SOLUCIONARIO

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1. ¿Cuáles son las consecuencias de la diferenciación magmática?

La diferenciación magmática hace que un magma vaya variando su composición

original a medida que asciende a la superficie y se enfría. Esto se debe a que el

enfriamiento hace que los minerales comiencen a cristalizar de forma fracciona-

da y constituyen una fase sólida que, a menudo, se separa del líquido magmáti-

co y lo empobrece en determinados elementos.

También se puede producir diferenciación cuando algunos de los fluidos hidro-

termales que constituyen la fase líquida del magma migran a través de las fisu-

ras de la cámara magmática.

2. Indica en qué consisten los principales procesos de la evolución de unmagma.

En la evolución magmática intervienen los siguientes procesos: la diferenciación

magmática, que se explica en la solución de la actividad anterior, la asimilación

de la roca encajante, que tiene lugar cuando el magma caliente funde las rocas de

las paredes de la cámara magmática y asimila sus componentes, y la mezcla

de magmas, que se produce cuando un magma caliente y ascendente penetra en

la cámara magmática y se mezcla con el magma residente, ya diferenciado.

3. ¿Cómo afecta la presencia de agua en la formación de un magma? Razonatu respuesta.

Para responder a esta actividad, debes consultar el apartado titulado «El ambien-

te petrogenético magmático» de la unidad 15. Allí se explica que la entrada de

agua en una roca caliente, pero sólida, puede causar su fusión, ya que el agua

interfiere con los elementos que constituyen las redes cristalinas de los minera-

les y las desestabiliza. El resultado es que la temperatura de fusión de dichos

minerales desciende, y la roca se funde.

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1. Define plutón, batolito, lacolito, estratovolcán, pitones y erupciones pe-leanas.

Un plutón es una masa de rocas magmáticas que se ha formado por consolida-

ción de un magma en el interior de la corteza.

Un batolito es un plutón discordante de grandes dimensiones (más de 100 km

de diámetro).

Un lacolito es un plutón de tamaño medio y forma lenticular, con la base plana

y el techo abombado.

Un estratovolcán es un edificio volcánico, generalmente cónico, que está forma-

do por capas superpuestas de lava y piroclastos, acumuladas alrededor del crá-

ter durante las sucesivas erupciones que el volcán experimentó desde su forma-

ción.

Unidad 14. El magmatismo y el metamorfismo

Los pitones son masas de rocas volcánicas con forma de aguja, que se forman

cuando la lava se consolida en el interior de la chimenea volcánica, y la poste-

rior erosión elimina las laderas del edificio volcánico, que generalmente están

formadas por acumulaciones de piroclastos mucho menos compactas.

Las erupciones peleanas son aquellas que se generan a partir de magmas muy

viscosos, que se solidifican en la misma chimenea volcánica y la taponan, impi-

diendo la salida de gases. La presión acumulada suele hacer que se produzcan

grandes explosiones o nubes de piroclastos ardientes que se emiten a gran velo-

cidad y que arrasan todo a su paso en los alrededores del edificio volcánico.

2. Di cuáles son los principales tipos de erupciones volcánicas.

Las erupciones volcánicas pueden ser de seis grandes tipos en función, de su

explosividad y de la naturaleza de los materiales que expulsan: fisurales, hawaia-

nas, estrombolianas, vulcanianas, peleanas y freáticas.

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1. ¿Qué similitudes y qué diferencias hay entre un basalto y un gabro?

Ambas rocas comparten su composición mineralógica, ya que son ricas en piro-

xenos y plagioclasas, además de contener importantes cantidades de olivino. Se

diferencian en su textura, de manera que la del basalto es microcristalina (como

corresponde a su génesis volcánica con enfriamiento muy rápido), mientras que

la del gabro tiene cristales grandes y bien formados (consecuencia de un enfria-

miento lento bajo la superficie, acorde con su naturaleza plutónica).

2. En una roca, hemos sido capaces de distinguir, con ayuda de una lupa,cuarzo, feldespato y mica. ¿De qué tipo de roca se trata?

