Por magmatismo entendemos la totalidad de los fenómenos asociados a la formación, evolución de la composición y movimiento de magmas hacia la superficie de la Tierra. El magmatismo es uno de los procesos profundos más importantes del interior de la tierra. Según la forma de manifestación, el magmatismo se divide en intrusivo y efusivo. La diferencia entre ellos determina en gran medida los mecanismos de formación de las rocas.
El concepto de magma
El magma es una fusión de silicato fluido a alta temperatura que se forma en cámaras profundas, principalmente en el manto superior (astenosfera) y en parte en las capas inferiores de la corteza terrestre. La formación de una cámara de magma ocurre cuando se combinan ciertos valores de presión y temperatura. Dicho magma primario tiene una composición homogénea, que incluye los siguientes componentes: líquido (fundido), en el que se disuelve la fase gaseosa o volátil (fluido). También hay algunossustancia sólida cristalina. A medida que avanza hacia la superficie, el magma primario evoluciona según las condiciones específicas.
La evolución del magma incluye varios tipos de procesos. Primero, experimenta diferentes tipos de diferenciación:
- segregación, en la que se separa en componentes líquidos inmiscibles;
- diferenciación por cristalización. Este proceso tan importante está asociado con la precipitación (cristalización) de ciertos compuestos de un fundido amorfo en varias combinaciones de temperatura y presión.
En segundo lugar, el magma cambia su composición química como resultado de la interacción con las rocas huésped. Este fenómeno se llama contaminación.
Procesos de cristalización en magma
Dado que el magma es una mezcla móvil de muchas sustancias y se encuentra en condiciones cambiantes, la cristalización de sus componentes es un proceso muy complejo. Suele dividirse en tres fases principales:
- Fase magmática temprana de alta temperatura. En esta etapa, los minerales que contienen hierro y magnesio de alta densidad caen del magma. Se asientan y acumulan en las áreas inferiores de la cámara de magma.
- Fase magmática principal de temperatura media, en la que se forman los principales componentes de las rocas, como feldespatos, cuarzos, micas, piroxenos, anfíboles. Precipitados de calcio, en su gran mayoría silicio y aluminio. La cristalización en esta fase ya va acompañada de una escasez de espacio en la cámara de magma, por lo que los minerales resultantes son de grano más fino.
- Magmático tardío de baja temperatura (pegmatita)fase. En esta etapa, el remanente móvil de magma llamado pegmatita, enriquecido en componentes volátiles, se esparce a través de las cavidades y grietas que quedan en la cámara de magma, contribuyendo a la recristalización de las rocas huésped. Las vetas de pegmatita se caracterizan por la formación de grandes cristales que pueden crecer entre sí. Esta etapa limita y está estrechamente relacionada con la fase hidrotermal de formación de minerales.
Volcanismo y plutonismo
Existen formas de manifestación del magmatismo como intrusivo y efusivo. La diferencia entre ellos radica en las condiciones de evolución de los magmas y el lugar de su solidificación. El último factor juega un papel particularmente importante.
El magmatismo efusivo es un proceso durante el cual el magma llega a la superficie de la Tierra a través de un canal de suministro, sube a la superficie, forma volcanes y se congela. El magma en erupción se llama lava. Cuando llega a la superficie, pierde intensamente su componente volátil. La solidificación también ocurre rápidamente, algunos tipos de lavas no tienen tiempo de cristalizar y solidificarse en estado amorfo (vidrios volcánicos).
El magmatismo intrusivo (plutonismo) se diferencia en que el magma no llega a la superficie. Invadiendo de una forma u otra los horizontes suprayacentes de las rocas anfitrionas, el magma se solidifica en profundidad, formando cuerpos intrusivos (plutónicos).
Clasificación de intrusiones
Las relaciones de las rocas huésped con los productos del magmatismo intrusivo y los tipos de cuerpos intrusivos se distinguen según muchos criterios, en particular, como:
- Profundidad de formación. Hay intrusiones cercanas a la superficie (subvolcánicas), medianamente profundas (hipabisales) y profundas (abisales).
- Ubicación relativa a la roca huésped. Según este criterio, las matrices incrustadas se dividen en consonantes (concordantes) y discordantes (discordantes).
Además, la naturaleza del magmatismo intrusivo y los tipos de intrusiones se clasifican de acuerdo con características tales como la relación entre la estructura del cuerpo plutónico y la superficie de contacto (conforme y disconforme), relación con los movimientos tectónicos, forma, tamaño del macizo, etc.
