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• Alejandro Unzon

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Geología Física

Minerales Formadores de roca: Las rocas y su clasificación

2. CLASIFICACIÓN DE ROCAS ÍGNEAS - Minerales formadores de rocas ígneas Las rocas ígneas están formadas principalmente por silicatos y algunos óxidos y fosfatos como accesorios

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

SILICATOS Tipo de Enlace

Estructura

SiO44 -

Tetraedros aislados

4

Nesosilicatos

Olivino, granate, zircón, titanita

Si2O76 -

Dos tetraedros

3

Sorosilicatos

Epidota, lawsonita, pumpeleita

SinO3n2n -

Anillos de tetraedros Cadenas simples Cadenas dobles Capas de tetraedros Entramado de tetraedros

2

Ciclosilicatos

Berilo, turmalina

2

Inosilicatos

Piroxenos

1.5

Inosilicatos

Anfíboles

1

Filosilicatos

Micas, arcillas

0

Tectosilicatos

Si2O64 Si4O116 Si2nO5n2n SinO2n

NBO/T Clase de Silicato

Neso

Ejemplos

Cuarzo, feldespatos, feldespatoides

Filo Ino

Ino

Tecto

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

ÓXIDOS Espinelas XY2O4 X: Mg,

Fe2+

Y: Al, Cr,

Minerales accesorios comunes.

Fe3+,

Ti

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 Monacita

(Ce, La, Th)PO4

Xenotime

YPO4

Incorpora principalmente LREE (La-Gd), N.C.= IX

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

Minerales accesorio en rocas graníticas y en pegmatitas

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.

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.

Series de reacción de Bowen Serie discontinua

Serie continua CaAl2Si2O8

NaAlSi3O8

Contornos de potencial iónico (carga/radio)

Más cationes con Cristalización potencial iónicoa temperaturas intermedio (enlaces - Aumenta viscosidad estables más con altasO2-) (mayor enlace de tetraedros de Si) - Disminuye T fusión (mayor repulsión entre tetraedros) - Disminuye densidad (menos Fe, Mg) Más cationes con potencial iónico bajo 2(enlaces débiles con Cristalización a O ) y/o más cationes con alto temperaturas potencial iónico (repulsión más bajas catión-catión)

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.

Clasificación por su origen Rocas plutónicas (intrusivas)

Rocas ígneas o magmáticas

Rocas endógenas Rocas metamórficas

Rocas exógenas

Rocas sedimentarias

Rocas volcánicas (extrusivas)

Rocas Endógenas

Rocas Ígneas y su clasificación

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.

 Se basa en atributos descriptivos (no interpretados)  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

Sílice Na, K, Al Ca, Fe, Mg Temperatura de cristalización

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,

M=

Minerales máficos y minerales relacionados. Incluye todos los minerales

 etc.)



distintos a QAPF: olivino, piroxeno, anfíbol, micas, minerales opacos, minerales accesorios (zircón, apatita, titanita, etc.), epidota, allanita, granate, melilita, monticellita, wollastonita, carbonatos primarios, etc.

Clasificación de rocas plutónicas basada en la composición modal Rocas Ol ultramáficas Dunita 90

PERIDOTITAS Lherzolita

Si M > 90 %

40 Ortopiroxenita Clinopiroxenita de olivino de olivino OrtopiroxenitaWebsterita de olivino

PIROXENITAS

10

Websterita

Opx

Clinopiroxenita 90

Cpx

Si contienen granate o espinela se añade el modificador, p. ej.: < 10% : Lherzolita con granate > 10% : Lherzolita de espinela

Peridotita de piroxeno Piroxenita de olivino Piroxenita 10

O l

Rocas ultramáficas con hornblenda Dunita

Peridotita de hornblenda

Peridotita de piroxeno y hornblenda

PERIDOTITAS

40

Piroxenita Hornblendita de olivino de olivino y hornblenday piroxeno

Hornblendita de olivino

PIROXENITAS Y HORNBLENDITAS Hornblendita

PxPiroxenita de hornblenda

Hornblendita de piroxeno

H bl

Q

Streckeisen 90

Si M < 90 %

90

Granitoide rico en cuarzo 60

60

Granito Sieno-

Cuarzosienita feldespática 20 Sienita feldespática 5 10

A 10

Sienita feldespática feldespatoidea

Cuarzosienita Sienita 35 Sienita feldespatoidea

Clasificación de rocas plutónicas basada en la composición modal IUGS

Monzo-

Cuarzomonzonita Monzonita Monzonita feldespatoidea

Monzosienita de foid

Granodiorita

Cuarzomonzodiorita 65 Monzodiorita

Monzodiorita feldespatoidea

Monzodiorita de foid

60

60

Foidolita

F

20

Cuarzodiorita / Cuarzogabro Diorita/Gabro/ 5 Anortosita

90

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

P 10

Diorita/Gabro de foid

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

Los términos “foid” y “feldespatoidea” deben ser reemplazados por el nombre del feldespatoide presente, p. ej. Sienita de nefelina, Monzonita nefelínica, leucitolita

