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Petrografía de Rocas Igneas


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Las rocas ígneas son aquellas formadas a partir de un producto fundido procedente del interior de la tierra. En petrología se emplean dos términos para hacer alusión a una roca fundida: Magma, el cual corresponde a un término general que engloba una mezcla de fundido y cristales que pueden estar suspendidos en su interior y Fundido, el cual se refiere exclusivamente al material líquido, excluyendo cualquier material sólido.

Conforme un cuerpo de magma asciende y se aproxima a la superficie, comúnmente contendrá burbujas de gas (formadas por gas que ha escapado del fundido debido a la caída en la presión producida durante el ascenso) y fenocristales. Debido a esto, el término “magma” es utilizado para englobar fundido, cristales y cualquier burbuja de gas presente.

Cuando este material es expulsado en la superficie, pierde parte de este gas, liberándolo hacia la atmósfera. El material restante es comúnmente denominado “lava”. 

Los magmas son originalmente formados por fusión al interior de la tierra. La fusión inicial comúnmente toma lugar en el manto, y al atravesar la corteza continental podría eventualmente causar fusión adicional de ésta, incorporando parte de sus elementos al complejo sistema magmático.

En regiones oceánicas y continentales, los magmas se enfrían y experimentan cristalización parcial dentro de la corteza en reservorios denominados “cámaras magmáticas”, dando así lugar a la amplia variedad de composiciones de magma que eventualmente pudieran ser extruidos en la superficie. 

La descripción de una roca ígnea se realiza en base a su fábrica, es decir todas aquellas propiedades no composicionales de la roca, lo cual comprende texturas y estructuras de gran escala. Las texturas (también llamadas microestructuras) están basadas en la proporción de vidrio relativo a los granos minerales y sus tamaños, formas y arreglos mutuos que son observados a escala de una muestra de mano o una lámina delgada observada bajo el microscopio.

Las texturas que pueden observarse en una roca ígnea, resultan de un número de procesos que pueden ser agrupados en dos principales categorías:

ü  Texturas primarias: surgen durante la cristalización y son desarrolladas debido a la interacción ocurrida entre los minerales y el fundido magmático.

ü  Texturas secundarias: resultantes de la alteración que toma lugar después que la roca está completamente sólida.

El siguiente apunte hará una explicación general de las texturas ígneas más comunes, concentrándose especialmente en aquellas identificables en lámina delgada, aunque muchas de estas pueden igualmente ser reconocidas en muestras de mano.

Fábricas relacionadas con la cristalinidad y el tamaño de grano:

La cristalinidad puede definirse como el “porcentaje modal de granos minerales en relación a material vítreo" y varia lógicamente entre 0 y 100%.
En base a ella, Cross et al (1906), Señala que las rocas pueden ser:

Denominación
Contenido
Holocristalina
100% cristales
Hipocristalina o hipohialina
Cristales y vidrio (porcentaje variable)
Holohialina
100% vidrio

El adjetivo “vítreo” y “hialino” (inglés glassy, vitreous, hialine) se emplea para indicar que una roca es más o menos formada completamente por vidrio. Entendiendo por vidrio “básicamente un líquido altamente viscoso, desordenado a escala atómica, formado por un fundido silicatado polimerizado que se enfrió demasiado rápido como para que ocurriera cristalización”.

Por otro lado, el tamaño de grano de una roca varía ampliamente desde granos submicroscópicos menores a 0,001 mm, que es aproximadamente el tamaño más pequeño identificable mediante microscopio, hasta cristales gigantes de pegmatitas que pueden tener tamaños métricos. Tanto la cristalinidad, como el tamaño de grano dependen principalmente de las tasas de nucleación y crecimiento de cristal.

Con respecto al tamaño absoluto de los cristales, existen distintas clasificaciones, McKenzie et al (1996) emplean los términos:

Término
Diámetro de cristal
Grano grueso
>5mm
Grano medio
1-5mm
Grano fino
<1mm

1)  Texturas relacionadas con el tamaño de los granos:

Se emplean las siguientes terminologías:
Texturas
Tamaño de los cristales
Textura fanerítica
Cristales visibles macroscópicamente
Textura afanítica
Cristales no visibles a simple vista
·         Microcristalina
Cristales visibles al microscopio
·         Criptocristalina
Cristales no visibles al microscopio

*Cuando los cristales poseen un tamaño mayor a 1 o 2 cm, se emplea el término “textura pegmatítica”. (Eventualmente pudiera aplicarse a cristales de tamaño métrico).

