El 64% de les roques de l’escorça són roques ígnies i es formen a partir de la consolidació d’un magma. El magma és un sistema rocós format principalment per una fase fosa, que inclou elements i molècules volàtils dissoltes i una proporció de sòlids. El magna no constitueix la totalitat del mantell tal i com resa la creença popular. Al contrari! La majoria de la terra es troba en estat sòlid (exceptuant el nucli extern). Els magmes es formen normalment al mantell terrestre superior i en nivells intermedis i profunds de l’escorça, i només en els casos de punts calents a nivells més profunds del mantell

Magmatisme

El magmatisme és el conjunt de processos relacionats amb la formació i la transformació del magma, els seus moviments i la consolidació, per refredament, en una roca ígnia.

La fusió de les roques depèn de la pressió, la temperatura i de la quantitat de volàtils. Així, la fusió es produeix per augment dels tres factors (o per augment d’algun dels tres o de dos d’ells, mantenint els altres constants), ja que la presència de volàtils fa disminuir la temperatura de fusió. Cal tenir clar que com que la composició inicial d’una roca no és homogènia, la fusió no és uniforme, ja que cada mineral té un punt de fusió característic. Per tant, entre que la roca comença a fondre (punt solidus) fins que està completament fosa (punt liquidus), conviuen una fase de magma i una de roca.

El 99% dels minerals que formen un magma són del grup dels silicats i els compostos volàtils són principalment H₂O, però també hi ha CO, CO₂, SO₂, etc.

La composició d’un magma depèn de:

• els factors genètics (composició del protòlit, concentració de volàtils, pressió i temperatura), i
• els canvis que es produeixen des de que es genera, és a dir, els factors evolutius.

En condicions adequades el magma que es forma és l’anomenat magma primari i a mida que aquest ascendeix (com que és una fosa, té un volum major i per tant una densitat menor, que provoca l’ascensió) pateix modificacions per a transformar-se en el que s’anomena magma secundari. Aquests canvis són causats per:

• barreja de magmes,
• assimilació de fragments de la roca encaixant, o
• cristal·lització fraccionada.

De la mateixa manera que els minerals no es fonen tots alhora, la consolidació també té lloc de forma gradual i sempre tenint presents els elements existents en el magma. Els primers en cristal·litzar són els minerals amb menys contingut en sílice, que són els que tenen un punt de fusió més elevat. A mida que cristal·litzen aquests minerals, la fosa s’enriqueix en sílice fins que al final cristal·litza el quars (Si₂O). Aquesta sèrie de cristal·lització s’anomena sèrie de Bowen i se’n distingeixen dues, la discontínua (olivina, piroxé, amfíbol, biotita, moscovita i quars) i la contínua referida als feldspats, on primer cristal·litzen els de calci, mentre el magma s’enriqueix en sodi , després els de sodi, el magma s’enriqueix en potassi fins a cristal·litzar l’ortosa (anortita, andesita, oligòclasi, albita i ortosa). Així doncs, per cristal·lització fraccionada els magmes secundaris cada cop contenen més sílice i els cristalls que es formen per densitat tendeixen a anar cap baix.

(Colivine [CC0], from Wikimedia Commons; Link)

Per a diferenciar els magmes segons la composició s’usa el concepte d’acidesa. Els magmes àcids són aquells que conten >66% de sílice (Si₂O), els intermedis entre 66-52%, els bàsics 52-45% i els ultrabàsics <45% de sílice. Com més bàsic sigui un magma, el seu punt de solidus serà més alt (1200ºC), contindrà menys volàtils (en proporció), permetrà la cristal·lització de minerals màfics, és a dir, aquells de color i serà menys viscós. Pel contrari, els magmes àcids estan a una temperatura més baixa (900ºC), contenen més volàtils, tenen una viscositat molt alta i a partir d’ells es consoliden molts minerals fèlsics (color blanc o claret).

Classificació de les roques ígnies

• Segons l’emplaçament

Les característiques de les roques ígnies depenen de la composició del magma a partir del qual consoliden i de les condicions d’aquesta consolidació. Així es diferencien:

• els magmes que consoliden en superfície (un magma en superfície s’anomena lava) on hi arriben en forma de volcans;
• els magmes que consoliden a poca profunditat, generalment en dics i filons; i
• els magmes que consoliden en profunditat.

Les roques que es formen en aquests contextos són les roques extrusives volcàniques, les roques intrusives hipabissals i les roques intrusives plutòniques, respectivament.

Les roques extrusives s’associen normalment a volcans. Les principals parts d’un volcà són l’edifici volcànic, que es va construint gràcies a les subseqüents erupcions amb el material extruït durant aquestes, la xemeneia (núm. 10), que és el conducte per on ascendeix la lava, i el cràter (núm. 4), que és la sortida. És molt comú que els volcans presentin cons secundaris degut a fissures connectades amb la cambra magmàtica (allà on s’acumula el magma) o la xemeneia (núm. 9).

(©Sémhur / Wikimedia Commons; Link)

Les erupcions volcàniques depenen de la composició del magma, com més àcid (i per tant amb més concentració de volàtils dissolts) més explosiva és l’erupció. Es classifiquen segons l’índex d’explosivitat d’escala logarítmica en: a) hawaiana, quan el material de les erupcions és únicament lava; b) estromboliana; c) vulcaniana; i d) pliniana, augmentant progressivament el volum total dels productes expulsats, l’altura assolida pel núvol eruptiu, la durada de l’erupció, etc. Quan l’explosió és molt gran es forma una caldera.