Clasificación de rocas plutónicas con base en la composición modal

Rocas gabróicas con Hbl Plagioclasa

Anortosita

Rocas gabróicas

90

Plagioclasa Anortosita

ROCAS GABROICAS

90

Gabro de Px y Hbl Gabronorita de Px y Hbl Norita de Px y Hbl

ROCAS GABROICAS

Piroxenita de Hbl con Plg

Gabro de olivino Gabronorita de olivino Norita de olivino

Px

10

Hornblendita con plagioclasa

Piroxenita con plagioclasa

Hbl

Gabros con Opx

10 Rocas ultramáficas con plagioclasa

Plg

Plg Olivino

Gabronorita

o br Ga

No rit a

Piroxeno

Hornblendita de Px con Plg

10 Piroxenita con plagioclasa

Opx

Cpx

Q Clasificación y nomenclatura de rocas volcánicas basada en la composición modal (IUGS)

90

90

60

60

Riolita

Se aplica cuando es posible determinar la composición modal de rocas volcánicas

Traquita feldespática 20 Traquita feldespática 5 10

A 10

Traquita feldespática feldespatoidea

Los términos “foid” y “feldespatoidea” deben ser reemplazados por el nombre del feldespatoide presente, p. ej. Latita nefelínica, Leucitita

Cuarzotraquita Traquita 35 Traquita feldespatoidea

Dacita

20

Cuarzolatita Latita Latita feldespatoidea

Basalto Andesita 90

65

5

P 10

Basanita fonolítica (ol > 10%)

Fonolita tefrítica

Tefrita fonolítica (ol < 10%) 60

Basanita (ol > 10%) Tefrita (ol < 10%) 60

Foidita basanítica (ol > 10%) Foidita tefrítica (ol < 10%)

Foidita fonolítica 90

90

Foidita

F

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.

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. G = energía libre γ = energía superficial ΔT = 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.

2.1.4 Texturas ígneas: Grado de cristalinidad

Textura Holocristalina

Textura Holohialina

Roca compuesta completamente por material cristalino. Ej. Anortosita.

Roca compuesta completamente por material vítreo. Ej. Obsidiana.

Plg Ol

V

Cpx

Textura Hipocristalina

Textura Hipohialina

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

Contiene cristales y material vítreo. Domina el material vítreo. Ej. Ignimbrita riolíitica.

Texturas ígneas: Tasa de nucleación y crecimiento

Textura Porfirítica

Textura Intergranular

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

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

Textura Poikilítica

Piroxeno crece a partir de pocos núcleos y parcialmente encierra a Plg.

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

Texturas ígneas: Contenido de material vítreo V

Ol

Textura intersertal

Textura vitrofírica

Vidrio en los inersticios de cristales.Típica de basaltos.

Fenocristales dispersos en matriz vítrea.

Texturas ígneas: Forma de cristales

Textura hipidiomórfica granular

Textura alotriomórfica

Cristales euédricos, subédricos y anédricos. Ej. Norita.

Cristales anédricos. Típica de rocas casi monominerálicas. Ej. Dunita.

Algunos tipos de roca intrusiva ROCA INTRUSIVA ÁCIDA

ROCA INTRUSIVA BÁSICA

 GRANITO

 DIORITA

 Roca ígnea de color claro y grano grueso

 Roca ígnea intermedia de grano grueso,

 compuesta de cuarzo, feldespato alcalino

 compuesta por cuarzo, plagioclasa , piroxeno y hornblenda

 y mica ( biotita y/o moscovita).

Algunos tipos de roca volcánica ROCA VOLCÁNICA ÁCIDA

ROCA VOLCÁNICA BÁSICA

 RIOLITA

 BASALTO

 Roca ígnea extrusiva, de grano fino y compuesta

 Roca ígnea extrusiva de grano fino y color

 por cuarzo y feldespato alcalino como

 oscuro compuesta por plagioclasa, piroxeno

 minerales principales y



 uno o más minerales ferromagnesianos.

y magnetita, con o sin olivino.