Rocas Ígneas

Las Rocas Ígneas forman la mayor parte de la corteza terrestre. De hecho, con la excepción del núcleo externo líquido, la porción sólida restante de nuestro planeta es básicamente una enorme roca ígnea que se encuentra cubierta parcialmente por una delgada capa de rocas sedimentarias

Por consiguiente, para comprender la estructura, composición y funcionamiento interno de nuestro planeta, es esencial un conocimiento básico de las rocas ígneas.

Las rocas ígneas (del latín ignis, “fuego”) o magmáticas son aquellas que se forman cuando el magma (roca fundida) se enfría y se solidifica. 

Si el enfriamiento se produce lentamente bajo la superficie, se forman rocas con cristales grandes denominadas rocas plutónicas o intrusivas, mientras que si el enfriamiento se produce rápidamente sobre la superficie cuando ocurre una erupción volcánica, se forman rocas con cristales indistinguibles a simple vista conocidas como rocas volcánicas, efusivas o extrusivas.

La mayor parte de los 700 tipos de rocas ígneas que se han descrito se han formado bajo la superficie de la corteza terrestre.


Rocas Ígneas de acuerdo a su origen

Las rocas ígneas pueden clasificarse de diversas formas, pero generalmente se clasifican de acuerdo a su origen: intrusivas o plutónicas y extrusivas o volcánicas.


Rocas Plutónicas o Intrusivas

Las Rocas Plutónicas o Intrusivas se forman a partir del magma que se solidifica en el interior de la corteza terrestre. 

Ahí, grandes cantidades de magma se enfrían en conjunto con rocas preexistentes (conocidas como rocas caja), en un proceso lento y gradual, dando lugar rocas cristalinas de gran tamaño, que pueden ser observados con facilidad.

Se llama plutones a los afloramientos de este tipo de roca, como por ejemplo los batolitos, los lacolitos, los sills y los diques

Estos afloramientos muchas veces son visibles producto de la erosión que ha retirado a otras rocas que los cubrían previamente.

En términos cuantitativos, las rocas plutónicas son las más abundantes. Dominan abrumadoramente la composición de la Tierra, estando constituido por ellas la totalidad del manto y la mayor parte del volumen de la corteza terrestre

El resto de las rocas que se encuentran en la superficie (rocas ígneas volcánicas, rocas sedimentarias y rocas metamórficas) tienen una proporción relativamente pequeña.

Entre las rocas plutónicas más comunes se encuentran el granito, el gabro, la sienita, la diorita, la peridotita y la tonalita.


Rocas Volcánicas o Extrusivas

Las Rocas Volcánicas o Extrusivas se forman por la solidificación del magma (lava) que es expulsado después de una erupción volcánica.

El enfriamiento del magma se da a gran velocidad, por lo que los cristales que se crean en el interior de las rocas son muchos más pequeños (microcristales), llegando a ser invisibles para el ojo humano.

Las rocas volcánicas constituyen una pequeña parte de las rocas que se originan a partir de magma.

Se estima que durante el Cenozoico se han generado un promedio anual de 3.7 a 4.1 km³ de rocas volcánicas en el planeta, una cantidad menor en comparación a los 22.7 a 29.5 km³ de rocas plutónicas que se creen haber formado anualmente en el mismo lapso de tiempo.

Las rocas volcánicas más comunes son el basalto, la andesita; y en menor medida la riolita, la dacita y la traquita por mencionar algunas.


Tipos de Texturas de las Rocas Ígneas

Sin duda, la textura es la principal característica de una roca ígnea. El efecto de enfriamiento sobre las texturas de las rocas es bastante directo. 

El enfriamiento lento promueve el crecimiento de grandes cristales, mientras que el enfriamiento rápido tiende a generar cristales más pequeños. 

El resto de los factores se encuentran prácticamente en función de los principales tipos de texturas.

Las rocas plutónicas acostumbran a tener texturas faneríticas, porfídicas y pegmatíticas, mientras que las rocas volcánicas son de textura vítrea, afanítica y piroclástica.