Los criterios para identificar diferentes tipos de intrusiones magmáticas están estrechamente relacionados. Por ejemplo, dependiendo de la estructura del estrato circundante, la profundidad y el mecanismo de formación del macizo magmático y otras manifestaciones del magmatismo intrusivo, las formas de las intrusiones pueden variar mucho.
Mecanismos de introducción de magma en el macizo rocoso
El magma puede penetrar en el estrato huésped de dos formas principales: a lo largo de los planos de estratificación del estrato sedimentario o a lo largo de las grietas existentes en la roca.
En el primer caso, bajo la presión del magma, las capas del techo se elevan - las áreas suprayacentes del espesor - o, por el contrario, como resultado de la influencia de la masa de magma intruso, las capas subyacentes hundimiento. Así es como se forman las intrusiones de consonantes.
Si el magma penetra hacia arriba, llenando y expandiendo grietas, rompiendo capas y colapsando las rocas del techo, forma una cavidad que será ocupada por un cuerpo intrusivo. De esta manera, discordantemente ocurrecuerpos plutónicos.
Formas de masas ígneas incrustadas
Dependiendo del camino específico a lo largo del cual avanza el proceso de magmatismo intrusivo, las formas de los cuerpos intrusivos pueden ser muy diversas. Los macizos ígneos discordantes más comunes son:
- Dique es un cuerpo con forma de placa que se hunde abruptamente y que cruza los estratos circundantes. Los diques son mucho más largos que gruesos y las superficies de contacto son casi paralelas. Los diques pueden ser de diferentes tamaños, desde decenas de metros hasta cientos de kilómetros de longitud. La forma de los diques también puede ser circular o radial, dependiendo de la ubicación de las grietas llenas de magma.
- Una vena es un pequeño cuerpo secante de forma irregular y ramificada.
- El vástago es un cuerpo en forma de columna que se caracteriza por superficies de contacto verticales o muy inclinadas.
- El batolito es la mayor variedad de intrusiones. Los batolitos pueden tener cientos o incluso miles de kilómetros de largo.
Los cuerpos superpuestos también adoptan diversas formas. Entre ellos se encuentran a menudo:
- El alféizar es una intrusión con lecho cuyas superficies de contacto son paralelas a los lechos anfitriones.
- Lopolith es una matriz lenticular, convexa hacia abajo.
- Laccolith es un cuerpo de forma similar, cuyo lado convexo se encuentra en la parte superior, como una tapa de hongo. El monte Ayu-Dag en Crimea es un ejemplo de lacolito gabroide.
- La facolita es un cuerpo ubicado en el pliegue de la depresión de la roca huésped.
Zona de contacto de intrusión
La formación de cuerpos plutónicos va acompañada de complejos procesos de interacción en el límite con el estrato circundante. Las zonas de endocontacto y exocontacto se forman a lo largo de la superficie de contacto.
Los cambios de endocontacto ocurren en el intrusivo debido a la penetración de las rocas huésped en el magma. Como resultado, el magma cerca del contacto sufre cambios químicos (contaminación) que afectan la formación de minerales.
La zona de exocontacto se produce en la roca huésped como resultado de los efectos térmicos y químicos del magma y se caracteriza por procesos activos de metamorfismo y metasomatismo. Por lo tanto, los componentes volátiles del magma pueden reemplazar los minerales en la zona de exocontacto con compuestos introducidos, formando los llamados halos metasomáticos.
Los compuestos minerales realizados por componentes volátiles también pueden cristalizar directamente en la zona de contacto. Este proceso juega un papel importante en la formación de, por ejemplo, micas y, con la participación del agua, cuarzo.
Magmatismo intrusivo y rocas intrusivas
Las rocas formadas como resultado de la cristalización profunda del magma se denominan intrusivas o plutónicas. Las rocas efusivas (volcánicas) se forman cuando el magma entra en erupción en la superficie de la Tierra (o en el fondo del océano).
El magmatismo intrusivo y efusivo da lugar a una serie de rocas similares en composición mineral. La clasificación de las rocas ígneas por composición se basa en el contenido de sílice SiO2. Según este criterio de razasubdivididos en ultrabásicos, básicos, medios y ácidos. El contenido de sílice en la serie aumenta de rocas ultramáficas (menos del 45 %) a ácidas (más del 63 %). Dentro de cada clase, las rocas difieren en alcalinidad. Las principales rocas intrusivas de acuerdo con esta clasificación forman la siguiente serie (análogo volcánico entre paréntesis):
- Ultrabásico: peridotitas, dunitas (picritas);
- Principal: gabroides, piroxenitas (bas altos);
- Medium: dioritas (andesitas);
- Ácido: granodioritas, granitos (dacitas, riolitas).
