2.1: Rocas ígneas (magmáticas)
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Por el enfriamiento del magma, los átomos se unen en patrones cristalinos y posteriormente se forman diferentes minerales. Cuando la formación tiene lugar en las profundidades de la corteza terrestre (aprox. 33km de profundidad) se pueden formar rocas bastante grandes (por ejemplo, granitos).
Las rocas ígneas se forman y crean por procesos magmáticos en la tierra. Para formar cristales muy grandes de minerales raros, se necesitan condiciones excepcionales. Por ejemplo, una roca llamada pegmatita está formada por la cristalización de magma enriquecido con agua en las vetas de otras rocas, y puede contener berilo, turmalina y topacio.
Las rocas ígneas se dividen en dos tipos: roca volcánica (extrusiva) y roca plutónica (intrusiva), dependiendo de dónde se enfríe el magma.
Roca volcánica o extrusiva
Se trata de roca que se forma en la superficie de la tierra. En contacto con el aire o el agua de mar, la roca fundida se enfría rápidamente y se apaga a un vidrio (como obsidiana) o forma pequeños cristales (basalto). Las rocas volcánicas suelen tener una estructura finamente granulada o vidriosa.
El basalto es una roca extrusiva, finamente granulada debido a su rápido enfriamiento. Consiste en gran parte en pequeños cristales de feldespato y piroxeno (como diópsido y enstatita). Algunos basaltos contienen piedras preciosas como corindón, circón y granates.
Otra roca volcánica se llama kimberlita. Las pipas de kimberlita son la fuente más importante de diamante.
Ocasionalmente, variedades de vidrio volcánico, obsidiana, se cortan y se forman como piedras preciosas. La obsidiana es un mineraloide amorfo con una dureza de aproximadamente 5.5. Las variedades de obsidiana incluyen:
- Obsidiana copo de nieve (con inclusiones del mineral cristobalita)
- Obsidiana arcoiris
- Obsidiana roja de caoba
- Obsidiana de brillo plateado
- Obsidiana de encaje medianoche
- Obsidiana de calabaza
- Obsidiana “Lágrimas Apache”
Roca plutónica o intrusiva
Cuando la roca fundida se solidifica dentro de la roca preexistente, se enfría lentamente, formando rocas plutónicas con cristales más grandes. Suelen ser de grano grueso.
El granito es una roca intrusiva de grano grueso que contiene los minerales cuarzo y feldespato, y generalmente lleva mica o hornblende. En algunas circunstancias, el granito se somete a “cristalización fraccionada”, un proceso donde el enfriamiento lento crea cristales de diferentes minerales a medida que se forman a diferentes temperaturas.
Los minerales del grupo de las pegmatitas se encuentran entre los últimos en formarse, a menudo ocurriendo como venas que penetran en su entorno.
Minerales asociados que encuentran su origen en rocas ígneas:
- Berilo
- Crisoberilo
- Corindón
- Diamante
- Granate
- Feldespato
- Peridoto
- Cuarzo
- Espinela
- Topacio
- Turmalina
- Circón
Avanzado
Etapas del ciclo ígneo o magmático
Las etapas del ciclo ígneo o magmático son las siguientes:
1. Fase magmática temprana (cristalización temprana) a partir del magma ardiente:
- Cromita
- Magnetita
- Magnetita de titanio
2. Fase magmática líquida (cristalización principal) 1500-600 grados C:
- Espinela
- Circón
- Apatita
- Peridoto
- Diamante
3. Fase pegmatita (cristalización en reposo) 700-400 grados C:
La parte residual del magma, que es rica en flujos, se conoce como la etapa de pegmatita. La masa fundida se convierte en una solución acuosa a medida que avanza la solidificación. Debido a esta fluidez, los líquidos pueden penetrar fisuras y grietas en las rocas circundantes. Bajo la presión y temperaturas concentradas, se forman cristales individuales que pueden medir varios centímetros, ¡y ocasionalmente varios metros! Los cristales prismáticos crecen perpendiculares a las paredes de la vena. Las venas de pegmatita son algunos de los mejores ejemplos de formación de piedras preciosas.
- Turmalina
- Berilo
- Cuarzo
- Feldespato
- Circón
- Apatita
- Brazilianita
- Grafito
- Moscovita
- Lepidolita
4. Fase neumatolítica 500-300 grados C:
Los minerales formados en esta fase se forman a temperaturas más bajas y presión ascendente. Los componentes volátiles sobrecalentados están involucrados. El más destacado de estos componentes son los gases de vapor de agua, boro y flúor. Bajo la influencia de estos vapores, a menudo se forman otros minerales en la zona de contacto de la piedra caliza.
- Topacio
- Euclasa
- Vesuvianita
- Fluorita
- Casiterita
- Sheelite
- Wolframita
5. Fase hidrotermal 400-50 grados C:
Este es un proceso asociado a la actividad ígnea que involucra agua caliente o sobrecalentada. El agua a temperatura y presión muy altas es una sustancia extremadamente activa, capaz de descomponer los silicatos y disolver muchas sustancias que normalmente se consideran insolubles. Esta es la última etapa de minerales que pueden considerarse formados directamente a partir del magma.
- Oro
- Plata
- Esmeralda (Colombiana)
- Berilo
- Cuarzo
- Barita
- Pirita
- Dolomita
- Calcita
Experto
Circón para calcular la edad de la tierra
El circón se forma en granitos profundos en la corteza terrestre (roca plutónica). A través del movimiento de placas tectónicas, este granito es sacado a la superficie e inicia la construcción de montaña. A través de la erosión, el granito (y el circón contenido) construye sedimentos que eventualmente serán enterrados lo suficientemente profundos como para transformarse en rocas metamórficas.
El circón tiene dos propiedades importantes:
- Dureza relativa alta
- Resistencia a ataques químicos
Debido a su dureza de 7.5 en la escala de Mohs, los circones suelen sobrevivir intactos al proceso sedimentario. Debido a su resistencia a los ataques químicos, el circón sobrevivirá al proceso de metamorfismo de contacto que está tratando de atacarlo con calor y presión. Esto último es importante ya que la masa líquida que rodea al circón provocará que se forme un nuevo borde alrededor del circón antiguo, al igual que la formación de anillos de árboles. Este primer ciclo suele tardar cientos de millones de años.
El viejo cristal con su borde recién formado es empujado nuevamente hacia arriba a través de interacciones de placas tectónicas, luego este ciclo geológico se repite.
Una tercera y bien conocida propiedad del circón es que puede acomodar elementos radiactivos como el uranio. El uranio tiene la capacidad de descomponerse en plomo a una tasa de tiempo fija. El cálculo de la relación uranio-plomo puede dar una pista de la edad del circón (y por lo tanto de la edad de la Tierra). Sin embargo, el plomo puede filtrarse del circón, alterando la relación uranio-plomo.
Afortunadamente, los científicos encontraron una nueva forma de cálculo mediante el uso de isótopos. El isótopo uranio-238 (con una vida media de 4.468 mil millones de años) se desintegra a plomo-206, mientras que el uranio-235 (con una vida media de 703.8 millones de años) se descompone a plomo-207. Para este tipo de medición se utiliza la técnica de “espectrometría de masas de iones secundarios” (o SIMS). Al medir ambas depresiones 'padre-hija' de ambos procesos, se puede calcular una edad exacta del circón, es decir, si ambas mediciones son consistentes (lo cual no siempre es el caso).
Las rocas de Isua en Groenlandia son una fuente de esta forma de fechar la edad de la tierra. Los cálculos actuales indican que la Tierra tiene 4.6 mil millones de años.
Otras lecturas: Una piedra natal para la tierra