Petrología Ígnea: Clasificación de Rocas y Procesos de Cristalización Magmática

Clasificación y Procesos Magmáticos

Este documento aborda la clasificación fundamental de las rocas y describe en detalle la composición, evolución y consolidación de los magmas, incluyendo el crucial proceso de cristalización fraccionada.

Clasificación Fundamental de las Rocas

Las rocas se clasifican en tres grandes grupos según su origen:

1. Rocas Magmáticas (Ígneas): Se forman en el interior de la Tierra. Son el resultado de la solidificación y cristalización de material silicatado, parcial o totalmente fundido.
2. Rocas Metamórficas: Se forman a altas temperaturas (T°) y bajo un amplio rango de presión (P). Se deben a cambios texturales y mineralógicos como respuesta a las variaciones en las condiciones de presión, temperatura o ambiente químico.
3. Rocas Sedimentarias: Se forman en la superficie de la Tierra. Son el resultado de la consolidación de sedimentos constituidos tanto por la acumulación de partículas como por la precipitación de sustancias disueltas en el agua.

El Magma: Definición y Composición

El Magma es un fundido de composición silicatada en el que existen cristales y, en algunos casos, fragmentos de rocas en suspensión, así como una proporción más o menos importante de gases disueltos.

Composición del Magma

El magma se compone de tres fracciones principales:

• Fracción Sólida: Procede del propio fundido, del material sólido que este contiene y de fragmentos de los materiales que el magma atraviesa en su ascenso.
• Fracción Líquida: El fundido silicatado propiamente dicho.
• Fracción Gaseosa: Procede de los gases y vapores existentes en la zona donde se genera el magma y, en menor proporción, de los que se van incorporando en su ascenso (principalmente H₂O y CO₂).

Tipos de Magma según su Contenido de Sílice

La clasificación se basa en el porcentaje de sílice (SiO₂) presente, lo cual influye directamente en la temperatura de formación y la viscosidad:

• Ácidos (Félsicos): Mayor del 66% de sílice. Se forman entre 900-1200 °C. Son ligeros y presentan una alta viscosidad, lo que produce fricción y disminuye la velocidad de flujo.
• Intermedios: 66% a 52% de sílice.
• Básicos (Máficos): 52% a 45% de sílice. Se forman a más de 1200 °C. Poseen mayor fluidez y producen menos fricción.
• Ultrabasicos (Ultramáficos): Menos del 45% de sílice.

Factores Determinantes en la Formación de Magmas

La fusión de las rocas preexistentes para formar magma está controlada por:

1. Aumento de la temperatura (T°) de la roca.
2. Disminución de la presión (P).
3. Aumento de la cantidad de fluidos (especialmente H₂O).

Evolución y Consolidación Magmática

El magma tiende a ascender. Si alcanza la superficie, desencadena un proceso volcánico, caracterizado por un enfriamiento rápido y consolidación. Si se emplaza en el interior, entre rocas de la corteza, su enfriamiento es progresivo y también se produce consolidación.

Tipos de Magma según su Origen

• Magma Primario: Generado directamente por la fusión del material ya existente.
• Magmas Derivados: Provienen de un magma primario que ha sufrido un proceso de evolución magmática.

Procesos de Consolidación en la Cámara Magmática

La consolidación de los magmas en la cámara es un proceso lento que puede involucrar tres sucesos principales que alteran la composición del magma residual:

1. Diferenciación Magmática: Separación de la parte sólida (cristales) de la parte líquida (magma residual).
2. Asimilación Magmática: Debido a su alta temperatura, el magma puede asimilar parte de las rocas encajantes que le rodean, incorporando su composición.
3. Mezcla de Magmas: Se forma un magma diferente cuando se mezcla con otro magma de distinta composición.

Cristalización Fraccionada y la Serie de Reacción de Bowen

La Cristalización Fraccionada es un proceso clave de diferenciación magmática en el que los cristales van apareciendo de forma sucesiva a medida que disminuyen las condiciones termodinámicas del magma. Con el tiempo, la cantidad de ciertos cristales producidos puede disminuir.

El Modelo de Bowen

N.L. Bowen propuso un modelo de consolidación magmática conocido como la Serie de Reacción de Bowen. Partiendo de un magma basáltico generado a partir de la fusión de una roca peridotítica, y al ir bajando las condiciones termodinámicas, se iban produciendo minerales en una situación de equilibrio entre los propios minerales y el magma residual. Los minerales se forman de manera sucesiva en dos series:

• Serie Discontinua: Formación de minerales ferromagnesianos (Olivino, Piroxeno, Anfíbol, Biotita).
• Serie Continua: Formación de Plagioclasas (desde cálcicas hasta sódicas).

Críticas al Modelo de Bowen

Existen discrepancias con el modelo original de Bowen, principalmente porque:

• La serie solo parece darse completamente en basaltos toleíticos.
• La explicación original sugiere que, para que se forme un mineral, es necesario que desaparezca otro, lo cual es incorrecto, ya que las rocas ígneas suelen presentar varios de los minerales de las series consideradas coexistiendo en la misma muestra.