thumb|Geoda de amatista Brasil thumb|Geoda Una geoda es una cavidad rocosa, normalmente cerrada, y totalmente tapizada con cristales (a menudo automórficos) y otras materias minerales. No es realmente un mineral sino una composición de formaciones magmáticas, cristalinas o sedimentarias. Ampliamente distribuidas por todo el planeta, las geodas son la principal fuente de minerales en las colecciones mineralógicas porque son un medio óptimo para varias formaciones minerales.
La palabra geoda proviene del griego γεώδης (geôdês, 'como la Tierra'), ella misma formada por γῆ (guê, 'Tierra') y ειδος (eïdos, 'forma, aspecto'). El hecho de que se refiera a la esfericidad de la Tierra ha llevado a un debate sobre si las drusas (cavidades aplanadas) podrían ser calificadas de geodas.
Formación thumb|Geoda en una antigua escoria de fundición que contiene laurionita
Las geodas pueden formarse en cualquier tipo de roca o mineral, pero, por costumbre, el término se suele reservar para las formaciones en rocas sedimentarias, filonianas, magmáticas y volcánicas. Pueden formarse a partir de burbujas de gas en las rocas magmáticas en el proceso de solidificación, como las estructuras vesiculares, los basaltos (lava) o incluso, como en el Medio Oeste de Estados Unidos, en las cavidades redondeadas de las formaciones sedimentarias. Después de atacar la roca alrededor de la cavidad por erosión o disolución, los silicatos o carbonatos se depositan sobre la superficie interior. Con el tiempo, estas evolucionan lentamente bajo la influencia de las aguas de percolación o de las soluciones derivadas del hidrotermalismo, haciendo crecer los cristales en la cámara interior. La roca madre contiene geodas que a veces el clima o la erosión llevan hasta la superficie, si esas geodas están compuestas de materiales resistentes como el cuarzo. Los cristales se originan a partir de gérmenes (partículas) en las paredes interiores; obstaculizados en su desarrollo por el espacio cerrado, se desarrollan la mayor parte del tiempo en una dirección espacial perpendicular a la superficie de su punto de origen siguiendo el principio de la selección geométrica.« Géode », dans Encyclopædia Universalis, 2006
En el caso de las rocas magmáticas, la primera capa que se forma es la de los minerales que tienen la temperatura de fusión más alta. Las geodas pegmatitas se forman así con una yuxtaposición de minerales de crecimiento centrípeto, cuya temperatura de fusión va disminuyendo desde la corteza hacia el interior para terminar con las formaciones cristalinas resultantes de la cristalización de componentes líquidos o gaseosos enfriados o infiltrados en la ganga luego moldeada (depósito mineral) o cristalizadas por la concentración progresiva de sales. También sucede que las geodas se constituyen estrictamente por el enfriamiento de los diferentes materiales, formando así una geoda plena o «nódulo», pero en la que las subsiguiente intrusión de ácidos, de aguas subterráneas, etc. lava literalmente parte del interior a través de las grietas y así excava la geoda. Muchas geodas están formadas en su parte interior por el cuarzo que se encuentra allí por infiltración de las aguas de sílice sobresaturadas y que ha precipitado en cristales de cuarzo.(en inglés)
El cuarzo es un material que se encuentra a menudo en las geodas: por un lado, su dureza lo hace muy poco sensible a los procesos de erosión, y por otro, es un material principal presente bajo forma de fluidos dinámicos en el subsuelo; como sus capacidades de cristalización son muy buenas, se encuentra muy a menudo en las geodas, tanto sobre los planos de los cristales como en el de la corteza principal.
Crecimiento cristalino thumb|Geoda de celestita, Mahajanga (Madagascar)
Las geodas tienden a desarrollarse más fácilmente en los filones de minerales y generalmente se localizan en el centro de estos, ya que estos corresponden con la última etapa de cristalización. Con respecto a las rocas sedimentarias, las geodas se desarrollan más bien en las fracturas, porque ahí es por donde circulan los fluidos. Esto explica por qué las geodas magmáticas son más circulares y las geodas sedimentarias más alargadas. Como las geodas son formaciones complejas, sucesivas y combinadas, no hay una formación cristalográfica particular que las caracterice. De la misma manera, no hay una coloración típica ni de la corteza de la geoda ni de sus formaciones internas.
El crecimiento de un cristal se realiza por acreción alrededor de un germen de crecimiento, que puede ser una impureza o incluso un cristal microscópico de la misma especie. Este crecimiento normalmente se basa en el agua en condiciones de temperatura y presión bastante precisas según el cristal; si se utiliza otro solvente diferente del agua, se habla de crecimiento de flujo, pero esto usualmente no ocurre más que en el contexto de cristales artificiales. Las geodas pueden incluso ser formaciones extremadamente complejas, fruto de muchas transformaciones: cada geoda en un entorno natural no está totalmente terminada, en cada momento un nuevo fenómeno puede transformarla y mutarla en alguna otra cosa.
Formación en rocas sedimentarias thumb|Geoda de calcita, Pau
Las geodas de formaciones sedimentarias se forman como resultado del cizallamiento, lixiviación, colapso subterráneo o disolución, todo lo que puede causar la creación de una cavidad subterránea. Su tamaño puede alcanzar dimensiones considerables y crear una geoda en una caverna completa. Generalmente, las geodas en terreno sedimentario se forman:
por cristalización clásica, facilitada por el hecho de que la envoltura suele ser más porosa o con más fisuras que una geoda magmática; por concreción, que es una forma de sedimentación pero con la solidificación de los productos, como en las estalactitas y estalagmitas (efecto salpicadura), no obedeciendo las leyes de la cristalización clásica sino a las de la aglomeración sedimentaria sometida a las fuerzas de la gravedad, llamada para las estalactitas «cristalización al aire», que depende igualmente de los parámetros de evaporación y de la presencia o ausencia de bacterias en la película de agua de escorrentía.