Las rocas plutónicas se diferencian de las efusivas por las condiciones de aparición y la estructura cristalina de los minerales que las componen: son completamente cristalinas (no contienen estructuras amorfas), de grano claro y no tienen poros. Cuanto más profunda era la fuente de formación de rocas (intrusiones abisales), más lentos procedían los procesos de enfriamiento y cristalización del magma, mientras se mantenía una gran cantidad de la fase volátil. Estas rocas profundas se caracterizan por tener granos cristalinos más grandes.
Estructura interna de cuerpos intrusivos
La estructura de los macizos plutónicos se forma en el curso de un complejo de fenómenos unidos bajo el nombre general de protectónica. Distingue dos etapas: protetectónica de las fases líquida y sólida.
En la etapa de fase líquida, se colocan las texturas lineales y rayadas primarias del cuerpo resultante. Reflejan la dirección del flujo del magma intruso y las condiciones dinámicas para la orientación de los minerales en cristalización (por ejemplo, la disposición paralelacristales de mica, hornblenda, etc.). Las texturas también están asociadas con la ubicación de fragmentos de roca extraña que cayeron en la cámara de magma (xenolitos) y acumulaciones minerales aisladas (schlieren).
La etapa de fase sólida de la evolución intrusiva está asociada con el enfriamiento de la roca recién formada. En el macizo aparecen grietas primarias, cuya ubicación y número están determinados por el ambiente de enfriamiento y las estructuras formadas en la fase líquida. Además, estructuras secundarias se desarrollan en tal masa magmática debido a la fragmentación de sus secciones y desplazamientos a lo largo de las rupturas.
El estudio de la protectónica es importante para aclarar las condiciones para la ubicación de los depósitos minerales dentro de las intrusiones y en las rocas circundantes.
Intrusiones magmáticas y tectónica
Las rocas de origen intrusivo están muy extendidas en varias áreas de la corteza terrestre. Algunas manifestaciones de magmatismo intrusivo hacen una contribución significativa a los procesos tectónicos regionales y globales.
Durante las colisiones continentales en el curso del aumento del grosor de la corteza, debido al magmatismo granítico activo, se forman grandes batolitos, por ejemplo, el batolito de Gangdis en el Transhimalaya. Asimismo, la formación de grandes batolitos está asociada a márgenes continentales activos (batolito andino). En general, las intrusiones de magma silícico juegan un papel importante en los procesos de formación de montañas.
Cuando la corteza se estira, a menudo se forman una serie de diques paralelos. Estas series se observan en las dorsales oceánicas.
Los umbrales son una de las formas características de las intrusiones magmáticas intracontinentales. También pueden tener una gran extensión, hasta cientos de kilómetros. A menudo, el magma, al penetrar entre capas de rocas sedimentarias, forma varias capas de alféizares.
Actividad magmática profunda y minerales
Debido a las peculiaridades de la cristalización en los procesos de magmatismo intrusivo, se forman minerales de cromo, hierro, magnesio, níquel, así como platinoides nativos en rocas ultrabásicas. En este caso, los metales pesados (oro, plomo, estaño, tungsteno, zinc, etc.) forman compuestos solubles con componentes volátiles del magma (por ejemplo, agua) y se concentran en las regiones superiores de la cámara magmática. Esto ocurre en la fase temprana de la cristalización. En una etapa posterior, un residuo móvil de pegmatita que contiene tierras raras y elementos raros forma depósitos de vetas en fracturas intrusivas.
Así, los Khibiny en la Península de Kola son un lacolito, expuesto como resultado de la erosión del estrato circundante. Este cuerpo está compuesto de nefelina sienitas, que son un mineral de aluminio. Otro ejemplo son las intrusiones del alféizar de Norilsk, ricas en cobre y níquel.
Las zonas de contacto también son de gran interés práctico. Los depósitos de oro, plata, estaño y otros metales valiosos están asociados con halos metasomáticos y metamórficos de cuerpos intrusivos como el lopolito Bushveld en Sudáfrica, conocido por sus halos auríferos.
Así, las áreas de intrusiónmagmatismo son la fuente más importante de muchos minerales valiosos.
