Les Roques Ígnies: Origen, Formació i Classificació

Les Roques Ígnies

1. Introducció: Tres Roques, una Tipologia

Les roques ígnies es classifiquen en tres tipus principals: filonianes, volcàniques i plutòniques. Aquestes roques es formen a partir del refredament del magma, però no tots els magmes són iguals.

2. Origen i Formació del Magma

2.1. Origen del Magma (Interior de la Terra)

El magma s'origina a l'interior de la Terra, principalment en tres capes:

• Litosfera: En cambres magmàtiques.
• Astenosfera: Masses de roques prop del punt de fusió.
• Nucli extern: Elements metàl·lics en estat líquid.

2.2. Magmatisme

El magmatisme és un procés geològic intern en el qual els materials canvien d'estat a causa de la pressió (P) i la temperatura (T).

2.3. Magma

El magma és una massa de roca fosa totalment o parcialment. Pot contenir gasos i sòlids mesclats.

2.4. Processos que poden donar lloc a la formació de magma:

• Augment de la temperatura (T)
• Descens de la pressió (P)
• Fractura
• Ascens
• Hot spots
• Presència de fluids: Aigua (efecte hidròlisi)

2.5. Evolució dels Magmes

• Magmes primaris: A partir de la fusió de roques de l'escorça i el mantell.
• Magmes secundaris: A partir de la mescla, la diferenciació o l'assimilació en magmes primaris.

Mescla: Dos o més magmes primaris diferents es barregen.
Diferenciació: Magmes que es refreden poc a poc, alguns dels seus minerals comencen a solidificar-se i la resta del magma canvia la seva composició original.
Assimilació: Reacció de magmes amb les roques en què estan encaixats. Altera la seva composició.

El magma tendeix a ascendir, ja que en constituir-se ocupen més volum i es fan menys densos. En refredar-se, comença la cristal·lització o solidificació.

2.6. Factors que afavoreixen o dificulten l'ascensió dels magmes:

• Com més gran sigui la fondària, més pressió i més costarà pujar.
• La presència de fractures afavoreix l'ascensió, de vegades força ràpida, dels magmes.
• La viscositat elevada d'alguns magmes fa que la seva ascensió sigui més lenta.

3. Propietats i Característiques dels Magmes

3.1. Viscositat

La viscositat és la resistència a fluir.

Depèn de:

• Més temperatura → menys viscositat.
• Més pressió → més dens i més viscós.
• Més gasos dissolts → més pressió interna i menys dens.
• Composició química: SiO₂ → més viscós.

3.2. 4 Classes de Magmes:

• Magmes fèlsics-granítics (àcids):
  • Contenen feldspat i quars.
  • Roques granítiques.
  • Proporció de SiO₂ superior al 65%.
  • Temperatura inferior a 800ºC.
  • Alta viscositat.
  • Baixa densitat.
• Magmes intermedis-andesítics:
  • Composició andesítica.
  • Proporció SiO₂ entre 53% i 65%.
• Magmes màfics i ultramàfics (bàsics):
  • Contenen magnesi i ferro, entre altres.
  • Roques de composició basàltica.
  • Proporció SiO₂ inferior al 52%.
  • Temperatura de fusió superior a 900ºC.
  • Baixa viscositat.
  • Alta densitat.

4. De Magmes a Roques

4.1. Refredament del Magma

El refredament del magma fa que les molècules perdin mobilitat, donant lloc a la formació d'estructures minerals estables.

4.2. Roques Magmàtiques o Ígnies

El refredament del magma condiciona la roca resultant (textura, mida dels cristalls, relació amb la matriu i percentatge de cada mineral).

4.3. El Refredament

• Roques intrusives: Les roques filonianes i plutòniques es refreden a l'interior de la Terra.
• La velocitat de refredament depèn del gruix de les estructures que envolten el magma (entre 5 x 10^-4ºC/any i 1ºC/any).

4.4. Estructures que s'originen segons la forma i l'extensió:

• Dics, sills o filons: Quan el magma es solidifica a dins de les esquerdes.
• Lacòlits: La roca se solidifica amb forma de cúpula entre estrats preexistents.
• Lopòlits: Solidificació entre estrats de forma aplanada.
• Batòlits: Masses de magma més o menys globulars de grans dimensions. Normalment, tenen forma de cúpula.

4.5. El Refredament (Roques Volcàniques)

• Les roques volcàniques es refreden més ràpidament (entre 1ºC/mes o en minuts).

4.6. Estructures de les Roques Volcàniques:

• Con volcànic: Deposició de capes de materials volcànics sòlids, provinents d'una xemeneia volcànica amb el cràter al cim.
• Dom volcànic: Estructura abrupta sobre el cràter quan el magma presenta alta viscositat i tapa progressivament la xemeneia.
• Caldera: Depressió circular o el·líptica que es forma a la part superior de l'edifici volcànic, per esfondrament d'una cambra o per explosió.
• Colada de lava: Massa inicialment líquida que emet un volcà i que flueix seguint el relleu existent (com rius).

5. Cristal·lització

Quan disminueix la temperatura (T) i la pressió (P), es produeix la cristal·lització: procés de formació de minerals sòlids a partir d'un fluid.

