La andesita ( / ˈ æ n də z aɪ t / ) [1] es una roca volcánica de composición intermedia . En sentido general, es el tipo intermedio entre el basalto pobre en sílice y la riolita rica en sílice . Tiene una textura de grano fino ( afanitico ) a porfídico y está compuesto 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 de islas . 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 se deriva de la cordillera de los Andes , donde se encuentra en abundancia este tipo de roca. Fue aplicado por primera vez por Christian Leopold von Buch en 1826. [4]
La andesita es una roca ígnea afanítica (de grano fino) que tiene un contenido intermedio de sílice y bajo en metales alcalinos . Tiene menos del 20% de cuarzo y 10% de feldespatoide en volumen, y al menos el 65% del feldespato de la roca consiste en plagioclasa . Esto coloca a la andesita en el campo de basalto /andesita del diagrama QAPF . La andesita se distingue además del basalto por su contenido de sílice superior al 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 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 sitúa a la andesita en el campo O2 de la clasificación TAS . La andesita basáltica , con un contenido de sílice del 52% al 57%, 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 es el equivalente extrusivo de la diorita .
La andesita suele ser de color gris claro a oscuro, debido a su contenido de minerales de hornblenda o piroxeno . [2] pero puede exhibir una amplia gama de sombras. La andesita más oscura puede ser difícil de distinguir del basalto, pero una regla general, 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 típicamente es andesina , en la que la anortita constituye aproximadamente el 40 % en moles 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 suele ser porfirítica 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 . También son comunes los fenocristales de piroxeno o hornblenda. [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 puede refinarse según el fenocristal más abundante . Por ejemplo, si la hornblenda es el principal mineral fenocristal, la andesita se describirá como andesita de hornblenda .
La lava de andesita suele tener una viscosidad de 3,5 × 10 6 cP a 1200 °C (2190 °F). Esto es ligeramente mayor que la viscosidad de la mantequilla de maní suave . [13] Como resultado, el vulcanismo andesítico es a menudo explosivo y forma tobas y aglomerados . Los respiraderos de andesita tienden a formar volcanes compuestos en lugar de los volcanes en escudo característicos del basalto, cuya viscosidad mucho menor se debe a su menor contenido de sílice y su mayor temperatura de erupción. [14]
Los flujos de lava en bloques son típicos de lavas andesíticas de volcanes compuestos. Se comportan de manera similar a los flujos ʻaʻā , pero su naturaleza más viscosa hace que la superficie esté cubierta por fragmentos (bloques) angulares de lados lisos de lava solidificada en lugar de clinkers. Al igual que con los flujos ʻaʻā, el interior fundido del flujo, que se mantiene aislado por la superficie solidificada del bloque, avanza sobre los escombros que caen del frente del flujo. También se mueven mucho más lentamente cuesta abajo y tienen una profundidad más espesa 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 arcos insulares proviene de la interacción de la placa subductora y la cuña del manto , la región en forma de cuña entre las placas subductora y superior. [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 andesita". [17]
Durante la subducción, la corteza oceánica subducida se somete a un aumento de presión y temperatura, lo que lleva al metamorfismo . Los minerales hidratados como los anfíboles , 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 dentro de la cuña reduce el solidus del material del manto y provoca una fusión parcial. [18] Debido a la menor densidad del material parcialmente fundido, éste asciende a través de la cuña hasta alcanzar el límite inferior de la placa superior. Los derretimientos generados 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 provienen de los sedimentos que se encuentran en la parte superior de la cuña del manto. placa subductora. 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 sigue siendo un tema de debate. [19]
El basalto así formado puede contribuir a la formación de andesita mediante cristalización fraccionada, fusión parcial de la corteza o mezcla de magma, todo lo cual se analiza a continuación.
Las rocas volcánicas intermedias se crean mediante varios procesos:
Para lograr una composición andesítica mediante cristalización fraccionada , un magma basáltico debe cristalizar minerales específicos que luego se eliminan de la masa fundida. Esta eliminación puede realizarse de diversas formas, pero lo más común es que se produzca mediante sedimentación de cristales. Los primeros minerales que cristalizan y se eliminan de un padre basáltico son los olivinos y los anfíboles . [20] Estos minerales máficos se asientan fuera 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 estos minerales máficos han sido eliminados, la masa fundida ya no tiene una composición basáltica. El contenido de sílice de la masa fundida residual se enriquece con respecto a la composición de partida. Los contenidos de hierro y magnesio se agotan. A medida que este proceso continúa, la masa fundida evoluciona cada vez más y finalmente se vuelve andesítica. Sin embargo, sin la adición continua de material máfico, la masa fundida eventualmente alcanzará una composición riolítica . Esto produce la característica asociación basalto-andesita-riolita de los arcos de islas, siendo la andesita el tipo de roca más distintivo. [20]
El basalto parcialmente fundido en la cuña del manto se mueve hacia arriba hasta llegar a la base de la corteza superior. Una vez allí, el fundido basáltico puede colocarse debajo de la corteza, creando una capa de material fundido en su base, o puede moverse hacia la placa superior en forma de diques . Si cubre la corteza, el basalto puede (en teoría) causar el derretimiento parcial de la corteza inferior debido a la transferencia de calor y volátiles. Sin embargo, los modelos de transferencia de calor muestran que los basaltos de arco colocados a temperaturas de 1100 a 1240 °C no pueden proporcionar suficiente calor para fundir la anfibolita de la corteza inferior . [24] Sin embargo, el basalto puede derretir el material pelítico de la corteza superior. [25]
En los arcos continentales, como los Andes , el magma a menudo se acumula en la corteza poco profunda creando cámaras de magma. Los magmas en estos yacimientos evolucionan en composición (dacítica a riolítica) 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 activas, las cámaras de magma deben tener una recarga continua de fusión basáltica caliente en el sistema. Cuando este material basáltico se mezcla con el magma riolítico evolucionado, la composición vuelve a la andesita, su fase intermedia. [27] La evidencia de mezcla de magma la proporciona la presencia de fenocristales en algunas andesitas que no están en equilibrio químico con la masa fundida en la que se encuentran. [14]
Las andesitas con alto contenido de magnesio ( boninitas ) en los arcos de islas pueden ser andesitas primitivas, generadas a partir de un manto metasomatizado. [28] [29] La evidencia experimental muestra que la roca del manto empobrecida expuesta a fluidos alcalinos, como los que podría desprender una losa en subducción, genera magma que se asemeja a las andesitas con alto contenido de magnesio. [30] [31] [32]
Las estructuras de mampostería de piedra notables construidas con andesita incluyen:
En 2009, los investigadores revelaron que se encontró andesita en dos meteoritos (numerados GRA 06128 y GRA 06129) que fueron descubiertos en el campo de hielo de Graves Nunataks durante la temporada de campo de búsqueda de meteoritos en la Antártida de EE. UU . 2006/2007. Esto posiblemente apunte 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 cúpulas distintivas de lados empinados en Venus sugiere que la andesita pudo haber surgido de grandes cámaras de magma donde podría tener lugar la sedimentación de cristales. [40]
