Rocas ígneas

Rocas ígneas
Estudió en petrología ígnea [d]
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Las rocas ígneas (magmatitas) son los productos finales de la actividad magmática resultantes de la solidificación de un fundido natural ( magma , lava ). La transición de la masa fundida al estado sólido va acompañada de la cristalización de la sustancia. Las rocas ígneas juegan un papel importante en la estructura de la corteza terrestre , formando cuerpos geológicos de diversas formas y tamaños, composiciones y estructuras .

Las magmatitas son uno de los tipos de rocas más importantes junto con las formaciones sedimentarias , metamórficas e hidrotermales-metasomáticas . Ocurren en una amplia gama de condiciones geológicas: escudos, plataformas, orógenos , corteza oceánica, etc. Las rocas ígneas y metamórficas por volumen constituyen el 90-95% de la parte superior (16 km) de la corteza terrestre [1] . Las rocas ígneas forman alrededor del 15% de la superficie moderna de la Tierra [2] .

Fundamentos de taxonomía

Según la profundidad relativa de solidificación del fundido, se distinguen 3 clases de rocas ígneas: [3]

La clase plutónica incluye rocas que se formaron bajo las condiciones de facies mesoabisal y abisal. Al mismo tiempo, los límites de las facies de profundidad no están definidos sin ambigüedades. Así, para escenarios abisales, se pueden indicar desde 6-8 km [6] hasta 3-5 - 10-15 km [7] . Debido a la facilidad de diagnóstico, el principal signo de profundidad es el grado de cristalización de la sustancia: completa, oculta, incompleta. Las plutonitas se caracterizan por una estructura completamente cristalina, las rocas hipabisales son criptocristalinas, con menos frecuencia incompletamente cristalinas.

Las rocas volcánicas tienen una estructura no cristalina o vítrea. Las variedades criptocristalinas son menos comunes. Las formaciones volcánicas, subvolcanitas e hipabisales se caracterizan por texturas porfídicas formadas por grandes crecimientos de cristales (pórfidos) en una masa rocosa homogénea.

Una serie de signos petroquímicos y mineralógicos forman la base de una sistemática más profunda . A su vez, se distinguen órdenes, familias, especies y variedades de rocas. Para determinar los rangos superiores, se utilizan las proporciones de los contenidos en peso de sílice (SiO 2 ) y "álcali" ( Na 2 O + K 2 O) en las rocas.

Formas de ocurrencia

Formas de aparición de cuerpos plutónicos e hipabisales.

La introducción de magma en el macizo rocoso conduce a la formación de cuerpos intrusivos. Según su relación con las formaciones anfitrionas, distinguen:

Formas de ocurrencia de cuerpos de rocas volcánicas

La lava que brotó a la superficie forma cuerpos efusivos, entre los que se destacan: cubierta de lava, flujo de lava , cuello ( respiradero ), domo (pico, aguja) volcánico (extrusivo) y diatrema (tubo de explosión), cono volcánico , estratovolcán , volcán en escudo . Según la expresión en el relieve, las formas de ocurrencia de las rocas efusivas pueden ser tanto positivas ( coberturas , coladas , fumarolas , domos volcánicos , diatremas , conos volcánicos , estratovolcanes , volcanes en escudo ), como negativas ( cráteres , maars , pozos de lava , calderas ). ).

Composición mineral

En la composición de las rocas ígneas se distinguen los minerales formadores y accesorios . Los minerales formadores de rocas están representados por varios aluminosilicatos y silicatos . Entre ellos, se distinguen las variedades de color claro ( sin. leucocrático ) y de color oscuro ( sin. melanocrático, coloreado ). Los de color claro no contienen (o solo contienen impurezas) magnesio y hierro , mientras que los de color oscuro se caracterizan por la inclusión de estos elementos en la composición de las redes cristalinas . En consecuencia, se distinguen los minerales sálicos (de Si, Al) y máficos (de Mg, Fe).

Los minerales accesorios constituyen menos del 1-5% del volumen de roca, pero su presencia se nota en todas partes. Entre los accesorios se encuentran a menudo: circón , apatito , rutilo , monacita , ilmenita , cromita , titanita , ortita , magnetita , cromita , pirita , pirrotita y muchos otros.

