EL MAGMATISMO

CONCEPTO DE MAGMA.

Un magma es una masa fundida de silicatos, que contiene gases y minerales sólidos dispersos, encontrándose a temperaturas entre 700-1200°C.

En un magma pueden distinguirse tres fases:

Fase fundida: contiene principalmente iones SiO4- y, en menor cantidad, AlO5-, así como iones metálicos (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, ...

Fase gaseosa: gases contenidos a presión. El 90% es vapor de agua, seguido de cantidades menores de O2, HCl, HF, S, SO2, N2, Ar y H2BO3.

Fase sólida: formada por minerales que ya han cristalizado a la temperatura a la que se encuentra el magma (los de mayor punto de fusión) o restos de roca sin fundir.

MAGMATISMO

Es el proceso por el cual el magma se introduce al interior de la corteza terrestre (magmatismo intrusivo) o llega a la superficie de la corteza terrestre (magmatismo extrusivo).

•A través del magmatismo intrusivo, se forman los batolitos, lacolitos, los sills, los diques, etc.

•A través del magmatismo extrusivo, se forman los volcanes, los géiseres, las fumarolas, las solfataras, etc.

LOS PROCESOS MAGMÁTICOS

Los procesos magmáticos son los que se producen en aquellas zonas de la litosfera en las que reinan las condiciones propias del ambiente petrogenético magmático (formación de magmas por aumento de la temperatura, disminución de presión, o entrada de fluidos) y dan lugar a las rocas magmáticas.

Cuando un magma se enfría, empiezan a formarse en él cristales, empezando por los de aquellos minerales que tienen puntos de fusión más altos. Este

proceso se conoce como cristalización fraccionada. Frecuentemente, los cristales formados se separan del magma residual, cambiando su composición global.

El magma puede fundir porciones de la roca encajante, cambiando su composición. Este proceso se conoce como asimilación magmática.

Puede ocurrir mezcla de dos magmas de orígenes distintos o, como ocurre más frecuentemente, de un magma ya diferenciado y un magma primario de la misma fuente.

A.- FORMACIÓN DE MAGMAS

Una roca está formada por un conjunto de minerales, cada uno de los cuales tiene un punto de fusión característico.

Por lo tanto, una roca no tendrá un punto de fusión, sino un intervalo de temperaturas en el cual parte de la roca está fundida y otra parte sólida.

El punto de comienzo de fusión de una roca se llama punto de solidus, y el de final de fusión punto de liquidus; entre ambos la roca estará parcialmente fundida.

Hay tres sistemas mediante los cuales se puede producir magma en la Tierra:

Aumento de la temperatura, por concentración de elementos radiactivos o por fricción de placas litosféricas.

Disminución de la presión, ya que disminuye el punto de fusión.

Adición de agua. Una roca empieza a fundir antes si contiene agua, debido a que los grupos -OH rompen eficazmente los enlaces Si-O.

B. AMBIENTES GEOLÓGICOS DE LA FUSIÓN

Dos tercios de los magmas producidos en la tierra vuelven a convertirse en roca en el interior de la tierra.

El 80% del magmatismo se produce en los bordes constructivos de placa, un 10% en los bordes destructivos y el 10% restante corresponden al magmatismo intraplaca (8,5% en los océanos y 1,5% en los continentes).

1. Bordes constructivos

El magmatismo de las dorsales se debe a la descompresión de los materiales del manto debida a la intensa fracturación que existe en estas zonas. Este fenómeno puede verse favorecido por el ascenso convectivo de materiales del manto, que quedan sometidos a una presión menor.

2. Bordes destructivos

En las zonas de subducción, el aporte de calor de fricción y compresión se ve ayudado por la adición de agua que se produce con la litosfera que subduce, la cual es expulsada hacia la superficie y rebaja el punto de fusión del material del manto que hay por encima de ella.

