Questo tipo di roccia si forma per il raffreddamento e la ricristalizzazzione di un magma fuso. Tale magma, che può avere origine anche a 200 km di profondità, è composto prevalentemente dagli elementi che si trovano nei minerali silicei, insieme a vapore acqueo e ad altri composti volatili.
Il flusso magmatico grazie alla minor densità rispetto alle rocce in cui è inglobato tende a risalire verso la superfice ove talvolta fuoriesce e, causa il brutto raffreddamento che subisce, si solidifica velocemente dando luogo alle rocce effusive. Non sempre il magma arriva in superfice e allora si solidifica lentamenteal di sotto di questa diventando roccia intrusiva. Qusto tipo di roccia non verrebbe mai alla luce se gli agenti atomosferici non ne erodessero la copertura. La velocità con cui il magma si raffredda influisce in maniera determinate sul tipo di roccia che ne deriva. Infatti se si raffredda lentamente la roccia avrà una struttura più oridinatae compatta e sarà ricca di cristalli in quanto gli elementi costituenti avranno avuto molto tempo per ordinarsi mineralogicamente. Al contrario se questo raffreddamento è rapido si può arrivare fino ad avere una struttura completamente vetrosa. L'esempio più calzante per una roccia di questo tipo resta sempre l'ossidiana.
Le rocce ignee, così come anche tutte le altre rocce, vengono distinte in base alla loro composizione mineralogica e alla loro struttura. Si intende per struttura l'insieme delle caratteristiche, in genere rilevate al microscopio, della forma e dimensioni dei cristalli,della loro disposizione e dimensione. Le rocce che si sono formate in superfice in genere presentano una struttura granulare molto fine in cui i singoli cristalli non si distinguono ad occhio nudo, mentre per quelle intrusive si parla di rocce granitoidi per la presenza di cristalli facilemtne visibili. A volte può capitare che un magma, che ha iniziato a cristallizzare in profondità, venga poi portato in superfice dove termina la sua cristallizzazione. Risulterà quindi una roccia dalla caratteristiche intermedie e sarà definita come filoniana.
Nelle 3 foto sotto vediamoun granito (roccia intrusiva), una riolite (roccia effusiva) ed una ossidiana. Queste 2 rocce sono costituitedagli stessi minerali e la loro unica differenza sta nel tempo di raffreddamento.
Poichè esiste una notevole varietà di rocce ignee sembrerebbe logico pensare anche ad un egual numero di varietà di magmi. In realtà non è cosi: le prime ricerche sulla cristallizzazione dei magmi furono condotte da N.L. Bowen nei primi anni del 1900 e mostrarono che certi minerali cristallizzano per primi e che, a temperature via via inferiori, iniziano a cristallizzare anche gli altri, secondo ben precise sequenze. Bowen dimostrò anche che se, dopo essersi cristallizzati, certi minerali rimangono nel fuso (parte di magma ancora liquida), quei minerali reagiranno con il fuso stesso per produrne altri. Va da sè quindi che la grande varietà delle rocce ignee dipende di fatto dalle infinite possibilità che si possono verificare in un processo caotico come il raffreddamento di un magma.
Bowen mise in
evidenza l'esistenza di 2 serie di cristallizzazione ben distinte:
- serie continuo (nella parte destra del grafico)
- serie discontinua (nella parte sinistra del grafico)
La serie continua
porta alla separazione dal fuso dei plagioclasi ed è chiamata
cosi perchè si rimane sempre nell'ambito dei plagioclasi;
durante il raffreddamento si ha soltanto un adattamento della
composizione alle nuove temperature. La composizione finale dipende
dalla composizone del fuso iniziale: più questo è ricco
in silice, più il plagioclasio che alla fine si forma
sarà ricco di silice.
La serie discontinua invece, che si svolge contemporaneamente a quella continua, porta alla cristallizzazione dei minerali femici cioè silicati ricchi in ferro e magnesio, ma a differenza di quella continua si passa da una specie minerale all'altra: per esempio l'olivina si trasforma in pirosseno.
Per spiegare ancora meglio la grandissima quantità di rocce ignee, Bowen ipotizzò anche che uno o più momenti della cristallizzazione si verifichi una separazione della porzione già solidificata del magma da quella ancora fusa. Questo processo viene chiamato cristallizzazione frazionata.
La classificazione largamente usata è quella di Streckeisen in cui si usa un doppio triangolo con ai vertici quattro minerali caratteristici: il quarzo, i plagioclasi, i feldspati alcalini e i minerali femici ( come si vede nel grafico sotto). Una roccia quindi cadrà in un punto preciso all'interno del digramma a seconda della percentuale dai 4 minerali in essa presenti. Quindi, ad esempio, una roccia composta dal 100% di quarzo cadrà sul vertice in alto, mentre una che ha la presenza di tutti e 4 i minerali in quantità uguali cadrà esattamente al centro del diagramma. Si usa lo stesso concetto per la classificazione delle rocce effusive, anche se non è esattamente lo stesso.
La serie discontinua invece, che si svolge contemporaneamente a quella continua, porta alla cristallizzazione dei minerali femici cioè silicati ricchi in ferro e magnesio, ma a differenza di quella continua si passa da una specie minerale all'altra: per esempio l'olivina si trasforma in pirosseno.
Per spiegare ancora meglio la grandissima quantità di rocce ignee, Bowen ipotizzò anche che uno o più momenti della cristallizzazione si verifichi una separazione della porzione già solidificata del magma da quella ancora fusa. Questo processo viene chiamato cristallizzazione frazionata.
La classificazione largamente usata è quella di Streckeisen in cui si usa un doppio triangolo con ai vertici quattro minerali caratteristici: il quarzo, i plagioclasi, i feldspati alcalini e i minerali femici ( come si vede nel grafico sotto). Una roccia quindi cadrà in un punto preciso all'interno del digramma a seconda della percentuale dai 4 minerali in essa presenti. Quindi, ad esempio, una roccia composta dal 100% di quarzo cadrà sul vertice in alto, mentre una che ha la presenza di tutti e 4 i minerali in quantità uguali cadrà esattamente al centro del diagramma. Si usa lo stesso concetto per la classificazione delle rocce effusive, anche se non è esattamente lo stesso.