Una geoda se puede crear muy bien en una cavidad formada por una circulación de agua subterránea y su cristalización se forma a partir de la misma agua, cargada con sales minerales, que ha servido para cavar la cavidad. También sucede que, como resultado de las evoluciones geológicas, la lava fundida puede llegar a estas cavidades utilizando las redes de acuíferos excavados por el agua y depositar nuevas formaciones. Estas formaciones magmáticas pueden ellas mismas ser total o parcialmente erosionadas si el episodio magmático cesa y el agua recupera su ciclo original, pero también dejar escombros importantes y bastante heterogéneos en las geodas existentes.
Formación en las rocas volcánicas
thumb|Colada de lava thumb|Geoda en basalto formada por okenita Entre 800 °C y , la lava fundida disuelve los componentes volátiles de la roca y produce burbujas de gas. A medida que estas burbujas de gas se mueven en el corazón de la lava, migran hacia la superficie y pueden acumularse para formar bolsas cada vez más grandes. El enfriamiento de la lava, que es sincrónico con este último proceso, congela las burbujas de gas a partir de un cierto umbral de viscosidad. Mantienen una forma de lentilla. Durante el enfriamiento estas burbujas de gas se transportan en la dirección del flujo de la lava. Los factores tiempo y dirección de la colada durante su enfriamiento caracterizan la forma en lentilla que toman las burbujas. Estas lentillas parecen gotas, los puntos finos se vuelven hacia arriba de la colada. La observación de las geodas en una colada de lava solidificada permite evaluar con cierta precisión la dirección del flujo, la temperatura de origen y su velocidad de enfriamiento, así como la naturaleza de los posibles obstáculos destruidos por el horno de lava que se puede encontrar atrapado en las geodas.
Entonces se produce un segundo enfriamiento, gaseoso esta vez, a partir de 400 °C, según sea la composición del gas atrapado en la cavidad así formada. Este gas pasa entonces a la fase acuosa y pueden comenzar los fenómenos hidrotermales. La primera cristalización (y, a veces, la única) puede mostrarse de hecho interna en la geoda, sin aportación exterior. Luego, las transformaciones pueden continuar durante millones de años, un aspecto paradójico de las geodas, de una parte los minerales con raras aprotaciones vivas, pero por tanto minerales que pueden existir millones años en constante evolución y siempre manteniendo una forma de su herencia original. En el caso de materiales con una baja temperatura de solidificación, los materiales incluidos pueden permanecer en la fase líquida o incluso en la fase gaseosa, lo que da lugar a las llamadas geodas «enhydros».(en inglés)
Las más pequeñas y numerosas burbujas de gas presentes en los bordes de la colada de lava pueden denominarse «almendras» o «amígdaloides» (en alemán: Mandelstein o Amygdaloid).
Cristalización en medio acuoso
En el caso de las geodas magmáticas, después de la última solidificación o licuefacción, según sea el caso, se forma una capa mineral, en general de silicato gelatinoso que se puede transformar en calcedonia. Si durante un período de su historia, la geoda se encuentra en un ambiente muy húmedo o en un ambiente acuoso, se crea una presión osmótica entre el interior y el exterior de la geoda, lo que produce una migración de fluido hacia el interior de la cavidad. Esto crea una presión continua mientras persistan las condiciones externas, ya que los fluidos exteriores persisten en querer equilibrar las densidades entre el interior y el exterior. Como los minerales llevados al interior de la geoda cristalizan, es un movimiento que persiste mientras la geoda no se llene de sólidos o el agua no desaparezca. También es posible que el entorno esté sujeto a ciclos de inmersión, en cuyo caso la cubierta de la geoda puede fisurarse durante las fases de deshidratación y la cristalización se puede realizar mediante infiltración a través de las fisuras de contracción.
Casos particulares, variedades y sinónimos thumb|Ágata enhydros thumb|Septaria En casos muy raros, algunas geodas pueden retener su líquido inicial, que puede verse por transparencia si hay una fase gaseosa: este es el caso de los ágatas de enhydros. Los callimus son un núcleo interno móvil, a menudo arcilloso, dentro de una geoda que luego se llama «piedra de sonido», «étite» o Lapis Roulis. Se ha informado de casos de geodas bituminosas que contienen betunes primarios naturales, también llamados «maltha», como en Puy de la Pège, Pont-du-Château, Francia En los Alpes, las geodas de los filones (en particular de los filone de cuarzo) se denominan «rendijas alpinas» (fentes alpines). Generalmente se clasifican como drusas. Hay geodas de neoformación. Este es el caso de los minerales neógenos de las minas de Laurion en Grecia, aparecidas en geodas de antiguas escorias de mineral de plata o de famosas rendijas alpinas que la lava vuelve a visitar una vez más después de su lixiviación parcial por erosión hidráulica. Estos son fenómenos que tienen lugar después de la última cristalización primitiva y de otros fenómenos formativos.
Una geoda puede contener ella misma una formación cristalina que ella ha moldeado, se habla entonces de perimorfosis; si ella ha reemplazado al mineral original, se habla de pseudomorfosis.
Si una geoda no es hueca, se llama «nódulo». Muchas ágatas son en realidad nódulos.(en inglés) Este es también el caso del sílex y de muchos minerales.