Procesos Geológicos Internos: Magmatismo, Metamorfismo y Deformaciones Tectónicas

1. El Magma

El magma es una mezcla de roca fundida, compuesta principalmente por silicatos y otros minerales. Contiene una cantidad significativa de fluidos, que son esenciales para comprender su comportamiento. Existen tres tipos principales de magma:

• Magma básico: Es el más abundante y fluido. Se produce por la fusión del manto terrestre.
• Magma ácido: Es más viscoso y se funde a menor temperatura. Se origina por la fusión de la corteza continental.
• Magma intermedio: Es menos abundante que el básico. Se forma por la fusión parcial de la corteza oceánica.

Los factores que pueden provocar la fusión son:

• Aumento de la temperatura.
• Disminución de la presión.
• Aumento de la cantidad de agua, capaz de romper los enlaces en los silicatos.

Evolución Magmática

• Diferenciación gravitatoria: Durante la consolidación magmática, se produce una separación en una fase sólida y otra líquida. Los minerales más densos pueden hundirse en la cámara magmática.
• Asimilación magmática: Debido a su alta temperatura, el magma funde y asimila parte de las rocas encajantes.
• Mezcla de magmas: Se produce por el contacto de magmas de diferente composición, dando lugar a rocas híbridas en la zona de contacto.

Fases de Consolidación Magmática

• Fase ortomagmática: Se cristaliza la mayor parte del magma de la cámara magmática.
• Fase pegmatítica: Se caracteriza por la presencia de agua en estado gaseoso y una variedad de minerales con bajo punto de fusión.
• Fase hidrotermal: Se distingue por la presencia de agua líquida con minerales disueltos.

1.1. Emplazamiento de las Rocas Magmáticas

• Batolito: Gran masa de rocas intrusivas. Representan cámaras magmáticas donde se ha producido la cristalización de la mayor parte del magma.
• Sill: Masas tabulares de rocas magmáticas, generalmente horizontales. Se forman por la inyección forzada de magma entre los planos de estratificación.
• Dique: Masas tabulares de rocas magmáticas, generalmente verticales. Se originan por la inyección forzada de magma en planos o fracturas preexistentes.
• Chimenea volcánica: Masa de rocas magmáticas en forma de chimenea. Representan conductos volcánicos solidificados.

2. Metamorfismo

El metamorfismo comprende los cambios fisicoquímicos que sufren las rocas, sin perder el estado sólido, cuando al profundizar en la corteza terrestre, se alteran las condiciones de presión y temperatura existentes en el momento de su formación.

2.1. Factores del Metamorfismo

• Temperatura: El aumento de la temperatura que experimentan las rocas durante el proceso metamórfico se debe al gradiente geotérmico, es decir, a su profundización en la corteza terrestre.
• Presión: El incremento de la presión que soportan las rocas se debe a la presión litostática (peso de las rocas suprayacentes), a la presión de los fluidos que hay entre los granos minerales y a la presión tectónica (fuerzas asociadas a los movimientos de las placas tectónicas).
• Presencia de fluidos: Durante el metamorfismo, aumenta la presencia de fluidos en las rocas, principalmente H₂O y CO₂, debido a la deshidratación y descarbonatación de los minerales.

2.2. Procesos Metamórficos

• Rotura: Se produce por las presiones dirigidas que se generan alrededor de las fallas. Las rocas se rompen y adquieren una nueva textura (cataclástica). Estas rocas se denominan brechas de falla.
• Recristalización: A partir de los 300ºC, las partículas minerales se movilizan con facilidad y se reagrupan para formar cristales más grandes, confiriendo un aspecto más cristalino a las rocas.
• Deshidratación y descarbonatación: Los minerales expuestos a una temperatura superior a la de su formación pierden moléculas de H₂O y CO₂.
• Formación de nuevos minerales.
• Formación de estructuras orientadas.

2.3. Tipos de Metamorfismo

• Dinámico o cataclástico: Se produce en zonas poco profundas de las fallas, donde aumenta considerablemente la presión, pero no la temperatura en la misma proporción. Se originan procesos de rotura que dan lugar a brechas de falla.
• Térmico o de contacto: Ocurre cuando las rocas entran en contacto con una fuente de calor, como un magma intrusivo, experimentando un aumento significativo de la temperatura, pero no de la presión.
• Regional: Es el tipo de metamorfismo más importante y extenso. Afecta a amplias zonas de la corteza continental y se produce cuando aumentan simultáneamente la presión y la temperatura. El grado de metamorfismo varía mucho en función de las condiciones específicas.

3. Tipos de Deformación de las Rocas

• Elástica: La deformación es reversible; la roca recupera su forma original cuando cesa el esfuerzo.
• Plástica: La deformación es permanente; ocurre cuando se supera el límite de elasticidad de la roca.
• Por rotura: Se produce cuando se supera el límite de plasticidad de la roca, provocando su fractura.