La composición mineralógica se corresponde con la de dos rocas magmáticas: el

granito y la riolita. Dado que el enunciado indica que dichos minerales han sido

identificados con la ayuda de una lupa, lo más probable es que se trate de gra-

nito, que presenta cristales grandes de las tres especies minerales indicadas,

mientras que la riolita es volcánica y, por ello, tiene una textura porfídica en la

que algunos de los cristales son grandes, mientras que la mayor parte son micros-

cópicos.

3. Haz un cuadro con los principales tipos de yacimientos magmáticos y desus minerales.

Unidad 14. El magmatismo y el metamorfismo

Yacimientos Minerales

Con procesode enfriamiento lento

Diamante, corindón, turmalina,circón, uraninita

HidrotermalesWolframita, galena, pirita, calcita,

calcopirita (sulfuro de Fe y Cu),cinabrio (sulfuro de Hg)

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1. Explica de forma breve cuáles son los principales factores que causan elmetamorfismo.

Los principales factores del metamorfismo son los siguientes:

• El aumento de la temperatura. Un incremento térmico puede romper los enla-

ces que existen entre los átomos que conforman las redes cristalinas de los

minerales, y aumenta la energía interna de dichos átomos. Estos dos hechos

favorecen nuevas reacciones químicas, que generan estructuras cristalinas dife-

rentes (nuevos minerales).

• El incremento de la presión. Un aumento de la presión puede cambiar las

estructuras cristalinas de los minerales de una roca por otras más compactas

(de nuevos minerales). También, puede provocar una reorientación o un cam-

bio en la disposición de los cristales.

• La presencia de fluidos. En muchas rocas sometidas a presión se produce una

circulación de agua por los espacios intergranulares. Esta agua lleva iones en

disolución, que pueden reaccionar con las ahora inestables redes cristalinas de

los minerales y cambiar la composición de la roca.

2. ¿Qué es la foliación? ¿Qué grados conoces?

La foliación es un tipo de estructura que consiste en una orientación en láminas

de los minerales que componen la roca. Según la intensidad del metamorfismo,

se distinguen varios grados de foliación:

• Pizarrosidad. Se caracteriza porque los cristales definen una estructura hojosa.

Es típica de un metamorfismo de intensidad baja.

• Esquistosidad. La foliación es más ondulada que en el caso anterior, y los cris-

tales que forman la roca son de mayor tamaño. Se produce con un metamor-

fismo de mayor intensidad.

• Gneísica. Tiene lugar en casos de metamorfismo muy intenso. Se caracteriza

porque los cristales se agrupan en bandas alternas de colores claros y oscuros,

entre las que se disponen cristales de mayor tamaño que el resto.

3. ¿A qué se deben los cambios en la composición de los minerales que com-ponen una roca expuesta al metamorfismo?

Los minerales de las rocas sometidas a metamorfismo se vuelven inestables, debi-

do a que las condiciones propias de este ambiente petrogenético son diferentes

de las de los ambientes que las formaron. Estas condiciones del metamorfismo

hacen que se rompan los enlaces entre los átomos y que se liberen iones, que

pueden reaccionar entre sí y con las estructuras de los minerales, lo que ocasio-

na tres tipos de cambios:

• Cambios isoquímicos. Originan cristales con la misma composición química,

pero con diferentes redes cristalinas. Estos minerales se denominan polimorfos.

• Recristalización. Provoca el aumento del tamaño de los cristales (blastesis) que

tenía la roca original.

• Formación de nuevos minerales, debido a los cambios químicos producidos

por los fluidos circulantes, que, al aportar iones nuevos, generan minerales

con composiciones diferentes a las de origen.

Unidad 14. El magmatismo y el metamorfismo

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1. Diferencias y semejanzas entre el dinamometamorfismo y el metamorfis-mo de enterramiento.

El factor determinante en el metamorfismo dinámico es la presión dirigida, debi-

do a fuerzas tectónicas que operan sobre la masa de roca (como en las zonas de

falla con movimiento de bloques).

