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• Maria Veronica Sanchez Fernandez

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1 2 2.1 2.2

TEMA 4: MAGMATISMO. LAS ROCAS IGNEAS MÁS IMPORTANTES. INTRODUCCION MAGMATISMO Conceptos básicos Características físico-químicas de los magmas 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.2.6

2.3 2.4

Composición química Temperatura Presión Viscosidad Densidad Velocidad de enfriamiento

Génesis de los magmas Clasificación de los magmas 2.4.1

Según su origen

2.4.1.1 Magmas primarios 2.4.1.2 Magmas secundarios 2.4.2

Según su situación

2.4.2.1 Magmas intracorticales 2.4.2.2 Magmas subcorticales 2.4.3

Según la presión de volátiles

2.4.3.1 Hipomagmas 2.4.3.2 Piromagmas 2.4.3.3 Epimagmas 2.5

Consolidación magmática 2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.5.4

2.6 2.7 2.8

Rocas ígneas efusivas e intrusivas Texturas ígneas Emplazamientos plutónicos 2.8.1 2.8.2 2.8.3 2.8.4 2.8.5 2.8.6 2.8.7

2.9

Batolito Stock Lacolito Lopolito Sill Dique o filón Rellenos de chimenea volcánica

Vulcanismo 2.9.1 2.9.2

3 4

Diferenciación magmática Fase ortomagmatica. Cristalización fraccionada Fase pegmatítico-neumatolítica Fase hidrotermal

Tipos de lavas y erupciones Afloramientos volcánicos

CLASIFICACION DE LAS ROCAS IGNEAS. BIBLIOGRAFIA

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1

INTRODUCCION

Volcán Santa Elena en Washington. 1980, volcán de 2900 m de altitud que paso a ser de 400 m. barrió una zona boscosa de 400 km2, provocó corrientes de barro, cenizas, árboles destruidos, rocas. Llovió ceniza, se hizo de noche en el día. Kilauea genera erupciones tranquilas, ¿por qué estas diferencias entre los volcanes? En este tema vamos a estudiar la razón de ser de estas erupciones tan distintas. 2

MAGMATISMO

2.1

Conceptos básicos

El magma es un material fundido a temperaturas de entre 700-1200ºC generado en el interior con composición normalmente silicatada donde existen cristales, fragmentos de roca en suspensión y volátiles en disolución. Las rocas ígneas son el resultado de la consolidación del magma. Se conocen gran cantidad de rocas ígneas lo que hizo pensar en la existencia de gran cantidad de magmas, pero recientemente se ha descubierto que son solo a partir de dos magmas de donde salen estas rocas por medio de un proceso denominado diferenciación magmática 2.2

Características físico-químicas de los magmas 2.2.1

Composición química

Salvo raras excepciones de magmas carbonatados o sulfurados, los magmas suelen ser silicatados, por ser su componente más abundante la sílice, así podemos tener en función del contenido en sílice los siguientes magmas: -

Hipersilícicos o ácidos >65% Silícicos o neutros 65%-55% Mesosilícicos o básicos 55%-45% Hiposilícicos o ultrabásicos suma de alcalinos y Ca alcalinos si la relación esta invertida alúmina< suma de alcalinos Na y K potásico alúmina < potasa

2.2.2 -

Temperatura

Si son ricos en sílice su temperatura es de 700-900ºC Si son pobres en sílice 1200-1300ºC

2

Como el magma es una mezcla compleja de componentes, no presenta un punto de fusión definido, sino una banda de fusión, donde la línea superior está definido por el punto solidus y la inferior por el liquidus, pueden coexistir ambas fases La solidificación está influida inversamente por la presión confinante y directamente por la hidrostática. Las condiciones de solidificación de los magmas es: -

Hipersilícicos y silícicos: efusivos 900-650ºC, intrusivos 1050-800ºC Magmas Mesosilícicos e Hiposilícicos: efusivos 110-850ºC, intrusivos 1300-1000ºC

2.2.3

Presión

Dos tipos de presión, la confinante y la hidrostática. La presión hidrostática corresponde a fluidos como vapor de agua, o dióxido de carbono y la confinante que será en función de la profundidad a la que se forme el magma y la densidad de las rocas que haya encima 2.2.4

Viscosidad

Resistencia a fluir que presenta un cuerpo, depende de varios factores que la aumentan o disminuyen. Entre los que aumentan la viscosidad esta la alta riqueza en sílice y la alta cantidad en sólidos, y la disminuyen el alto contenido en alúmina, el alto contenidos en volátiles, la alta temperatura y la alta presión. 2.2.5

