Clasificación de las rocas ígneas

Las rocas ígneas se clasifican mediante dos criterios fundamentales:

Abundancia de las especies minerales primarios principales

Abundancia de elementos químicos

Para la clasificación de las rocas ígneas deben seguirse las recomendaciones dadas por la Subcomisión para la Sistemática de las Rocas Ígneas de la IUGS (Unión Internacional de Geociencias). Estas recomendaciones pueden encontrarse en:

Le Maitre, R.W., A. Streckeisen, B. Zanettin, M. J. Le Bas, B. Bonin, P. Bateman, editors; 2002; 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, 252p.

Abundancia de las especies minerales principales

La abundancia (en volumen) de un mineral en una roca se denomina abundancia modal. La moda de una roca es, por tanto, la abundancia volumétrica de sus minerales constituyentes expresada en porcentajes sobre cien (% vol).

Los minerales se clasifican en:

Minerales primarios (o singenéticos, formados durante procesos magmáticos).

o Pirogenéticos: Formados directamente a partir del fundido magmático.

o Minerales de reacción: Se forman por las reacciones de los minerales pirogenéticos con el fundido residual.

o Minerales xenógenos, formados al asimilarse fragmentos de rocas encajantes en el magma.

Minerales secundarios o postmagmáticos: Minerales formados en procesos hidrotermales, metasomáticos o metamórficos que afecten la roca.

Desde el punto de vista de su abundancia, los minerales se clasifican en:

Minerales principales: Aquellos cuyo contenido es superior al 5% en la roca.

Minerales de segundo orden: (accesorios mayores) con contenidos entre el 2 y 5% en la roca.

Minerales accesorios: Su contenido es inferior al 2% en la roca.

Para clasificar una roca ígnea en base a su moda, se utilizan diagramas ternarios en los que se representan los contenidos de minerales primarios (no se utilizan los secundarios, formados después de la cristalización del magma).

Se utilizan los siguientes parámetros:

Q: Polimorfos de SiO2 (típicamente cuarzo, aunque tambien tridimita y cristobalita en algunas rocas ígneas cristalizadas a altas temperaturas).

A: Feldespato alcalino, incluyendo feldespato potásico (sanidina, ortosa y/o microclina) y albita (término de la serie de las plagioclasas con porcentajes molares de anortita entre 0 y 5 %).

P: Plagioclasa (todos los términos de la serie de las plagioclasas con procentajes molares de anortita entre 95 y 100 %) y escapolita.

F: Feldespatoides (leucita, pseudoleucita, nefelina, analcima, sodalita, noseana, kalsilita, haiiyna, cancrinita).

M: Minerales máficos (micas, anfíboles, piroxenos, olivino), minerales opacos en luz transmitida (magnetita, ilmenita), epidota, allanita, granate, melilita, monticellita, carbonatos primarios y accesorios (circón, apatito, titanita, etc).

Desde el punto de vista de las clasificaciones modales, los minerales de los grupos Q, A, P Y F comprende los minerales félsicos, (de "fel" y "si", acronimos de feldespatos,

feldespatoides, minerales del Si, o sea, minerales ricos en Si, Al, Ca, Na, y K) y los minerales del grupo M son máficos (de "m" y "f", acrónimos de los elementos Mg y Fe, o sea, minerales ferromagnesianos).

Desde el punto de vista del índice de color se utiliza el porcentaje de minerales máficos M' (= M menos moscovita, apatito, carbonatos primarios).

Hololeucocrática: 0-10%

Leucocrática: 10-35%

Mesocrática: 35-65%

Melanocrática: 65-90%

Holomelanocrática: 90-100%

Series de reacción de Bowen (para la diferenciación ígnea por cristalización fraccionada)

Series de reacción de Bowen (imagen tomada de Rocas y Yacimientos Ortomagmáticos).

Ultramaficas plutónicas

Cuando M > 90, los minerales máficos son dominantes, las rocas son muy ricas en MgO y FeO y pobres en SiO2, y denominándose rocas ultramáficas. Se utilizan los siguientes diagramas, donde se indican los nombres de las rocas.

Clasificación de las rocas ígneas plutónicas. M > 90. Rocas ultramáficas (Le Maitre et al 2002; imagen tomada de Tutor de Petrología).

Clasificación de las rocas ígneas plutónicas. M > 90. Rocas ultramáficas con anfíbol (hornblenda) (Le Maitre et al 2002; imagen tomada de Tutor de Petrología).

