La Geología como ciencia

Plutones y Diques

Conceptos básicos

Las rocas plutónicas y filonianas, son rocas que proceden de la consolidación de un magma en el interior de la corteza terrestre.

Las rocas plutónicas se forman a partir de grandes masas de magma emplazadas en profundidad, dando lugar a las siguientes estructuras: plutones y stocks.

Las rocas filonianas, forman cuerpos tabulares formados por la consolidación de magmas que aparecen cerca de la superficie terrestre.

El proceso de formación es el siguiente:

Se parte de magmas que se enfrían lentamente, a continuación se forman pocos núcleos cristalinos, después cristales apreciables a simple vista, y con una textura granuda. En función del tamaño se clasifican en:

• Rocas de grano grueso: Compuestos por minerales con un tamaño superior a 6 mm.
• Rocas de grano medio: Las dimensiones están comprendidas entre 1mm. y 6 mm.
• Rocas de grano fino: La dimensión de los cristales es menor a 1 mm.

Las rocas filonianas suelen ser de grano fino y en otros de grano muy grueso: pegmatitas.

Enclaves. Se conoce como enclave al fragmento de roca incluido en una roca ígnea, cuya naturaleza y composición es distinta, bien sea metamórfica, ígnea o sedimentaria.

Rocas plutónicas

La clasificación se realiza en base a los minerales claros (melanocráticos) que contiene:

• Cuarzo (Q).
• Feldespatos Alcalinos (A).
• Plagioclasa (P).
• Feldespatos (F).

y minerales oscuros (leucocráticos):

• Olivino.
• Piroxeno.
• Anfíboles.
• ...

Así, tendremos:

• Rocas con minerales oscuros superior al 90%: peridotitas, rocas ultrabásicas, esencialmente formadas por Olivino, piroxenos y a veces anfíboles.
• Rocas con una proporción de minerales oscuros inferior al 90%. Su clasificación se realiza en función del porcentaje de sus cuatro componentes fundamentales: Q-A-P-F y se representa en el siguiente diagrama triangular: Diagrama de clasificación QAPF

Si tomamos como criterio de clasificación las series:

• Serie calco-alcalina: Gabro -> Diorita -> Tonalita -> Granodiorita -> Granito -> Granito con feldespatos alcalinos.
• Serie toleítica: Gabro -> Diorita -> Tonalita.
• Serie alcalina: Gabro -> Diorita -> Monzogabro y Diorita -> Monzonita -> Sienita.
• Serie fuertemente alcalina: Monzonita y Sienita con feldespatoides.

Mecanismos y desplazamientos plutónicos

Como se indicó en secciones previas, uno de los factores que más influye en el ascenso de los magmas a través de la corteza, está en el contraste de densidades entre éste y las rocas que atraviesa.

Los líquidos magmáticos son entre un 10% y un 15% menos densos que sus equivalentes rocosos de la corteza que atraviesan. La densidad de los materiales corticales, a grandes rasgos, disminuye con la profundidad, lo que implica que la velocidad de desplazamiento de los magmas disminuye con la profundidad.

Otros factores de menor importancia que condicionan el ascenso del magma son: la viscosidad y el régimen de esfuerzos a que se ve sometido.

Mecanismos de ascenso

Los mecanismo de ascenso van a ser los siguientes:

• Diapírico. Un diapiro, es una masa rocosa o magma más ligero que las rocas que los rodean, por lo que "flota", de esta forma puede ir ascendiendo a través de las rocas como un sólido plástico, o como una masa parcialmente cristalizada.
• Zona de fusión. Un magma de procedencia mantélica, al invadir la corteza, cede parte de su calor, pudiendo provocar la fusión parcial del material encajante. Este fundido, por contraste de densidades tiende a ascender, dejando un hueco para que ascienda el magma más básico.

Mecanismos de emplazamiento

Depende del nivel de emplazamiento y del contraste entre los magmas y las rocas caja, de esta forma tenemos que puede darse:

• Intrusión forzada. El magma en su ascenso se infla por la llegada de menos aportes de fundido desde la zona de generación. Este inflado fragmenta y deforma las rocas caja y al propio plutón. Este mecanismo se denomina (ballowing).
• Stoping magmático. Se produce cuando el nivel de emplazamiento es amplio asicomo el grado de viscosidad. El magma rompe y engloba de forma pasiva fragmentos de la roca caja. Estos fragmentos se hunden en el seno del magma. La fracturación de la roca caja puede ser debida a causas térmicas que provocan una expansión y agrietamiento; o a causas mecánicas que producen esfuerzos tensionales que empujan el magma.

La relación que existe entre la velocidad de enfriamiento del magma y la velocidad de ascenso, condiciona el nivel estructural en el cual se emplaza el magma.

Un magma pierde calor por:

• Convección. La convección, es el transporte de material desde las zonas centrales de la masa fundida, más calientes, hacia las zonas más frías -contacto con el magma encajante.
• Conducción. Es el transporte de calor, no de material, desde la masa fundida más caliente, hacia el contacto con las rocas caja, más frías.
• Por transmisión de la energía a la fracción volátil disuelta.

La velocidad de enfriamiento dependerá del contraste de temperatura del magma, con la roca caja y del tramo de masa fundida.

Formas intrusivas

El criterio de clasificación se basa en las relaciones existentes entre la estructura de la roca caja (planos de estratificación, esquistosidad y foliación) y los contactos de los cuerpos intrusivos. Por lo tanto vamos a tener:

• Cuerpos concordantes. La superficie de contacto es paralela a la estructura de la roca caja.
• Cuerpos discordantes. La superficie de contacto corta a las estructuras de la roca caja.

