Estructuras subvolcánicas

Diques / Sills / Enclaves

En una erupción volcánica, no todos los materiales magmáticos alcanzan la superficie, ya que parte de ellos se enfrían y solidifican en los conductos al no encontrar fácil salida o cesar las condiciones que impulsaban el movimiento ascendente del magma. Estos materiales se ponen de manifiesto cuando la erosión desmonta la cobertera de rocas encajantes menos resistentes, y tienen como característica general su disposición vertical o subvertical que corta las estructuras de las formaciones que atraviesan.

Normalmente en condiciones subvolcánicas el enfriamiento es más lento que en las lavas, por lo que la cristalización del fundido es más perfecta, especialmente en las zonas más profundas y en el núcleo de los cuerpos intrusivos.

Los cuerpos subvolcánicos más característicos son las chimeneas o necks, que rellenan los principales conductos del magma. Son groseramente cilíndricos y presentan notables variaciones en la vertical, haciéndose más patentes los caracteres petrográficos de su emplazamiento en los niveles más profundos, mientras que los bordes y niveles superiores tienen más aspecto de brecha volcánica. Las grandes chimeneas pueden presentar también una diferente cristalización de centro a borde y es muy común la disyunción columnar.

Las “pipes” constituyen un interesante tipo de conductos que suele culminar’ en una pequeña depresión o diatrema, aunque en la mayoría de los casos parece que el conducto no alcanzó la superficie. Las pipes se adelgazan en sus raíces y están ocupadas por una brecha intrusiva, a veces groseramente estratificada, en la que coexisten fragmentos procedentes de diversa profundidad, incluso subcorticales. La generación y sucesiva intrusión de esta brecha se explica por fenómenos explosivos a distinto nivel de la columna magmática ascendente, aunque el proceso desencadenante de estas explosiones y consiguiente brechificación de la roca encajante admite diferentes hipótesis. La brecha está a su  vez intruída generalmente por un neck en posición más o menos excéntrica. Las “pipes” son típicos del volcanismo en zonas continentales estables y han sido puestas de manifiesto por una intensa erosión de las formaciones sedimentarias en las que han intruído.

Los términos chimenea y neck hacen referencia a la conexión entre las lavas y su fuente de alimentación, pero en algunas ocasiones estas estructuras corresponden a un volcanismo abortado y no alcanzaron la superficie ni alimentaron fuentes de lava.

Los diques constituyen la facies subvolcánica más común; son estructuras planares formadas al solidificarse el magma que rellena las numerosas fracturas que acompañan a la erupción Su disposición, longitud, forma y espesor dependen de dichas grietas o fracturas que en muchas ocasiones son conductos de alimentación y salida de lavas. Los diques directamente conectados con las cámaras profundas son de mayor envergadura y siguen tendencias lineares de varios kilómetros, pero más frecuentemente, las fracturas que rellenan parten de niveles superiores del conducto principal y los diques siguen una pauta radial desde el centro eruptivo. Los diques suelen agruparse en familias cuyas pautas están determinadas por accidentes tectovolcánicos que se resuelven en la apertura de grietas dispuestas geométricamente (Anderson, 1937; Billings, 1943, y Hernán, 1974). Los diques circulares (ring dikes), están asociados a calderas de hundimiento y se disponen periféricamente a las mismas e inclinados hacia el exterior. Con un mecanismo inverso al anterior, acompañado de una potente intrusión central, están relacionados los diques cónicos (cone sheets), cuyo conjunto responde a un cono invertido.

En ocasiones las familias de diques lineares presentan sistemáticos desplazamientos transversales a la dirección principal (diques escalonados) que pueden ser el reflejo de esfuerzos tectónicos regionales activos durante la intrusión, o también de una heterogeneidad en la competencia de las sucesivas formaciones atravesadas. Una disposición geométrica similar, pero a mayor escala, la encontramos asociada a las grandes fracturas en escalón y fallas transformantes.

En algunas regiones, la intrusión filoniana es de tal intensidad que desaparece casi totalmente la roca encajante; tales fenómenos deben estar asociados a un importante proceso de distensión, como ocurre p. e. en Fuerteventura (Islas Canarias), donde los diques constituyen en amplios sectores más del 90% de la roca visible en los afloramientos (López Ruiz, 1969 y 1970). En general, los diques no son tan abundantes y suelen aparecer aislados destacando como grandes paredones debido a una erosión diferencial.

