Roca ígnea, Importancia geológica, Morfología y configuración, Clasificación, Clasificación mineralógica, Magma originación, Etimología

Roca ígnea es uno de los tres tipos de rocas principales, los otros son rocas sedimentarias y metamórficas. Las rocas ígneas se forma a través de la refrigeración y la solidificación del magma o lava. Las rocas ígneas pueden formar con o sin cristalización, ya sea bajo la superficie como rocas intrusivas o en la superficie como rocas extrusivas. Este magma se puede derivar a partir de masas fundidas parcial de rocas pre-existentes, ya sea en el manto o la corteza de un planeta. Típicamente, la fusión es causada por uno o más de tres procesos: un aumento de la temperatura, una disminución en la presión, o un cambio en la composición. Se han descrito más de 700 tipos de rocas ígneas, la mayoría de ellos han formado bajo la superficie de la corteza terrestre.

Importancia geológica

Las rocas ígneas y metamórficas constituyen el 90-95% de los 16 km de la corteza terrestre en volumen.

Las rocas ígneas son geológicamente importantes porque:

  • sus minerales y química mundial dan información sobre la composición de la capa, de la que se extraen las rocas ígneas y las condiciones de temperatura y presión que permitieron esta extracción, y/o de otras rocas preexistentes que se derrita;
  • sus edades absolutas se pueden obtener de diversas formas de datación radiométrica y por lo tanto se pueden comparar a los estratos geológicos adyacentes, permitiendo una secuencia de tiempo de eventos;
  • sus funciones habituales dentro de un ambiente tectónico específico, permitiendo reconstituciones tectónicas;
  • en algunas circunstancias especiales cuando reciban depósitos minerales importantes: por ejemplo, tungsteno, estaño y uranio son comúnmente asociados con granitos y dioritas, mientras que los minerales de cromo y platino son comúnmente asociados con rocas ígneas.

Morfología y configuración

En cuanto a los modos de ocurrencia, las rocas ígneas pueden ser intrusivo, extrusivas o hypabyssal.

Intruso

Las rocas ígneas intrusivas se forman a partir del magma que se enfría y se solidifica dentro de la corteza de un planeta. Rodeado de roca pre-existente, el magma se enfría lentamente, y como resultado de estas rocas son de grano grueso. Los granos minerales en tales rocas se pueden identificar a simple vista. Las rocas intrusivas también pueden clasificarse de acuerdo a la forma y el tamaño del cuerpo intrusivo y su relación con las otras formaciones en las que se entromete. Formaciones intrusivas típicos son batolitos, acciones, lacolitos, alféizares y diques.

Los núcleos centrales de las principales cadenas de montañas se componen de rocas ígneas intrusivas, generalmente de granito. Cuando se expone por la erosión, estos núcleos pueden ocupar grandes áreas de la superficie de la Tierra.

Grano grueso rocas ígneas intrusivas que forman en la profundidad dentro de la corteza se denominan como abisal; rocas ígneas intrusivas que forman cerca de la superficie se denominan hypabyssal.

Extrusivo

Rocas ígneas extrusivas se forman en la superficie de la corteza como resultado de la fusión parcial de rocas dentro del manto y la corteza. Las rocas ígneas extrusivas enfriar y solidificar más rápido que las rocas ígneas intrusivas. Desde las rocas enfriar muy rápidamente, son de grano fino.

La roca fundida, con o sin cristales suspendidos y burbujas de gas, se llama magma. Se levanta porque es menos denso que la roca de la que fue creada. Cuando el magma llega a la superficie de debajo de agua o aire, se denomina lava. Las erupciones de los volcanes a la atmósfera se denominan subaérea, mientras que las que ocurren bajo el océano se denominan submarino. Los fumadores negros y dorsal oceánica basáltica son ejemplos de la actividad volcánica submarina.

El volumen de rocas extrusivas erupción cada año por los volcanes varía con el ajuste de las placas tectónicas. Rocas extrusivas se produce en las siguientes proporciones:

  • límite divergente: 73%
  • límite convergente: 15%
  • zona activa: 12%.

Magma que entra en erupción de un volcán se comporta de acuerdo a su viscosidad, determinada por la temperatura, composición, y contenido de cristales. Magma de alta temperatura, la mayoría de los cuales es basáltica en la composición, se comporta de una manera similar a aceite espeso y, cuando se enfría, jarabe de melaza. Largo, los flujos de basalto delgadas con superficies pahoehoe son comunes. Magma composición intermedia como andesita tiende a formar conos de ceniza de cenizas mezcladas, toba y lava, y puede tener una viscosidad similar a gruesas, melaza fría o incluso de goma cuando estalló. Magma félsicas como riolita suele estalló a baja temperatura y es hasta 10.000 veces más viscoso como el basalto. Volcanes con magma riolítica comúnmente erupción explosiva y flujos de lava riolítica normalmente son de extensión limitada y tienen márgenes escarpadas, porque el magma es muy viscoso.