En el metamorfismo de enterramiento también interviene la presión, aunque no

la debida a fuerzas tectónicas, sino la que resulta del peso de las abundantes

capas de sedimentos y rocas sedimentarias que tiene por encima. Además, en este

tipo de metamorfismo, suele intervenir un aumento de la temperatura, derivado

de la ubicación de la roca en zonas más profundas y calientes de la corteza.

2. ¿Qué criterios se utilizan para clasificar las rocas metamórficas?

Las rocas metamórficas pueden clasificarse en función del tipo de metamorfismo

que las originó, de la roca de la que proceden o de su textura y estructura (este

último criterio es el más utilizado).

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1. Cita tres rocas metamórficas y clasifícalas.

Respuesta libre, por ejemplo:

Pizarras, esquistos, ambas rocas metamórficas foliadas.

Mármol, roca metamórfica no foliada.

2. Realiza un cuadro con los principales minerales metamórficos y sus res-pectivas aplicaciones.

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ACTIVIDADESREPASA

1. Define magma y roca magmática.

Un magma es un fluido que procede de la fusión de materiales del manto o de

la corteza terrestre, y que se compone de minerales fundidos (principalmente,

silicatos), algunos cristales y fragmentos de roca todavía sólidos, y una cantidad

variable de gases disueltos.

Unidad 14. El magmatismo y el metamorfismo

Minerales metamórficos Aplicaciones

Granate Joyería (piedra semipreciosa)

Corindón Abrasivo para pulido

GrafitoFabricación de esquís, raquetas,

piezas de automoción

AsbestosAislantes térmicos, aditivos en

cementos

Una roca magmática es aquella que está formada por el enfriamiento y la consi-

guiente solidificación de un magma, bien en la superficie terrestre, bien en el

interior de la corteza.

2. Cuando tratamos la fusión de las rocas, hablamos más de intervalo defusión que de punto de fusión, ¿por qué?

Porque una roca está formada por diversos minerales, cada uno con su caracte-

rístico punto de fusión; esto provoca que, a una cierta temperatura, algunos

minerales se fundan, pero otros no. Así, el intervalo de fusión de una roca

comienza con el valor de temperatura en el que se funde el mineral con menor

punto de fusión, y finaliza con el valor en el que se funde el mineral con mayor

punto de fusión. Entre ambos valores, la roca está parcialmente fundida, ya que

no todos sus minerales habrán alcanzado sus respectivos puntos de fusión.

3. ¿Qué factores controlan la formación de los magmas?

La presión, la temperatura y la presencia o no de fluidos (sobre todo agua) en la

roca.

4. ¿Cuál es la causa de la migración del magma desde el lugar de formaciónhasta la cámara magmática, lugar donde se solidifica?

El magma se desplaza hacia la superficie, porque, al fundirse, las rocas tienen

una densidad menor que las rocas de su entorno (rocas encajantes). Además, los

fluidos tienden a desplazarse desde zonas de mayor presión hacia otras de menor

presión (más superficiales).

5. ¿Por qué no se produce cristalización fraccionada en la lava de un volcán?

Porque la cristalización fraccionada se produce cuando tiene lugar un enfria-

miento lento que permita, a los diferentes minerales, ir alcanzando sus puntos de

solidificación paulatinamente. Esto es posible en el interior de la cámara mag-

mática, pero no en la superficie terrestre, donde el enfriamiento del magma es

muy rápido debido a las bajas temperaturas.

6. ¿Qué diferencias y qué similitudes hay entre un granito y una riolita?

El granito y la riolita proceden de un mismo tipo de magma (ácido o rico en síli-

ce); esto hace que tengan la misma composición mineralógica (cuarzo, feldes-

patos y micas).

Se diferencian en sus texturas, ya que el granito presenta una textura holocrista-

lina de grano medio (cristales de tamaño uniforme y relativamente grande), acor-

de con su origen plutónico, mientras que la riolita presenta una textura vítrea o

porfídica (cristales mayoritariamente microscópicos o incluso ausentes), debido a

su origen volcánico.