De acuerdo a la distribución del tamaño de los cristales, las rocas pueden ser EQUIGRANULARES (figura 1) o INEQUIGRANULARES (tamaños iguales o tamaños variados respectivamente).

Fig. 1 mostrando la distribución de tamaño de cristales en una roca equigranular fanerítica. (Hacia la derecha aumenta tamaño de grano y hacia arriba aumenta la frecuencia de ocurrencia de un determinado tamaño de partícula). Modificada de Best, 2003.

Cross et al (1906) señala que al considerar la forma o desarrollo de caras cristalinas en los cristales que conforman la roca, esta puede ser:

Idiomórfica (Automórfica)
La mayoría de los granos son euhedrales (rara)
Hipidiomórfica (Hipautomórfica)
Constituida predominantemente por granos subhedrales (común en rocas graníticas)
Alotromórfica (Xenomórfica)
La mayoría de los granos son anhedrales (común).


Fig. 2 Mostrando texturas Hipidiomórfica (A), Panidiomórfica (B) y Alotromórfica (C). Extraída de Williams et al, 1954. 


En la literatura frecuentemente se emplea el término “Textura Aplítica” para referirse a una roca equigranular de grano fino a medio, xenomórfica, típicamente restringido a granitoides leucocráticos.




a) Texturas inequigranulares:

  • Textura porfídica: se caracteriza por la presencia de fenocristales inmersos en una matríz de grano fino o vítrea (vitrofídica). Figuras 3 y 4.

Fig. 3 Mostrando textura porfídica. Extraída de Best, 2003.


Fig. 4 Mostrando la distribución de tamaños de cristales en una roca inequigranular porfídica. Modificada de Best, 2003.



  • Textura cúmuloporfídica: Tipo de textura porfídica que se caracteriza por presentar agregados de varios fenocristales juntos. Si los agregados están conformados por una misma especie mineral, muchos emplean el término “glomeroporfídica”, aunque de manera general estos términos se usan como sinónimos. (Figura 5)

Fig. 5 Mostrando textura cumuloporfídica. Extraída de MacKenzie et al, 1996. 

  • Textura seriada: se emplea cuando la roca contiene cristales que tienen una gradación continua en su tamaño (figuras 6 y 7).

 Fig. 6 mostrando gradación continúa en cristales de plagioclasa- textura seriada. Extraída de MacKenzie et al, 1996.

Fig. 7 mostrando distribución de tamaño de cristales en una textura inequigranular seriada. Modificada de Best, 2003. 






  • Textura poiquilítica: fenocristales contienen numerosas inclusiones de otro u otros minerales a los cuales envolvieron durante su crecimiento. El mineral hospedante se le llama comúnmente “oikocristal” (figura 8).

Fig. 8 mostrando cristales de olivino hospedados en oikocristal de plagioclasa. Extraída de MacKenzie et al, 1996.

  • Textura ofítica: corresponde a un caso especial de textura poiquilítica en el que un oikocristal hospeda cristales elongados o tabulares. Frecuentemente se aplica en casos en que grandes cristales de piroxeno incluyen pequeños cristales euhedrales de plagioclasa en diabasas o gabros. Algunos petrólogos utilizan el término textura subofitica para hacer alusión a cristales que están sólo parcialmente incluidos en más de un oikocristal (Figura 9 y 10).

Fig. 9 mostrando un cristal simple de piroxeno envolviendo varios cristales de plagioclasa. Extraída de Winter, 2014. 

Fig. 10 Mostrando textura ofítica. Modificada de Best, 2003. 


  • Textura intersticial: en muchas lavas y rocas hipabisales, los espacios angulosos generados entre cristales de feldespatos son rellenados por otro material. Dependiendo cual sea este se distingue:
-     Textura intergranular: los espacios son ocupados por pequeños cristales de plagioclasa, piroxeno, olivino, menas de Fe, etc.

- Textura intersertal: los intersticios son rellenados por material criptocristalino, vidrio o mineral secundario de alteración (clorita, calcita, zeolitas, etc). (Figura 11)

Fig. 11 mostrando textura intersertal. Cristales de plagioclasa rodeados de analcima (Incolora en N|| e isótropa en NX). Extraída de Lopez & Bellos, 2006. 


2)  Texturas relacionadas con la orientación de los cristales.


El flujo dentro de un fundido puede resultar en el alineamiento de minerales elongados o tabulares, produciendo texturas minerales foliadas o lineadas.