Magmas félsicas e intermedias que estallan a menudo lo hacen con violencia, con explosiones impulsados por la liberación de gases disueltos, normalmente agua, sino también dióxido de carbono. Material piroclástico explosivamente erupción se denomina tefra e incluye tobas, aglomerados y ignimbrita. Ceniza volcánica fina también está en erupción y formas ash depósitos de toba, que a menudo pueden cubrir grandes áreas.

Porque la lava se enfría y cristaliza rápidamente, es de grano fino. Si el enfriamiento ha sido tan rápido como para evitar la formación de cristales incluso pequeñas después de la extrusión, la roca resultante puede ser principalmente de vidrio. Si el enfriamiento de la lava pasó lentamente, las rocas serían de grano grueso.

Debido a que los minerales son en su mayoría de grano fino, que es mucho más difícil distinguir entre los diferentes tipos de rocas ígneas extrusivas que entre los diferentes tipos de rocas ígneas intrusivas. Generalmente, los componentes minerales de grano fino rocas ígneas extrusivas sólo pueden determinarse mediante el examen de secciones delgadas de la roca bajo un microscopio, por lo que sólo una clasificación aproximada por lo general se pueden realizar en el campo.

Hipabisales

Rocas ígneas hipabisales se forman a una profundidad de entre las rocas plutónicas y volcánicas. Estos se forman debido a la solidificación y enfriamiento resultante del aumento de magma debajo de la superficie terrestre. Rocas hipabisales son menos comunes que las rocas plutónicas y volcánicas y con frecuencia forman diques, sills, lacolitos, lopoliths o phacoliths.

Clasificación

Las rocas ígneas se clasifican de acuerdo al modo de ocurrencia, textura, mineralogía, composición química y la geometría del cuerpo ígneo.

La clasificación de los muchos tipos diferentes de rocas ígneas nos puede proporcionar información importante acerca de las condiciones en que se formaron. Dos variables importantes que se utilizan para la clasificación de las rocas ígneas son del tamaño de partícula, que depende en gran parte de la historia de enfriamiento, y la composición mineral de la roca. Feldespatos, cuarzo o feldespatoides, olivinos, piroxenos, anfíboles, y micas son minerales importantes en la formación de casi todas las rocas ígneas, y que son básicos para la clasificación de estas rocas. Todos los otros minerales presentes son considerados como no esenciales en casi todas las rocas ígneas y se llaman minerales accesorios. Tipos de rocas ígneas con otros minerales esenciales son muy raros, y estas raras piedras son aquellos con los carbonatos esenciales.

En una clasificación simplificada, los tipos de rocas ígneas son separados sobre la base del tipo de feldespato presente, la presencia o ausencia de cuarzo, y en las rocas sin feldespato o cuarzo, el tipo de minerales de hierro o magnesio presentes. Rocas que contienen cuarzo son sílice sobresaturado. Rocas con feldespatoides son sílice subsaturada, porque feldespatoides no pueden coexistir en una asociación estable con cuarzo.

Las rocas ígneas que tienen cristales suficientemente grandes como para verse a simple vista se llaman faneríticas; aquellos con cristales demasiado pequeños para ser vistos son llamados afaníticas. En términos generales, faneríticas implica un origen intrusivo; afaníticas un extrusive uno.

Una roca ígnea con cristales más grandes, claramente discernibles embebidas en una matriz de grano fino se denomina pórfido. Textura porfídica se desarrolla cuando algunos de los cristales crecen a un tamaño considerable antes de que la masa principal del magma cristaliza en forma de grano fino, material uniforme.

Vamos a clasificar las rocas ígneas sobre la base de la textura y la composición. Textura se refiere al tamaño, forma y disposición de los granos minerales o cristales de que la roca se compone.

Textura

La textura es un criterio importante para la denominación de las rocas volcánicas. La textura de las rocas volcánicas, incluyendo el tamaño, forma, orientación y distribución de los granos minerales y las relaciones intergranos, determinará si la roca se denomina una toba, una lava piroclástico o un simple lava.

Sin embargo, la textura es sólo una parte subordinada de clasificación de rocas volcánicas, como más a menudo es necesario que haya información química obtenida a partir de rocas con extremadamente masa basal de grano fino o de tobas airfall, que se pueden formar a partir de cenizas volcánicas.