3. Interior de las placas

En el interior de las placas, los fenómenos magmáticos pueden deberse bien a una columna convectiva (punto caliente), o bien a una fractura importante en la litosfera (descompresión).

C.- EVOLUCION DE LOS MAGMAS

Los magmas se alojan en una cámara magmática situada a profundidades de a 5 Km, donde experimentan una evolución que puede alterar su composición.

a.- Cristalización fraccionada.- Cuando un magma se enfría los minerales empiezan a cristalizar. Los minerales no cristalizan todos al mismo tiempo, sino sucesivamente según sus puntos de fusión. Por eso se habla de cristalización fraccionada.

Por tanto, pueden coexistir una fase sólida y una fase líquida.

b.- Diferenciación magmática.- Se forman magmas distintos de los originales. Se produce porque:

- Se separan las fases sólidas.- Migran fluidos a través de las fisuras.- El líquido magmático residual queda empobrecido en los elementos ya

cristalizados.

c.- Asimilación de la roca encajante.- Cuando el magma funde las rocas de las paredes de la cámara magmática, los componentes de estas se incorporan al magma, lo que provoca que cambie su composición original.

d) Mezcla de magmas.- Cuando dos cámaras magmáticas de diferente composición se comunican, surge un magma nuevo de composición diferente a los originales.

D. TIPOS DE MAGMAS

Los magmas se clasifican según su contenido en sílice en:

– Ácidos: más del 65% (Granito, Riolita)- Intermedios o neutros: 52 a 65% (Sienita, Granodiorita, Traquita).– Básicos: 45 a 52% (Basalto, Gabro, Andesita, Diorita).

– Ultrabásicos: menos del 45%

E. PLUTONISMO

Conjunto de procesos que causan la intrusión y el emplazamiento de los magmas entre las rocas, su enfriamiento y consolidación.

Se forman masas de rocas llamadas PLUTONES.

•Plutones concordantes: se forman cuando el magma se introduce aprovechando las discontinuidades naturales de la roca encajante.

•Plutones discordantes: cuando el magma rompe las estructuras de la roca encajante

PLUTONES CONCORDANTES

•Lacolitos: forma de lente, base plana y techo abombado.

•Lopolitos: masas cóncavas.

•Facolitos: asociados a sinclinales o anticlinales.

•Sills: forma tabular y disposición horizontal.

PLUTONES DISCORDANTES

•Batolitos: masas de rocas ígneas de grandes dimensiones y forma irregular.

•Diques o filones: el magma solidifica en una grieta o fisura.

F. VULCANISMO

•Proceso por el cual un magma formado en el interior de la Tierra es expulsado al exterior.

a) Tipos de volcanes:

•HAWAIANO

La lava que expulsa es fluida, sin desprendimientos de gases. Algunas partículas de su lava, cuando son arrastradas por el viento, forman hilos cristalinos. El magma es poco viscoso, de bajo contenido en volátiles y con una composición química de carácter básico. Los gases ascienden a mayor velocidad que la masa magmática, de forma que al llegar a la boca salen sin explosividad y la lava fluye fácilmente con coladas con ligeras acumulaciones piroclásticas.

•ESTROMBOLIANO:

El magma es poco viscoso pero tiene una mayor concentración de volátiles. La erupción se hace en fases explosivas rítmicas, el volcán Estrómboli en (Lípari)

lo hacía cada 10 minutos. En cada etapa se rompe la parte solidificada que obstruye el cráter. El material piroclasto se acumula alrededor del cráter formando conos volcánicos. La lava es fluida con desprendimientos abundantes y violentos de gases. Debido a que los gases pueden desprenderse con facilidad, no se forman cenizas. Cuando la lava cae por los bordes del cráter, desciende por las laderas y barrancos, pero no alcanza tanta extensión como el hawaiano.