Afanítica (de grano fino)

Las rocas ígneas, que se forman en la superficie o como masas pequeñas dentro  de la corteza superior donde el enfriamiento es relativamente rápido, poseen una estructura de grano muy fino, denominada afanítica (a = no; phaner = visible).

Por definición, los cristales que constituyen las rocas afaníticas son demasiados pequeños para que los minerales individuales se distinguen a simple vista. 

Dado que la identificación del mineral no es posible, normalmente se caracterizan las rocas de grano fino por su color claro, intermedio y oscuro. 

Utilizando esta clasificación, las rocas afaníticas de color claro son las que contienen fundamentalmente silicatos no ferromagnesianos y de color claro, y así sucesivamente.

En muchas rocas afaníticas se puede observar los huecos dejados por las burbujas de gas que escapan conforme se solidifica el magma. 

Esas aberturas esféricas o alargadas se denominan vesículas y son más abundantes en la parte superior de las coladas de lava. 

En la zona superior de la colada de lava donde el enfriamiento se produce lo bastante deprisa como para “congelar” la lava, conservando así las aberturas producidas por las burbujas de gas en expansión.


Fanerítica (de grano grueso)

Este tipo de textura se origina cuando grandes masas de magma se solidifican lentamente a bastante profundidad, lo que da tiempo a la formación de cristales grandes de los diferentes minerales. 

Las rocas faneríticas como el granito están formadas por una masa de cristales intercrecidos aproximadamente del mismo tamaño y lo suficientemente grandes como para que los minerales individuales puedan identificarse sin la ayuda del microscopio. 

Los geólogos suelen utilizar una lupa que les ayuda a identificar los minerales gruesos.

Dado que las rocas faneríticas se forman en el interior de la corteza terrestre, su afloramiento en la superficie de la Tierra sólo ocurre después de que la erosión elimina el recubrimiento de rocas que una vez rodearon la cámara magmática.


Porfídica

Son rocas de cristales grandes (llamados fenocristales) incrustados en una matriz (llamada pasta) de cristales más pequeños. 

Se forman debido a la diferente temperatura de cristalización de los minerales que componen la roca, con lo que es posible que algunos cristales se hagan bastante grandes mientras que otros están empezando a formarse. 

Una roca con esta textura se conoce como porfiroide.

Los grandes cristales que hay en una roca de este tipo se denominan fenocristales (pheno = mostrar; cristal = cristal), mientras que la matriz de cristales más pequeños se denomina pasta.


Vítrea

Estas rocas se originan durante algunas erupciones volcánicas en las que la roca fundida es expulsada hacia la atmósfera donde se enfría rápidamente; ello ocasiona que los iones dejen de fluir y queden desordenados antes de que puedan unirse en una estructura cristalina ordenada. 

La obsidiana es un tipo común de vidrio natural, es de aspecto similar a una pieza oscura de vidrio corriente o manufacturado.

En algunos lugares aparecen capas de obsidiana (denominadas coladas de obsidiana) de varias decenas de centímetros. 

Por tanto, el enfriamiento rápido no es el único mecanismo mediante el cual se puede formar una estructura vítrea

Como regla general, los magmas con un elevado contenido de sílice tienden a formar estructuras largas  y en cadena antes de que la cristalización sea completa. 

Éstas estructuras a su vez, impiden el transporte iónico y aumentan la velocidad del magma.

El magma granítico, que es rico en sílice, puede ser emitido como una masa extremadamente viscosa que acaba solidificando como un vidrio. 

Por el contrario, el magma basáltico, que contiene poco sílice, forma lavas muy fluidas que, tras enfriarse, suelen generar rocas cristalinas de grano fino.

Sin embargo, la superficie de la lava basáltica puede enfriarse con la suficiente rapidez como para dar lugar a una capa vítrea. 

Además los volcanes hawaianos a veces emiten fuentes de lava que arrojan la lava basáltica decenas de metros al aire. Una actividad de este tipo puede producir hilos de vidrio volcánico denominado cabellos de Pele.


