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Practica Silicatos

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CLASIFICACIÓN DE ROCAS ÍGNEAS

- Minerales formadores de rocas ígneas -

Las rocas ígneas están formadas principalmente por 7 grupos minerales:


Cuarzo, Feldespatos, Feldespatoides, Olivino, Piroxenos, Anfíboles y Micas.
Como accesorios principales:
Magnetita, Ilmenita, Titanita, Apatito y Circón.

SILICATOS
Constituyen aprox. el 92 % de la corteza (oceánica y continental)
Tipo de
NBO/T Clase de Silicato Ejemplos
Enlace
SiO44 - 4 Nesosilicatos Olivino, granate, zircón, titanita

Si2O76 - 3 Sorosilicatos Epidota, lawsonita, pumpeleita

SinO3n2n - 2 Inosilicatos Piroxenos, anfíboles

Si2nO5n2n - 1 Filosilicatos Micas, arcillas

SinO2n 0 Tectosilicatos Cuarzo, feldespatos, feldespatoides


Tetraedro
Nesosilicatos NC=4
[SiO4]4- (ONE/T = 4)

Olivino (Mg, Fe2+)2SiO4


Forsterita Mg2SiO4

Fayalita Fe2SiO4

Forman serie de solución sólida completa.


Sitios octaédricos ocupados por Mg y Fe:
Celeste: M1 Amarillo: M2
Octaedro

M2
M2

NC=6

M2 M2

Presente en rocas máficas y ultramáficas.


Fayalita en algunas rocas alcalinas félsicas. Ca, Mn, y Ni pueden reemplazar a Fe,Mg
Nesosilicatos
Granate A2+3B3+2 (SiO4)3
A: Cationes grandes divalentes
(Mg, Fe2+, Mn, Ca)
Coordinación VI (octaédrica)
B: Cationes pequeños trivalentes
(Al, Fe3+, Cr)
Coordinación VIII (dodecaédrica)
Importantes en rocas ígneas:
Si: azul A: púrpura B: celeste
Pyralspitas B = Al
Pyropo: Mg3 Al2 [SiO4]3 Piropo en rocas del manto
Almandino: Fe3 Al2 [SiO4]3 Almandino-espesartina en algunas rocas
Spessartina: Mn3 Al2 [SiO4]3 ígneas no muy comunes
Coord. Zr: 12
Circón ZrSiO4
Coord. Ti: 6; Ca: 7
Mineral accesorio común. Zr puede ser sustituido por Hf, Th, y U.

Titanita CaTiO(SiO4)
Mineral accesorio común en rocas intrusivas intermedias a félsicas,
y en pegmatitas
Inosilicatos de cadena simple Piroxenos W1-P (X,Y)1+P Z2O6
[SiO3]2- (ONE/T = 2) W = Ca, Na
X = Mg, Fe2+, Mn, Ni, Li
IV Y = Al, Fe3+, Cr, Ti, Mn, Mg, Fe, Mn
Z = Si, Al, Fe3+
VI
IV Clinopiroxenos (monoclínicos)
VI Diopsida CaMgSi2O6
Augita (Ca,Mg,Fe,Al)2[(Si,Al)2O6]
IV
Pigeonita (Mg, Fe2+, Ca) (Mg,Fe2+) [(Si,Al)2O6]
VI Diopsida en rocas máficas alcalinas y en rocas
Diopsida IV ultramáficas;
Augita en rocas máficas alcalinas y toleíticas, en rocas
Azul: Si; ultramáficas;
Púrpura: M1(Mg); Amarillo: M2(Ca) Pigeonita en andesitas y dacitas

Ortopiroxenos (ortorrómbicos)
Enstatita Mg2Si2O6
Ferrosilita Fe2Si2O6
En rocas ultramáficas, máficas y félsicas (variando de rico
en Mg a rico en Fe)
Piroxenos de Ca y Na Augita egirínica (Ca, Na)(Mg2+, Fe2+Fe3+)2Si2O6
En rocas alcalinas (p. ej. sienita nefelínica, fonolita)

Egirina (acmita) NaFe3+Si2O6


En rocas alcalinas (p. ej. sienita nefelínica, fonolita)