Rasgos característicos de la composición mineral.

Las rocas de la serie normal se caracterizan por la presencia de feldespatos y cuarzos y "...la ausencia de foides ( feldespatoides ) y minerales alcalinos de color oscuro, así como de piroxenos y anfíboles con alto contenido de titanio", [8 ] típico en magmatitas alcalinas. La acidez (contenido de sílice), en primer lugar, se refleja en el contenido de cuarzo (cuanto más ácido, más), así como en la composición de la plagioclasa : las basitas contienen ricas en calcio, mientras que las magmatitas ácidas son ricas en sodio. variedades

El cuarzo se forma cuando el contenido de SiO 2 en el magma excede el requerido para la formación de silicatos y aluminosilicatos . El cuarzo no se presenta en fases ígneas con olivino o nefelina . El olivino está presente principalmente en rocas ultramáficas y se libera de magmas en los que el contenido de SiO 2 es insuficiente para formar piroxenos . De lo contrario, el olivino se convierte en enstatita :

Mg 2 SiO 4 + SiO 2 = Mg 2 Si 2 O 6
Forsterita………Enstatita

De manera similar, se forma la nefelina, que está presente solo en rocas alcalinas subsaturadas con sílice . De lo contrario, se forma albita :

NaAlSiO 4 + 2SiO 2 = NaAlSi 3 O 8
Nefelina………………Albita

Para las rocas de la serie normal, las principales paragénesis minerales tipomórficas son las siguientes:

La relación entre el color y la composición.

Las rocas de la serie normal y moderadamente alcalina se caracterizan por colores claros con contenidos de sílice relativamente altos y oscuros a negros con contenidos bajos. La cantidad de minerales de color oscuro, calculada como porcentaje por volumen, se denomina número de color. Las ultrabasitas suelen ser negras (95-100 % de minerales de color oscuro), las básicas son de gris oscuro a negro (~50 %). Las rocas de composición intermedia se caracterizan por colores grises (~30%). Las magmatitas ácidas y ultraácidas se distinguen por su color gris claro (<10%). Muy a menudo se observan desviaciones de estos valores debido a las características locales del magmatismo, los cambios epigenéticos y otros factores que afectan el color de la roca. Por lo general, los minerales formadores de rocas son reemplazados por minerales recién formados durante la meteorización. Las plagioclasas se reemplazan con mayor frecuencia por sericita y zeolitas ; piroxenos y anfíboles - clorita y epidota . La inspección visual con cálculo del número de color, así como la determinación de la textura (porfídica o afírica) y la estructura (total o parcialmente cristalina) permite no solo a los especialistas sino también a los aficionados hacer una conjetura sobre la composición de la roca.

Composición química

En la composición química de las magmatitas, se distinguen elementos químicos petrogénicos y raros. Los elementos petrogénicos determinan la composición de fase (mineral) de la roca, mientras que los elementos raros entran en estas fases como impurezas. La composición de las magmatitas se refleja con mayor frecuencia en las concentraciones de varios elementos en forma de sus óxidos ( óxidos petrogénicos ). “Los principales óxidos de las formaciones ígneas son: SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , FeO, MgO, CaO, Na 2 O y K 2 O, H 2 O” [9] . El porcentaje de sílice en la roca sirve como un cierto criterio para su acidez, en relación con lo cual el término "roca ácida" comenzó a denotar rocas ricas, y "roca básica" - pobre en sílice, pero enriquecida con bases - CaO, MgO y FeO. La relación inversa entre las concentraciones de estas bases y sílice es muy pronunciada en la serie de acidez de las rocas.