Densidad

Se puede estimar de diferentes formas, normalmente se utilizan las rocas inmediatamente formadas en la solidificación. La densidad dependerá de : -

La composición química (hierro, alcalinos, agua) Temperatura (a mayor temperatura mayor densidad) Presión confinante (a mayor presión, mayor densidad)

2.2.6

Velocidad de enfriamiento

Responsable de la cristalinidad de las rocas resultantes. Depende de: -

2.3

El gradiente de temperatura entre el magma y sus envolventes Dimensiones de la masa magmática, si es pequeña puede enfriar entera, si es grande la parte central se mantiene fluida Conductividad de los materiales encajantes, si son relativamente buenos conductores la velocidad de enfriamiento será mayor que en el caso contrario Génesis de los magmas

Se originan en zonas del interior del planeta en las que se dan unas condiciones adecuadas de temperatura, presión que afectan a unos materiales cuya composición es determinante. A presión atmosférica los datos de laboratorio indican que una determinada mezcla de minerales funde a una determinada temperatura, pero no así en el interior terrestre por la mayor presión, los materiales funden a más temperatura. Si la presión envolvente disminuye puede iniciarse la fusión,

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originándose un fundido que al tener mayor volumen origina presión hacia arriba y forma su cámara magmática tendiendo a bajar la presión y a autocatalizar el proceso. Si las rocas implicadas en la fusión contienen componentes que pueden volatilizarse, la presencia de estos fluidos puede acentuar el efecto de la disminución de presión y magnificar el resultado 2.4

Clasificación de los magmas 2.4.1

Según su origen

2.4.1.1 Magmas primarios Fundido generado directamente por fusión total o parcial de rocas del manto o de la corteza. Permanecen con su primitiva composición al no haber llevado a cabo procesos de asimilación. Series magmáticas -

Magmas toleíticos: 50% sílice, sin diferenciar. Forman peridotitas y basaltos, se generan a poca profundidad asociados a la dorsal atlántica Magmas calcoalcalinos: sílice > 55% abundancia de Na y Ca, andesitas y granodioritas. Zonas de subducción, a mayor profundidad Magmas alcalinos: proporción intermedia de sílice 45-55% basaltos a sienitas. Mayor profundidad zonas intraplaca Magmas potásicos: pobres en sílice, los más profundos, en zonas de subducción y arcos islas. 2.4.1.2 Magmas secundarios

Resultado de una determinada evolución, ha conducido a un cambio en su composición, por la diferenciación magmática, asimilación y mezcla de magmas 2.4.2

Según su situación

2.4.2.1 Magmas intracorticales Superficiales, en el interior de la corteza, típicamente hipersilícicos 2.4.2.2 Magmas subcorticales Partes más profundas de la litosfera, Mesosilícicos e Hiposilícicos. 2.4.3

Según la presión de volátiles

2.4.3.1 Hipomagmas Volátiles completamente disueltos, la presión exterior es superior a la presión de gases 2.4.3.2 Piromagmas Gases en forma de burbujas, la presión exterior es semejante a la presión de gases 2.4.3.3 Epimagmas Presión de volátiles es mucho superior a la externa, se escapan con facilidad arrastrando la fracción liquida al exterior, convirtiéndose en lava

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2.5

Consolidación magmática 2.5.1

Diferenciación magmática

Cuando la temperatura del magma desciende, se suceden tres fases de consolidación, que presentan caracteres especiales denominadas fase ortomagmatica, pneumatolítica e hidrotermal. Estas tres fases se dan cuando un magma este encerrado a presión constante y vaya disminuyendo paulatinamente su temperatura, pero no todos los magmas tienen que pasar obligatoriamente por esas tres fases 2.5.2

Fase ortomagmatica. Cristalización fraccionada

Desciende la temperatura del magma hasta los 500ºC, se produce cristalización de componentes mayoritarios, cuanto mayor se cristalicen mas volátiles queda en el magma. La cristalización sigue dos caminos, estudiadas por Bowen: -

-

Serie discontinua: a medida que pasa de un intervalo de P/T a otra desaparece un mineral y aparece otro sin que existan formas intermedias. Los compuestos que se forman se diferencian en su red estructural y en su riqueza en sílice. (serie de olivinos, piroxenos, anfíboles, biotita Serie continua: según se va enfriando el magma las plagioclasas cálcicas se van transformando en sódicas sin variar la red interna, serie isomorfa donde el Na sustituye al calcio.