Piroxenos de Li Espodumena LiAlSi2O6


En granitos y pegmatitas ricos en litio

Onfacita y Jadeita
sólo en rocas
metamórficas
Inosilicatos de cadena doble
[Si4O11]4- (ONE/T = 1.5)

Anfíboles W0-1X2Y5(Z8O22)(OH, F)
W: Na+, K+
X: Ca2+, Na+, Mn2+, Fe2+, Mg2+, Li+,
Y: Mn2+, Fe2+, Mg2+, Al3+, Fe3+, Ti4+
Z: Si4+, Al3+
Hornblenda
Poliedros:
Azul oscuro (Z): T (Si, Al)
Púrpura (Y): M1
Naranja (Y): M2 (Al, Fe3)
Celeste (Y): M3 (Mg)
Puntos:
Amarillo (X): M4
Púrpura (W): A
Sitios de diferente tamaño permiten gran variación química
Celeste: H
M1-M3 pequeños (VI)
M4 grande (VIII)
Sitio A es muy grande (XII)
Clasificación de anfíboles

Clasificación general de anfíboles, excluyendo los anfíboles de Mg–Fe–Mn–Li.


Leake et al. (1997) Nomenclature of amphiboles: report of the subcommitee on amphiboles of the
International Mineralogical Association, Commission on new minerals and mineral names: The
Canadian Mineralogist, 35, 219-246.
Anfíboles W0-1X2Y5(Z8O22)(OH, F)
W: Na+, K+
X: Ca2+, Na+, Mn2+, Fe2+, Mg2+, Li+,
Y: Mn2+, Fe2+, Mg2+, Al3+, Fe3+, Ti4+
Z: Si4+, Al3+

Anfíboles cálcicos
Hornblenda (s.s) Ca2(Mg,Fe)4Al[Si7AlO22](OH)2
Hastingsita (Na,Ca)2(Mg, Fe)4Fe3+[Si6Al2O22](OH)2

Típicos de rocas intermedias, aunque se pueden presentar en rocas ultramáficas a félsicas.

Anfíboles sódicos o alcalinos


Riebequita Na2Fe2+3Fe3+2[Si8O22](OH)2
Eckermanita-Arfvedsonita Na3(Mg,Fe2+)4 (Al,Fe3+)Si8O22(OH)2
Kaersutita (Na,K)Ca2(Mg,Fe2+, Fe3+,Al)4(Ti,Fe3+)[Si6Al2O22](O,OH,F)2

Riebequita: granitos, sienitas, sienitas nefelínicas y rocas volcánicas félsicas.


Eckermanita-Arfvedsonita: rocas peralcalinas saturadas en sílice (lamprófidos, sienita,
granito alcalino), carbonatita, y sienita nefelínica.
Kaersutita: rocas volcánicas alcalinas (traquibasaltos a riolitas alcalinas),y en lamproitas.
Filosilicatos T
[Si2O5]2-
(ONE/T = 1) O
T
K
Grupo de las micas
T
X2Y4-6(Z8O20)(OH,F)4
X: K, Na, Ca O
Y: Al, Fe2+, Fe3+,Mg, Li
Z: Si, Al T
Biotita
Micas alumínicas
Muscovita K2Al4(Si6Al2O20)(OH,F)4
En granitos peraluminosos (sola o con biotita en granitos de dos micas)

Micas ferromagnesianas
Flogopita-Biotita K2(Mg,Fe2+)6-4(Fe3+,Al,Ti)0-2[Si6-5Al2-3O20](OH,F)4
Biotita en rocas intermedias a félsicas y en rocas peralcalinas
Flogopita en kimberlitas y en rocas potásicas.
Micas de litio
Lepidolita K2(Li,Al)6-5[Si6-7Al2-1O20](OH,F)4
En pegmatitas graníticas ricas en litio
A este grupo pertenecen importantes minerales formadores
Tectosilicatos de rocas ígneas como los minerales del grupo del SiO2, las
SinO2n (ONE/T = 0) plagioclasas, feldespatos alcalinos y feldespatoides

Grupo del SiO2


Cuarzo 

Cuarzo
En rocas intrusivas graníticas

Tridimita y Cristobalita
En rocas extrusivas silícicas
(riolita, traquita, andesita, dacita)
Tectosilicatos

Feldespatos
Solución sólida entre:
Anortita Ca[Al2Si2O8]
Albita Na[AlSi3O8]
Ortoclasa K[AlSi3O8]
Constituyen el 60% de la corteza

Albita: NaAlSi3O8

Plagioclasa
Ab – An: Solución sólida completa

Feldespato Alcalino
Ab – Or: Solución sólida incompleta
(depende de T y P).
Plagioclasa (Na, Ca[Al2Si2O8]

Abundante en rocas básicas a intermedias,


variando en composición de rica en Anortita en
rocas básicas, a rica en Albita en las más
diferenciadas.