•VULCANIANO:

En este tipo de volcanes se desprenden grandes cantidades de gases de un magma poco fluido. Por eso las explosiones son muy fuertes y pulverizan la lava, produciendo muchas cenizas que se lanzan al aire con otros materiales piroclastos. La erupción es muy violenta y de lava muy viscosa que se solidifica rápido y puede taponar el conducto volcánico cerca del cráter. Erupciones con explosiones esporádicas que liberan gases en forma de columnas eruptivas de cenizas. Ejemplo: el Etna en Sicilia.

Cuando expulsa la lava, ésta se consolida rápidamente, pero los gases que desprenden rompen su superficie. Por eso resulta muy áspera y muy irregular.

• PELEANO:

Su lava es muy viscosa y se consolida con gran rapidez. Llega a tapar por completo el cráter. La enorme presión de los gases que no encuentran salida, levanta este tapón que se eleva formando una gran aguja. Son erupciones con lava muy viscosa que se solidifica en la parte alta de la chimenea impidiendo que salgan los gases, haciendo que se abran grietas laterales por las que se libera lava que correo por las laderas y forma las nubes ardientes. Si no se hacen grietas puede llegar a producirse una explosión tan grande que destruya el edificio volcánico. Ejemplo: Mont-Pelée en Martinico.

•ISLÁNDICOS:

Son los únicos volcanes originados por erupciones fisurales y se caracterizan por su relieve plano, resultado del depósito de lavas muy fluidas en capas horizontales sucesivas. La mayoría se encuentra en Islandia.

•PLINIANO:

De magma muy viscoso y de carácter ácido. Comienza con la explosión de gases a gran temperatura y velocidad que pueden llegar a los 10 km de altura y que se presentan en forma de hongo. Cuando la columna eruptiva alcanza una determinada altura los fragmentos de magma más gruesos comienzan a caer.

•KRAKATOANO:

Origina tremendas explosiones y enormes maremotos

•ERUPCIONES DE CIENO:

Sus grandes cráteres se convierten durante el periodo de reposo del volcán en enormes lagos o se cubren de nieve. Al recobrar el volcán su actividad, el agua

mezclada con cenizas y otros restos, es lanzada formando torrentes y avalanchas de cieno que destruyen todo lo que encuentran a su paso.

G. ROCAS MAGMÁTICAS

a) Rocas plutónicas:

- Son aquellas que tienen cristales grandes (fenocristales).

- Han sufrido un enfriamiento lento.

- Tienen textura granuda.

b) Rocas filonianas:

- Textura porfídica.

- La cristalización se produce en dos fases:

* Fenocristales: enfriamiento lento.

* Microlitos: enfriamiento rápido.

c) Rocas volcánicas:

- Los cristales apenas se distinguen a simple vista.

- Textura porfídico vítrea:

* Fenocristales.

* Microlitos.

* Pasta vítrea.

- También con textura vítrea: no da tiempo a cristalizar.

LOS PROCESOS METAMÓRFICOS

El metamorfismo es una serie de cambios físicos y químicos que sufren las rocas, que se producen en estado sólido y que son debidos a los factores presión y/o temperatura, dando lugar a rocas metamórficas.

1. FACTORES DEL METAMORFISMO

•Los factores típicos de las zonas de la litosfera en las que reina el ambiente magmático son:

– Aumento de la temperatura.

– Incremento de la presión.

– Presencia de fluidos.

2. EFECTOS DEL METAMORFISMO

- Cambios en la textura: al aumentar la presión cambia la orientación de los minerales, y los cristales se compactan.

- Cambios en la estructura: la estructura típica de las rocas metamórficas es la foliacion (orientación en láminas de los minerales que componen la roca). Esta cambia al aumentar la presión.

- Cambios en la mineralogía: los minerales sometidos a metamorfismo se vuelven inestables de manera que se rompen los enlaces existentes entre los átomos y se liberan iones

Cambios isoquímicos: originan cristales con la misma composición química.

Recristalización: aumenta el tamaño de los cristales.