Rocas máficas-félsicas plutónicas

Cuando M < 90, las rocas son máficas, intermedias o félsicas. Se utilizan los siguientes diagramas, donde se indican los nombres de las rocas.

1a cuarzolita o silexita1b granitoides ricos en cuarzo

2granito de feldespato alcalino; con bajo índice de color:

alaskita3a sienogranito3b monzogranito, adamellita4 granodiorita

5tonalita, cuarzodiorita; con bajo índice de color:

trondjemita6* cuarzo-sienita de feldespato alcalino6 sienita de feldespato alcalino6' sienita feldespatoidal de feldespato alcalino; pulaskita7* cuarzosienita7 sienita7' sienita feldespatoidal; miaskita8* cuarzo-monzonita8 monzonita8' monzonita feldespatoidal9* cuarzo-monzodiorita, cuarzo-monzogabro9 monzodiorita, monzogabro9' monzodiorita o monzogabro feldespatoidal10

cuarzodiorita, cuarzogabro

10gabro (%An en plagioclasa > 50%)diorita (%An en plagioclasa < 50%)

10' gabro o diorita feldespatoidal11 sienita nefelínica, foyaita, lujavrita12 plagifoyaita13 essexita14 theralita, teschenita si tiene analcima15 foidolita

Clasificación de las rocas ígneas plutónicas. M < 90. Rocas máficas, intermedias y félsicas (Le Maitre et al 2002; imagen tomada de Tutor de Petrología).

La distinción entre gabros y dioritas (campo 10) y otras rocas relacionadas (campos 9', 9, 9*, 10', 10* y 14) se hace con base al contenido molar de anortita de la plagioclasa (determinado por propiedades ópticas o mediante microscopía electrónica):

An ≥ 50 Gabro

An < 50 Diorita

Si no se puede determinar el contenido de An (por alteración o maclas mal definidas) se utiliza el valor de M:

M ≥ 30 Gabro.

M < 30 Diorita.

Clasificación de las rocas ígneas plutónicas. M < 90. Rocas máficas, intermedias y félsicas (Le Maitre et al 2002).

Para las rocas máficas (gabroicas) se utilizan también los siguientes diagramas:

Clasificación de las rocas ígneas plutónicas gabroicas (Le Maitre et al 2002; imagen tomada de NASA).

Clasificación de las rocas ígneas plutónicas gabroicas (Le Maitre et al 2002; imagen tomada de NASA).

Rocas volcánicas lavicas

Para las rocas volcánicas lávicas se utiliza el diagrama Q-A-P-F:

Clasificación de las rocas ígneas volcánicas. M < 90. Rocas máficas, intermedias y félsicas (Le Maitre et al 2002; imagen tomada de Tutor de Petrología).

Volcánicas piroclásticas

Las rocas volcánicas piroclásticas (explosivas) deben contener fragmentos volcánicos no retrabajados (i.e., transportados por agentes externos como viento, agua,...) en una proporción mayor de 75%. Para estas rocas, se utiliza el diagrama:

Clasificación de las rocas ígneas volcánicas piroclásticas. (imagen tomada de NASA).

Brechas piroclásticas, Cabo de Gata

Se consideran rocas epiclásticas aquellas que contienen fragmentos de rocas volcánicas con evidencias de haber sido transportados en algún medio.

Abundancia de elementos químicos

Para las rocas volcánicas se utiliza el diagrama TAS (Total Alkalis vs Silica). En este diagrama no se utilizan términos modales (máfico, félsico, etc) sino químicos: rocas ultrabásicas, básicas, intermedias, y ácidas, en función de la abundancia de SiO2 en porcentajes en peso:

Clasificación química de las rocas ígneas volcánicas. Diagrama TAS -Total Alkalis vs. Silica- (Le Maitre et al 2002; imagen tomada de NASA).

Características texturales

De los cinco tipos texturales básicos, las rocas ígneas pueden presentar texturas secuenciales, vítreas y clásticas. Las clásticas son exclusivas de las rocas volcánicas fragmentales, las vítreas de las rocas volcánicas lávicas y las secuenciales de las rocas plutónicas, subvolcánicas y volcánicas lávicas. Una vez establecido el patrón textural básico, hay que describir las características geométricas y morfológicas de los componentes. Estas se describen a continuación.