Magma → Nucleació → Creixement cristal·lí

Nucleació: No es solidifica tot alhora, ja que no tots els minerals cristal·litzen al mateix temps, sinó que tots tenen punts de pressió i temperatura determinats. Formació estable de petits nuclis.

5.1. Diagrama de Fases

Gràfic amb P i T en concret que permet saber en quin estat de la matèria es troba una substància.

5.2. Minerals Polimorfs

Minerals que tenen la mateixa composició però una estructura cristal·lina diferent.

5.3. Sèrie de Bowen

Norman Levi Bowen i el seu equip van demostrar que en un magma de composició mitjana:

• Els minerals cristal·litzen de manera seqüenciada.
• Això fa variar la composició del fluid.
• Depenent de la composició, es donen diferents reaccions.

Reacció discontínua: Quan el mineral cristal·litza, reacciona amb el material fos i es forma un mineral nou de composició i estructura completament diferent.
Reacció contínua: Els minerals acabats de formar canvien gradualment de composició per intercanvi d'ions amb el material fos.

Durant el procés de solidificació, els magmes poden evolucionar. La velocitat de refredament del magma fa que el moviment dels elements i la mida dels cristalls en el fluid variïn. Més velocitat de refredament → cristalls més grans.

6. Aflorament en Superfície

Les estructures que trobem en superfície són el resultat de l'erosió i la meteorització dels materials (agents geològics externs).

En funció de la tipologia de roques:

• Modelat granític
• Modelat volcànic

6.1. Modelat Granític

Plutons: Roques granítiques que afloren a la superfície. A causa dels agents geològics externs, es formen diàclasis que donen lloc a estructures característiques.

• Dom: Massa de roca d'aspecte arrodonit.
• Agulla: Forma escarpada a causa del diaclasat vertical.
• Bola: Roca esfèrica força gran, arrodonida de manera progressiva per l'acció d'agents geològics externs.
• Tor: Apilament de blocs de diferents mides per efecte de l'erosió.
• Pa de sucre: Dom de grans dimensions.

6.2. Modelat Volcànic

• Dics radials o anulars: Roca en forma de mur, laminar a causa de l'erosió diferencial.
• Pitó o banyó: Cos cilíndric, més resistent que les roques que l'envoltaven i que ha desaparegut a causa de l'erosió. Normalment, és l'antiga xemeneia.

7. Identificar per Classificar

Les roques ígnies es classifiquen segons la textura i la composició.

7.1. Textures de les Roques Ígnies

• Granular:
  • Tota la roca està constituïda per minerals visibles a ull nu i, en general, de la mateixa mida.
  • Refredament lent i en profunditat.
  • Els minerals han tingut temps de desenvolupar-se.
• Porfírica:
  • La roca presenta dues classes de cristalls:
    • Mida gran: Fenocristalls
    • Matriu: Microcristalls
  • Refredament en escletxes amb menys temps o en superfície de sobte.
• Afanítica:
  • Tota una part de la roca està constituïda per minerals que no són visibles a ull nu.
  • Refredament en escletxes amb menys temps o en superfície de sobte.
• Vítria:
  • No presenta cristalls.
  • Refredament ràpid.
  • No ha donat temps a formar els cristalls.

7.2. La Composició Mineral - Roques Ígnies

Proporcions relatives de certs minerals.

• Diagrama QAFP de Streckeisen
• Quars - Feldespats Alcalins - Feldespatoides - Plagioclàsi

7.3. Roques Volcàniques - Classificació TAS

Relaciona el contingut de minerals alcalins amb els silicats, ja que sovint la seva textura no permet determinar la mineralogia.

7.4. Classificació

• Roques Plutòniques:
  • Granit (àcid i granular, blanc, gris o rosat)
  • Diorita (intermedi, granular, gris)
  • Gabre (bàsic i granular, negre)
  • Sienita (intermedi i granular, rosats o verdosos)
  • Peridotita (ultrabàsic i granular, verdós)
• Roques Volcàniques:
  • Riolita (àcida, porfírica/afanítica/vítria, blanca o grisosa)
  • Dacita (intermèdia)
  • Andesita (intermèdia i porfírica/afanítica/vítria, marronosa)
  • Basalt (bàsic i porfírica/afanítica/vítria, negre)
  • Roques ultrabàsiques
• Roques Filonianes:
  • Pegmatita (porfírica i clara, àcida)
  • Pòrfir (composició àcida o bàsica, porfírica i coloració variada)

8. Context Geològic

8.1. Interpretació del Relleu

• Corbes de nivell: Línies que uneixen punts amb la mateixa altitud.
  • Més juntes → Més pendent.
  • Quan es tanquen → Cims.
  • Carenes o divisòries d'aigües (cap a fora).
  • Valls o torrents (cap a dins) (((( o )))) carena ((( vall )))))

8.2. Interpretació de la Geologia

• Estudi dels materials que afloren a la superfície.
• En roques ígnies, en general, no formen estrats sinó que tallen el material anterior.
• Si un esdeveniment talla una roca ígnia, aquest és posterior.