Criterios texturales son menos críticos en la clasificación de rocas intrusivas, donde la mayoría de los minerales será visible a simple vista o por lo menos con una lupa, lupa o un microscopio. Las rocas plutónicas tienden también a ser menos de textura variada y menos propensos a aumentar de tejidos estructurales. Términos texturales se pueden utilizar para diferenciar distintas fases intrusivas de grandes plutones, para los márgenes porfídicas ejemplo a grandes cuerpos intrusivos, acciones y diques de pórfidos subvolcánicos. Clasificación mineralógica es la más utilizada para clasificar rocas plutónicas. Clasificaciones químicas son preferidas para clasificar rocas volcánicas, con especies fenocristo usados como prefijo, por ejemplo, "Picrite olivino-bearing" o "ortoclasa-phyric riolita".

  • véase también la lista de texturas roca ígnea y texturas

Clasificación química

Las rocas ígneas pueden ser clasificados de acuerdo a los parámetros de química, mineralógica o:

Química: contenido total de álcali-sílice para la clasificación de rocas volcánicas utilizan cuando modal o mineralógico datos no está disponible:

  • rocas ígneas félsicas que contienen un alto contenido de sílice, más de 63% de SiO2
  • rocas ígneas intermedias que contienen entre un 52-63% de SiO2
  • rocas ígneas máficas tienen bajo contenido de sílice 45 - 52% y por lo general de hierro - contenido de magnesio
  • ultramáficas roca rocas ígneas con menos del 45% de sílice.
  • rocas ígneas alcalinas con un 5 - 15% de contenido de álcali o con una relación molar de álcali a la sílice mayor que 01:06 -

Clasificación química también se extiende a la diferenciación de las rocas que son químicamente similares de acuerdo con el diagrama TAS, por ejemplo;

  • Ultrapotásicas, rocas que contienen molar K2O/Na2O> 3
  • Peralcalinos, rocas que contienen molar/Al2O3> 1
  • Peraluminosos, rocas que contienen molar/Al2O3 <1

Un mineralogía idealizada se puede calcular a partir de la composición química, y el cálculo es útil para rocas demasiado de grano fino o demasiado alterado para la identificación de los minerales que cristalizó a partir de la masa fundida. Por ejemplo, la normativa de cuarzo clasifica como una roca de sílice sobresaturado, un ejemplo es la riolita. En una sílice terminología antigua rocas sobresaturados fueron llamados silícico o ácidas donde el SiO2 era mayor que 66% y el término quartzolite familia se aplicó a la más silícico. A feldespatoide normativa clasifica como una roca de sílice subsaturada; un ejemplo es nephelinite.

Historia de la clasificación

En 1902, un grupo de petrógrafos América propuso que todas las clasificaciones existentes de las rocas ígneas deben ser desechados y reemplazados por una clasificación "cuantitativa", basado en el análisis químico. Demostraron cómo vaga ya menudo poco científica era mucha de la terminología existente y argumentó que, como la composición química de una roca ígnea era su característica más fundamental que debe ser elevado a una posición privilegiada.

Ocurrencia geológica, estructura, constitución mineralógica-los criterios aceptados hasta ahora para la discriminación de la roca especies fueron relegados a un segundo plano. El análisis completo de rock es el primero en ser interpretado en términos de los minerales que forman rocas que se podría esperar que se forman cuando el magma cristaliza, por ejemplo, feldespato de cuarzo, olivino, akermannite, feldespatoides, magnetita, corindón y así sucesivamente, y las rocas se dividen en grupos estrictamente de acuerdo con la proporción relativa de estos minerales el uno al otro.

Clasificación mineralógica

Para rocas volcánicas, la mineralogía es importante en la clasificación y denominación de lavas. El criterio más importante es la especie fenocristo, seguido de la mineralogía masa basal. A menudo, en donde la masa basal es afaníticas, clasificación química debe ser utilizado para identificar adecuadamente una roca volcánica.

Mineralógico contenido - félsicas frente mafic

  • felsic rock, mayor contenido de silicio, con predominio de cuarzo, feldespato alcalino y/o feldespatoides: los minerales, las rocas félsicas son generalmente de color claro, y tienen baja densidad.
  • mafic rock, menor contenido de silicio con respecto a las rocas félsicas, con predominio de minerales máficos piroxenos, olivinos y plagioclasa cálcica, estas rocas son generalmente de color oscuro, y tienen una mayor densidad que las rocas félsicas.
  • ultramáfica roca, el contenido más bajo de silicio, con más de 90% de minerales máficos.