7. ¿Cuál es la causa de que unas emisiones magmáticas generen coladas delava mientras que otras solo expulsen piroclastos?

La composición de la lava que sale por el cráter de un volcán determina el tipo de

erupción que experimenta y el tipo de edificio volcánico que esta genera. Así:

– Las lavas procedentes de magmas básicos (pobres en sílice y muy calientes) son

muy fluidas, pierden sus gases con mucha facilidad y tardan más en solidificar-

se. Estas lavas producen erupciones muy poco explosivas y generan grandes

coladas de lava que se extienden por una gran superficie alrededor del cráter.

Unidad 14. El magmatismo y el metamorfismo

– Las lavas ácidas (ricas en sílice y más frías) son muy viscosas, por lo que se

desgasifican con dificultad y se consolidan muy rápido (a veces en el inte-

rior del conducto de salida). Estas circunstancias hacen que la lava no salga

al exterior en forma de coladas, sino en erupciones más o menos explosi-

vas y proyectada en forma de fragmentos de tamaño diverso que suelen

consolidarse en el aire (piroclastos).

8. ¿A qué tipo de yacimiento pertenecen los filones hidrotermales? ¿Quéminerales producen?

Los yacimientos de origen hidrotermal están asociados al ambiente petrogené-

tico magmático, concretamente a las fases finales de la consolidación magmáti-

ca, en la que los fluidos residuales de la cámara magmática (ricos en iones) son

inyectados a presión en las fisuras de la roca encajante, donde cristalizan y dan

lugar a concentraciones de minerales con interés, como la wolframita, la gale-

na, la pirita, la calcita, la siderita, los sulfuros de hierro, cobre (calcopirita), cinc,

mercurio (cinabrio), etc.

9. El metasomatismo es frecuente en el metamorfismo de contacto. Razonaesta afirmación.

El metamorfismo de contacto se debe al aumento de temperatura que expe-

rimenta una roca provocada por la presencia de un magma ascendente en

sus proximidades. Estos magmas ascendentes suelen llevar asociada una migra-

ción de fluidos hidrotermales que se infiltran entre las fisuras de la roca enca-

jante, produciendo cambios mineralógicos importantes en ella (metasomatismo).

10. ¿Por qué las rocas metamórficas son más densas que las sedimentariasde las que proceden?

La densidad es la relación entre la masa y el volumen que ocupa en un

objeto; cuando las rocas sedimentarias se transforman en rocas metamórficas,

se ven sometidas a altas presiones que varían su textura y su estructura, y gene-

ran planos de foliación y esquistosidad. En otras palabras, la roca se ve some-

tida a un aplastamiento que reduce su volumen y, por tanto, aumenta su den-

sidad.

11. ¿Se puede formar una riolita o un granito a partir de un magma basáltico?

Sí, siempre que el magma sufriera un proceso de diferenciación magmática

durante su ascenso, en el que se originase una fracción enriquecida en sílice.

Al consolidarse en el interior de la corteza, este magma diferenciado originaría

un granito, mientras que si llegara al exterior, formaría una Riolita.

12. ¿Cuáles son los factores determinantes en la formación de las siguientesrocas?

a) Milonita.

b) Esquisto.

c) Anfibolita.

Unidad 14. El magmatismo y el metamorfismo

a) En la formación de las milonitas, típicas de las fallas en las que hay despla-

zamiento de bloques, el factor predominante es la intensa presión dirigida

que resulta de los esfuerzos tectónicos (metamorfismo dinámico).

b) En la génesis de los esquistos influyen mayoritariamente las presiones diri-

gidas y los aumentos de temperatura moderados que son típicos del meta-

morfismo regional de grado medio.

c) En la formación de las anfibolitas, que se forman por metamorfismo de con-

tacto de rocas volcánicas, influye fundamentalmente el aumento de la tem-

peratura.

