La andesita ( / ˈændəzaɪt / ) [1] es una roca volcánica de composición intermedia . En un sentido general, es el tipo intermedio entre el basalto pobre en sílice y la riolita rica en sílice . Tiene una textura de grano fino ( afanítica ) a porfídica y está compuesta predominantemente de plagioclasa rica en sodio más piroxeno o hornblenda . [2]
La andesita es el equivalente extrusivo de la diorita plutónica . Característica de las zonas de subducción , la andesita representa el tipo de roca dominante en los arcos insulares . La composición media de la corteza continental es andesítica. [3] Junto con los basaltos, las andesitas son un componente de la corteza marciana .
El nombre andesita proviene de la cordillera de los Andes , donde se encuentra este tipo de roca en abundancia. Fue aplicado por primera vez por Christian Leopold von Buch en 1826. [4]
La andesita es una roca ígnea afanítica (de grano fino) a porfídica (de grano grueso) que es intermedia en su contenido de sílice y baja en metales alcalinos . Tiene menos del 20% de cuarzo y 10% de feldespatoide por volumen, con al menos el 65% del feldespato en la roca consistente en plagioclasa . Esto coloca a la andesita en el campo basalto /andesita del diagrama QAPF . La andesita se distingue además del basalto por su contenido de sílice de más del 52%. [5] [6] [7] [8] Sin embargo, a menudo no es posible determinar la composición mineral de las rocas volcánicas, debido a su tamaño de grano muy fino, y la andesita se define entonces químicamente como roca volcánica con un contenido de 57% a 63% de sílice y no más de aproximadamente 6% de óxidos de metales alcalinos. Esto coloca a la andesita en el campo O2 de la clasificación TAS . La andesita basáltica , con un contenido de 52% a 57% de sílice, está representada por el campo O1 de la clasificación TAS, pero no es un tipo de roca distinto en la clasificación QAPF. [8]
La andesita suele ser de color gris claro a oscuro, debido a su contenido de minerales de hornblenda o piroxeno . [2] pero puede presentar una amplia gama de tonalidades. La andesita más oscura puede ser difícil de distinguir del basalto, pero una regla general común, utilizada fuera del laboratorio, es que la andesita tiene un índice de color inferior a 35. [9]
La plagioclasa en la andesita varía ampliamente en contenido de sodio, desde anortita hasta oligoclasa , pero es típicamente andesina , en la que la anortita constituye aproximadamente el 40 % molar de la plagioclasa. Los minerales de piroxeno que pueden estar presentes incluyen augita , pigeonita u ortopiroxeno . La magnetita , el circón , la apatita , la ilmenita , la biotita y el granate son minerales accesorios comunes. [10] El feldespato alcalino puede estar presente en cantidades menores.
La andesita es generalmente porfídica y contiene cristales más grandes ( fenocristales ) de plagioclasa formados antes de la extrusión que llevó el magma a la superficie, incrustados en una matriz de grano más fino . Los fenocristales de piroxeno o hornblenda también son comunes. [11] Estos minerales tienen las temperaturas de fusión más altas de los minerales típicos que pueden cristalizar a partir de la masa fundida [12] y, por lo tanto, son los primeros en formar cristales sólidos. La clasificación de las andesitas se puede refinar de acuerdo con el fenocristal más abundante . Por ejemplo, si la hornblenda es el principal mineral fenocristal, la andesita se describirá como una andesita de hornblenda .
La lava andesítica tiene una viscosidad típica de 3,5 × 10 6 cP (3,5 × 10 3 Pa⋅s) a 1200 °C (2190 °F). Esta viscosidad es ligeramente superior a la de la mantequilla de maní suave . [13] Como resultado, el vulcanismo andesítico suele ser explosivo y forma tobas y aglomerados . Los respiraderos andesíticos tienden a formar volcanes compuestos en lugar de los volcanes escudo característicos del basalto, con una viscosidad mucho menor que resulta de su menor contenido de sílice y su mayor temperatura de erupción. [14]
Los flujos de lava en bloques son típicos de las lavas andesíticas de los volcanes compuestos. Se comportan de manera similar a los flujos ʻaʻā , pero su naturaleza más viscosa hace que la superficie esté cubierta de fragmentos angulares de lados lisos (bloques) de lava solidificada en lugar de escorias. Al igual que con los flujos ʻaʻā, el interior fundido del flujo, que se mantiene aislado por la superficie en bloques solidificada, avanza sobre los escombros que caen del frente del flujo. También se mueven mucho más lentamente cuesta abajo y son más gruesos en profundidad que los flujos ʻaʻā. [15]
Aunque la andesita es común en otros entornos tectónicos, es particularmente característica de los márgenes de placas convergentes . Incluso antes de la Revolución de la Tectónica de Placas , los geólogos habían definido una línea de andesita en el Pacífico occidental que separaba el basalto del Pacífico central de la andesita más al oeste. Esto coincide con las zonas de subducción en el límite occidental de la Placa del Pacífico . El magmatismo en las regiones de arco insular proviene de la interacción de la placa en subducción y la cuña del manto , la región en forma de cuña entre las placas en subducción y superpuesta. [16] La presencia de márgenes convergentes dominados por andesita es tan característica de la tectónica de placas única de la Tierra que la Tierra ha sido descrita como un "planeta andesítico". [17]
Durante la subducción, la corteza oceánica subducida se somete a una presión y temperatura cada vez mayores, lo que conduce al metamorfismo . Los minerales hidratados como el anfíbol , las zeolitas o la clorita (que están presentes en la litosfera oceánica ) se deshidratan a medida que cambian a formas anhidras más estables, liberando agua y elementos solubles en la cuña suprayacente del manto. El flujo de agua hacia la cuña reduce el solidus del material del manto y provoca una fusión parcial. [18] Debido a la menor densidad del material parcialmente fundido, se eleva a través de la cuña hasta que alcanza el límite inferior de la placa suprayacente. Las masas fundidas generadas en la cuña del manto son de composición basáltica, pero tienen un enriquecimiento distintivo de elementos solubles (por ejemplo , potasio (K), bario (Ba) y plomo (Pb)) que son aportados por el sedimento que se encuentra en la parte superior de la placa en subducción. Aunque hay evidencia que sugiere que la corteza oceánica en subducción también puede derretirse durante este proceso, la contribución relativa de los tres componentes (corteza, sedimento y cuña) a los basaltos generados todavía es un tema de debate. [19]
El basalto así formado puede contribuir a la formación de andesita a través de cristalización fraccionada, fusión parcial de la corteza o mezcla de magma, todos los cuales se analizan a continuación.
