3 capitulo toselli. a.j miscelanea 18 elementos basicos de petrologia ignea-2010

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Petrologia - Toselli - Capitulo 3

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43 ALEJANDRO TOSELLICapitulo 3TexturasIntroduccinLa Petrograa es la rama de la Petrologa que trata la descripcin y clasicacin de las rocas. La gran variedad composicional, estructural y textural de las rocas gneas atestiguan sobreladiversidaddecondicionesbajolascualeslosmagmasseenfranycristalizan.El nucleamiento y crecimiento de los minerales y la eciencia con que ellos se equilibran con ellquidoqueseenfraydesdeelcualseforman,sonfuertementedependientesdelas propiedadesfsico-qumicasdelsistemaydelavelocidaddeenfriamientodelcuerpoyde larocadecaja.Porloquelasrelacionesentrelosmineralesy/ovidrio,sonalgomsque meras descripciones de las rocas, sino que brindan importante ayuda en la interpretacin de la gnesis e historia de las rocas.Fig. 3-1. Texturas bsicas: A) Vtrea. B) Secuencial. C) Porfdica. D y E) Deformada. F) Cristaloblstica.Miscelanea 18: 43-64Elementos bsicos de petrologa gnea Tucumn, 2010 -ISSN 1514 - 4836 - ISSN on-lineISSN 1668 - 3242 TEXTURAS 44Los trminos textura y estructura son tradicionales y su uso est muy generalizado por los petrgrafos, pero los lmites ambiguos de aplicacin de los mismos ha llevado a muchos a integrar estos dos trminos bajo el concepto de Fbrica, aunque nosotros mantendremos el uso del trmino textura para observaciones a escala pequea y estructura para observaciones mesoscpicas,aunquesindescartarelusodefbrica.Lastexturasdelosdiferentestipos de rocas pueden ser agrupados en seis tipos bsicos: vtrea, secuencial, clstica, deformada ycristaloblstica(Fig.3-1).Losdosprimerossonclaramentegneas,mientrasquelas restantes son metamrcas. 1odos los demas tipos de abricas son esencialmente ariantes o combinaciones de estos tipos bsicos.Lasfbricasqueseobservanenlasrocasgneasresultandenumerososprocesosque pueden ser agrupados en dos categoras principales. Las Texturas Primarias, que tienen lugar durante la cristalizacin gnea y son el resultado de las interacciones entre los minerales y el fundido. Las Texturas Secundarias, son alteraciones que tienen lugar despus que la roca ha alcanzado el estado slido.Texturas Primarias (interaccin fundido/cristal)Laformacinycrecimientodecristales,tantodesdeunfundidooenunmedio slido,crecimientodemineralesmetamrcos,,inolucratresprocesosprincipales:1, Nucleamientoinicialdelcristal;2)Crecimientosubsecuentedelcristal;y3)Difusinde lasespeciesqumicasatravsdelmedioquelosrodea,hacialascarasdeloscristalesen crecimiento.Fig. 3-2. A El volumen de lquido disponible (gris) disponible en cada vrtice es mayor que para las caras. B El volumen disponible de lquido en el extremo de un cristal es mayor, lo que permite el desarrollo acicular del mismo.Lanucleamiento,eselpasoinicialcrticodedesarrollodeuncristal.Cristalesiniciales muy delgados, tienen alta relacin de supercie a olumen y por lo tanto una gran proporcin deionesenlasupercie.Lasuperciedelosionestienecargasnobalanceadas,porque annosehacompletadoeldesarrollodelenrejadocristalino,parabalancearlascargas 45 ALEJANDRO TOSELLIdelinterior.Llresultadoesunaaltaenergadesuperciedeloscristalesinicialesyporlo tantobajaestabilidad.Elagrupamientodeunospocosionescompatiblesenunfundido que se enfra, tienden espontneamente a agruparse, cuando se alcanzan las condiciones de saturacin a una temperatura. En tales condiciones, la cristalizacin es posible, sin el requisito previo del nucleamiento. Pero antes de que la cristalizacin sea posible, un tamao crtico de agrupamiento o ncleos de cristales deben formarse. Esto requiere cierta sobresaturacin o de sobreenfriamiento (enfriamiento del fundido por debajo de la temperatura de cristalizacin del mineral).Distintos estudios indican que los cristales con estructuras simples tienden a nuclearse ms fcilmente que aquellos de estructuras ms complejas. Por ejemplo, xidos (magnetita o ilmenita) y olivino, en general se nuclean ms fcilmente (con menos sobreenfriamiento, que las plagioclasas, que tienen polimerizacin Si-O ms compleja).El crecimiento de cristales, involucra la adicin de iones sobre los cristales existentes o ncleos de cristales. En estructuras simples con alta simetra, las caras con alta densidad de puntosenlared({100}y{110}),tiendenaformarcarasmsprominentes(Fig.3-2).En silicatos mas complejos esta tendencia puede ser sobrecargada por crecimiento en direcciones preferenciales, con cadenas sin interrupcin y enlaces fuertes. As las piroxenas y anfboles tienden a alargarse en las direcciones de las cadenas Si-O-Si-O y las micas tienden a crecer en las direcciones de las hojas de los silicatos. En general las caras con baja energa prevalecen sobre las de alta energa, considerando que cuando la energa de un sistema es baja, es ms estable.Laenergadesuperciedelasdierentescaraspuedeariarmarcadamentecon elcambiodecondiciones,asquelaformadeunmineralparticularpuedevariardeuna roca a otra. Cuando el sobreenfriamiento se incrementa, los minerales cambian, desde bien acetados a