Al final de la cristalización de las dos series, el líquido residual que queda, si es suficientemente rico en sílice, origina otros tectosilicatos del tipo de los filosilicatos (moscovita) feldespatos (feldespatos potásico) y finalmente cuarzo. 2.5.3

Fase pegmatítico-neumatolítica

Alrededor de 500ºC, la ortosa y el cuarzo cristalizarían simultáneamente en compañía de otros componentes como la biotita, quedando la roca definitivamente formada. En el líquido residual se concentran los componentes volátiles y al aumentar la presión penetran en las zonas periféricas formando filones. 2.5.4

Fase hidrotermal

El líquido residual es una solución acuosa con compuestos solubles que emigra desde la zona donde consolidó el magma hacia la superficie, a favor de grietas, fracturas y planos de estratificación. Con frecuencia estas soluciones hidrotermales llevan compuestos en disolución y son la causa de yacimientos de minerales útiles en las zonas periféricas de los macizos de rocas plutónicas. Suelen aportar elementos minoritarios como mercurio, oro, plomo, plata, cobre y zinc, generalmente como sulfures, que cristalizan en venas e intersticios más finos que los anteriores. 2.6 Rocas ígneas efusivas e intrusivas Las rocas efusivas corresponden al magma que se ha desplazado desde su lugar de origen hasta alcanzar la superficie terrestre también conocidas como rocas volcánicas, porque son los llamados volcanes el lugar por donde salen al exterior Las otras rocas las intrusivas son aquellas que se han consolidado en el interior terrestre, consolidación de los magmas que se han desplazado desde su lugar primitivo inyectándose entre las rocas más superficiales para enfriarse allí más o menos lentamente. Podemos encontrar: 5

2.7

Rocas plutónicas: se han formado a una considerable profundidad Hipoabisales: cristalización a profundidades intermedias Texturas ígneas

Conjunto de relaciones existentes entre los granos componentes de la misma que se observan al microscopio, aunque a veces se pueden apreciar a simple vista. -

-

-

-

2.8

Según su cristalinidad: o Holocristalinas: toda la roca es materia cristalina o Hipocristalinas: cantidades variables de materia cristalina y vidrio o Vítreas: vidrio y microlitos Tamaño de gano, nos indica la velocidad y la tranquilidad que se han dado en la consolidación o Faneríticas: si los granos se distinguen a simple vista o Afaníticas: cuando no es posible distinguir los granos a simple vista. Forma del grano o Idomorfos: cristales con caras bien formadas o Hipoidiomorfos: solo se han diferenciado algunas caras cristalinas o Xenomorfos: granos informes con bordes irregulares. Tamaño de los granos: o Isogranulares: granos de similar tamaño o Heterogranulares: granos de dimensiones variables. Emplazamientos plutónicos

El plutón es una gran masa de rocas ígneas que ha cristalizado en el interior terrestre Es posible distinguir dos variedades estructurales -

Concordantes: donde los rasgos estructurales de una formación rocosa mantienen la geometría a los de la formación directamente relacionada con ella Discordantes: sus rasgos geométricos cortan o intersectan los de la formación sub o suprayacente.

2.8.1

Batolito

Afloramiento intrusivo de gran volumen discordantes o concordantes, comúnmente en el corazón de las cordilleras montañosas, alargados en el sentido de su eje, tipo granítico o diorítico. 2.8.2

Stock

Iguales a los batolitos, discordantes y de menores dimensiones. 2.8.3

Lacolito

Afloramiento intrusivo concordante, abombado hacia arriba lo que parece indicar inyección forzada del magma.

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2.8.4

Lopolito

Intrusión concordante de gran extensión, poco grosor, más o menos aplanado pero deprimido hacia el interior, debido a inyección pasiva del magma 2.8.5

Sill

Lamina de magma inyectada a lo largo de superficies de discontinuidad. Se da cuando la densidad del magma es mayor que las rocas encajantes por lo que es mas fácil la inyección lateral que la longitudinal. 2.8.6

Dique o filón

Cuerpos intrusivos tabulares por emplazamiento del magma en fracturas que cortan las rocas, discordantes. Dimensiones variables pero predomina la longitud sobre las otras dos. 2.8.7