13. Explica la posible relación entre la formación de fracturas y la forma-ción de magmas.

La formación de una fractura en la corteza terrestre puede ocasionar un súbi-

to descenso de presión en rocas profundas y muy calientes. La disminución

de la presión hace que desciendan los puntos de fusión de los minerales de

dichas rocas, lo que puede causar su fusión y la formación de un magma.

14. ¿A qué se debe que las rocas plutónicas presenten fases cristalinas mien-tras que las rocas volcánicas presenten bastante vidrio?

Los cristales bien formados de las rocas plutónicas son el resultado de un pro-

ceso de cristalización con suficiente espacio, tiempo y reposo, es decir, en una

cámara magmática. Las texturas vítreas de las rocas volcánicas son el resultado

de un enfriamiento tan rápido, por contacto directo con la atmósfera, que no

deja tiempo para que se formen los cristales (los constituyentes alcanzan el esta-

do sólido, pero no la estructura cristalina ordenada).

OBSERVA E INTERPRETA

15. ¿Qué foliación presentan las diferentes rocas que observas en las foto-grafías?

Unidad 14. El magmatismo y el metamorfismo

A

B

C

La fotografía A corresponde a un gabro, que es una roca magmática plutónica

y, por tanto, carece de foliación.

La fotografía B corresponde a un esquisto micáceo, que es una roca con un

grado de foliación medio denominado esquistosidad, con cristales grandes

orientados según planos más o menos paralelos.

La fotografía C es de una pizarra, que presenta un grado de foliación muy bajo,

denominado pizarrosidad, que se caracteriza porque los minerales definen una

estructura hojosa.

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ANALIZA Y PIENSA

16. Copia y completa la tabla que aparece a continuación. ¿Observas algunarelación entre el color y la composición mineralógica de las rocas mag-máticas?

Las rocas procedentes de magmas ácidos suelen tener colores claros, debido a

la presencia de sílice, mientras que las rocas procedentes de magmas básicos y

ultrabásicos son de colores oscuros, por la presencia de minerales ferromagne-

sianos.

17. Un geólogo estudia una zona in situ. Mientras observa las rocas del terre-no, se da cuenta de que hay tres tipos totalmente diferentes. En el centrohay una roca magmática, rodeándola una franja relativamente estrechade rocas metamórficas, y en contacto con estas últimas una roca sedi-mentaria. ¿Cómo explicarías esta disposición?

Esta formación rocosa se originó cuando un magma ascendente se emplazó en

una zona de la corteza terrestre constituida por rocas sedimentarias. La intru-

sión de la masa de rocas fundidas produjo un importante aumento de tempe-

ratura en las rocas sedimentarias de sus alrededores, que sufrieron un proceso

de metamorfismo de contacto y se transformaron en rocas metamórficas (una

aureola metamórfica). Más tarde, la masa de magma se enfrió, y se formó un

plutón magmático.

La erosión posterior desenterró esta formación, que quedó dispuesta tal y como

la encontró el geólogo, con el plutón magmático en el centro, la aureola meta-

mórfica alrededor de este y la roca encajante sedimentaria ocupando el resto de

la región.

18. Las rocas plutónicas más abundantes proceden, generalmente, de la con-solidación de magmas con elevado contenido en sílice; por el contrario,las rocas volcánicas más abundantes suelen proceder de magmas con uncontenido en sílice muy bajo. ¿Puedes explicar estas afirmaciones?

Unidad 14. El magmatismo y el metamorfismo

Magma basáltico

Magma andesílico

Magma granítico

Roca volcánica Roca plutónica

Basalto Gabro

Andesita Diorita

Riolita Granito

Unidad 14. El magmatismo y el metamorfismo

Las rocas plutónicas proceden generalmente de magmas ácidos (ricos en sílice),

ya que, al ser más viscosos, son los que solidifican bajo la superficie con mayor

frecuencia. Por el contrario, los magmas más fluidos, que son los que alcanzan

la superficie y originan erupciones volcánicas con mayor facilidad, suelen tener

una composición muy pobre en sílice, que encaja con la de las rocas volcáni-

cas más frecuentes.