aciculares, dendrticos y nalmente eserulticos.Fig. 3-3. Plagioclasa cola de golondrina, en traquitas (longitud tablillas 0,22 mm).Losprocesosnucleamiento,crecimientoydifusinestninvolucradoseneldesarrollo de los minerales, por lo que se deben considerar sus innuencias relatias sobre las abricas de las rocas que resultan. A estos debe agregarse la velocidad de enfriamiento del magma. Si TEXTURAS 46la velocidad de enfriamiento es muy lenta, el equilibrio se mantiene entre cristales y lquido, perosielenriamientoesmasrapido,puederesultarunsignicatiosobreenriamientoy falta tiempo para que se pueda producir nucleamiento, crecimiento y difusin. La velocidad de enriamiento es una ariable que tiene control externo y de gran innuencia en la ormacin de los cristales, por lo que toda la informacin textural que se puede observar es utilizada para su interpretacin.Las relaciones de nucleamiento y crecimiento de cristales son fuertemente dependientes del grado de sobreenfriamiento del magma. Originalmente el sobreenfriamiento mejora estas relaciones, pero con el mayor enfriamiento decrece la cintica y se incrementa la viscosidad, porloqueseinhibenestasrelaciones.ComoseilustraenlaFig.3-3,lamximarelacin decrecimientotienelugaraaltastemperaturas,quetambinproducelamximarelacin denucleamiento,porqueesmasacilagregaratomosalassuperciesdeloscristalesen crecimiento, una vez que se forman los cristales embrionarios. Con el sobreenfriamiento se inhibe progresiamente el crecimiento, porque los atomos tienen dicultad para moerse y ubicarse en la supercie de los cristales en crecimiento, por lo que crecen pocos cristales y esmsfcilnuclearsecomoacumulacioneslocalesquemoverseaciertadistancia.LaFig. 3-4 nos ayuda entender como la velocidad de enfriamiento afecta al tamao de grano de las rocas. El sobreenfriamiento tiene lugar cuando las temperaturas caen por debajo del punto de fusin y antes que la cristalizacin tenga lugar. Por ejemplo, si la relacin de enfriamiento es lento, slo escaso sobreenfriamiento ser posible (temperatura Ta), ya que el nucleamiento es muy lento y la relacin de crecimiento es muy alta. As pocos cristales se forman y ellos adquieren gran tamao, resultando una fbrica de grano grueso, que es comn en las rocas plutnicas. En las rocas que se enfran ms rpidamente, puede haber un sobreenfriamiento signicatio, antes que los cristales comiencen a cristalizar. Si las rocas son sobre-enriadas enTb,larelacindenucleamientoexcedealarelacindecrecimiento,ymuchoscristales pequenossonormados,resultandounaabricadegranono,tpicaderocasolcanicas. Cuando hay muy alto grado de sobreenriamiento ,1c, puede ser insignicante las relaciones denucleamientoycrecimiento,talcomoocurreenloslquidossolidicadosaidrio,con pocos cristales o sin ellos.Dosestadiosdeenfriamientopuedencrearunadistribucinbimodaldetamaosde grano. Enfriamiento lento seguido de uno rpido, es la nica secuencia posible que puede tenerlugarcuandounacristalizacincomienzaenlacmaramagmtica,seguidoporla aperturadeunconductoporelqueelmagmamigrahacialasupercie.Inicialmenteel magma puede estar dbilmente sobre-enfriado y pocos cristales pueden formarse, situacin que cambia con el enmeno eusio que da lugar a cristales de grano no. Lsta distribucin bimodaldeltamaodegrano,unosdetamaoconsiderablementemayoralosotros,da lugaralatexturaporfdica.Losgrandescristalessondenominadosfenocristalesyestn rodeadosporotrosdegranonodenominadosmatriz,opasta,omesostasis,lig.3-1C,. Las rocas porfdicas se consideran plutnicas o volcnicas en base a la granulometra de la matriz. Si los fenocristales se encuentran dentro de una masa vtrea, la fbrica se denomina vitrofrica.Silosfenocristalescontienenabundantesinclusionesdeotrosmineralesque han sido englobados durante el crecimiento, la fbrica es poiquiltica (Fig. 3-5) y el mineral incluyente es denominado oico-cristal.La relacin de crecimiento depende tanto de la energa de supercie de las caras como de la relacin de difusin. Para una velocidad de enfriamiento constante, los cristales ms grandes sern aquellos con estructuras mas simples (ellos tambin se nuclean mas tempranamente), por ser mas fcil la difusin de sus componentes. La velocidad de difusin es ms rpida a 47 ALEJANDRO TOSELLIaltas temperaturas y con materiales de baja viscosidad. La velocidad de difusin es as baja, en fundidos viscosos altamente polimerizados, tales como los ricos en slice que generalmente estan mas ros que los undidos macos. Los iones pequenos, con baja carga se diunden mejorenfundidosbsicosyaaltatemperatura,mientrasqueenloscomplejosaltamente polimerizadossediundenlentamente.Lngeneralladiusinenunnuidoesmayorque enunvidrioyasuvezenelvidrioesmayorqueenunslidocristalizado.Elaguabaja drsticamente es desarrollo de la polimerizacin en un magma, mejorando la difusin. Los lcalistienenunefectosimilar,aunquemenosnotable.Elgranomuygruesodemuchas pegmatitas, puede ser atribuido a la alta movilidad de las especies en fundidos ricos en agua, en los cuales la cristalizacin es extremadamente lenta. Fig. 3-4. Relacin entre nucleamiento cristalina en funcin de la temperatura por debajo del punto de fusin.Fig. 3-5. Textu