Rellenos de chimenea volcánica

Materiales magmaticos que han ascendido por los huecos o fracturas y han consolidado allí rellenándolos, son intrusivos discordantes. 2.9

Vulcanismo

Fenómenos relacionados con las erupciones volcánicas 2.9.1

Tipos de lavas y erupciones

La gran variedad de lavas está relacionada con la composición química, el contenido en volátiles y la temperatura a la que se encuentra el magma. El alto contenido en sílice aumenta la viscosidad, el mayor contenido en volátiles aumenta la capacidad explosiva. Tres tipos de lavas -

Basálticas: bajo contenido en sílice, oscuras, altas temperaturas, muy fluidas, coladas que se extienden rápidamente por la superficie Pirolíticas: mayor contenido en sílice, color más claro, menor temperatura, son más lentas y forman depósitos más espesos y bulbosos Lavas andesíticas: intermedias entre las anteriores.

Las características de las lavas guardan relación con las formas volcánicas a las que dan lugar: -

Erupciones fisurales: el magma sale por grietas de la corteza. Baja viscosidad y las lavas se extienden rápidamente. Islandia Erupciones de tipo central: mas o menos circulares, conectan con una chimenea que alimenta distintos volcanes desde una cámara común. o Las formas efusivas son magmas de baja viscosidad, no va acompañada de explosiones violentas. Volcanes de Hawaii o Explosivas: alimentadas de magmas de alta viscosidad, los gases no pueden salir fácilmente, aparecen materiales piroclásticos que caen al suelo formando conos de cenizas. Monte santa Elena.

Asociadas a las formas efusivas y explosivas se pueden formar hundimientos por desplome del techos de la cámara magmática quedando una caldera

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2.9.2

Afloramientos volcánicos

Además de los conos, mantos y calderas ya citados, pueden encontrarse: 3

Domos volcánicos: lavas muy viscosas, la lava se solidifica en la superficie impidiendo la salida al exterior de las nuevas emisiones que presionan desde la parte inferior elevando el terreno. Escudos volcánicos: acumulo de coladas basálticas Lavas cordadas: la lava se puede fisurar por retracción dando bloques irregulares Lavas almohadilladas. Efusiones subacuáticas, las bocanadas de lava adoptan una conformación semiesférica Pumiticas: la roca muestra poros y cavidades producidas por el escape de gases Microlítica: cavidades de diferente tamaño rellenas de compuestos consolidados por los fluidos finales de la erupción Amigdaloide: relleno de cavidades es posterior, materiales depositados de soluciones acuosas Lineal: iso orientación de cristales y englobados después por el resto CLASIFICACION DE LAS ROCAS IGNEAS.

Basada en el contenido en sílice del magma. Tendríamos rocas ácidas, básicas, y ultrabásicas. Nockdold realizo la siguiente clasificación: -

Granito: ácidos de grano grueso, claro, textura uniforme, ortosa, cuarzo y mica. Se identifican minerales a simple vista. Zonas profundas de orógenos Granodiorita: acida. blanco-grisáceos. Cuarzo como mineral esencial Sienita: intermedia, color rosado por la ortosa, no tienen cuarzo, solo feldespatos. Diorita: intermedia, carece de ortosa y cuarzo. Predominan las plagioclasas Gabro: básico, plagioclasas, olivino y piroxeno. Oscuras y densa, grano medio para el adoquinado de las calles. Peridotita: sin cuarzo, ultramáficas, sin cuarzo ni feldespatos. Olivinos piroxenos y anfíboles

En la actualidad la clasificación y la nomenclatura más aceptada es la de Strekeisen que se basa en la participación porcentual de cuatro minerales, los modales, cuarzo, feldespatoides alcalinos, plagioclasa cálcica y feldespatoides. Solamente el contenido modal de esos cuatro minerales en una muestra definen el nombre de la roca, con la única exigencia que la suma del contenido modal Q+A+P+F sea como mínimo del 10%, de no ser así se utiliza el diagrama de Nockfold. Estos porcentajes se representan en un triangulo y dependiendo de la composición de la roca y uniendo los puntos donde se intersectan tendremos un determinado número que en la leyenda del diagrama nos dará el nombre exacto de la roca en cuestión. 4

BIBLIOGRAFIA -

AAVV. Geología. 2º de bachillerato. Editex Anguita y moreno. Procesos geológicos internos. Rueda Tarbuck. Ciencias de la tierra. Prentice hall Meléndez Fuster. Geología.

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