Las rocas volcánicas intermedias se crean mediante varios procesos:
Para lograr una composición andesítica a través de la cristalización fraccionada , un magma basáltico debe cristalizar minerales específicos que luego se eliminan del fundido. Esta eliminación puede tener lugar de diversas formas, pero lo más común es que ocurra mediante la sedimentación de cristales. Los primeros minerales que cristalizan y se eliminan de un progenitor basáltico son los olivinos y los anfíboles . [20] Estos minerales máficos se sedimentan del magma, formando acumulaciones máficas. [21] Existe evidencia geofísica de varios arcos de que grandes capas de acumulaciones máficas se encuentran en la base de la corteza. [22] [23] Una vez que se han eliminado estos minerales máficos, el fundido ya no tiene una composición basáltica. El contenido de sílice del fundido residual se enriquece en relación con la composición inicial. Los contenidos de hierro y magnesio se agotan. A medida que continúa este proceso, el fundido se vuelve cada vez más evolucionado y finalmente se vuelve andesítico. Sin embargo, sin la adición continua de material máfico, el fundido eventualmente alcanzará una composición riolítica . Esto produce la asociación característica de arcos insulares de basalto-andesita-riolita, siendo la andesita el tipo de roca más distintivo. [20]
El basalto parcialmente fundido en la cuña del manto se mueve hacia arriba hasta que alcanza la base de la corteza superior. Una vez allí, el material basáltico fundido puede o bien depositarse debajo de la corteza, creando una capa de material fundido en su base, o bien puede moverse hacia la placa superior en forma de diques . Si deposita material debajo de la corteza, el basalto puede (en teoría) causar la fusión parcial de la corteza inferior debido a la transferencia de calor y sustancias volátiles. Sin embargo, los modelos de transferencia de calor muestran que los basaltos de arco emplazados a temperaturas de 1100–1240 °C no pueden proporcionar suficiente calor para fundir la anfibolita de la corteza inferior . [24] Sin embargo, el basalto puede fundir material pelítico de la corteza superior. [25]
En los arcos continentales, como los Andes , el magma a menudo se acumula en la corteza superficial creando cámaras magmáticas. Los magmas en estos depósitos evolucionan en composición (dacítico a riolítico) a través del proceso de cristalización fraccionada y fusión parcial de la roca circundante . [26] Con el tiempo, a medida que continúa la cristalización y el sistema pierde calor, estos depósitos se enfrían. Para permanecer activos, las cámaras magmáticas deben tener una recarga continua de material fundido basáltico caliente en el sistema. Cuando este material basáltico se mezcla con el magma riolítico evolucionado, la composición regresa a andesita, su fase intermedia. [27] La evidencia de la mezcla de magma la proporciona la presencia de fenocristales en algunas andesitas que no están en equilibrio químico con el material fundido en el que se encuentran. [14]
Las andesitas con alto contenido de magnesio ( boninitas ) en arcos insulares pueden ser andesitas primitivas, generadas a partir del manto metasomatizado. [28] [29] La evidencia experimental muestra que la roca del manto empobrecida expuesta a fluidos alcalinos como los que podría desprender una placa en subducción genera un magma parecido a las andesitas con alto contenido de magnesio. [30] [31] [32]
Entre las estructuras de mampostería construidas con andesita se incluyen:
En 2009, los investigadores revelaron que se había encontrado andesita en dos meteoritos (numerados GRA 06128 y GRA 06129) que se descubrieron en el campo de hielo de Graves Nunataks durante la temporada de campo de búsqueda de meteoritos en la Antártida de Estados Unidos 2006/2007. Esto posiblemente apunta a un nuevo mecanismo para generar corteza de andesita. [38]
Junto con los basaltos, las andesitas son un componente de la corteza marciana . [39] La presencia de domos distintivos de lados empinados en Venus sugiere que la andesita puede haber surgido de grandes cámaras de magma donde podría tener lugar la sedimentación de cristales. [40]