19. Realiza una tabla que muestre los diferentes tipos de metamorfismo y losfactores que influyen principalmente en cada uno de ellos.

20. Indica los tipos de metamorfismo propios de zonas de subducción y enqué lugares se producen. Si es necesario, consulta las unidades anterio-res, donde se estudian los ambientes petrogenéticos.

El metamorfismo típico de estas regiones es el metamorfismo regional, que afecta

a grandes extensiones y se produce en la zona de convergencia entre las placas.

Este metamorfismo es el más importante, aunque también se producen otros

tipos secundarios. Por ejemplo: debido a los magmas que se producen por

fusión de la litosfera que subduce, puede provocarse metamorfismo por con-

tacto cuando estos ascienden a través de la corteza; en las zonas superficiales,

la mayor rigidez de los materiales hace que estos se fracturen, dando lugar a

fallas y cabalgamientos, donde puede producirse metamorfismo dinámico.

21. Las migmatitas son rocas constituidas por dos partes claramente diferen-ciadas: una de colores claros, formada por cuarzo y feldespatos y con tex-tura típica de roca ígnea; y otra de colores oscuros, formada por anfíbo-les y biotita con foliación. ¿Cuál crees que es el origen de las migmatitas?

Las migmatitas son rocas metamórficas que se originan en procesos denomina-

dos de ultrametamorfismo o de anatexia. En este metamorfismo de gran inten-

sidad, la roca, inicialmente, adquiere una textura foliada, debido a un aumento

de la presión. Después, es sometida a temperaturas que alcanzan valores supe-

riores al punto de fusión de algunos de sus minerales; esto hace que la roca

sufra una fusión parcial. Cuando la temperatura desciende, los minerales que se

fundieron se solidifican entre los que no llegaron a fundirse, que mantienen la

foliación original de la roca. Por el contrario, las partes de la roca en las que se

produjo fusión presentarán texturas típicas de las rocas ígneas.

Tipo de metamorfismo

Metamorfismo regional

Metamorfismo de contacto

Metamorfismo de presióno dinamometamorfismo

Metamorfismo de impacto

Metamorfismo hidrotermal

Factores

Presión y temperatura

Temperatura

Esfuerzos dirigidos. Presión y temperaturaen zonas localizadas

Presión y temperatura asociada a lacolisión violenta de meteoritos o cometas

Composición de volátiles

22. A partir de un magma, se ha formado un yacimiento donde se encuentranminerales complejos, como el corindón y la turmalina, y otro de tipo hidro-termal, ¿podrías indicar el orden de formación? Razona la respuesta.

Se han formado, en primer lugar, el corindón y la turmalina, ya que estos mine-

rales se encuentran en yacimientos con un proceso lento de enfriamiento (se

generan cuando la mayor parte del magma se encuentra sin cristalizar).

Después, se formarán los yacimientos hidrotermales, que se deben a migracio-

nes de fluidos asociadas a los procesos finales de la consolidación magmática.

23. Copia y completa el siguiente cuadro:

24. Relaciona mediante flechas las rocas de la primera fila que tengan simi-lar composición química con las de la segunda, indicando cuáles son plu-tónicas y cuáles volcánicas:

Andesita Granito

Gabro Basalto

Riolita Peridotita

La combinación correcta es la siguiente:

Andesita Granito

Gabro Basalto

Riolita Peridotita

Las rocas plutónicas son: granito, gabro y peridotita.

Las rocas volcánicas son: riolita, basalto y endesita.

Unidad 14. El magmatismo y el metamorfismo

Roca

Pizarra

Esquisto

Micacita

Gneis

Cuarcita

Mármol

Migmatita

Metamorfismo

Regional, poco intensa

Regional, grado medio

Regional, grado medio-alto

Grado alto

Regional o de contacto

Regional o de contacto

Ultrametamorfismo

Roca inicial

Arcillas

Arcillas, rocas volcánicas y granitos

Arcillas y rocas ígneas básicas

Arcillas, rocas volcánicas y granitos

Areniscas

Calizas

Mezcla de granitos y rocas básicas