Piroclástica

Algunas rocas ígneas se forman por la consolidación de fragmentos de rocas (cenizas, lapilli, gotas fundidas, bloques angulares arrancados del edificio volcánico, etc) emitidos durante erupciones volcánicas

No están formadas por cristales y su aspecto recuerda al de las rocas sedimentarias. La toba volcánica es un ejemplo de este tipo de roca, está compuesta por finos fragmentos de vidrio que permanecieron lo suficientemente calientes durante su vuelo para fundirse juntos tras el impacto.

Otras rocas piroclásticas están compuestas por fragmentos que se solidifican antes del impacto y se cementaron juntos algún tiempo después.


Pegmatítica

Las pegmatitas son rocas ígneas de grano especialmente grueso, formados por cristales interconectados de más de un centímetro de diámetro. 

La mayoría se halla en los márgenes de las rocas plutónicas, ya que se forman en las últimas etapas de la cristalización, cuando el magma contiene un porcentaje inusualmente elevado de agua y de otros volátiles como el cloro, el flúor y el azufre.

Dado que la migración iónica aumenta en estos ambientes ricos en líquido, los cristales que se forman son anormalmente grandes. 

Por tanto, los cristales de las pegmatitas no son consecuencia de historias de enfriamiento excesivamente largas, sino que son consecuencia del ambiente rico en líquido en el que tiene lugar la cristalización.

La composición de la mayor parte de las pegmatitas es parecida a la del granito. Por tanto, las pegmatitas contienen cristales grandes de cuarzo, feldespato y moscovita. 

Sin embargo, algunas contienen cantidades significativas de minerales comparativamente raros y, por tanto, valiosos.


Las rocas ígneas componen el 95% de la corteza terrestre, sin embargo no se encuentran a simple vista, ya que se encuentran recubiertas por una extensa capa fina de rocas sedimentarias y rocas metamórficas.


Composición Química de las Rocas Ígneas

Las rocas ígneas están compuestas fundamentalmente por silicatos. Además, la composición mineral de una roca ígnea concreta está determinada en última instancia por la composición química del magma a partir del cual se cristaliza.

El magma está compuesto fundamentalmente por 8 elementos químicos que son los principales constituyentes de los silicatos. 

El análisis químico demuestra que el oxígeno y el silicio (normalmente expresado como contenido de sílice [SiO₂] de un magma) son los constituyentes mayoritarios de las rocas ígneas. 

Estos dos elementos, más los iones de aluminio (Al), calcio (Ca), sodio (Na), potasio (K), magnesio (Mg), hierro (Fe) constituyen aproximadamente el 98% en peso de muchos magmas. 

Además, el magma contiene pequeñas cantidades de muchos otros elementos, entre ellos el titanio, y el manganeso, y trazas de muchos elementos más raros, como oro, plata y uranio.

Cuando los magmas se enfrían y solidifican, dichos elementos se combinan para formar dos grandes grupos de silicatos:


  • Silicatos oscuros o ferromagnesianos: son minerales ricos en hierro y magnesio y bajo contenido en sílice. Por ejemplo el olivino, el anfíbol y el piroxeno.
  • Silicatos claros: son minerales con mayores cantidades de potasio, sodio y calcio que de hierro y magnesio, y más ricos en sílice que los oscuros. El cuarzo, las moscovita y los feldespatos pertenecen a este grupo.


Las rocas ígneas pueden clasificarse en función a la cantidad de silicatos claros y silicatos oscuros:


Silicatos Claros

  • Rocas Félsicas o de composición granítica: son rocas ricas en sílice (un 70%) en las que predomina el cuarzo y el feldespato, como por ejemplo el granito y la riolita. Son, en general, de colores claros, y tienen baja densidad. Además de cuarzo y feldespato poseen normalmente un 10% de silicatos oscuros, usualmente biotita y anfíbol. Las rocas félsicas son los constituyentes principales de la corteza continental.

Intermedios

  • Rocas Intermedias o andesíticas: su composición está comprendida entre las rocas graníticas y las basálticas. La roca común de este grupo es la andesita. Las rocas intermedias contienen al menos un 25% de silicatos oscuros, principalmente anfíbol, piroxeno y biotita, el otro mineral dominante es la plagioclasa. Esta importante categoría de rocas ígneas se encuentra asociada con la actividad volcánica que normalmente se localiza en los márgenes de los continentes.