Les roques intrusives, en canvi, s’acumulen en: a) batòlits, que són cossos de roques discordants amb l’encaixant i de dimensions superiors als 100km²; b) sills, que són intrusions subhoritzontals en forma de capa; d) lacòlits, intrusions concordants amb l’encaixant i de forma lenticular que deformen els estrats superiors; i f) dics, que és el reompliment de fissures verticals. En general, com més petita és la intrusió, més ràpidament es consolida el magma i per tant la mida dels cristalls que es formin serà més petita, tot i que hi ha excepcions com és el cas de les pegmatites.

(Extret de: Intrusive Igneous Bodies by Steven Earle is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License; Link)

• Segons la textura i l’estructura

Els components de els roques ígnies són cristalls, vesícules i vidre (material sòlid amorf sense estructura cristal·lina). Els dos últims components són exclusius de els roques volcàniques i per tant ja es poden usar com a criteri per a classificar-les.

La textura de les roques ígnies s’usa com a criteri per a classificar-les, ja que ve condicionada per les condiciona de consolidació. Cal fixar-se en:

1. la cristal·linitat: si està formada 100% per cristalls és holocristal·lina, si té més d’un 90% de vidre és holohialina, i els cassos intermedis s’anomenen hipocristal·lina.
2. la mida absoluta dels cristalls: si tots o una part són menors de 0,1 mm és afanítica i si és major fanerítica (tots els cristalls es distingeixen a ull nu).
3. la mida relativa dels cristalls: si tots són d’igual mida s’anomenen equigranulars, i si no és així i per tant la roca és inequigranular pot ser perquè tinguin una distribució bimodal (textura porfírica on s’observa matriu i fenocristalls) o una distribució seriada.
4. el desenvolupament de les cares: són idiomorfs quan les seves cares estan ben formades, al·lotriomords si han crescut amb interferències i hipidiomorfs si és un cas intermedi.

Pel que fa a l’estructura (característica també relacionada amb la gènesi) destaquen les anomenades “pillow lava” que són estructures esfèriques que es formen durant erupcions submarines i les disjuncions columnars en forma de prismes de base hexagonal que es produeixen per refredaments ràpids de la lava. A més, la morfologia del sostre de les capes de lava pot ser aa, si aquesta circulava amb dificultats per l’alta viscositat i queden tot de formes puxegudes, o pahoehoe (o cordada) si la viscositat era molt baixa i forma formes de cordes paral·leles.

• Segons la mineralogia

Tal i com s’ha dit, els minerals associats a magmes més abundants són els silicats. Els minerals fèlsics són els de color clar i són rics en Si, Al, Na i K i pobres en Fe i Mg. En destaquen el quars, els feldspats (alcalins i plagiòclasi), els feldspatoïds, les miques blanques (moscovita) i els silicats d’alumini. Els minerals màfics o de color fosc són rics en Fe, Mg, Ca i pobres en Si, Al, K i Na (olivina, piroxens, amfíbols, biotita, granat, cordierita, òxids, sulfurs…).

Els minerals que es formen en condicions magmàtiques, és a dir, durant la seva formació han coexistit amb una fase fosa, s’anomenen primaris i els que han reemplaçat als primers en processos a temperatures submagmàtiques, secundaris.

Streckeisen el 1976 va proposar una classificació tenint en compte els minerals essencials, la gènesi de la roca i la seva proporció de minerals màfics. Va proposar posicionar els tipus de roques intrusives en un rombe i les extrusives en un altre, els vèrtexs dels quals són el feldspat potàssic (A), el quars (Q), la plagiòclasi (P) i els feldspatoïds (F). Segons aquest esquema, quan una roca conté quars no pot contenir feldspatoides i viceversa.

En el cas de les roques plutòniques s’ha de tenir en compte la proporció de minerals màfics, ja que si aquesta és igual o superior al 90% s’usa un altre triangle composicional, els vèrtexs del qual són piroxé, olivina i amfìbol. A més, qual la plagiòclasi és anortosita en més d’un 50%, s’usen uns altres triangles, la base dels quals són les roques ultramàfiques i el vèrtex superior és la plagiòclasi.

(Extret de: Sistemes Classificació de Roques; Llicència Creative Commons)

Les figures que es presenten són una simplificació de la classificació oficial. Per a veure els diagrames en detall es pot visitar aquesta publicació: Diagrama d’Streckeisen

Sèries ígnies

Ja s’ha mencionat que els magmes primaris pateixen unes variacions gràcies, entre d’altres, a la cristal·lització fraccionada que permet que aquesta variació sigui progressiva. El conjunt de roques cogenètiques que es formen s’anomena sèrie ígnia. La particularitat d’aquestes sèries és que estan estretament relacionades amb el context tectònic: a) les sèries alcalines són pròpies de contextos d’intraplaca continental; b) en intraplaca oceànica hi ha sèries toleïtiques i alcalines; c) en dorsals oceàniques, sèries toleïtiques; i d) en vores convergents les sèries calcoalcalines

(Extret de: Link)