La textura típica de los diques refleja una mayor cristalinidad hacia el centro, en tanto que los bordes son más vítreos debido a su rápido enfriamiento . No obstante, en algunos casos, la zona central más cristalina se ha inyectado en una etapa posterior, o bien es sincrónica con la zona de borde, pero los cristales ya se encontraban en el magma y su concentración en el núcleo del dique se explica por la mecánica de fluidos. Un mecanismo similar de doble intrusión separada por un breve lapso de tiempo, o simultánea si está acompañada por procesos de invisibilidad o desmezcla, puede originar diques compuestos, es decir formados por rocas de quimismo diferente asociadas en un dique único.

La intrusión filoniana provoca un aumento temporal de la temperatura en la roca encajante, habiéndose estudiado la distribución de isotermas en el dique y su entorno con modelos matemáticos (Jaeger; 1957) y analógicos (Rubia et al., 1970). Este efecto térmico que depende en gran medida de la magnitud del dique y de la conductividad de la roca encajante se refleja frecuentemente en fenómenos de termometamorfismo cuya intensidad varía con las características litológicas y ambientales de las formaciones afectadas por la intrusión (ver p. e. Maury y Mervoyer, 1973).

Los pseudo-diques se forman cuando bajo lavas previamente solidificadas circula material fundido que puede resalir a través de grietas abiertas en la cobertera sólida. Estos falsos diques, ya que carecen de raíces profundas, son frecuentas en las pillow lavas, cuya estructura disgregada permite una fácil inyección de material fluido entre las pillows.

Distinto carácter tienen otras manifestaciones filonianas de origen no intrusivo, como los diques o venas de reemplazamiento que se originan por procesos metasomáticos.

Diques

Posible chimenea con diques (Playa de Valle Gran Rey, Gomera, Islas Canarias)
 

Dique con un borde de enfriamiento (Caldera de Taburiente, La Palma, Islas Canarias)
 

Dique de aplita en un stock granítico paleozoico (Gerena, Sevilla)
 

Detalle de un borde de enfriamiento del dique de aplita anterior
 

Masca (Tenerife, Islas Canarias)
 

Dique de diabasa en un stock de granito paleozoico (Gerena, Sevilla)
 

La Cumbrecita (Tenerife, Islas Canarias)

Diques básicos en granodioritas paleozoicas (Villaverde del Río, Sevilla)
 

Barranco de Afur (Tenerife, Islas Canarias)
 

Cañadas del Teide (Tenerife, Islas Canarias)
 

Sills

        La intrusión magmática puede desviarse de la verticalidad e incluso disponerse horizontalmente entre capas sedimentarias o volcánicas si encuentra condiciones favorables para ello. Estas intrusiones concordantes se denominan sills y si se emplazan entre una serie volcánica de similar composición son difíciles de distinguir, porque pueden tener una gran dispersión lateral y no ser visibles sus raíces. Algunos sills intruyen en sedimentos todavía húmedos y adquieren caracteres de lavas submarinas con las que pueden llegar a confundirse (pillow-sills).  

Enclaves

Entre los productos emitidos por una erupción deben distinguirse aquellos que se han generado en el proceso magmático y los materiales extraños que el magma recoge durante su ascenso arrancándolos del conducto y transportándolos hasta la superficie. Estos materiales xenolíticos  proporcionan información sobre la litología de las capas atravesadas por la columna magmática (ver p. e. Brousse, 1970). Es posible que los fragmentos arrancados a cierta profundidad permanezcan un tiempo considerable en contacto con el magma, produciéndose una reacción que culmina con la fusión total o parcial del xenolito.

Cuando la proporción de materiales extraños es elevada y la fusión de los mismos se desarrolla a gran escala, puede modificarse la composición del liquido magmático original. La capacidad de asimilación de un magma depende en gran parte de su temperatura y cantidad de volátiles, así como del contraste entre su composición química y la de la roca asimilada. Determinadas series volcánicas se caracterizan por la gran cantidad de materiales xenolíticos, como ocurre en algunos volcanes calco-alcalinos en el Sureste de España, donde la proporción de enclaves gnéisicos alcanza hasta un 20 % del total de la roca.

Los enclaves tienen especial interés cuando proceden de zonas profundas de la corteza o del manto superior, puesto que permiten el estudio de rocas cuya observación directa no es posible (ver p. e. Fuster et al., 1969 y Muñoz, 1973). En este sentido el volcanismo contribuye decisivamente a un mejor conocimiento de las capas internas de la Tierra.

No siempre los enclaves que se encuentran en las rocas volcánicas proceden del conducto, ya que las lavas en su recorrido arrastran y engloban cantos y fragmentos de rocas superficiales, en estos casos la posibilidad de reacción es muy escasa, ya que el magma ha perdido gran parte de su energía calorífica.

    Las lavas y piroclastos pueden englobar también materia orgánica, principalmente árboles, sin destruirlos totalmente; la datación de los residuos carbonizados permite conocer la edad de muchas erupciones prehistóricas.