Para las rocas ígneas intrusivas, plutónicas y generalmente faneríticas donde todos los minerales son visibles por lo menos a través de microscopio, la mineralogía se utiliza para clasificar la roca. Esto ocurre generalmente en los diagramas ternarios, donde se utilizan las proporciones relativas de tres minerales para clasificar la roca.

La siguiente tabla es una simple subdivisión de rocas ígneas de acuerdo tanto a su composición y modo de ocurrencia.

Para una clasificación más detallada véase el diagrama QAPF.

Ejemplo de clasificación

El granito es una roca ígnea intrusiva, con la composición y félsicas faneríticas, textura subeuhedral.

Magma originación

Corteza promedio de la Tierra a unos 35 kilómetros de espesor bajo los continentes, pero el promedio es sólo unos kilómetros 7-10 debajo de los océanos. La corteza continental está compuesta principalmente de rocas sedimentarias que descansan sobre basamento cristalino formado por una gran variedad de rocas metamórficas e ígneas, incluyendo granulite y granito. La corteza oceánica está compuesta principalmente por basalto y gabro. Tanto continental y corteza oceánica resto de peridotitas del manto.

Rocas pueden derretirse en respuesta a una disminución de la presión, a un cambio en la composición como una adición de agua, a un aumento de la temperatura, o a una combinación de estos procesos.

Otros mecanismos, como la fusión del impacto de un meteorito, son menos importantes hoy en día, pero los impactos durante la acreción de la Tierra llevó a la amplia fusión, y los exteriores varios cientos de kilómetros de nuestra Tierra primitiva probablemente era un océano de magma. Los impactos de grandes meteoritos en los últimos pocos millones de años, se han propuesto como uno de los mecanismos responsables de la extensa magmatismo basalto de varias grandes provincias ígneas.

Descompresión

La fusión por descompresión ocurre debido a una disminución de la presión. Las temperaturas de solidus de la mayoría de las rocas aumentan con el aumento de la presión en la ausencia de agua. Peridotita en profundidad en el manto de la Tierra puede ser más caliente que la temperatura de solidus en algún nivel más superficial. Si tales roca se eleva durante la convección del manto sólido, que se enfríe ligeramente a medida que se expande en un proceso adiabático, pero la refrigeración es sólo aproximadamente 0,3 º C por kilómetro. Los estudios experimentales de muestras apropiadas documento peridotita que el aumento de las temperaturas solidus por 3C a 4C por kilómetro. Si la roca se eleva lo suficiente, que comenzará a derretirse. Melt gotitas pueden unirse en grandes volúmenes y ser penetrado hacia arriba. Este proceso de fusión del movimiento hacia arriba del manto sólido es crítico en la evolución de la Tierra.

La fusión por descompresión crea la corteza oceánica en las dorsales oceánicas. También hace que el volcanismo intraplaca en regiones como Europa, África y el fondo del mar Pacífico. Allí, se diversamente atribuido tanto al aumento de las plumas del manto o intraplaca extensión.

Efectos de agua y dióxido de carbono

El cambio de composición de la roca más responsable de la creación de magma es la adición de agua. El agua reduce la temperatura de solidus de las rocas a una presión dada. Por ejemplo, a una profundidad de unos 100 kilómetros, peridotita comienza a fundirse cerca de 800 C en la presencia de exceso de agua, pero cerca o por encima de aproximadamente 1500 C en ausencia de agua. El agua es expulsada de la litosfera oceánica en las zonas de subducción, y provoca la fusión del manto encima. Magmas hidratados de basalto y andesita, composición se producen directa e indirectamente como resultado de la deshidratación durante el proceso de subducción. Tales magmas y los derivados de ellos se acumulan arcos de islas como las de el Anillo de Fuego del Pacífico. Estos magmas forman rocas de la serie calco-alcalina, una parte importante de la corteza continental.

La adición de dióxido de carbono es una causa relativamente mucho menos importante de la formación de magma de la adición de agua, pero génesis de algunos magmas de sílice-infrasaturados se ha atribuido a la dominancia de dióxido de carbono sobre el agua en sus regiones de origen del manto. En la presencia de dióxido de carbono, documento experimentos que la temperatura de solidus peridotita disminuye en aproximadamente 200 C en un intervalo de presión estrecha a presiones correspondientes a una profundidad de unos 70 km. A mayor profundidad, el dióxido de carbono puede tener más efecto: a profundidades a unos 200 km, la temperatura de fusión inicial de una composición peridotita carbonatada se determinó que 450 C a 600 C por debajo de la misma composición sin dióxido de carbono. Los magmas de los tipos de rocas como nephelinite, carbonatita y kimberlita se encuentran entre los que se puede generar a raíz de una afluencia de dióxido de carbono en el manto a profundidades superiores a unos 70 km.

