© Mario Izquierdo
La composición de una roca expresada en % volumétrico de minerales se conoce como moda o composición modal.
La determinación de la composición mineral de una roca, puede ser:
La composición modal de una roca se expresa en % en volumen.
El cálculo de la composición modal de una roca, de forma cuantitativa, es el análisis modal, que en lugar de determinar de forma directa el volumen del mineral, se realiza por sistemas proporcionales. Lo que se hace es medir el área del mineral y a partir de esto se extrapola el volumen.
Inicialmente se mide el área del mineral rallado, pudiéndolo hacer con papel milimetrado, o bien con integradores. Se observa a través del microscopio en lámina delgada y se miden líneas o puntos. El centro del microscopio se va trasladando a lo largo del mineral a medir a intervalos pequeños como se muestra en la figura, y en función del número de puntos se establece un porcentaje del mismo respecto del total. Este procedimiento es representativo si la muestra es homogénea así como el tamaño de grano. Cuanto mayor sea el tamaño del grano más muestras habrá que medir (mínimo 1000 puntos).
Su número es muy pequeño. Casi todos son silicatos, menos frecuentes óxidos y más raro los de origen hidrotermal. La mayoría son cuarzo (Q), feldespato (Fto.), feldespatoides, olivino, piroxenos, anfíboles y micas (representan más del 95%).
Se suelen agrupar en dos bloques:
A los minerales félsicos se les conoce como minerales claros o leucocráticos. Y a los minerales máficos, se les conoce como oscuros o melanocráticos o ferromagnesianos.
Para marcar similitudes se utiliza la clasificación general, pudiendose diferenciar dos grandes grupos de clasificaciones:
Criterios basados en el cristal o de campo. Dividimos las rocas en:
El siguiente aspecto es el color. Se cuantifica con el índice de coloración (I.C.), que equivale al % de minerales máficos. En función del mismo podemos distinguir entre:
Otro criterio utilizado es la textura. La textura general sirve para distinguir si es plutónica o bien es volcánica; o también para calificar la roca, como por ejemplo granito porfídico.
Para clasificar realmente a una roca se acude a la composición mineralógica o química, esta última más cara, siendo esta la causa de que la mineralógica se utilice más.
A partir del I.U.G.S., en 1972, se crea una nomenclatura para nombrar las rocas ígneas, llegando a una clasificación.
Si no se trata de una roca ultramáfica , se clasifica según la sistemática llamada Q.A.P.F. (basada en el análisis modal). Por el I.U.G.S., sólo se incluyen los minerales claros. Si se puede calcular la moda se acude a la Q.A.P.F., sino se puede calcular la moda, se acude al diagrama químico T.A.S.
Según el I.U.G.S. las condiciones de clasificación se basan en:
En la clasificación Q.A.P.F., existe un rombo que se divide en dos triángulos independientes.
| Plutónicas | Volcánicas |
|---|---|
| 1 No ígneo | |
| 2 Granito con feldespato alcalino | 2 Riolita con feldespato alcalino |
| 3 Granito: 3a Sienoqranito- 3b Monzoqranito (adaiellita). | 3 Riolita |
| 4 Granodiorita | 4 Dacita |
| 5 Tonalita | 5 Dacita |
| 6* Cuarzosienita con feldespato alcalino | 6* Cuarzotraquita con feldespato alcalino |
| 7* Cuarzosienita | 7* Cuarzotraquita |
| 8* Cuarzomonzonita | 8* Cuarzolatita |
| 9* Cuarzomonzodiorita; Cuarzomonzoqabro | 9*/ 10* (ver 9, 10) |
| 10* Cuarzodiorita; cuarzoqabro; cuarzoanortosita | 6 Traquita con feldespato alcalino |
| 6 Sienita con feldespato alcalino | 7 Traquita |
| 7 Sienita | 8 Latita |
| 8 Monzonita | 9, 10 Basalto M>35-40%; Si02<52%; Andesita M<35-40%; Si02>52% |
| 9 Monzodiorita (An<50); Monzoqabro (An>50) | 6' Traquita de feldespato alcalino con feldespatoides |
| 10 Diorita(An<50); Gabro (An>50); - Anortosita (M<10) | 7' Traquita con feldespatoides |
| 6' Sienita de feldespato alcalino con feldespatoides | 8' Latita con feldespatoides |
| 7' Sienita con feldespatoide | 9' , 10' (ver 9, 10) |
| 8' Monzonita con feldespatoides | 11 Fonolita |
| 9' Monzodiorita con feldespatoides; Monzoqabro con feldespatoides | 12 Fonolita tefrítica |
| 10' Diorita con feldespatoide; Gabro con feldespatoide | 13 Tefrita fonolítica |
| 11 Sienita foidítica | 14 Tefrita (olivino modal <10%); Basanita (olivino modal >10%) |
| 12 Monzosienita foidítica | 15 Foidita |
| 13 Monzodiorita foidítica (An<50); Monozogabro foidítico (An>50) | |
| 14 Diorita foidítica; Gabro foidítico | |
| 15 Foidita |
Una utilidad adicional de la composición química es la de comparar rocas plutónicas y rocas volcánicas, mientras que la mineralógica no, ya que en superficie la cristalización de los magmas es distinta que en profundidad, pero desde el punto de vista químico poseen la misma composición.
