Fundamentos de las Rocas Ígneas: Composición, Origen del Magma y Tipos de Cristalización

Rocas Ígneas: Definición y Origen

El nombre de estas rocas proviene del latín Ignis, que significa "fuego". Se forman conforme se enfría y solidifica una roca fundida.

• El material parental se denomina magma.
• El magma en condiciones superficiales se denomina lava.
• Cuando se solidifican en el interior de la Tierra se denominan rocas plutónicas (o intrusivas).
• Cuando se solidifican en la superficie de la Tierra se denominan rocas volcánicas (o extrusivas).

Composición Química de los Magmas

Los magmas están compuestos por tres componentes principales:

1. Porción líquida (Fundido): Compuesta mayoritariamente por iones de silicio y oxígeno.
2. Porción sólida: (Si la hay) Consiste en cristales de silicatos ya formados.
3. Volátiles: Sustancias gaseosas disueltas. Los más comunes son:
   • Vapor de Agua ($ ext{H}_2 ext{O}$)
   • Dióxido de Carbono ($ ext{CO}_2$)
   • Dióxido de Azufre ($ ext{SO}_2$)

Generación de Magma a partir de Roca Sólida

Proceso de Fusión de un Sólido

En un sólido, los componentes están dispuestos según un empaquetamiento regular. El proceso de fusión ocurre de la siguiente manera:

1. A medida que aumenta la temperatura, aumenta la vibración de los componentes.
2. El sólido aumenta de volumen.
3. Se debilitan los enlaces químicos hasta formar el fundido (la porción líquida).

Factores Clave en la Fusión de las Rocas

1. El Papel de la Temperatura

La temperatura aumenta en la corteza superior (conocido como gradiente geotérmico) con una media de entre 20 °C y 30 °C por kilómetro. Las rocas de la corteza inferior y del manto superior están próximas a sus puntos de fusión, por lo que cualquier calor adicional puede generar fundido.

2. El Papel de la Presión

Un aumento de la presión de confinamiento produce un aumento en la temperatura de fusión de las rocas. Por el contrario, cuando la presión de confinamiento disminuye, se dispara la fusión por descompresión.

3. El Papel de los Volátiles

Las sustancias volátiles (sobre todo el agua) hacen que la roca se funda a temperaturas inferiores. Este factor juega un papel importante donde la litosfera oceánica desciende hacia el manto (zonas de subducción).

Cristalización y Diferenciación Magmática

El Proceso de Cristalización

De manera general, la cristalización es el proceso inverso a la fusión de un sólido. Sin embargo, en las rocas este proceso es más complejo debido a la diversidad de componentes.

• La mayoría de los magmas tienen un rango de temperatura de cristalización de aproximadamente 200 °C.
• Durante la cristalización, el fundido cambia de composición a medida que los cristales son retirados de manera selectiva e incorporados a los primeros minerales que se forman.

Fusión Parcial y Formación de Magmas

El rango de temperatura de fusión es similar al de cristalización (aproximadamente 200 °C). A medida que la roca se calienta, los minerales cuyo punto de fusión es bajo funden primero.

Es muy frecuente que la fusión de una roca no sea completa, lo que se conoce como Fusión Parcial. La fusión parcial es el proceso que produce la mayor parte de los magmas terrestres.

Clasificación y Evolución de los Magmas

Magmas Basálticos (Máficos)

Los magmas basálticos se originan a partir de la fusión parcial de la peridotita. Cuando se produce una fusión directa del manto, se generan magmas primarios.

Su formación se debe principalmente a la reducción de la presión de confinamiento (fusión por descompresión). Se producen en:

• Dorsales centro-oceánicas (debido a las corrientes convectivas).
• Zonas de subducción (donde el agua de la capa descendente produce fusión parcial).

Magmas Andesíticos y Graníticos (Félsicos)

Estos magmas se encuentran solo en márgenes continentales o adyacentes a ellos.

Los magmas andesíticos se forman por la inclusión de rocas en magmas basálticos. Estos pueden evolucionar a magmas basálticos por diferenciación magmática.

El líquido restante del magma evolucionado es rico en sílice y se conoce como magma granítico. Debido a su alto contenido de sílice, los magmas graníticos son relativamente más viscosos que otros tipos de magmas.

Clasificación de Rocas Ígneas por Lugar de Solidificación

Rocas Ígneas Plutónicas (Intrusivas)

Se forman debajo de la superficie de la Tierra. La velocidad de enfriamiento de los magmas generadores de estas rocas es lenta.

Características texturales:

• Presentan cristales relativamente grandes.
• Texturas típicas: fanerítica o porfirítica.

Rocas Ígneas Volcánicas (Extrusivas)

Se forman sobre la superficie de la Tierra. La velocidad de enfriamiento de los magmas generadores de estas rocas es rápida.

Características texturales:

• Presentan cristales relativamente pequeños.
• Texturas típicas: afanítica y vítrea.

Nota: Las rocas piroclásticas también son clasificadas como rocas volcánicas.