Aumento de la temperatura

Aumento de la temperatura es el mecanismo más común para la formación de magma en la corteza continental. Tales aumentos de temperatura pueden ocurrir debido a la intrusión hacia arriba del magma desde el manto. Las temperaturas pueden exceder la solidificación de una roca cortical en la corteza continental engrosada por la compresión en un límite de placa. El límite de placas entre las masas continentales, indios y asiáticos es un ejemplo bien estudiado, como la meseta tibetana, al norte de la frontera tiene la corteza de unos 80 kilómetros de espesor, aproximadamente el doble del espesor de la corteza continental normal. Estudios de resistividad eléctrica se deducen de los datos magnetotelúricos han detectado una capa que parece contener silicato fundido y que se extiende por al menos 1.000 kilómetros a menos de la corteza media a lo largo del borde sur de la meseta tibetana. Granito y riolita son tipos de roca ígnea comúnmente interpretadas como producto de la fusión de la corteza continental, debido a los aumentos de temperatura. El aumento de temperatura también pueden contribuir a la fusión de la litosfera arrastrado en una zona de subducción.

Magma evolución

La mayoría de los magmas sólo se derriten por completo para pequeñas partes de sus historias. Más típicamente, son mezclas de masa fundida y cristales, y a veces también de burbujas de gas. Derrita, cristales, y las burbujas suelen tener diferentes densidades, por lo que pueden separar como magmas evolucionan.

Como magma se enfría, minerales típicamente cristalizan a partir de la masa fundida a diferentes temperaturas. Como minerales cristalizan, la composición de la masa fundida residual típicamente cambios. Si los cristales separados de fusión, a continuación, la masa fundida residual serán diferentes en la composición del magma padre. Por ejemplo, un magma de composición gabro puede producir una masa fundida residual de composición granítica si cristales formados se separan de tempranos el magma. Gabro puede tener una temperatura de liquidus cerca de 1200C, y derivado de fusión granito-composición puede tener una temperatura de liquidus tan baja como aproximadamente 700C. Elementos incompatibles se concentran en los últimos residuos de magma durante la cristalización fraccionada y en el derrite primero producido durante la fusión parcial: cualquiera de los procesos puede formar el magma que cristaliza a pegmatita, un tipo de roca comúnmente enriquecido en elementos incompatibles. Serie de reacción de Bowen es importante para la comprensión de la secuencia idealizada de cristalización fraccionada de un magma.

Composición del magma se puede determinar por procedimientos distintos de fusión parcial y cristalización fraccionada. Por ejemplo, los magmas habitualmente interactúan con las rocas que se entrometen, tanto por la fusión de las rocas y al reaccionar con ellos. Los magmas de diferentes composiciones se pueden mezclar uno con el otro. En casos raros, se derrite puede separar en dos masas fundidas de las composiciones de contraste inmiscible.

Hay relativamente pocos minerales que son importantes en la formación de las rocas ígneas comunes, debido a que el magma de la cual los minerales cristalizan es rica en sólo ciertos elementos: silicio, oxígeno, aluminio, sodio, potasio, calcio, hierro y magnesio. Estos son los elementos que se combinan para formar los minerales de silicato, que representan más del noventa por ciento de todas las rocas ígneas. La química de las rocas ígneas se expresa de forma diferente para los elementos mayores y menores y elementos traza. El contenido de los elementos mayores y menores se expresan convencionalmente como óxidos por ciento en peso. Las abundancias de los elementos traza se expresan convencionalmente como partes por millón en peso. El término "elemento traza" típicamente se utiliza para los elementos presentes en la mayoría de las rocas en las abundancias de menos de 100 ppm o menos, pero algunos elementos traza puede estar presente en algunas rocas en abundancias superiores a 1000 ppm. La diversidad de composiciones de rock ha sido definido por una enorme masa de datos sobre analítica 230.000 análisis de roca se puede acceder en la web a través de un sitio patrocinado por la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU..

Etimología

La palabra "ígneo" se deriva de los ignis latinos, que significa "de fuego". Rocas volcánicas llevan el nombre de Vulcano, el nombre romano del dios del fuego. Las rocas intrusivas también se llaman rocas plutónicas "", el nombre de Plutón, el dios romano del mundo subterráneo.