a) El Magma (Introducción)

      El nombre de magma designa la materia en estado semifluido —resultado de la fusión de silicatos y otros compuestos que integran las rocas— los cuales muestran propiedades que no se corresponden con las del estado sólido y tampoco con las de un líquido o fluido, según los principios generales de la física.
      En el magma aparecen en suspensión diferentes tipos de cristales y fragmentos de rocas parcialmente fundidas, así como carbonatos, sulfuros y distintos componentes volátiles disueltos.
      La interacción de las diversas condiciones físicas determina las características del magma, tanto en lo que se refiere a su composición química como a su viscosidad, resistencia, plasticidad y movimiento.

Tipos de magmas
      Una primera clasificación de los distintos tipos de magmas hace referencia a su contenido en sílice. Los magmas con más de un 60% de anhídrido silícico son los llamados ácidos, mientras que los que poseen menos de dicha cantidad se denominan básicos.

      Cuando el magma se proyecta al exterior por los puntos más débiles de la corteza terrestre, las masas de magma dan origen a los volcanes y forman, por enfriamiento, las rocas magmáticas, también llamadas ígneas o eruptivas, cuyo grado de cristalización es variable, y entre las que se encuentran el granito, el basalto o los pórfidos.
      El ascenso de los magmas depende de sus condiciones físico-químicas (viscosidad, densidad, contenido en elementos volátiles, etc.), de las particularidades tectónicas de la región donde se encuentran y de las rocas que han de atravesar.

      Los magmas ácidos son ligeros y viscosos, ascienden con facilidad y originan grandes depósitos.
      Los magmas básicos, de mayor densidad, son menos viscosos y ascienden con mayor dificultad que los anteriores.

Al ser mezclas de diversas sustancias, los magmas no tienen un punto de fusión definido, sino un intervalo de fusión. De igual manera, no se puede hablar de temperatura de cristalización, sino de intervalo de cristalización.

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS MAGMAS

      Las propiedades físicas de los magmas varían con la temperatura, presión, composición química y otros parámetros tales como la cristalinidad y vesicularidad. Las dos propiedades más importantes de los magmas son la densidad y la viscosidad.

Densidad
      Pequeñas diferencias composicionales pueden producir cambios de densidad sustanciales. Los fundidos basálticos, andesíticos y riolíticos en sus temperaturas de liquidus tienen densidades de 2.7,2.5 y 2.3 gm/cm3 , respectivamente. Los cambios de densidad asociados al enfriamiento son más pequeños que los cambios de densidad provocados por la diferenciación desde un líquido basáltico a uno riolítico.
      La densidad de un fundido disminuye durante el enfriamiento, debido a la cristalización que separa del fundido los elementos más densos.los volátiles tienen un efecto importante sobre la densidad, por ejemplo el agua que llega a bajar la densidad del fluido.

Viscosidad
      Un fundido rico en sílice, como la riolita, está compuesto por cadenas largas, anillos y tetraedros de sílice. En consecuencia, los fundidos riolíticos tienen viscosidades muy altas, mientras que los basálticos tienen viscosidades mucho más bajas. La viscosidad también depende fuertemente de la temperatura.
      El efecto de la presión es todavía desconocido, pero algunos datos experimentales indican un descenso de la viscosidad con el incremento de la presión.

b) Diferenciación Magmática

Cristalización magmática
      El magma se origina cuando en un lugar de la corteza o del manto superior la temperatura alcanza un punto en el que los minerales con menor punto de fusión empiezan a fundirse (inicio de fusión parcial de las rocas).
      Sin embargo, la temperatura de fusión no depende sólo del tipo de roca, sino también de otros factores como la presión a la que se encuentra o la presencia o ausencia de agua.
      El incremento de presión en condiciones de ausencia de agua dificulta la fusión, por lo que, con la profundidad, tiende a aumentar la temperatura de fusión de las rocas. Por el contrario, la presencia de agua disminuye el punto de fusión.

      Tras su formación, el magma asciende, pues es menos denso que las rocas que lo rodean. Durante el ascenso se enfría y empieza a cristalizar, formándose minerales cada vez de más baja temperatura, según una secuencia fija y ordenada conocida como serie de cristalización de Bowen.

      La serie de Bowen hace referencia a dos grandes líneas de cristalización. Una de ellas indica el orden en que se forman los silicatos ricos en hierro y magnesio (llamados ferromagnesianos). Se denomina serie discontinua porque los cristales formados van siendo sustituidos por otros de estructura distinta y más compleja medida que desciende la temperatura.
      La otra serie de cristalización es la de las plagioclasas. Recibe el nombre de serle continua porque los minerales formados sucesivamente tienen la misma estructura y sólo cambia la proporción relativa de sodio y calcio. Al final de la cristalización, a la vez que la plagioclasa sódica (albita) y las micas se forman el cuarzo y la ortosa.

Diferenciación magmática
      Algunas veces, a medida que se produce la cristalización de un magma si la diferencia de densidad entre los minerales ya formados y el líquido residual es alta y si la viscosidad de éste es baja, los cristales recién formados pueden quedar aislados del resto del magma, que por tanto se verá enriquecido progresivamente en sílice.
      De continuar el proceso, se obtendrá, a partir de un solo magma, una serie de rocas ígneas de distinta composición, por cristalización fraccionada. Este proceso es denominado diferenciación magmática, y puede originaria formación de rocas ácidas a partir de magmas básicos o intermedios.