Formación de nuevos minerales: los fluidos circulantes aportan iones nuevos a la composición.

3. TIPOS DE METAMORFISMO

a) De contacto: se debe a la intrusión de masas ígneas en las capas de la corteza. Da lugar a las llamadas aureolas metamórficas.

b) Regional: ocurre en zonas donde las placas convergen. El empuje entre las placas genera un aumento de presión y de temperatura. Afecta a zonas amplias.

c) Dinámico o dinamometamorfismo: ocurre en los planos de falla, donde la fricción puede ser suficiente como para generar rocas metamórficas de bajo grado (milonitas).

d) Metamorfismo de enterramiento: por efecto de un hundimiento por subsidencia de materiales sedimentarios, que pueden llegar a alcanzar profundidades de 10-12 Km.

e) Metasomatismo: la presencia de fluidos calientes que contienen gran cantidad de iones disueltos entre los poros de las rocas, hacen cambiar su composición. Ejm: transformación de calizas en dolomitas.

f) De impacto: se debe a un aumento de presión y temperatura debido al choque de meteoritos. A consecuencia del impacto, la roca se desestructura totalmente y se transforma en una brecha.

4. LAS ROCAS METAMÓRFICAS

•Se pueden clasificar según distintos criterios: tipo de metamorfismo que las ha originado, roca de la que proceden, textura, estructura, etc.

•Vamos a clasificarlas según su estructura:

a) Rocas metamórficas foliadas: se han formado en metamorfismos donde influye la presión.

Presentan distintos grados de foliación.

b) Rocas metamórficas no foliadas: se originan en procesos de metamorfismo de contacto. Formadas por cristales grandes, regulares y sin orientación.

LA CADENA VOLCÁNICA EN EL PERÚ

En el Perú, el volcanismo está íntimamente relacionado con la geometría del proceso de subducción de la placa de Nazca bajo la Sudamericana; sin embargo, aunque este proceso se desarrolla en todo el borde Oeste de Perú, los volcanes están concentradas únicamente en la Región Sur. En la Figura 7a, se observa que en las regiones Norte y Centro, la placa de Nazca subduciría con un ángulo de 25º hasta una profundidad de 100 km aproximadamente y a partir de la cual se hace prácticamente horizontal hasta una distancia de 700-750 km desde la fosa. En estas regiones está ausente el volcanismo Cuaternario debido probablemente al modo particular en el proceso de subducción; sin embargo, cabe resaltar que en ellas la actividad volcánica habría sido importante en el pasado y disminuyó y/o desapareció hace 8 millones de años (8 Ma) quedando como vestigios estructuras plutónicas como la Cordillera Blanca en el departamento de Ancash (Mattauer., 1989).

En la región Sur (Figura 7b), a diferencia de las regiones Norte y Centro, la subducción se iniciaría con un ángulo de 30º continuo hasta alcanzar una

profundidad de 300-350 km y una distancia de 550 km desde la fosa. Aparentemente, este modo de subducción permite establecer la existencia de una estrecha relación entre este proceso y la presencia de un arco volcánico activo que se ubica cada vez más hacia el interior del continente. Dentro de este contexto, la placa de Nazca que subduce bajo la placa Sudamericana arrastra con ella los sedimentos procedentes de la superficie oceánica hasta 70 a 100 km de profundidad aproximadamente, límite en el cual aparece una capa viscosa llamada astenósfera. La elevada temperatura en el interior de la Tierra y el descenso de la misma debido a la presencia de agua y dióxido de carbono en los sedimentos transportados por la placa de Nazca (fusión de rocas) genera un fluido caliente y viscoso conocido como magma, y que debido a su baja densidad asciende hasta la superficie dando origen a los volcanes en la Región Sur de Perú