La rocas ígneas pueden contener todos los elementos, pero por su abundancia en la misma se dividen en:
El límite entre mayores, menores y traza es que para los que solo admiten mayores y traza, es 0.1 para los mayores y 0.01 para los traza.
El criterio que se utiliza es el tradicional, tomando como mayores los mas abundantes, a pesar de que en la roca esten en pequeña proporción.
Los elementos mayores y menores poseen un comportamiento distinto, entonces los minerales mayores formarán minerales propios. Los menores o traza no forman minerales propios, sino que están sustituyendo a elementos dentro de los minerales propios, tal es el caso del Nb ó Ta; sustitución de Ni por Mg en olivinos.
Los elementos en rocas ígneas se denominan como óxidos. Ejemplo: SiO2, entonces se dice la molécula SiO2 es mayor.
Después se expresan en un determinado orden, concretamente en un orden mixto y en orden de valencia:
| SiO2 | ------ | +4 |
| TiO24 | ------ | P2O5 H2O+ H2O- |
| Al2O3 Fe2O3 |
------ | +3 |
| FeO MgO MnO CaO |
------ | +2 |
| Na2O K2O |
------ | +4 |
Como ya se ha dicho, los elementos anteriores pertenecen a los mayores. Se destaca que el Fe, aparece dos veces al igual que el H2O. La diferencia entre las dos H2O, es que H2O+ es estructural como en las zeolitas; y el H2O-, es el producto de la desecación de la roca, no dando ninguna información genética de la roca.
P.F., significa pérdida al fuego en castellano, en inglés el mismo término tiene las siglas C.O.I., y se utiliza cuando se extraen los gases de la roca. La cantidad de gases que contenía se hace pesando la roca en su forma original, a continuación se introduce en un horno a 1100° C, y se vuelve a pesar después de enfriar, la diferencia es la pérdida de gases.
El Fe, como ya se ha comentado, aparece en dos formas. En rocas silicatadas lo vamos a tener como FeO reflejando la cantidad de ferromagnesianos. El Fe2O3 lo tenemos en óxidos.
Todos los elementos se expresan en % en peso, debiendo ser la suma total el 100%: TOTAL = Σ% de los elementos
Normalmente no se suele llegar a que de el 100%, debido a pérdidas en el cálculo, a veces el exceso o defecto se toma de sílice hasta el 100%.
La composición modal de una roca es:
| Labradorita | 55% | Ilmenita | 3% | |
| Augita | 30% | Magnetita | 2% | |
| Olivino | 10% |
a) Clasificar la roca según la clasificación modal.
b) Suponiendo que la composición de los minerales es la de la tabla, calcular su composición química aproximada.