Fases de cristalización magmática
      El enfriamiento de un magma en el interior de la corteza da lugar a una serie de fases sucesivas de cristalización, a temperaturas cada vez más bajas.
      La primera es la denominada fase ortomagmática, que se produce en general por encima de los 700 °C (dependiendo de la composición del resto de las condiciones físicas). En ella cristaliza la mayor parte del magma formando las rocas plutónicas.

      La fase pegmatítica tiene lugar más o menos entre los 700 y 550 ºC. A estas temperaturas, el residuo fundido está muy enriquecido en volátiles, por lo que se introduce a través de grietas, donde cristaliza originando yacimentos filonianos de pegmátitas. Los minerales que se forman son silicatos ricos en sílice (cuarzo, ortosa, albita), en grupos hidroxilo (micas) y en elementos como el boro (turmalina), el fósforo (apatito), el flúor (fluorita), etc.
      En la tercera fase, denominada neumatolítica, que tiene lugar aproximadamente entre los 550 y 375 °C, el residuo de cristalización está compuesto básicamente por volátiles, que penetran en las rocas encajantes y dan lugar a filones formados por minerales como la moscovita, el cuarzo, el topacio, óxidos y sulfuros metálicos, etc. Igualmente, los volátiles actúan sobre los minerales de las rocas ígneas o del encajante, transformándolos.
      La última fase, llamada hidrotermal, se inicia por debajo de los 375 °C da lugar a vetas y filones de cuarzo y calcita, a minerales metálicos y a transformaciones de minerales ya formados.

El magmatismo y la tectónica de placas
      El origen del magma se relaciona a menudo con la dinámica global de la corteza y el manto terrestres, ya que, en general, tiene lugar en los bordes de placas.
      En las dorsales, el magma se forma básicamente por descompresión de los materiales del manto superior, a poca profundidad, y da lugar a rocas básicas (basaltos y gabros).
      En las zonas de subducción, el magma se origina a una profundidad de hasta 150 km por fusión parcial de la corteza oceánica y/o del manto y la corteza situados por encima. Este proceso da lugar a la formación de rocas en su mayoría intermedias (andesitas y granodioritas).
      En las áreas de colisión continental, en relación con los procesos orogénicos, se produce la fusión parcial de la corteza, y surgen esencialmente rocas ácidas, como el granito.
      Existen también zonas concretas de magmatismo de intraplaca, que se deben a la existencia de puntos calientes en el manto.

c) Magmas según composición

      los magmas son genrados en la Tierra debido a la existencia de movimientos convectivos en el manto y a los movimientos relativos de las placas de la litosféra.

      En los océanos el magmatismo está dominado por la generación de basalto. LAs cantidades pequeñas de magmas félsicos o silíceos que se forman en las dorsales, están ligados a la larga con los basaltos por procesos de diferenciación. En los continentes, el magmatismo es mucho más complejo y diverso.
      Para describir este tipo de magmatismo, se pueden considerar tres categorías principales dentro del volcanismo continental:

• FLOOD BASALT

      Ciertas provincias volcánicas están caracterizadas por la formación de un gran número de coladas de lava, con volumenes grandes, de centenares de km cúbicos.

Los basaltos son de composición toleíca lo que sugiere una extensa fusión parcial en el manto. Las grandes cantidades de fundido pueden ser interpretadas como la consecuencia de descompresión en el manto.

• MAGMATISMO ALCALINO

      Existe una amplia y desconcertante diversidad de rocas ígneas alcalinas deficitarias en sílice, incluyenfo basaltos alcalinos, basanitas y nefelinitas, también se pueden agrupar las carbonalitas y kimberlitas. aunque estos tipos de roca no conllevan a un mismo origen.

      Existen suficientes evidencias para pensar que partes del manto de la litosfera continental son muy aniguas y que en algunos lugares han sido invadidas por componentes volátiles, principalmente agua y dioxido de carbono.

• MAGMATISMO SILÍCEO

      La categoría más importante dentro del volcanismo continental, ya que implica el desarrollo de grandes volúmenes de magmas intermedios y silíceos, que frecuentemente predominan sobre los productos basálticos. En los ambientes plutónicos se forman rocs como diorita, tonalita, ganodiorita y granitos; mientras que en los ambientes volcanicos se formaanrocas de rango andesita-dacita-riolita.

      Existen dos hipótesis principales sobre el origen de los amgmas silíceos. Primero está la idea de que, ya que la corteza continental esta formada por materiales graníticos, estos magmas son el resultado de una simple refusión de la corteza. Segundo, los magmas silíceos se forman por diferenciación de los magmas basálticos generados en el manto.

      Los magmas silíceos tienen viscocidades mucho más elevadas que los magmas basálticos. Estas viscocidades tan elevadas tienen importantes implicaciones en los mecanismos de segregación y ascenso de los magmas. Lo que implica, que los magmas silíceos deban ascender en forma de grandes masas en lugar de hacerlo a través de estrechas fisuras.

      la cristalización a lo largo de márgenes de la cámara es un mecánismo posible de diferenciación y zonación de magmas síliceos.