Distribución

Las rocas ígneas, junto con las rocas metamórficas y ultrametamórficas de transición , predominan en la composición de la corteza terrestre. En la superficie moderna, están ampliamente representados en áreas de levantamiento a largo plazo ( escudos cristalinos , etc.), cinturones móviles , grandes provincias ígneas y áreas de vulcanismo activo. Las rocas más comunes son de la serie normal y subalcalina. Además, predominan las basitas y ultrabasitas, que componen las partes inferiores de la corteza continental y forman casi por completo una corteza de tipo oceánico : las basitas componen, respectivamente, la capa “basaltica” y la parte superior de la inferior, y las ultrabasitas componen las capas inferiores de la capa inferior, donde están representados por variedades completamente cristalinas. Los granitoides están ampliamente desarrollados dentro de la corteza continental masiva y forman su capa superior de "granito-gneis". Según V. V. Belousov, la capa inferior de la corteza continental tiene una composición “granulita-máfica” [10] , mientras que su composición modal media según Goldschmidt es “andesítica” (media en contenido de sílice y normal en álcalis). Además, hay áreas de la corteza terrestre, dentro de las cuales el magmatismo se manifestó extremadamente rápida y ampliamente. Tales áreas se denominan "grandes provincias ígneas" ( gran provincia ígnea, LIP ). Con 11 de tales provincias, se asocian extinciones masivas de organismos vivos en la historia de la Tierra. El LIP incluye tanto "grandes provincias plutonógenas" como "grandes provincias volcánicas", incluidos campos de trampas (por ejemplo, trampas siberianas ).

Origen

Las rocas ígneas son los productos finales de la actividad magmática debido a la transferencia global y desigual de calor y masa desde el manto a la superficie del planeta. Los fundidos magmáticos se originan en la corteza inferior y el manto debido a una disminución de la presión y/o un aumento de la temperatura. Al ser menos densos en relación con las formaciones circundantes, tienden a "flotar" hacia la superficie. Durante el ascenso se produce la diferenciación del magma, lo que conduce a la diversidad observada de composiciones de las rocas ígneas. En caso de alcanzar la superficie, el fundido erupciona según el mecanismo efusivo y/o explosivo.

Se distinguen varias series genéticas de rocas ígneas cuya composición evoluciona a partir del magma profundo parental, que se separa de la fase sólida del manto y corteza profunda.

Notas

  1. ↑ Prothero, Donald R.; Schwab, Fred. Geología sedimentaria : una introducción a las rocas sedimentarias y la estratigrafía  . — 2do. - Nueva York: Freeman, 2004. - Pág. 12. - ISBN 978-0-7167-3905-0 .
  2. ↑ Wilkinson, Bruce H.; McElroy, Brandon J.; Kesler, Stephen E.; Peters, Shanan E.; Rothman, Edward D. Los mapas geológicos globales son velocímetros tectónicos: tasas de ciclos de rocas a partir de frecuencias de área-edad  // Boletín de la Sociedad  Geológica de América : diario. - 2008. - Vol. 121 , núm. 5-6 . - Pág. 760-779 . -doi : 10.1130/ B26457.1 .
  3. ↑ Código Petrográfico de Rusia: formaciones ígneas, metamórficas, metasomáticas, de impacto. - 3ra ed.- San Petersburgo. : VSEGEI, 2009. - 197 p.
  4. ↑ Rocas hipabisales : artículo de la Gran Enciclopedia Soviética . 
  5. ↑ Rocas efusivas // Gran enciclopedia soviética  : [en 30 volúmenes]  / cap. edición A. M. Projorov . - 3ra ed. - M.  : Enciclopedia soviética, 1969-1978.
  6. ↑ D. I. Gorzhevsky, V. N. Kozerenko. . — 1965.
  7. ↑ VI Smirnov. . - mil novecientos ochenta y dos.
  8. ↑ Ushakova E.N., Shelepaev R.A., Izokh A.E., Sukhorukov V.P., Nikitin A.A. Rocas ígneas: sistemática, nomenclatura, estructuras y texturas (enlace inaccesible) . Museo Geológico de NSU. Consultado el 11 de septiembre de 2016. Archivado desde el original el 12 de septiembre de 2016. 
  9. ↑ Saranchina, Galina Mikhailovna - Minerales formadores de rocas: (Método para determinar las constantes opt. cristalinas, características de los minerales): Proc. asignación - Buscar RSL . búsqueda.rsl.ru. Consultado el 11 de septiembre de 2016. Archivado desde el original el 2 de agosto de 2017.
  10. ↑ Khain V. E. Lomize M.G. Geotectónica con Fundamentos de Geodinámica . Ozon.ru. Consultado el 30 de octubre de 2015. Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016.

Literatura

Enlaces

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Discordante
ver tambiénMacizo plutónico • Rocas ígneas •