ROCAS GENERADAS EN EL CICLO ENDOGENO
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 n uestro objet ivo es aprender a prender a reconocer las rocas ígneas más má s 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. involucradas. En este sentido, el cuadro se considera suficientemente 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. Las conclusiones más relevantes son: 1) 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. 2) 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. 3) El aluminio, sin embargo, permanece aproxi-madamente 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 Granito Sienita Granodiorita Tonalita Gabro
Hipoabisal Microgranito Microsienita
Diabasa
Extrusiva Riolita Traquita Riodacita Dacita 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 no se distribuyen de forma homegónea 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 yacecimiento. 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 riolitasson 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. 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.
