Roca volcánica

Las rocas volcánicas (a menudo abreviadas como volcánicas en contextos científicos) son rocas formadas a partir de la lava erupcionada por un volcán . Como ocurre con todos los tipos de roca, el concepto de roca volcánica es artificial, y en la naturaleza las rocas volcánicas se transforman gradualmente en rocas hipabisales y metamórficas , constituyendo un elemento importante de algunos sedimentos y rocas sedimentarias . Por estas razones, en geología, las rocas volcánicas y las rocas hipabisales superficiales no siempre se consideran distintas. En el contexto de la geología del escudo precámbrico , el término "volcánico" se aplica a menudo a lo que son estrictamente rocas metavolcánicas . Las rocas volcánicas y los sedimentos que se forman a partir del magma erupcionado al aire se denominan "piroclastos", y técnicamente también son rocas sedimentarias.

Las rocas volcánicas se encuentran entre los tipos de roca más comunes en la superficie terrestre, especialmente en los océanos. En tierra firme, son muy comunes en los límites de las placas tectónicas y en las provincias de basalto de inundación . Se estima que las rocas volcánicas cubren aproximadamente el 8 % de la superficie terrestre actual. ^{[ 1 ]}

Las rocas volcánicas se nombran según su composición química y textura. El basalto es una roca volcánica muy común con bajo contenido de sílice . La riolita es una roca volcánica con alto contenido de sílice. La riolita tiene un contenido de sílice similar al del granito , mientras que el basalto es composicionalmente igual al gabro . Las rocas volcánicas intermedias incluyen la andesita , la dacita , la traquita y la latita .

Las rocas piroclásticas son producto del vulcanismo explosivo. Suelen ser félsicas (con alto contenido de sílice). A menudo, las rocas piroclásticas son el resultado de detritos volcánicos, como ceniza , bombas volcánicas , tefra y otros materiales eyectados por la actividad volcánica . Ejemplos de rocas piroclásticas son la toba y la ignimbrita .

Las intrusiones superficiales , que poseen una estructura similar a la de las rocas volcánicas en lugar de las plutónicas , también se consideran volcánicas, pasando a ser subvolcánicas .

Los términos piedra de lava y roca de lava son más utilizados por los vendedores que por los geólogos, quienes probablemente dirían "roca volcánica" (porque la lava es un líquido fundido y la roca es sólida). "Piedra de lava" puede describir desde una pumita silícica friable hasta un basalto de flujo máfico sólido , y a veces se usa para describir rocas que nunca fueron lava , pero que lo parecen (como la caliza sedimentaria con cavidades de disolución ). Para transmitir información sobre las propiedades físicas o químicas de la roca, se debe usar un término más específico; un buen proveedor sabrá qué tipo de roca volcánica está vendiendo. ^{[ 10 ]}

La subfamilia de rocas que se forman a partir de lava volcánica se denomina rocas volcánicas ígneas (para diferenciarlas de las rocas ígneas que se forman a partir de magma bajo la superficie, llamadas rocas plutónicas ígneas ).

Las lavas de distintos volcanes, al enfriarse y solidificarse, presentan grandes diferencias en su apariencia y composición. Si una corriente de lava riolítica se enfría rápidamente, puede solidificarse con rapidez y convertirse en una sustancia negra y vítrea llamada obsidiana . Cuando contiene burbujas de gas, la misma lava puede formar la piedra pómez, de aspecto esponjoso . Si se deja enfriar lentamente, forma una roca sólida, de color claro y uniforme, llamada riolita.

Las lavas, al enfriarse rápidamente en contacto con el aire o el agua, son mayoritariamente finamente cristalinas o al menos tienen una matriz de grano fino que representa la parte del flujo de lava semicristalina viscosa que aún estaba líquida en el momento de la erupción. En ese momento, estuvieron expuestas únicamente a la presión atmosférica, y el vapor y otros gases, que contenían en gran cantidad, pudieron escapar libremente; de ​​esto se derivan muchas modificaciones importantes, la más notable es la frecuente presencia de numerosas cavidades de vapor ( estructura vesicular ) que a menudo se extienden en formas alargadas y posteriormente se rellenan con minerales por infiltración ( estructura amigdalina ). ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}

A medida que la cristalización se producía mientras la masa aún avanzaba lentamente bajo la superficie de la Tierra, los minerales formados más recientemente (en la masa fundamental ) suelen estar dispuestos en líneas sinuosas subparalelas que siguen la dirección del movimiento (fluxión o estructura fluida), y los minerales más grandes que se cristalizaron previamente pueden mostrar la misma disposición. La mayoría de las lavas descienden considerablemente por debajo de sus temperaturas originales antes de ser emitidas. En su comportamiento, presentan una estrecha analogía con las soluciones calientes de sales en agua, que, al acercarse a la temperatura de saturación, primero depositan una cosecha de cristales grandes y bien formados (etapa lábil) y posteriormente precipitan nubes de partículas cristalinas más pequeñas y menos perfectas (etapa metaestable). ^{[ 11 ]}