Morfologías de los cuerpos intrusivos concordantes

El criterio de clasificación es la forma:

• Lacolitos. Masas lenticulares concordantes con los planos de estratificación o foliación de la roca encajante, con morfología convexa. Esta forma es típica de granitos y granodioritas.
• Lopolitos. Son masas lenticulares concordantes con la estratificación o foliación de la roca caja. Son de perfil cóncavo asociado a cuencas estructurales. Parece existir una estrecha relación genética entre la intrusión del cuerpo y la formación de la cuenca estructural. Es típica de rocas básicas e intermedias.

Morfologías de los cuerpos intrusivos discordantes

El criterio de clasificación es el tamaño:

• Stocks. Son afloramientos con una superficie menor a 100Km².
• Plutón. Es un cuerpo intrusivo cuya superficie de afloramiento es mayor a 100Km². En función de su nivel de emplazamiento, podemos diferenciar 3 tipos:
  • Epizonales.
  • Mesozonales.
  • Catazonales.
• Un batolito, se compone de numerosos plutones en un área determinada, y formada a partir de uno o varios pulsos magmáticos.

Formas complejas estratiformes

Son intrusiones de planta circular, con bandeados horizontales, en cuanto a composición y tamaño de grano se refiere.

Van a tener las características de las rocas básicas y ultrabásicas. De techo a muro se pueden distinguir tres bandas principales:

• Peridotita.
• Gabroidea.
• Diorítica.

Dentro de cada capa hay un bandeado centimétrico producido por la diferente acumulación de ciertos minerales, lo que genera un bandeado de densidades y tamaño de grano. Aumentando tanto una como otra hacia el muro del complejo.

El origen lo tiene en la cristalización fraccionada con hundimiento gravitatorio a partir de una magma de naturaleza toleítica.

Rocas filonianas

Son rocas ígneas emplazadas en el interior de la corteza a favor de grietas o fracturas, formando cuerpos tabulares, diques, de dimensiones variables, entre centimétricas a centenares de metros.

Para su clasificación, se va a tener en cuenta la textura y composición:

• Aplita. Es una roca de grano fino de composición granítica.
• Pegmatita. Roca de composición granítica de grano muy grueso.
• Pórfido. Roca de composición variable, desde tonalítica a granítica, que se caracteriza por tener grandes cristales dentro de una matriz de grano medio o fino, es decir, porfírica.
• Lamprófido. Es una roca porfírica de composición básica intermedia con grandes cristales de Biotita, Anfíbol, Piroxeno y Olivino, que destacan dentro de una matriz de grano fino o medio, o lo que es igual, porfírica.

Formas filonianas

El criterio de clasificación, es el mismo que el utilizado en las rocas plutónicas, es decir, la proporción de minerales claros que contiene (Cuarzo (Q), Feldespatos Alcalinos (A), Plagioclasa (P) y Feldespatos (F)); y minerales oscuros (Olivino, piroxenos, anfíboles, ...), así, se dividen en:

• Rocas con una proporción de minerales oscuros superior al 90%: peridotitas, rocas ultrabásicas, esencialmente formadas por Olivino, Piroxeno y a veces anfíboles.
• Rocas con una proporción de minerales oscuros inferior al 90%, que vienen definidos por el rombo Q-A-P-F.

Son dos las formas, que de acuerdo a su disposición, se diferencian:

• Cuerpos concordantes. Donde encontramos dos tipos:
  • Sills o filones capa. Son cuerpos filonianos concordantes con la estratificación del encajante.
  • Facolitos. Cuerpos concordantes con la foliación o esquistosidad del encajante.
• Discordantes. En las formas discordantes tenemos los diques. Los diques sensu stricto, son cuerpos ígneos tabulares que cortan las estructuras de la roca caja.
• Las fracturas o hendiduras en las que se emplaza el magma, pueden originarse por la acción de un régimen de esfuerzos tensionales o por la propia acción del magma al intruir.
• Los diques suelen aparecer formando conjuntos de varios cuerpos: enjambres-diques. Estos enjambres se pueden clasificar según su disposición espacial:
  • Diques paralelos. Están asociados a grandes fracturas lineales.
  • Diques radiales. Son los que convergen en un punto central, y están asociados a estructuras de colapso.
  • Diques cónicos. Es un sistema cónico concéntrico buzante hacia el punto central en profundidad, donde está la máxima actividad magmática.
  • Diques anulares. Es un sistema de diques concéntricos o anulares verticales.

Rocas plutónicas anorogénicas

Se distinguen dos tipos:

• De áreas continentales.
• de área oceánica.

Rocas plutónicas anorogénicas de áreas continentales

Su generación está asociada a procesos de adelgazamiento de la corteza o en un proceso de rifting continental. En este contexto se pueden dar dos situaciones:

• Rocas de la serie alcalina (Oslo, Nigeria o las Hébridas). Asociadas a rocas volcánicas, gabros, monzonitas, granitos y sienitas; formando pequeños stocks de carácter epizonal, diques anulares y plutones zonados. La procedencia del magma es mantélica, con contaminación cortical en el ascenso.
• Rocas de la serie toleítica. Fundamentalmente, complejos estratiformes.

Rocas plutónicas anorogénicas de áreas oceánicas

Son dos las áreas a diferenciar:

• Dorsales oceánicas. Gabros, Plagiogranito (es un granito compuesto, sobre todo, por Cuarzo y Plagioclasa) de la serie toleítica.
• Islas oceánicas. Son pequeños cuerpos de roca de diversa naturaleza asociados a rocas volcánicas, rocas de la serie toleítica o alcalinas.