Minerales Formadores de roca: Las rocas y su clasificación

Geología Física

2. CLASIFICACIÓN DE ROCAS ÍGNEAS

- Minerales formadores de rocas ígneas -

SILICATOS

Constituyen aprox. el 92 % de la corteza (oceánica y continental)

Las rocas ígneas están formadas principalmente por silicatos y algunos óxidos y fosfatos como accesorios

Tipo de

EnlaceEstructura NBO/T Clase de Silicato Ejemplos

SiO44 - Tetraedros

aislados4 Nesosilicatos Olivino, granate, zircón, titanita

Si2O76 - Dos tetraedros 3 Sorosilicatos Epidota, lawsonita, pumpeleita

SinO3n2n - Anillos de

tetraedros2 Ciclosilicatos Berilo, turmalina

Si2O64 - Cadenas

simples 2 Inosilicatos Piroxenos

Si4O116 - Cadenas

dobles1.5 Inosilicatos Anfíboles

Si2nO5n2n - Capas de

tetraedros1 Filosilicatos Micas, arcillas

SinO2n

Entramado de

tetraedros0 Tectosilicatos Cuarzo, feldespatos, feldespatoides

SILICATOS

http://webmineral.com/jpowd/index.php http://www.mindat.org/

Neso

Ino

Filo Tecto

Ino

Espinelas XY2O4

X: Mg, Fe2+ Y: Al, Cr, Fe3+, Ti

Minerales accesorios comunes.

ÓXIDOS

Hematita Fe2O3 Mineral accesorio en rocas pobres en Fe2+ (p. ej. granitos, sienitas)

Ilmenita FeTiO3 Mineral accesorio común

Rutilo TiO2 Mineral accesorio común, especialmente en rocas intrusivas graníticas

FOSFATOS

Apatito Ca5(PO4)3(OH,F,Cl) Calcio puede ser reemplazado por Sr, Ba, Pb, U, Mn,

Mg, REE (N.C. variable: VI-IX)

Mineral accesorio común presente en casi todas las rocas ígneas.

Monacita (Ce, La, Th)PO4 Incorpora principalmente LREE (La-Gd), N.C.= IX

Xenotime YPO4 Ytrio (N.C.= VIII) puede ser reemplazado por HREE (Tb-Lu), Th, y U

Minerales accesorio en rocas graníticas y en pegmatitas

Serie de Reaccione de Bowen

A través de esta serie de reacciones que es en parte controlada por la presión y temperatura y en parte por la composición química. El primero en formarse es el olivino, y además el más inestable a bajas temperaturas, muy susceptible de meteorización.

- Aumenta viscosidad (mayor enlace de tetraedros de Si)

- Disminuye T fusión (mayor repulsión entre

tetraedros)

- Disminuye densidad (menos Fe, Mg)

Series de reacción de Bowen Serie discontinua Serie continua

Más cationes con potencial iónico

intermedio (enlaces estables con O2-)

Más cationes con potencial iónico bajo

(enlaces débiles con O2-) y/o más cationes con alto potencial iónico (repulsión

catión-catión)

Contornos de potencial

iónico (carga/radio)

Cristalización a

temperaturas

más altas

Cristalización a

temperaturas

más bajas

CaAl2Si2O8

NaAlSi3O8

Ok, entendí que son los minerales, pero entonces, ¿Qué es una roca? Una roca es un agregado natural, cohesionado 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 estadísticos característicos.

Rocas endógenas

Rocas exógenas

Rocas ígneas o magmáticas

Rocas plutónicas (intrusivas)

Rocas volcánicas (extrusivas)

Rocas metamórficas

Rocas sedimentarias

Clasificación por su origen

Rocas Ígneas y su clasificación

Rocas Endógenas

Rocas Ígneas

Son aquellas que se forman a partir del enfriamiento del Magma o roca fundida

El magma se forma a partir de la fusión parcial de las rocas.

Cuando el enfriamiento del magma se produce en el interior de la tierra, la roca que se produce la llamamos roca intrusiva o plutónica

Cuando el enfriamiento se realiza en la superficie, la roca que se forma es llamada roca extrusiva o volcánica

Tipos de magma

Magma ácido, con un contenido de sílice > 65%

Magma intermedio, con un contenido en sílice entre 52%-63%

Magma máfico, con contenido de sílice entre 45%-52%

Magma ultramáfico, con contenido de sílice < 45%

Origen de los Magmas

El magma permanece en estado fundido en la astenósfera y parte superior del manto

Por diferencia de densidad, va ascendiendo desde 100-300 km hasta la corteza terrestre

Llega a un punto en el que puede irse acumulando (cámara magmática).