En las rocas ígneas, la primera generación de cristales generalmente se forma antes de que la lava haya emergido a la superficie, es decir, durante el ascenso desde las profundidades subterráneas hasta el cráter del volcán. Se ha verificado frecuentemente mediante observación que las lavas recién emitidas contienen grandes cristales transportados en una masa fundida y líquida. Se dice que los cristales grandes, bien formados y tempranos ( fenocristales ) son porfídicos ; los cristales más pequeños de la matriz circundante o masa fundamental pertenecen a la etapa posterior a la efusión. Más raramente, las lavas se funden completamente en el momento de la eyección; entonces pueden enfriarse para formar una roca finamente cristalina no porfídica, o si se enfrían más rápidamente, pueden ser en gran parte no cristalinas o vítreas (rocas vítreas como la obsidiana, la taquilita , la piedra de pedernal ). ^{[ 11 ]}

Una característica común de las rocas vítreas es la presencia de cuerpos redondeados ( esferulitas ), que consisten en finas fibras divergentes que irradian desde un centro; están formadas por cristales imperfectos de feldespato, mezclados con cuarzo o tridimita ; cuerpos similares se producen a menudo artificialmente en vidrios que se dejan enfriar lentamente. Raramente, estas esferulitas son huecas o consisten en capas concéntricas con espacios entre ellas ( litofisas ). La estructura perlítica , también común en los vidrios, consiste en la presencia de grietas redondeadas concéntricas debido a la contracción durante el enfriamiento. ^{[ 11 ]}

Los fenocristales o minerales porfídicos no solo son más grandes que los de la matriz; como la matriz aún estaba líquida cuando se formaron, pudieron adoptar formas cristalinas perfectas, sin la interferencia de la presión de los cristales adyacentes. Parecen haber crecido rápidamente, ya que a menudo están llenos de cavidades de material vítreo o finamente cristalino como el de la matriz. El examen microscópico de los fenocristales suele revelar que han tenido una historia compleja. Con mucha frecuencia muestran capas de diferente composición, indicadas por variaciones de color u otras propiedades ópticas; así, la augita puede ser verde en el centro rodeada de varios tonos de marrón; o pueden ser de color verde pálido en el centro y de un verde más oscuro con un fuerte pleocroísmo (egirina) en la periferia. ^{[ 11 ]}

En los feldespatos, el centro suele ser más rico en calcio que las capas circundantes, y a menudo se pueden observar zonas sucesivas, cada una menos cálcica que las que contiene. Los fenocristales de cuarzo (y de otros minerales), en lugar de caras cristalinas nítidas y perfectas, pueden mostrar superficies redondeadas y corroídas, con puntas romas y proyecciones irregulares en forma de lengua de la matriz hacia la sustancia del cristal. Es evidente que, después de que el mineral cristalizara, se disolvió o corroió parcialmente en algún momento antes de que la matriz se solidificara. ^{[ 11 ]}

Los fenocristales corroídos de biotita y hornblenda son muy comunes en algunas lavas; están rodeados por bordes negros de magnetita mezclada con augita verde pálida. La sustancia de hornblenda o biotita ha demostrado ser inestable en cierta etapa de consolidación y ha sido reemplazada por un paramorfo de augita y magnetita, que puede sustituir parcial o totalmente al cristal original, pero que aún conserva sus contornos característicos. ^{[ 11 ]}

El comportamiento mecánico de las rocas volcánicas se complica por su microestructura compleja. ^{[ 15 ] [ 16 ]} Por ejemplo, atributos como la partición del espacio vacío (poros y microfisuras ), el tamaño y la forma de los poros y cristales, y la alteración hidrotermal pueden variar ampliamente en las rocas volcánicas y pueden influir en el comportamiento mecánico resultante (por ejemplo, el módulo de Young, la resistencia a la compresión y a la tracción, y la presión a la que transitan de un comportamiento frágil a uno dúctil ^{[ 15 ]} ). Al igual que otras rocas de la corteza, las rocas volcánicas son frágiles y dúctiles a presiones de confinamiento efectivas bajas y altas, respectivamente. El comportamiento frágil se manifiesta como fallas y fracturas, y el comportamiento dúctil puede ser distribuido (colapso cataclástico de poros) o localizado (bandas de compactación). ^{[ 15 ]} Comprender el comportamiento mecánico de las rocas volcánicas puede ayudarnos a comprender mejor los peligros volcánicos, como el colapso de flancos.

• Roca extrusiva
• Roca intrusiva