos o gradación, de la siguiente manera:

• Muy gruesa. (3cm aprox.)

• Gruesa. (1cm a 3cm aprox.)

• Media. (1mm a 10mm aprox.)

• Fina. (<1mm aprox.)

• Densa. (Minerales muy pequeños)

Igualmente las rocas ígneas se distribuyen de acuerdo al tamaño de sus cristales, así:

Clasificación de las rocas ígneas

La clasificación de las rocas ígneas se realiza en función de la textura y de la composición química que presentan:

• Método de reconocimiento DE VISU de rocas ígneas

Para poder reconocer de visu y clasificar una roca ígnea deberemos basarnos fundamentalmente en las siguientes características:

• Textura (grado de cristalinidad y tamaño de los cristales) para establecer si es una roca intrusiva o extrusiva.

• Composición minerálógica (índice de color y reconocimiento de minerales).

Estableciendo estos parámetros en una roca ígnea podemos clasificarla en los principales grupos de rocas ígneas que podemos establecer: Félsicas (graníticas), Intermedias (andesíticas), Máficas (basálticas) y Ultramáficas (peroditíticas).

Principales Rocas Ígneas

Rocas Intrusivas

Es una roca ígnea de origen intrusivo, con formación y estructura cristalina visible, esta roca esta compuesta asi:

-Minerales esenciales:

Cuarzo: 25% - 40%

Feldespatos: mayor al 50 % (ortosa, plagioclasa)

Otro mineral esencial es la moscovita.

-Minerales accesorios:

Hornblenda, biotita, pirita, apatito, entre otros.

Es una roca ácida por su alto contenido en silicio (60-80%) y la más abundante de la corteza terrestre. El granito suele ser blanquecino o gris y con motas debidas a cristales más oscuros. El feldespato puede dar a la roca un tono rojo o de color carne.

Son rocas de baja absorción y porosidad, y una alta resistencia a la compresión, se usa en la base y la sub-base en la construcción de carreteras, no es muy favorable su uso en concretos por la presencia de pirita. La excavación de estas rocas debe hacerse mediante explosivos y su resistencia a la compresión hace que las estructuras construidas sobre granito se comporten de forma estable.

Al igual que el granito es una roca intrusiva de textura granular, Compuesta por un alto porcentaje de biotita y menor contenido en, feldespatos (con predominio de las plagioclasas) y cuarzo que el granito. El porcentaje de feldespatos es mayor que el porcentaje de cuarzo. Esta roca se considera como una transición entre granito y diorita. En cuanto a la ingeniería a la granodiorita se le considera como un granito.

Roca intrusiva, de color intermedio y estructura parecida al granito, del que se diferencia por la poca cantidad de cuarzo que contiene, su textura es fanerítica y esta constituida por hornblenda, oligoclasa o andesina, la augita y el cuarzo aparecen como mineral accesorio. La ingenieria le considera como semejante al granito pero los triturados de diorita pueden tener buena adherencia con el asfalto.

Roca ígnea intrusiva, con textura similar a la del granito, esta constituida de anfiboles, albita, se puede encontrar también piroxenos y olivino, se comporta de manera semejante a la diorita y es de color gris con puntos negros o verdes.

Roca intrusiva de color oscuro, de grano muy grueso desprovista de cuarzo. Es el equivalente intrusivo del basalto, se constituye principalmente de olivino, augita, anortita, bitownita, labradorita, los minerales accesorios que se pueden encontrar en esta roca son hornblenda y apatito.

Roca intrusiva que esta conformada casi solo por olivino y que es muy oscura, puede presentar feldespatos y hornblenda.

Rocas extrusivas

Estas rocas se forman cuando el magma fluye hacia la superficie de la tierra y hace erupción o fluye en forma de lava, luego al enfriarse da lugar a las rocas. Hay dos tipos de erupciones volcánicas: las calmadas y las explosivas y la lava puede ser ácidas o básicas según el contenido de sílice.

Esta roca extrusiva se origina a partir del magma de la misma estructura química que el granito cuando este llega a la superficie terrestre. Este magma es rico en sílice, lo que le hace viscoso.

Podemos encontrar la denominada riolita a rayas compuesta de remolinos de cristal y sustancias vítreas. Los cristales son de grano fino y contienen cuarzo, feldespato y mica.

Los minerales presentes son cuarzo, biotita y ortosa. Generalmente presenta color gris o rojo.

La mayor abundancia de esta roca la podemos ubicar en Nueva Zelanda

Esta es una roca con un alto contenido de sílice y hierro, superior al 63 %, por lo que se considera como un ácido según clasificación química.

Su composición es una composición intermedia entre la de la andesita y la de la riolita constituida principalmente por feldespato plagioclase con biotita, hornblenda, y piroxeno (augita y/o enstatita).

La palabra dacita proviene de Dacia, una provincia del Imperio romano que se encontraba entre el río Danubio y los montes Cárpatos (actualmente Rumania), que es donde primero se describió la roca.

Presenta una composición intermedia, textura microlítica. Generalmente encontramos presentes minerales como plagioclasa, piroxeno y/u hornblenda. Frecuentemente están asociados biotita, cuarzo, magnetita y esfena.

Su nombre deriva de los Andes, cordillera montañosa que corre paralela a las costas desde Venezuela hasta Patagonia. Por tal razón es una de las rocas de mayor presencia en nuestro país.

Presenta un alto contenido de hierro. Se compone mayormente de piroxeno y olivino, aunque en menores cantidades se encuantra feldespato y cuarzo.

Su estructura es afanítica, microlítica o vesicular. Es la roca extrusiva más abundante en la corteza terrestre, formada por enfriamiento rápido del magma expulsado del manto por los volcanes.

Cuando no presenta meteorización, es decir procedente de bancos sanos esta roca constituye un muy buen material de sustentación.

Rocas Extrusivas Piroclásticas

Nombre que reciben los fragmentos sólidos de material volcánico arrojado al aire durante una erupción. Petrológicamente los piroclastos son fragmentos de roca ígnea volcánica, solidificados en algún momento de la erupción, lo más a menudo durante su recorrido aéreo.

Dichos materiales pueden ser transportados por agua y paulatinamente adquirir las características de una roca sedimentaria.

En el sentido amplio del término, los piroclastos pueden tener tamaños muy variados, desde metros a µm (micrómetros, millonésimas de metro).

Por su diámetro se distinguen clásicamente tres categorías:

* Cenizas. Partículas de menos de 2 mm

* Lapilli. 4 y 32 mm

* Bombas volcánicas. Fragmentos de más de 64 mm.

Referencias

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GEOLOGÍA 2008

Rocas Ígneas