Si el magma se enfría en el interior, produce una roca ígnea intrusiva o hipabisal, dependiendo de la profundidad

Si el magma sale a la superficie, entonces se convierte en roca extrusiva o volcánica

Dorsales en expansión

La temperatura aumenta a profundidad a una temperatura de 25°C/Km

A profundidad las rocas están muy calientes pero están en estado solido porque la presión también aumenta

En las dorsales en expansión, el calor excede a la temperatura de fusión porque la presión disminuye.

Los magmas formados bajo las dorsales de expansión son básicos o máficos.

Magma, Lava y Material Piroclástico

Un magma es una mezcla de alta temperatura de materiales sólidos, líquidos (en su mayoría silicatos) y gases (rico en H, O, C, S y Cl), que se encuentra en el interior de la tierra, a profundidades variables (mayores de 250 km)

Cuando el magma sale a la superficie en forma líquida, se denomina lava.

Con frecuencia, algunas erupciones volcánicas son altamente explosivas, y al producirse, lanzan fragmentos de roca fundidas que van solidificando en el aire o caen en estado de fusión parcial al terreno, de diferentes tamaños. Esta forma de expulsión de magma se denomina material piroclástico.

Lavas

Las lavas pueden ser:

Aa Es un tipo de lava basáltica que tiene una superficie de bloques ásperos y desiguales. Las coladas de lava aa avanzan lentamente, por lo que su superficie se enfría parcialmente y al ser empujada por la lava aún candente que tiene debajo, se agrieta y deforma.

Pahoehoe o encordada son generalmente coladas de lavas basálticas. Estas avanazan mucho más rápidamente que las aa. Su superficie una vez solidificada es ondulada, encordonada e incluso lisa. Estas superficies se deben al movimiento muy fluido de la lava bajo una corteza que se va endureciendo.

Según se alejan del origen, las coladas pahoehoe pueden pasar a ser aa por una pérdida de calor y su consecuente aumento de viscosidad.

Sílice

Na, K, Al

Ca, Fe, Mg

Temperatura de cristalización

Se basa en atributos descriptivos (no inter-pretados)

No debe tener una connotación genética

En general debe ser posible clasificar una roca a partir de una muestra de mano o lámina delgada

Las tres principales características empleadas para la clasificación de rocas ígneas son:

Composición modal

Tamaño de grano

Composición química

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.

Clasificación de las Rocas Igneas

Procedimiento:

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

Determinar los siguientes parámetros (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, haüyna, analcima, etc.)

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

Rocas

ultramáficas

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 H

bl

O

l 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 ultramáficas

con hornblenda

Si contienen granate o espinela se

añade el modificador, p. ej.:

< 10% : Lherzolita con granate

> 10% : Lherzolita de espinela

Clasificación de rocas plutónicas basada en la composición modal

Clasificación de rocas plutónicas basada en la composición modal

IUGS

Recalcular los tres minerales

restantes al 100%:

Q, A, P (Ternario superior)

A, P, F (Ternario inferior)

Si M < 90 % Streckeisen

Sienita

feldespática

Granitoide

rico en cuarzo

90 90

60 60

20 20 Cuarzosienita

feldespática 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

feldespática

feldespatoidea

Monzo- Sieno-

Granito

Los términos “foid” y “feldespatoidea”

deben ser reemplazados por el nombre del

feldespatoide presente,

p. ej. Sienita de nefelina, Monzonita nefelínica,

leucitolita

Gabro: An > 50

Diorita: An < 50

Anortosita: M < 10

Clasificación de rocas plutónicas con base en la composición modal

10Piroxenita con plagioclasa

Nori

ta

Gabronorita

Gabro

Opx Cpx

Plg Plg

Gabros con Opx

Rocas gabróicas

Plagioclasa

Olivino Piroxeno

90

Rocas ultramáficas 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 gabróicas con Hbl

Hornblendita de Px con Plg

Clasificación y nomenclatura de rocas volcánicas basada en la composición

modal (IUGS)

Los términos

“foid” y “feldespatoidea”

deben ser reemplazados por

el nombre del feldespatoide

presente,

p. ej. Latita nefelínica,

Leucitita

Traquita

feldespática

90 90

60 60

20 20 Traquita

feldespática Cuarzo-

traquita Cuarzo-

latita Basalto

Andesita Traquita Latita

Traquita

feldespatoidea

5

10 35 65 Latita

feldespatoidea

90

10

Fonolita

tefrítica

Basanita

fonolítica

(ol > 10%)