SOLUCION :
| Volumen | Densidad | V. x D. | % en peso | |
| LABRADORITA | 55.0 | 2.7 | 148.5 | 45.8 |
| AUGITA | 30.0 | 3.9 | 117.0 | 36.1 |
| OLIVINO | 10.0 | 3.4 | 34.0 | 10.5 |
| ILMENITA | 3.0 | 4.7 | 14.1 | 4.4 |
| MAGNETITA | 2.0 | 5.2 | 10.4 | 3.2 |
| al 100% | 100.0 | 324.0 | 100.0 |
a) A continuación se proyecta el % en volumen en el Q.A.P.F.
| Q = 0 | A = 0 |
| P = 55 -----> 100% | F = 0 |
Es un basalto.
b) Como ahora vamos a trabajar con datos de composición química pasaremos los datos a % en peso:
| LABRADORITA | AUGITA | OLIVINO | ILMENITA | MAGNETITA | TOTAL | |
| SiO2 | 24.8 | 18.8 | 4.2 | 47.7 | ||
| TiO2 | 2.2 | 0.1 | 2.3 | |||
| Al2O3 | 13.8 | 1.1 | 14.8 | |||
| Fe2O3 | 0.3 | 2.1 | 2.3 | |||
| FeO | 3.6 | 1.6 | 1.8 | 1.1 | 8.0 | |
| MgO | 5.8 | 4.7 | 0.1 | 10.6 | ||
| CaO | 5.5 | 6.9 | 12.4 | |||
| Na2O | 1.8 | 1.8 | ||||
| K2O | 0.0 | |||||
| H2O | 0.0 | |||||
| TOTAL | 100.0 |
c) Si quisiéramos clasificar en el T.A.S., se tomaría en el eje de abscisas 47.7, y 1.8 en ordenadas.
Ejemplo 2: Una roca posee los siguientes componentes:
| Q | 20% | Labradorita | 20% | |
| Ortosa | 30% | Biotita | 20% | |
| Anfibol | 5% | Ilmenita | 2% | |
| Magnetita | 3% |
a) Clasificar la roca por la modal.
b) Suponiendo que la composición de los minerales es la de la tabla, calcular su composición química aproximada.
SOLUCION:
| CUARZO | LABRADORITA | ORTOSA | BIOTITA | ANFIBOL | ILMENITA | MAGNETITA | TOTAL | |
| SiO2 | 18.2 | 10.2 | 17.8 | 8.4 | 2.4 | 0.0 | 0.0 | 57.0 |
| TiO2 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 1.6 | 0.2 | 1.8 |
| Al2O3 | 0.0 | 5.7 | 4.9 | 2.3 | 0.6 | 0.0 | 0.0 | 13.5 |
| Fe2O3 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.2 | 3.5 | 3.7 | ||
| FeO | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 3.4 | 1.2 | 1.4 | 1.8 | 7.7 |
| MgO | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 3.8 | 0.7 | 0.1 | 0.0 | 4.6 |
| CaO | 0.0 | 2.3 | 0.0 | 0.0 | 0.6 | 0.0 | 0.0 | 2.9 |
| Na2O | 0.0 | 0.8 | 0.0 | 0.0 | 0.1 | 0.0 | 0.0 | 0.8 |
| K2O | 0.0 | 0.0 | 3.1 | 2.3 | 0.1 | 0.0 | 0.0 | 5.5 |
| H2O | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.8 | 0.1 | 0.0 | 0.0 | 1.0 |
| Total | 98.4 | |||||||
Recalculamos para justarlo a 100, y se lo añadimos al SiO2, por lo que obtenemos que el total de SiO2 es : 58.6
Ahora pasamos a representarlo en el diagrama T.A.S.. Tenemos que de SiO2 hay 58.6; y de Na2O K2O 6.3.
Es una ANDESITA
Los análisis se suelen expresar, normalmente, reducidos a 100 y sin agua. Por ejemplo una roca que tuviera como resultado de la suma de los distintos componentes 97.5, y tras ser sometida a altas temperaturas en un horno, pesara 95.5, esos dos gramos perdidos serían de agua, lo que se haría a continuación sería recalcular las proporciones de forma que sumara 100.
La finalidad de este proceso es consecuencia de que un magma que cristaliza en superficie, pierde los volátiles. Pero, un magma que lo hace en profundidad (los plutónicos), debido a la presión elevada a la que está sometido, conserva los volátiles.
Por otro lado las rocas superficiales, pueden verse afectadas por procesos de alteración. Cuando la roca se altera sufre un proceso de hidratación y oxidación (el óxido ferroso (FeO) pasa a óxido férrico (Fe2O3)). Normalmente, una roca posee un mayor contenido en óxido ferroso que férrico, pero cuando está alterada las proporciones son casi las mismas.
Eliminamos el H2O de la roca para poder establecer comparaciones entre las rocas, aunque se hayan formado en distintos ambientes.
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