Silicatos Oscuros

  • Rocas Máficas o de composición basáltica: son rocas que contienen grandes cantidades de silicatos oscuros (ferromagnesianos) y plagioclasa rica en calcio. Son, normalmente más oscuras y densas que las félsicas. Los basaltos son las rocas máficas más abundantes ya que constituyen la corteza oceánica.
  • Rocas Ultramáficas: son rocas con más del 90% de silicatos oscuros. Por ejemplo, la peridotita. Aunque son raras en la superficie de la Tierra, se cree que las peridotitas son el constituyente principal del manto superior.

En la Figura 1, se puede observar una aproximación a la mineralogía de las rocas ígneas en función a su contenido de sílice.

Mineralogía de las Rocas Ígneas según el contenido de Sílice
Fig. 1. Mineralogía de las Rocas Ígneas en función a su contenido de sílice.


Cristalinidad de las Rocas Ígneas

El grado de cristalinidad de una roca ígnea es la proporción entre el material cristalino y de vidrio presente en la roca. Teniendo en cuenta este concepto, las rocas ígneas se pueden dividir:


  • Holovítreas: son las rocas que están formadas por un sólo vítreo.
  • Hipocristalinas: son rocas en las que predomina sobre todo el material cristalino.
  • Holocristalinas: son rocas formadas exclusivamente por material cristalino.
  • Hopovítreas: son rocas en las que predomina el material vítreo.


Importancia de las Rocas Ígneas

Las rocas ígneas componen el 95% de la corteza terrestre, sin embargo no se encuentran a simple vista, ya que se encuentran recubiertas por una extensa capa fina de rocas sedimentarias y rocas metamórficas.


Geológica

  • Dan información importante de la química y mineralogía del manto terrestre, de la naturaleza del magma y las condiciones de presión y temperaturas en las cuales se originaron las rocas.
  • Sus edades absolutas pueden obtenerse por varios sistemas de datación radiométrico, lo que permite inferir desde estratos geológicos la edad de la Tierra.
  • Sus características corresponden usualmente con características de un ambiente tectónico específico, permitiendo reconstituciones de eventos tectónicos.
  • En algunas circunstancias especiales, contienen importantes depósitos de minerales como: tungsteno, estaño y uranio, comúnmente asociados a granitos, cromo y platino.


Comercial

  • Desde el punto de vista comercial, las rocas ígneas tienen mucha utilidad en el sector de construcción.
  • El granito por ser una roca abundante, firme y de bonito aspecto se utiliza para hacer adoquines, grava y acabados en los hogares.
  • El basalto por ser una roca dura, de grano fino y difícil de romper, se utiliza para las construcciones bajo el agua y como grava para las carreteras.
  • La piedra pómez se utiliza como una roca ornamental y para la producción de cemento y hormigones ligeros.


Principales Rocas Ígneas

Granito

Es una roca fanerítica compuesta por alrededor de 25% de cuarzo y aproximadamente el 65% de feldespato, principalmente variedades ricas en potasio y sodio

Los cristales de cuarzo, de forma aproximadamente esférica, suelen ser vítreos y de color claro a gris claro. 

Por el contrario, los cristales de feldespato no son vítreos, tienen un color generalmente de blanco a gris o rosa salmón, y exhiben una forma rectangular más que esférica. 

Cuando el feldespato potásico domina y es de color rosa oscuro, el granito es casi rojizo. Sin embargo los granos de feldespato suelen ser de color de blanco a gris, de modo que cuando se mezclan con cantidades menores de silicatos oscuros, el granito parece tener un color gris claro.

Otros constituyentes menores del granito son la moscovita y algunos silicatos oscuros, en particular la biotita y el anfíbol. En la Figura 2, se puede observar el granito.


Granito
Fig. 2. Granito.



Riolita

La riolita es el equivalente extrusivo del granito, está esencialmente compuesta por silicatos claros

Este hecho explica su color, que suele ser de marrón claro a rosa o, a veces, un gris muy claro. La riolita es afanítica y contiene frecuentemente fragmentos vítreos y huecos que indican un rápido enfriamiento en un ambiente superficial. 