  • Textura traquítica: consiste en un agregado de microlitos generalmente de feldespato, que se disponen paralelos u orientados debido a flujo (Figura 12).



Fig. 12 mostrando microlitos de plagioclasa orientados en la mitad derecha de la sección. Extraída de Winter, 2014.



  • Textura afieltrada (felty): los cristales no presentan ninguna orientación preferente (Figura 13).

Fig. 13. Mostrando cristales de plagioclasa ordenados en textura afieltrada Extraída de Winter, 2014. 


3)  Texturas de intercrecimiento.


a) Texturas de intercrecimiento vermicular:

  • Textura simplectítica: se produce cuando existen intercrecimientos de grano fino en hábito vermicular (aspecto “agusanado”) resultantes del crecimiento combinado de dos o más minerales que reemplazan a otro (figura 14).

Fig. 14 Mostrando textura simplectítica. Extraída de López & Bellos, 2006. 



  • Textura mirmequítica: textura que consiste en el intercrecimiento de cuarzo vermicular en plagioclasa (sódica), comúnmente en contacto con feldespato potásico.



Fig. 15 Mostrando textura mirmequítica. Extraída de López y Bellos, 2006. 




b) Texturas de intercrecimiento lamelar:

  • Textura pertítica: se presenta cuando existen lamelas de albita hospedadas dentro de feldespato alcalino. Si esta textura es visible al microscopio, se denomina micropertítica (Figura 16 y 17).
 Fig. 16 Mostrando pertitas de Albita en ortoclasa. Extraída de Mackenzie et al, 1996.




Fig. 17 Mostrando pertitas de Albita microclina. Extraída de Mackenzie et al, 1996. 

  • Textura antipertítica: ocurre cuando la composición de las lamelas de feldespato alcalino, y la del cristal huésped albita (figura 18).

Fig. 18 Mostrando lamelas de feldespato potásico (oscuras sub-horizontales) en cristal de Plagioclasa-textura antipertítica. Extraída de Mackenzie et al, 1996.



En casos en que la proporción de feldespato potásico/albita es similar, se denomina textura Mesopertítica. Si bien estas texturas son comunes en feldespatos, el intercrecimiento lamelar no es exclusivo de estas especies minerales, por lo que puede darse en otros minerales como por ejemplo piroxenos. 
En estos casos solo se menciona la ocurrencia de intercrecimiento lamelar.

c) Otras texturas de intercrecimiento:

  • Textura consertal: contacto entre dos cristales en forma de interdigitaciones. 

  • Textura gráfica: consise en un intercrecimiento de feldespato alcalino y cuarzo en forma de escritura cuneiforme. Si es microcristalina, se denomina textura micrográfica (Figura 19)

Fig. 19 mostrando textura gráfica y micrográfica. Extraída de Lopez y Bellos, 2006. 




  • Textura granofírica: textura en la que cuarzo y feldespato se intercrecen el uno al otro en forma irregular con aspecto “plumoso”. Es similar a la textura micrográfica, pero más irregular. 

Fig. 20 Mostrando intercrecimiento granofírico de cuarzo y feldespato alcalino. Extraída de Winter, 2014. 

4)  Texturas de sobrecrecimiento:

  • Textura coronítica: ocurre cuando un mineral se encuentra envuelto o rodeado por uno o más minerales (Figura 21).

Fig. 21 mostrando un cristal de piroxeno rodeado por hornblenda fibrosa radial. Extraída de Mackenzie et al, 1996.

  • Textura rapakivi: se usa para describir un sobrecrecimiento de plagioclasa sódica sobre feldespato potásico (figura 22).
Fig. 22 Mostrando sobrecrecimiento de plagioclasa sobre feldespato potásico en textura rapakivi. Extraída de Best, 2003.



  • Zonación de cristal: producida por el sobrecrecimiento de una especie mineral de distinta composición pero perteneciente a la misma serie isomorfa. Ej: plagioclasa, granate, piroxeno, olivino (Figura 23). 
Fig. 23 Mostrando cristales zonados de Hornblenda (a) y Plagioclasa (b). Extraída de Winter, 2014. 


  • Textura quelifítica: se presenta cuando el sobrecrecimiento ocurre en hábito radial fibroso. Ocurre frecuentemente en piroxeno u hornblenda rodeando con textura fibrosa radial a un cristal de olivino o granate. Es comun en rocas básicas y ultrabásicas (figura 24).
Fig. 24 Mostrando textura quelifítica: Cristal de olivino rodeado por piroxeno y éste por espinela y hornblenda. Extraída de López y Bellos, 2006. 