DISTRIBUCIÓN DE LOS VOLCANES EN LA REGIÓN SUR DE PERÚ

Por su ubicación, los volcanes de la región Sur de Perú forman parte del extremo Norte de la Zona Volcánica de los Andes Centrales (ZVAC; ver Figura 5). Esta zona se extiende desde los 15 hasta los 28° latitud Sur en la región Norte de Chile. Esta cadena volcánica se distribuye sobre la cordillera Occidental siguiendo un alineamiento con orientación NO-SE en el extremo Sur de Perú y N-S en el extremo Norte de Chile. De acuerdo a los estudios realizados por Francis y Silva (1990), esta cadena esta conformada por 195 volcanes y de acuerdo a su actividad volcánica han sido clasificados en las siguientes categorías:

Volcanes Activos: Considera a los volcanes que han presentado actividad magmática y freatomagmática durante los últimos 10 años. En el Perú, El volcán Sabancaya es el único considerado como activo.

Volcanes Fumarólicos: Dentro de esta categoría se considera a todos los volcanes que presentan actividad fumarólica continua o ininterrumpida como los volcanes Misti y Ubinas en el Perú.

Volcanes Latentes: Estos volcanes se caracterizan por presentar evidencias morfológicas y registros históricos de actividad reciente. En la Región Sur de

Perú se ha considerado la existencia de 13 volcanes latentes entre los cuales se puede mencionar a los volcanes Ampato, Coropuna, Huaynaputina, etc.

Volcanes Dormidos: Estos volcanes caracterizan porque no existe evidencias morfológicas de actividad reciente, pero si evidencias de actividad durante el Holoceno. En el Perú se considera 5 volcanes, el Sara-Sara, Solimana, Firura, Cristalniyocc y López Estrana.

Inactivo: Estos volcanes pueden ser llamados "extintos" debido a que presentan aparatos volcánicos cuya última actividad se habría desarrollado durante el Mio-Pleistoceno o Pre- Mioceno. En esta categoría se ha considerado a 173 volcanes de Perú (Achacolla, Antajave, Antasaya, Bencasi, Caamani, etc).

En la Figura 8, se presenta la distribución del total de los volcanes en Perú según Francis y Silva (1990) y en ella se observa claramente que el número de volcanes inactivos es mayor comparada con las demás categorías. Estudios recientes realizados por el Instituto Geológico Minero y Metalúrgico (INGEMMET) ha permitido incrementar el número de volcanes presentes en la región Sur de Perú, haciendo un total de 402 volcanes entre activos, fumarólicos, latentes, dormidos e inactivos; es decir, se ha agregado 207 volcanes más a la clasificación inicial realizada por Francis y Silva (1990)

En la actualidad, de todos los volcanes inventariados, solo 12 se encuentran en actividad, siendo los más importantes el Misti, Ampato-Sabancaya-Hualca Hualca, Andagua, Coropuna, Huaynaputina, Ubinas, Ticsani, Tutupaca, Yucamane y Casiri, todos ubicados en los departamentos de Arequipa, Moquegua y Tacna respectivamente (Figura 9). Los volcanes Huaynaputina, Ubinas (departamento de Moquegua), Misti y Sabancaya (departamento de Arequipa), son considerados como los más activos de los últimos tiempos, ya que cuando erupcionaron provocaron importantes daños personales y materiales (Simkin y Siebert, 1994; Francis y Silva, 1990). Un claro ejemplo de la fuerza catastrófica de estos volcanes, es la erupción del volcán Huaynaputina en el año 1600 D.C. que causó la desaparición de la localidad de Quinistaquillas; así como, la erupción del volcán Ubinas en 1957 con abundante emisión de cenizas que afectó de manera considerable a los terrenos de cultivo de las localidades aledañas (Hantke y Parodi, 1966). Otro

ejemplo, es el volcán Sabancaya que en 1986 produjo abundante emisión de fumarolas cubriendo un área de 10 km2 aproximadamente, pero sin causar daños severos debido a que las localidades pobladas y terrenos de cultivo se encontraban a mayor distancia del área afectada.