Tefrita

fonolítica

(ol < 10%)

5

10

60

Foidita

fonolítica

Dacita

Q

P

F

60

A

Traquita

feldespática

feldespatoidea

Riolita

90 90

Foidita

Foidita basanítica (ol > 10%)

Foidita tefrítica (ol < 10%)

Basanita (ol > 10%)

Tefrita (ol < 10%)

Se aplica cuando es posible

determinar la composición modal de

rocas volcánicas

2.1.3 Texturas ígneas: Nucleación y crecimiento de cristales

Los cristales se forman en dos procesos consecutivos: Nucleación y Crecimiento

La forma en que ocurren estos procesos determinan en gran medida la textura de la roca.

Nucleación

Formación de pequeños agregados de moléculas en un magma, a partir de los cuales crecen

los cristales. Tienen estructura cristalina y diámetro en el orden de 10 nm (1 nm = 10-9 m). La

nucleación ocurre más fácilmente en magmas poco polimerizados.

Los cristales se forman cuando su energía libre es menor que la energía libre del magma. Este

cambio se puede deber a cambios en T, P o concentración de algún componente.

G = energía libre γ = energía superficial ΔT = sobreenfriamiento

Los cristales son estables a partir de Te

(Gcristal < Gliq), pero debido a su pequeño

tamaño, los núcleos embriónicos tienen

una alta energía superficial que

incrementa la energía libre total del

cristal.

La formación de núcleos estables

requiere de sobreenfriamiento.

Texturas Ígneas

Afaníticas: los cristales no pueden verse a simple vista (grano fino). Es producto del enfiamiento rápido que se produce en la superficie (rocas volcánicas). Muchas veces se forman huecos dejados por las burbujas de gas que escapan cuando el magma se solidifica. Estas aberturas esfericas o alargadas se denominan vesículas

Faneríticas: lo cristales pueden verse a simple vista (grano grueso). Se produce en el interior de la tierra. Esta textura consiste en una masa de cristales intercrecidos que en muchos casos son del mismo tamaño.

Textura Holocristalina Roca compuesta completamente por

material cristalino. Ej. Anortosita.

Textura Holohialina Roca compuesta completamente por

material vítreo. Ej. Obsidiana.

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

Textura Hipohialina Contiene cristales y material vítreo. Domina el

material vítreo. Ej. Ignimbrita riolíitica.

Ol

Cpx

Plg

V

2.1.4 Texturas ígneas: Grado de cristalinidad

Textura Porfirítica Fenocristales de euédricos a subédricos en

matriz fina. Fenocristales se forman en una etapa temprana de cristalización.

Textura Intergranular Cpx y Ol anédricos ocupan los espacios entre

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

Textura Ofítica Piroxeno crece a partir de pocos núcleos y

parcialmente encierra a Plg.

Textura Poikilítica Grandes cristales crecen en gran parte de la roca y encierran completamente a granos más pequeños.

Texturas ígneas: Tasa de nucleación y crecimiento

Ol

V

Textura hipidiomórfica granular Cristales euédricos, subédricos y anédricos.

Ej. Norita.

Textura alotriomórfica Cristales anédricos. Típica de rocas casi

monominerálicas. Ej. Dunita.

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

Textura vitrofírica Fenocristales dispersos en matriz vítrea.

Texturas ígneas: Contenido de material vítreo

Texturas ígneas: Forma de cristales

Algunos tipos de roca intrusiva

ROCA INTRUSIVA ÁCIDA ROCA INTRUSIVA BÁSICA

GRANITO

Roca ígnea de color claro y grano grueso

compuesta de cuarzo, feldespato alcalino

y mica ( biotita y/o moscovita).

DIORITA

Roca ígnea intermedia de grano grueso,

compuesta por cuarzo, plagioclasa , piroxeno y hornblenda

Algunos tipos de roca volcánica

ROCA VOLCÁNICA ÁCIDA ROCA VOLCÁNICA BÁSICA

RIOLITA

Roca ígnea extrusiva, de grano fino y compuesta

por cuarzo y feldespato alcalino como

minerales principales y

uno o más minerales ferromagnesianos.

BASALTO

Roca ígnea extrusiva de grano fino y color

oscuro compuesta por plagioclasa, piroxeno

y magnetita, con o sin olivino.