5)  Texturas de cavidades:


  • Textura vesicular: se caracteriza por la presencia de cavidades redondas, ovoidales, o irregulares producidas por la expansión de volátiles en un magma. (frecuente en rocas extrusivas) (Figura 25).
Fig. 25 Mostrando la presencia de vesículas en basalto. Extraída de López y Bellos, 2006.


  • Textura amigdaloidal: se producen cuando las vesículas son rellenadas total o parcialmente por minerales magmáticos tardíos o post magmáticos. Por ejemplo carbonatos, zeolitas, cuarzo, calcedonia, analcima, clorita, vidrio, etc. (Figura 26).
Fig. 26 Mostrando amígdalas. En la imagen de la izquierda las vesículas están rellenas por zeolitas mientras que en la imagen de la derecha están en parte por piroxenos. Extraída de López y Bellos, 2006. 

  • Textura miarolítica: se caracteriza por la presencia de cavidades irregulares en rocas plutónicas e hipabisales, dentro de las cuales crecen minerales en forma de drusa (Figura 27).
Fig. 27 Modificada de Winter, 2014. 



6)  Otras texturas:



  • Textura esferulítica: se producen por intercrecimiento radial de minerales fibrosos. Comúnmente desarrollada en feldespato alcalino y cuarzo, en rocas volcánicas silíceas desvitrificadas (Figura 28). Si esta textura se desarrolla en fibras divergentes de plagioclasa, se denomina textura variolítica.

Fig. 28 Mostrando esferulita consistente en feldespato potásico y cuarzo en intercrecimiento radial. Extraída de McPhie et al, 1993. 

Las esferulitas pueden presentar distintas morfologías, las cuales se muestran en la figura 29.

Fig. 29 Mostrando las distintas morfologías de las esferulitas. Extraída de McPhie et al, 1993.




  • Textura eutaxítica: Esta textura es típica de rocas piroclásticas. Se caracteriza por la presencia de “glass shards” y otras estructuras causadas por la compresión y deformación resultante durante la acumulación de ceniza caliente. 
Los “glass shards” corresponden a estructuras vítreas con forma “arqueada-aplanada” (Figura 30).

Fig. 30 Mostrando glass shards.. Extraída de McPhie et al, 1993.

Otras estructuras que definen la textura eutaxítica son los “fiammes”, los cuales corresponden a fragmentos de pumita y vidrio comprimidos. Suelen ser ricos en filosilicatos como sericita-clorita y usualmente presentan una forma de “llama” (de hecho, a eso deben su nombre). Algunas formas típicas de fiammes pueden verse en la figura 31. 
Fig. 31 Extraída de Gifkins et al, 2005.







  • Textura sieve: los cristales presentan un aspecto “surcado” debido a la reabsorción (re-fusión o disolución de un mineral dentro del fundido en el cual se encuentran inmersos) (Figura 32).
Fig. 32 Mostrando textura sieve desarrollada en cristal de plagoclasa. Extraída de Winter, 2014.


  • Embahiamiento de cristales: los cristales presentan un aspecto “engolfado”. En sus bordes presentan ingresos de matriz producidos por corrosión o reabsorción (Figura 33).



Fig. 33 Mostrando cristal embahiado de olivino. Extraída de Winter, 2014.


  • Textura fragmental: se presenta cuando la roca está formada por fragmentos de material ígneo disgregado, depositado y posteriormente amalgamado. Los fragmentos pueden corresponder a trozos de rocas preexistentes (predominantemente ígneas), fragmentos de cristales o vidrio. Esta textura es típica de actividad volcánica explosiva, por lo que se presenta usualmente en rocas piroclásticas.

Clasificación de rocas ígneas.


El método más empleado para clasificar cualquier roca (ígnea, sedimentaria o metamórfica) está basado en las texturas y en la composición (definida en términos del contenido mineral y sus proporciones). Comúnmente, los criterios texturales son descritos primero, dado que las texturas proveen  la mejor evidencia del origen de la roca y permiten la clasificación en categorías genéticas amplias, las cuales en este caso son:


Rocas intrusivas
Plútónicas
Hipabisales
Rocas extrusivas
Efusivas
Piroclásticas

1)  Clasificación de rocas intrusivas:

En este caso se hará mención de la clasificación de rocas ígneas plutónicas recomendada por la IUGS (International Union of Geological Sciences).
En casos en que la roca presente un contenido de minerales máficos menor al 90%, en la clasificación se emplean los porcentajes modales de Quarzo (Q), Feldespato Alcalino (A), Plagioclasa (P) y Feldespatoides (F). En base a estos porcentajes, se grafica en el diagrama QAPF que se muestra en la figura 34.