Cuando la riolita contiene fenocristales, son normalmente pequeños y están compuestos por cuarzo o por feldespato potásico. 

Al contrario que el granito, que está distribuido como grandes masas plutónicas, los depósitos de riolita son menos frecuentes y, en general, menos voluminosos. En la Figura 3, se puede observar una riolita.


Riolita
Fig. 3. Riolita.



Obsidiana

La obsidiana es una roca vítrea de color oscuro que normalmente se forma cuando la lava rica en sílice se enfría rápidamente. 

Al contrario que en los minerales donde hay una disposición ordenada de los iones, en el vidrio, los iones están desordenados. 

Por consiguiente, las rocas vítreas como la obsidiana no están compuestas por minerales en el sentido estricto.

Aunque normalmente de color negro o marrón rojizo, la obsidiana tiene un elevado contenido de sílice. 

Por tanto, su composición es más parecida a la de las rocas ígneas claras, como el granito, que a las rocas oscuras de composición basáltica. El color oscuro es consecuencia de la presencia de los iones metálicos. En la Figura 4, se puede observar una obsidiana.


Obsidiana
Fig. 4. Obsidiana.



Andesita

La andesita es una roca de color gris medio, de grano fino y de origen volcánico. La andesita muestra frecuentemente una textura porfídica. 

Cuando éste es el caso, los fenocristales suelen ser cristales claros y rectangulares de plagioclasa o cristales negros y alargados de anfíbol. 

La andesita se parece a menudo a la riolita, de modo que su identificación suele requerir el examen microscópico para verificar la abundancia, o la falta, de cristales de cuarzo. 

La andesita contiene cantidades pequeñas de cuarzo, mientras que la riolita está compuesta de aproximadamente un 25% de cuarzo. En la Figura 5, se puede observar una andesita.


Andesita
Fig. 5. Andesita.



Basalto

El basalto es una roca ígnea extrusiva de color oscuro, de composición máfica (rica en silicatos de magnesio y hierro, y en sílice, constituyendo una de las rocas ígneas más abundantes en la corteza terrestre). 

Los basaltos tienen una textura porfídica, con fenocristales de olivino, augita, plagioclasa y una matriz cristalina fina. 

En ocasiones puede presentarse en forma de vidrio, denominado sideromelano, con muy pocos cristales o sin ellos.

El basalto es la roca volcánica más común y supera en cuanto a superficie cubierta de la Tierra a cualquier otra roca ígnea, incluso juntas, ya que forma la mayor parte de la corteza oceánica

Se pueden encontrar grandes extensiones de basalto sobre los continentes a los cuales se les denomina traps. En la Figura 6, se puede observar una muestra de basalto.


Basalto
Fig. 6. Basalto.



Gabro

El gabro es el equivalente intrusivo del basalto. Como el basalto, es de color verde muy oscuro a negro y está compuesto fundamentalmente de piroxeno y de plagioclasa rica en calcio. 

Aunque el gabro no es un constituyente de la corteza continental, constituye un porcentaje significativo de la corteza oceánica

Aquí, grandes proporciones de magma que formó los depósitos subterráneos que una vez alimentaron las erupciones basálticas acabaron por solidificar en profundidad, formando gabros. En la Figura 7, se puede observar una muestra de gabro.


Gabro
Fig. 7. Gabro.



Fuente:

  • Tarbuck, E. y Lutgens, F. Ciencias de la Tierra 8va. Edición. Pearson Education. Madrid, España (2005).
  • Colaboradores de Wikipedia. Roca Ígnea. Wikipedia, la enciclopedia libre (2021). https://es.wikipedia.org/wiki/Roca_Ignea
  • Ingeoexpert. Rocas Ígneas: tipos y características. Ingeoexpert (2020). https://ingeoexpert.com/2020/10/29/rocas-igneas-tipos-caracteristicas/
  • Rodríguez, N. Usos de las rocas, aplicaciones en diversos sectores. Paradais Sphynx (2018). https://naturaleza.paradais-sphynx.com/geosfera/aplicaciones-usos-de-las-rocas.htm#aplicaciones-o-usos-de-las-rocas



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