Feldespato alcalino (K, Na)[AlSi3O8]


Presente en rocas alcalinas y en rocas félsicas
(p. ej. sienita, granito, granodiorita, y sus
equivalentes volcánicos)
Sanidino, Anortoclasa:
En rocas volcánicas (enfriamiento rápido)
Ortoclasa, Microclina:
En rocas plutónicas (enfriamiento lento)
Feldespatoides

Presentes en rocas deficientes en sílice

Nefelina (Na,K)[AlSiO4] En rocas alcalinas intrusivas y extrusivas


Kalsilita K[AlSiO4] En rocas alcalinas extrusivas ricas en potasio

Leucita K[AlSi2O6] En rocas volcánicas básicas ricas en potasio

Sodalita Na8[AlSiO4]6Cl2 En sienitas nefelínicas y rocas asociadas


Noseana Na8[AlSiO4]6SO4
En fonolitas y rocas asociadas
Hauynita (Na,Ca)4-8[AlSiO4]6(SO4,S)1-2
ÓXIDOS

Grupo de las espinelas


XY2O4
X: Mg, Fe2+ Y: Al, Cr, Fe3+, Ti
Espinela (s.s) MgAl 2O4
Hercinita Fe2+Al 2O4
Cromita Fe2+Cr2O4
Magnesiocromita MgCr2O4

Magnesioferrita MgFe3+2O4
Magnetita Fe2+Fe3+2O4
Ulvoespinela Fe2+2TiO4

Hematita Fe2O3 Mineral accesorio en rocas pobres en Fe2+ (p. ej. granitos, sienitas)

Ilmenita FeTiO3 Mineral accesorio común

Rutilo TiO2 Mineral accesorio común, especialmente en rocas intrusivas graníticas


FOSFATOS

Monacita (Ce, La, Th)PO4


incorpora principalmente LREE (La-Gd),
N.C.= IX

Xenotime YPO4
Ytrio (N.C.= VIII) puede ser reemplazado por
HREE (Tb-Lu), Th, y U
Monacita de La
(Ce, La, Th)PO4
Minerales accesorio en rocas graníticas y en
pegmatitas

Apatito Ca5(PO4)3(OH,F,Cl)
Calcio puede ser reemplazado por Sr, Ba,
Pb, U, Mn, Mg, REE (N.C. variable: VI-IX)

Mineral accesorio común presente en casi


todas las rocas ígneas.
Fluoroapatito
Series de reacción de Bowen
Serie discontinua Serie continua
Más cationes con
Cristalización
potencial iónicoa
temperaturas
intermedio (enlaces
- Aumenta
estables viscosidad
con O2-)
más altas
(mayor enlace de
tetraedros de Si)
- Disminuye T fusión
(mayor repulsión entre
tetraedros)
- Disminuye densidad
(menos Fe, Mg)
Más cationes con
potencial iónico bajo
(enlaces débiles con
Cristalización a O )
2-

y/o más cationes con


temperaturas
alto potencial iónico
(repulsiónmáscatión-catión)
bajas

Contornos de
potencial
iónico
(carga/radio)
Secuencia de cristalización
3500
Plg Las series de reacción de Bowen se pueden
Aug Hbl considerar como un modelo general.
7.0 (% H2O)
3000 Sin embargo, otros parámetros, como el
contenido de H2O, pueden alterar la
Hbl
2500 6.0 secuencia de cristalización de un magma.
Presión H2O (bar)

Opx En el sistema que se muestra a la izquierda,


2000 5.0 al variar el contenido de agua en el magma
(PH O), varía la secuencia de cristalización.
2
Opx
1500
Plg+Opx 4.0
Plg cristaliza como primera fase a bajo
+ Aug
+ Hbl Plg
contenido de agua (y mayor T), Opx a
1000
+Opx 3.0 contenidos de agua y T intermedios y Hbl a
Plg+Opx
contenidos altos de agua (y menor T).
2.0
500
+Aug
Estas variaciones se reflejarán en la
Plg
composición mineralógica de la roca.
0
900 1000 1100 1200 1300