Factores que modifican el campo de plasticidad:

• Temperatura: El campo de plasticidad de las rocas aumenta con la temperatura.
• Contenido de agua: Algunas rocas se vuelven más plásticas en presencia de agua.
• Anisotropía: La presencia de planos de debilidad preexistentes en la roca puede influir en su comportamiento plástico.
• Tiempo: Esfuerzos poco intensos aplicados durante largos periodos de tiempo favorecen las deformaciones plásticas.

Tipos de esfuerzos que provocan deformaciones en las rocas:

• De compresión: Fuerzas que actúan en la misma dirección y sentidos opuestos, tendiendo a acortar la roca.
• De tensión: Fuerzas que actúan en la misma dirección y sentidos opuestos, tendiendo a alargar la roca.
• De cizalla: Fuerzas que actúan en direcciones paralelas y sentidos opuestos, provocando un desplazamiento lateral.
• De torsión: Fuerzas rotacionales que tienden a retorcer la roca.

3.1. Principales Estructuras Tectónicas

Pliegues

Son deformaciones plásticas, en forma de ondas, que se producen en las rocas. Elementos de un pliegue:

• Plano axial: Plano imaginario que une todas las charnelas del pliegue.
• Eje del pliegue: Intersección del plano axial con el plano de estratificación.
• Núcleo: Parte más interna del pliegue.
• Charnela: Zona de máxima curvatura del pliegue.

Fracturas

Son deformaciones por rotura que se producen al superar el límite de plasticidad de las rocas.

• Diaclasas: Estructuras muy numerosas, de pequeño tamaño y escasa importancia geológica.
• Fallas: Se producen cuando hay un desplazamiento relativo de los bloques rocosos separados por la fractura. Elementos de una falla:
  • Plano de falla: Superficie de fractura sobre la que se produce el desplazamiento de los bloques.
  • Bloque elevado: Bloque que se encuentra en una posición superior con respecto al otro.
  • Bloque hundido: Bloque que se encuentra en una posición inferior con respecto al otro.
  • Salto de falla: Magnitud del desplazamiento relativo entre los bloques.

3.2. Tipos de Fallas

• Normal: El bloque hundido se apoya sobre el bloque elevado.
• Inversa: El bloque elevado se apoya sobre el bloque hundido.
• Vertical: El plano de falla y el salto de falla son verticales.
• De desgarre: El desplazamiento de los bloques es horizontal.
• Cabalgamiento: Falla inversa de bajo ángulo, con un desplazamiento horizontal significativo.

3.3. Deformación y Tectónica de Placas

En las dorsales oceánicas y en los rifts continentales, predominan los esfuerzos de tensión, lo que genera numerosas fallas normales y fosas tectónicas. Las zonas de subducción son las más ricas en estructuras tectónicas. En estas zonas, los intensos esfuerzos de compresión provocan la formación de pliegues de todo tipo y tamaño. En los orógenos de colisión (o alpinos), se forman grandes mantos de corrimiento, con desplazamientos de decenas de kilómetros. Entre las estructuras discontinuas, son típicas de estas zonas las fallas inversas, los cabalgamientos, que producen un acortamiento de la zona comprimida, y los pliegues. Cuando cesan los esfuerzos de compresión en las zonas de subducción, se produce una distensión de la zona, y aparecen fuerzas de tensión que originan estructuras como fallas normales y verticales en áreas donde previamente había fallas inversas.

Magmatismo en los Bordes Constructivos o Dorsales

En las dorsales se produce aproximadamente el 80% del magmatismo terrestre, debido a la disminución de la presión en las zonas sometidas a esfuerzos de tensión y al aumento de la temperatura. Se forma magma basáltico; la mayor parte se consolida en profundidad y forma gabros. El resto asciende hasta la superficie, se consolida y forma basaltos.

Magmatismo en los Bordes Destructivos o Zonas de Subducción

En estas zonas se genera aproximadamente el 12% de los magmas, debido al aumento de la temperatura provocado por el rozamiento entre las placas. También influye la presencia de agua procedente de la deshidratación de los minerales. En zonas más superficiales se forman magmas basálticos, mientras que en zonas intermedias se generan magmas andesíticos.

Magmatismo en el Interior de las Placas

El magmatismo en el interior de las placas representa una pequeña parte del magmatismo terrestre y es responsable del vulcanismo de intraplaca. Se debe a la existencia de puntos calientes en el manto, y es más frecuente en las zonas oceánicas. También existe un magmatismo intraplaca asociado a grandes fallas con fases distensivas, que permiten la salida del magma.