La petrogénesis ígnea es la ciencia que estudia la formación y evolución de las rocas ígneas, aquellas que se originan a partir de la solidificación de magma fundido. Este proceso, aparentemente simple, involucra una serie de fenómenos físicos y químicos complejos que dan lugar a una gran diversidad de rocas con propiedades y composiciones mineralógicas muy variadas.
Generación del Magma
El primer paso en la formación de una roca ígnea es la generación del magma. Este proceso, conocido como fusión parcial, ocurre cuando las rocas de la corteza terrestre o del manto superior se funden parcialmente debido a un aumento de la temperatura, una disminución de la presión o la adición de agua. La composición del magma resultante dependerá de la composición de la roca fuente, el grado de fusión parcial y las condiciones de presión y temperatura..
Diferenciación Magmática
Una vez formado, el magma no permanece estático. A medida que asciende hacia la superficie, experimenta una serie de procesos que modifican su composición original. La diferenciación magmática es el conjunto de procesos físicos y químicos que conducen a la formación de diferentes tipos de rocas a partir de un mismo magma parental.
- Fraccionamiento cristalino: A medida que el magma se enfría, los minerales comienzan a cristalizar en un orden específico, dependiendo de su punto de fusión. Los cristales formados pueden separarse del líquido residual por gravedad, enriqueciendo al magma en ciertos elementos y empobreciéndolo en otros.
- Asimilación: Durante su ascenso, el magma puede incorporar fragmentos de las rocas que atraviesa, modificando así su composición.
- Mezcla de magmas: La interacción de dos o más magmas con composiciones diferentes puede dar lugar a un magma híbrido con características intermedias.
- Filtración a presión: En las últimas etapas de la cristalización, el líquido residual puede ser exprimido de la masa cristalina, formando cuerpos de composición diferente.
- Inmiscibilidad de líquidos: En algunos casos, el magma puede separarse en dos líquidos inmiscibles, uno rico en silicatos y otro en sulfuros o óxidos.
La generación de magmas esta estrechamente ligada a la Tectónica Global, que discutiremos más adelante. Ahora abarcaremos los procesos de diferenciación magmática y de asimilación que ocurren durante el ascenso del magma a niveles relativamente someros.
¿Que es la diferenciación del Magma?
Son todos los procesos físico-químicos por los cuales un magma originalmente homogéneo es capaz de originar una gran variedad de rocas ígneas química y mineralógicamente diferentes. Dentro de estos procesos el más importante es el fraccionamiento gravitacional, además tenemos otros como filtrado a presión, inmiscibilidad, mezcla de magmas, asimilación, etc.
FRACCIONAMIENTO GRAVITACIONAL
Consiste en el asentamiento de minerales pesados (olivino, piroxenos, magnetita, etc.) en el seno de un líquido menos denso (magma basáltico). Este es muy efectivo sobretodo en las primeras etapas ya que el líquido es la fase dominante y este todavía no ha llegado a ser muy denso o viscoso. Este es notable en rocas gabroides, aunque en algunos granitos se ha observado a pesar de su alta viscosidad. La cristalización de un gran batolito granítico lleva de unos 5 a 10 millones de aí±os.
FILTRADO A PRESIÓN /DILATACIÓN
Estos ocurren principalmente al final de la cristalización, cuando el magma está casi completamente solidificado y consiste de una trama cristalina con un líquido intersticial. Si hay esfuerzos tectónicos compresionales, el líquido residual puede ser exprimido hacia afuera para formar un cuerpo diferenciado en el techo de la cámara magmática o hasta en la roca caja. Este se cree que es el origen de las PEGMATITAS. Si los esfuerzos son extensionales, la cámara se dilata formando cavidades llenas de líquido dentro de la trama cristalina. Estas son las llamadas cavidades miarolíticas, que originan drusas de grandes cristales de cuarzo, feldespatos, topacio, turmalinas, berilo, fluorita, etc.
INMISCIBILIDAD DE LÍQUIDOS
Ciertos sistemas magmáticos presentan amplios cambios de inmiscibilidad a temperaturas relativamente bajas. Si hay diferencias notables de densidad entre los líquidos producidos, los glóbulos más densos se hundirán en el seno del líquido, acumulándose en el fondo de la cámara magmática. Estos son responsables de depósitos de segregación magmática y de las carbonatitas (asociadas a cuerpos alcalinos máficos).
TRANSFERENCIA DE VOLÁTILES/ VESICULACIÓN
El ascenso rápido de volátiles a través de una cámara magmática somera puede deberse a la cristalización masiva de fases anhidras o a una despresurización a causa del fracturamiento del techo de la cámara. Si el proceso es gradual, el fluido migrará hacia arriba atravesando la trama cristalina y alterando los minerales cristalizados y la propia roca caja de la intrusión. La transformación metasomática es generalmente una adición de álcalis y HF, y origina cuerpos de roca llamados GREISEN (a menudo con menas de Sn, W, Be, Li y Mo) y a las ALBITITAS. Si la liberación de gases es debida a una rápida despresurización, el rápido movimiento ascensional del fluido arrastrará consigo cantidades considerables de líquido residual y fragmentos de material cristalizado, originando una violenta explosión. Se generan conductos en forma de embudo rellenos por brechas productos de la explosión, llamados DIATREMAS.
ASIMILACIÓN /CONTAMINACIÓN
Esto produce una ligera modificación en la composición del magma, generalmente se hace más silícea y alcalina. El producto final es un magma parcialmente cristalizado y contaminado, que dará origen a una roca híbrida, dificultándose reconocer el contacto entre el plutón y la roca caja.
MEZCLA DE MAGMAS
Este proceso puede originar rocas inhomogéneas que contienen fragmentos de un tipo de roca dentro de otro, o lavas con cristales de plagioclasa de diversa composición o con zonaciones inversas. Este proceso es efectivo cuando se mezclan magmas con grados distintos de diferenciación.
La Importancia de la Tectónica Global
La generación y evolución de los magmas están íntimamente ligadas a los procesos tectónicos que ocurren en la Tierra. La subducción de placas oceánicas, la divergencia de placas y la formación de puntos calientes son algunos de los mecanismos que generan las condiciones necesarias para la fusión parcial de las rocas y la formación de magmas.
Conclusiones
La petrogénesis ígnea es un campo de estudio complejo y fascinante que nos permite comprender los procesos internos de la Tierra y la formación de las rocas que conforman nuestra corteza. Los procesos de generación, diferenciación y evolución de los magmas son fundamentales para entender la diversidad de rocas ígneas que encontramos en nuestro planeta y su relación con los procesos tectónicos.
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