Temperatura (ºC)

Diagrama de fases para composición andesítica (lampró-


fido: espessartita) a condiciones de saturación de agua.
Moore y Carmichael (1998), Contrib. Mineral. Petrol.,
130, 304-319.
Clasificación de rocas plutónicas con base en la composición modal

  Se aplica a rocas de grano


grueso en las que sea posible
determinar la composición
modal.

Procedimiento
Determinar el contenido en la roca de los siguiente minerales:
Q = Cuarzo
A = Feldespato alcalino
P = Plagioclasa
F = Feldspatoides
M = Máficos
Clasificación de rocas plutónicas basada en la composición modal

Ol Rocas ultramáficas
Dunita
90

Si M > 90 %
ita
PERIDOTITAS

We
rgu

hr
rzb

l it a
Lherzolita
Ha

40
Ortopiroxenita
de olivino Clinopiroxenita
de olivino
Ortopiroxenita
Websterita de olivino PIROXENITAS
Rocas ultramáficas
10 con hornblenda
Websterita
Clinopiroxenita Ol
Dunita
Opx Cpx
90

Peridotita
Peridotita de hornblenda
de piroxeno Peridotita
de piroxeno PERIDOTITAS
y hornblenda
Piroxenita 40
de olivino Hornblendita
Piroxenita Hornblendita de olivino
de olivino de olivino PIROXENITAS
Piroxenita y hornblenda y piroxeno
10 Y HORNBLENDITAS
Hornblendita
Px Piroxenita de Hornblendita Hbl
hornblenda de piroxeno
Q
Streckeisen
90 90 Si M < 90 %
Granitoide
rico en cuarzo Clasificación de rocas plutónicas
60 60 basada en la composición modal
IUGS
co
áti
esp

To
Granito Grano-

n
eld

ali
diorita
Sieno- Monzo-
of

ta
Recalcular los tres minerales
it
an

Cuarzosienita restantes al 100%:


Gr

Cuarzodiorita /
feldespática 20 20
Cuarzo- Cuarzo- Cuarzo- Cuarzogabro Q, A, P (Ternario superior)
Sienita
sienita monzonita monzodiorita Diorita/Gabro/
feldespática 5 5 Anortosita A, P, F (Ternario inferior)
10 Sienita 35 Monzonita 65 Monzodiorita 90
A Sienita Monzonita Monzodiorita P
feldespatoidea feldespatoidea feldespatoidea
10 10 Gabro: An > 50
Sienita
Diorita: An < 50
Sie

feldespática Diorita/Gabro de
d
foi
n

feldespatoidea Monzosienita Monzodiorita foid Anortosita: M < 10


it a

de

de foid de foid
de

bro
f oi

Los términos “foid” y “feldespatoidea”


Ga
d

deben ser reemplazados por el nombre del


60 60 feldespatoide presente,
p. ej. Sienita de nefelina, Monzonita nefelínica,
Foidolita
leucitolita
Los minerales máficos presentes se pueden
añadir como modificadores:
p. ej.
F
Clasificación de rocas plutónicas con Rocas gabróicas con Hbl
base en la composición modal Plagioclasa
Anortosita

Rocas gabróicas 90

a
it
Plagioclasa

or

Ga
/n
Anortosita

br
ROCAS

rita

od
90 GABROICAS

no

eh
ro
a

or
ri t

ab

nb
no

/g
Gabro de Px y Hbl

l en
a/

Gabronorita de Px y Hbl

o
br
Tr

da
rit

ROCAS Norita de Px y Hbl

Ga
oc
no

GABROICAS
tol
ro

10
ab

ita

Rocas ultramáficas con hornblenda


/g

Gabro de olivino
o

Px Hbl
br

Gabronorita de olivino Piroxenita con Hornblendita con


Ga

Norita de olivino plagioclasa plagioclasa

10 Gabros con Opx


Rocas ultramáficas con plagioclasa
Plg Plg
Piroxeno Olivino

Ga
a

br
G a b r o n o r ita
rit

o
No

10
P ir o x e n it a c o n p la g io c la s a

Opx Cpx
Q

Clasificación y nomenclatura de
rocas volcánicas basada en la
composición modal
(IUGS) 60 60