Fig. 34 Extraída de Le Bas & Streckeisen, 1991.


Si el porcentaje de minerales máficos (M) es mayor a 90%, la clasificación se realiza en base a los porcentajes modales de olivino (Ol), ortopiroxeno (Opx) y clinopiroxeno (Cpx) empleando el diagrama mostrado en la figura 35.  

Fig. 35 Extraída de Le Bas & Streckeisen, 1991.


Para el caso de las rocas hipabisales, no existe una clasificación especial. Como se trata de rocas intrusivas, se emplea la misma clasificación de rocas plutónicas, pero se emplea el prefijo Micro al nombre correspondiente (Ej: Microtonalita) en casos en que el tamaño de cristales es inferior a 2 mm.

Winter (2014) indica que pueden emplearse términos texturales para complementar el nombre. Por ejemplo: granito gráfico, diorita porfídica, granito aplitico, etc. También puede hacerse alusión a mineralogía característica de la roca, indicando tales minerales en el orden que incremente el contenido modal de ellos, por ejemplo decir “granito de moscovita biotita”, implicaría que la roca presenta más contenido de biotita que moscovita. Obviamente, los minerales que se usan en el diagrama QAPF están implícitos en el nombre, por lo que no tendría ningún sentido que se haga mención de tales minerales en el nombre de la roca. 


2)  Clasificación de rocas extrusivas.


a) Clasificación de rocas efusivas:

En el caso de las rocas efusivas, la clasificación se realiza de manera idéntica al caso de las rocas plutónicas. El diagrama empleado en este caso se muestra en la figura 36.

Fig. 36 Extraída de Streckeisen, 1980.





b) Clasificación de rocas piroclásticas.

En el caso de la clasificación de las rocas piroclásticas, frecuentemente se emplean dos diagramas:
  • En base a la composición de los fragmentos que componen la roca: considera el contenido de cristales y fragmentos de cristales; fragmentos líticos; pumita y vidrio.



Fig. 37 Extraída de Schmid, 1981.





  • En base al tamaño de los fragmentos piroclásticos:
Fig. 38 Extraída de Fisher, 1966



Bibliografía:


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Cross, W., Iddings, J., Pirsson, L., & Washington, H. (1906). THE TEXTURE OF IGNEOUS ROCKS. The Journal of Geology, 14(8), 692-707.

Fisher, R. (1966). ROCKS COMPOSED OF VOLCANIC FRAGMENTS AND THEIR CLASSIFICATION. Earth Science Reviews, 287-298.

Gifkins, C., Allen, R., & McPhie, J. (2005). Apparent welding textures in altered pumice-rich rocks. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 29-47.

Le Bas, M., & Streckeisen, A. (1991). The IUGS systematics of igneous rocks. Journal of the geological society, 148, 825-833.

López, J., & Bellos, L. (2006). Texturas y Estructuras de las Rocas Igneas: Significado Petrológico e Implicancias en las Condiciones de Formación de las Rocas. San Miguel de Tucumán: INSTITUTO SUPERIOR DE CORRELACION GEOLÓGICA (INSUGEO).

Mackenzie, W., Donaldson, C., & Guilford, C. (1996). Atlas de rocas igneas y sus texturas . Barcelona : Masson.

McPhie, J., Doyle, M., & Allen, R. (1993). Volcanic Textures. A guide to the interpretation of textures in volcanic rocks. Tasmania, Australia: Centre for Ore Deposit and Exploration Studies.

Schmid, R. (1981). Descriptive Nomenclature and Classification of Pyroclastic Deposits and Fragments. Geologische Rundschau, 70, 794-799.

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Streckeisen, A. (1980). Classification and Nomenclature of Volcanic Rocks, Lamprophyres, Carbonatites and Melilitic Rocks IUGS Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks. Geologische Rundschau, 69, 194-207.

Williams, H., Turner, F., & Gilbert, C. (1954). Part One: Igneous Rocks. En PETROGRAPHY. An Introduccion to the Study of Rocks in Thin Sections (págs. 1-149). San Francisco: W.H. Freeman and Company .

Winter, J. (2014). Principles of igneous and metamorphic petrology (Second ed.). Edinburgh: Person education limited.


 

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