Cristalinidad

Proporciones relativas de vidrio y cristales. Los términos aplicables son los siguientes:

Holocristalina: Compuestas del 100% de cristales.

Holohialina: Compuestas del 100% de vidrio.

Hipocristalina, hipohialina o hialocristalina: Compuestas por proporciones variables de vidrio y cristales. Debe indicarse las proporciones relativas de ambos.

Típicamente, las rocas holohialinas e hipohialinas son volcánicas, mientras que las holocristalinas son todas las plutónicas y subvolcánicas y parte de las volcánicas.

Granularidad

Tamaños absolutos y relativos de los cristales. Esta propiedad abarca tres tipos de conceptos distintos:

a) Qué se puede distinguir o no de visu. En función de esto, se diferencian dos grandes grupos:

Faneríticas (generalmente > 0.1 mm): Todos los cristales y componentes pueden distinguirse de visu.

Afanítica (generalmente < 0.1 mm): No todos los cristales pueden distinguirse, ni siquiera con una lupa de mano, debiendo recurrir al microscopio. Existen dos subtipos, microcristalina, cuando los cristales son reconocibles al microscopio, y criptocristalina, cuando no lo son.

b) Tamaños absolutos de los cristales y componentes. Se diferencian los siguientes tamaños:

Muy grueso: > 16 mm

Grueso: 16-4 mm

Medio: 4-1 mm

Fino: 1-0.1 mm

Muy fino: 0.1-0.01 mm

Ultra fino: <0.01 mm

c) Tamaños relativos de los cristales. Se diferencian dos grupos:

Equigranulares: Los cristales de los distintos minerales son aproximadamente de mismo tamaño de grano.

Inequigranulares: Los cristales presentan tamaños variados. Existen distintas variedades de este tipo de texturas, siendo una de las más comunes la textura porfídica, que supone cristales relativamente grandes (denominados fenocristales) englobados en una matriz de grano más fino. Esta textura además da nombre a un tipo de roca ígnea, los pórfidos.

Hábito y formas cristalinas

En cuanto a las formas cristalinas desarrolladas por los cristales los términos aplicables son los ya conocidos de idiomorfos, hipidiomorfos y xenomorfos discutidos en el Tema 2. Existen términos equivalentes, como son:

Euhédricos = Euhedrales = Idiomorfos = Automorfos

Subhédricos = Subhedrales = Subhidiomorfos = Hipidiomorfos = Hipautomorfos

Anhédricos = Anhedrales = Alotriomorfos = Xenomorfos

Las texturas determinadas por la forma de los cristales son:

Panidiomórfica

Hipidiomórfica

Alotriomórfica

En cuanto a los hábitos cristalinos, los más generales son: ecuante o equidimensional, tabular, laminar, prismático y acicular.

Textura global y particulares

Los diferentes tipos de disposición y relación entre los componentes de las rocas son muy variados. La terminología es relativamente complicada por lo que no entraremos en ella. Sin embargo podemos dar algunos nombres generales que involucran los

conceptos anteriores de cristalinidad, granularidad y formas cristalinas. Por ejemplo, una relación textural podría ser granular hipidiomorfa, lo cual significa que los cristales están relacionados de manera que todos son aproximadamente del mismo tamaño, y en parte presentan caras cristalinas y en parte no. De entre las texturas particulares, pueden nombrarse las texturas poiquilíticas, donde unos cristales de tamaño mayor engloban a otros de tamaños menores, o las gráficas y mirmequíticas, muy comunes en granitos y formadas por intercrecimientos más o menos regulares de cuarzo y feldespatos; las texturas vesiculares o vacuolares, comunes en rocas volcánicas lávicas y que implican la existencia de espacios rellenos o no por minerales, se forman por concentración de gases volcánicos en la lava.

Texturas de rocas ígneas plutónicas (Castro, A., 1989. Petrografía Básica. Paraninfo. Madrid)

Rocas ígneas comunes

Las rocas ígneas plutónicas son por definición holocristalinas, esto es, sus componentes son todos minerales (no existe vidrio) que generalmente pueden observarse visualmente sin ayuda del microscopio (faneríticas). Las texturas

presentes son muy variadas, desde tamaño de grano muy grueso (>30 mm), grueso (5-30 mm), medio (1-5 mm) a fino (<0.1-1 mm), y de equigranulares (los cristales de los distintos minerales son aproximadamente de mismo tamaño de grano) a fuertemente inequigranulares (e.g. porfídicas), etc.