Riolita Dacita

20 20

Traquita Latita Andesita/Basalto


35 65
A Traquita Latita Andesita/Basalto P
Los términos feldespatoidea feldespatoidea feldespatoidea(o)
10 10
“foid” y “feldespatoidea”
deben ser reemplazados por
el nombre del feldespatoide Fonolita Tefrita
presente,
p. ej. Latita nefelínica,
Nefelinita
60 60

Foiditas

F
2.1.3 Texturas ígneas: Nucleación y crecimiento de cristales
Los cristales se forman en dos procesos consecutivos: Nucleación y Crecimiento
La forma en que ocurren estos procesos determinan en gran medida la textura de la roca.

Núcleos
Pequeños agregados de moléculas con los que inicia la formación de cristales
en un magma. Tienen estructura cristalina y diámetro en el orden de 10 nm (1 nm = 10-9 m).

Sobreenfriamiento
La nucleación de cristales en un magma sólo puede ocurrir si el magma en sobreenfriado.

Plg Líq.
Ab An

1. La cristalización sólo puede ocurrir si los cristales


Te: Temperatura de equilibrio
pueden disipar calor al líquido. T del líquido debe
le: Composición del líquido en equilibrio
ser menor que temperatura del cristal.
pe: Composición de plagioclasa en equilibrio
2. Al sebreenfriar el líquido a Ts se formarán núcleos
T: Sobreenfriamiento Te-Ts
con composición ps’ y temperatura = Ts’.
Nucleación y crecimiento de cristales

Tasas de
nucleación y crecimiento
ideales en función de la
temperatura.

Enfriamiento lento:
Poco sobreenfriamiento (Ta), se
forman pocos núcleos que crecen
rápido, dando lugar a pocos
cristales de grano grueso.

Enfriamiento rápido:
Sobreenfriamiento mayor a Tb.
Nucleación rápida y crecimiento
más lento produce muchos
cristales de grano fino

Enfriamento muy rápido:


Sobreenfriamiento a Tc.
Nucleación prácticamente
ausente, se produce roca vítrea.
Nucleación y crecimiento de cristales

a) b)

Resultados experimentales de densidad de nucleación y


tasa de crecimiento en función del sobreenfriamiento para:
a) Grodiorita sintética con 6.5% de H 2O
b) Granito sintético con 3.5% de H 2O

Variación en la densidad de cristales


del margen hacia el centro de un dique
toleítico de 106 m de ancho.
2.1.4 Texturas ígneas: Grado de cristalinidad

Textura Holocristalina Textura Holohialina


Roca compuesta completamente por Roca compuesta completamente por
material cristalino. Ej. Anortosita. material vítreo. Ej. Obsidiana.

Plg

Ol V

Cpx

Textura Hipocristalina Textura Hipohialina


Contiene cristales y material vítreo. Contiene cristales y material vítreo. Domina el
Dominan los cristales. Ej. Andesita. material vítreo. Ej. Ignimbrita riolíitica.
Texturas ígneas: Tasa de nucleación y crecimiento

Textura Porfirítica Textura Intergranular


Fenocristales de euédricos a subédricos en Cpx y Ol anédricos ocupan los espacios entre
matriz fina. Fenocristales se forman en una listones de Plg. Crecimiento a partir de muchos
etapa temprana de cristalización. núcleos a tasas similares para todos los minerales.

Textura Ofítica Textura Poikilítica


Piroxeno crece a partir de pocos núcleos y Grandes cristales crecen en gran parte de la roca y
parcialmente encierra a Plg. encierran completamente a granos más pequeños.
Texturas ígneas: Contenido de material vítreo

Ol

Textura intersertal Textura vitrofírica


Vidrio en los inersticios de cristales.Típica de basaltos. Fenocristales dispersos en matriz vítrea.

Texturas ígneas: Forma de cristales

Textura hipidiomórfica granular Textura alotriomórfica


Cristales euédricos, subédricos y anédricos. Cristales anédricos. Típica de rocas casi
Ej. Norita. monominerálicas. Ej. Dunita.

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