La clasificación de las rocas plutónicas se basa en las proporciones relativas de sus componentes principales (que son función de la composición original del magma). De una manera muy simple, los grandes grupos son los siguientes:

Acidas e intermedias. Rocas compuestas por minerales de colores claros, ricos en sílicio y/o sin Fe-Mg (denominados leucocráticos o félsicos), como cuarzo, feldespato potásico y plagioclasas más bien sódicas. Los tipos más comunes son el granito, la granodiorita, y la tonalita. Estas rocas se caracterizan pues por presentar colores claros, en general en tonos de grises, pudiendo distinguirse el cuarzo y los feldespatos como minerales fundamentales. Otros minerales presentes en cantidades variables, pero siempre subordinadas respecto de los anteriores, son moscovita, biotita, anfíbol, óxidos (magnetita, ilmenita), apatito, zircón...

Básicas. Rocas compuestas por minerales de colores oscuros, en general pobres en silicio y ricos en Fe-Mg (denominados melanocratos, máficos o ferromagnesianos), como biotita, anfíboles, piroxenos, olivino y oxídos de Fe-Ti. El tipo más común es el gabro. Estas rocas se caracterizan por ser de colores oscuros, en general negras o en tonos de verde, no soliendo presentar cuarzo en abundancia (a veces ni siquiera existe) ni feldespato potásico. El único mineral de color claro que puede distinguirse es la plagioclasa, que será de composición cálcica.

Ultrabásicas. Rocas compuestas exclusivamente por minerales feromagnesianos (olivino y piroxenos esencialmente), muy oscuras. El tipo más común es la peridotita. Son rocas muy oscuras, negras o verdosas, no presentando minerales claros excepto pequeñas cantidades de plagioclasa cálcica. Este tipo de rocas suelen presentarse en la naturaleza relativamente transformadas. Los minerales primarios (olivino y piroxenos) se alteran a minerales de tipo serpentina (filosilicatos hidratados) durante procesos que afectan a la roca una vez formada, transformándola en una roca metamórfica (serpentinitas).

Las rocas ígneas volcánicas pueden ser holocristalinas (100% de cristales), holohialinas (100% de vidrio) o hipohialinas (mezcla de cristales y vidrio). Cuando presentan cristales, suelen ser rocas con texturas porfídicas, pudiendo observarse los fenocristales con tamaños y formas variadas inmersos en la matriz de grano fino a muy fino (o afanítica: microcristalina si se pueden distinguir cristales con el microscopio o criptocristalina si no es así).

La clasificación petrográfica de las rocas volcánicas se basa igualmente en las proporciones relativas de los minerales más abundantes. Sin embargo, el hecho de presentar matriz cripto- o microcristalina y/o vidrio dificulta su clasificación petrográfica, por lo que más frecuentemente que en las rocas plutónicas se utilizan clasificaciones de tipo químico. En cualquier caso, los criterios son los mismos, estableciéndose grandes grupos equivalentes composicionalmente a los definidos en las rocas plutónicas.

Acidas. Son rocas rocas constituidas por minerales claros, leucocratos (cuarzo, feldespatos), que en el caso de ser una roca no holohialina suelen presentarse como fenocristales. Los tipos más comunes son las riolitas y dacitas. El color de estas rocas puede o no ser claro, ya que la matriz puede imprimirles un color más o menos oscuro.

Básicas. Son rocas constituidas por minerales oscuros máficos (olivino, piroxenos, anfíboles) y plagioclasas cálcicas. Estos minerales suelen encontrarse como fenocristales. La matriz suele ser de color oscuro debido a la presencia de abundantes microcristales de óxidos. Los tipos más abundantes son basaltos y andesitas.

Por otra parte, un grupo importante de rocas volcánicas ácidas son rocas fragmentales (llamadas piroclásticas), formadas a partir del material proyectado violentamente al exterior durante eventos explosivos. Este tipo de rocas se denominan en general

tobas volcánicas. En general, las rocas volcánicas suelen ser muy porosas y a veces muy permeables (sobre todo las piroclásticas), por lo que se presentan más o menos transformadas debido a los procesos volcánicos tardíos que las afectan, tales como circulación de gases volcánicos, aguas termales etc, formándose minerales secundarios, como ceolitas (tectosilicatos hidratados), que frecuentemente se localizan en las vacuolas.