estructura y composici“n de la tierra (tema 4) magmatismo ... magmatismo contenido en voltiles

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  • Plutonismo y vulcanismo; gnesis y emplazamiento

    ESTRUCTURA Y COMPOSICIN DE LA TIERRA (tema 4)

    Magmatismo y Metamorfismo

    Tipos y evolucin de magmas

    Metamorfismo y rocas metamrficas

  • Magmatismo y Metamorfismo: El ciclo endgeno

    El magmatismo estudia el origen, evolucin y emplazamiento de los magmas

    Magma: mezcla fundida de composicin silicatada, que contiene cristales en suspensin y gases disueltos (H2O; CO2) y que se origina por fusin parcial de la corteza o del manto superior.

    Composicin silicatada: Si, O, Al, K, Ca, Na, Fe, MgCristales en suspensin:

    fragmentos de roca (relictos), granos minerales (neoformados en la cristalizacin magmtica)

  • Magmatismo

    El proceso de fusinElevacin de la temperatura por encima del punto de fusin (PF) de la roca:

    Control de la fusinLa Temperatura regula el PF de cada mineral.La Presin incrementa la T de fusin.El contenido en agua reduce notablemente el PFEl tipo de roca determina la temperatura a la que comienza la fusin :

    Rocas granticas ( 750 C)Rocas baslticas (1000 C)

  • Magmatismo

    Temperatura: gradiente geotrmico (20-30 C/km)

    Transmisin de calor:Friccin en zonas de subduccinDescenso de las rocas a zonas de alta temperaturaAscenso de material (slido) profundo y caliente

    Tarbuck y Lutgens (1999)

  • Magmatismo

    Presin:

    El aumento en la presin de confinamiento (profundidad) produce un incremento en la temperatura de fusin de las rocas: el magma es de menor densidad y mayor volumen especfico que las rocas a partir de las cuales se genera.

    Las rocas funden cuando disminuye la presin de confinamiento:

    Ascenso por una corriente convectivaAscenso a favor de fisuras

  • Magmatismo

    Contenido en voltiles (H2O):

    Los grupos OHtienden a romper los enlaces silicio-oxgeno

  • Magmatismo

    Los magmas se generan bajo tres tipos de condiciones:

    1: aumento de la temperatura: un cuerpo magmtico de una fuente profunda asciende y funde las rocas de la corteza2: disminucin de la presin (sin adicin de calor)3: introduccin de voltiles

    Cuando un magma alcanza la superficie terrestre y se solidifica en el exterior da lugar a:

    las rocas extrusivas o volcnicasCuando se solidifica en el interior da lugar a:Las rocas intrusivas o plutnicas

    ROCAS GNEAS

  • Magmatismo

    Cristalizacin magmtica

    Cuando desciende la T los iones dispersos comienzan a combinarse y cristalizar, formndose los distintos grupos de silicatos.

    La cristalizacin del magma tambin implica un intervalo de temperatura

    Serie de BowenLos silicatos se forman siguiendo un orden de cristalizacin regulado por el PF de cada mineral.

    Se diferencian dos secuencias de minerales: serie continua y serie discontinua.

  • Serie de reaccin de Bowen RocasgneasTemperatura

    altatemperatura

    cristalizaprimero

    bajatemperatura

    cristalizael ltimo

    Biotita

    moscovita

    ultramficas

    basalto

    andesita

    granito

    serie discontinua serie continua

    +Fe,MgMFICAS

    FLSICAS+Si

  • Magmatismo

    Diferenciacin magmtica (Cristalizacin fraccionada)

    Los minerales ms densos (Fe, Mg) son los primeros en formarse y caen al fondo de la cmara magmtica (sedimentacin cristalina)

    Consecuencias

    La composicin de la fase fundida cambia a medida que se segregan los diferentes minerales.

    Cuando el fundido restante solidifica, la composicin de la roca resultante es diferente de la composicin del magma inicial, proceso que se conoce como diferenciacin magmtica.

  • CRISTALIZACIN MAGMTICA

    CRISTALES

    ROCA

  • Tipos y evolucin de magmas

    Tipos de magmas Magmas baslticos:pobres en slice: (SiO2 50%), muy fluidos y con PF de 900 a 1200 CFusin parcial (10-30%) de rocas ultramficas en el manto superior: peridotitasDorsales (+SiO2): toleticoIntraplaca-Islas ocenicas (+ Na,K): alcalino

    Magmas silceos:Ricos en slice: (SiO2 65 - 75%), muy viscosos y con PF de 700 800 CFusin parcial de corteza ocenica y continental Zonas de subduccin:magma basltico + corteza continental fundida: magma andesticoFusin parcial de la corteza continental: magma rioltico

  • 131Otros

    853Na2O+K2O

    2920MgO+CaO

    379FeO+Fe2 O3

    141918Al2O3

    725749SiO2

    RIOLTICOANDESTICOBASLTICO% XIDOS

    TIPOS DE MAGMAS-COMPOSICIN QUMICA

  • Tipos y evolucin de magmas

    Evolucin de magmas

    Asimilacin y mezcla de magmas

    La diferenciacin magmtica no explica por si sola la diversidad de las rocas gneas.

    La composicin del cuerpo magmtico puede cambiar:

    Asimilacin:incorporacin en el magma de las rocas del entorno prximo

    Mezcla de magmas, recarga de la cmara magmtica.Un cuerpo magmtico es alcanzado por otro

  • Tipos y evolucin de magmas / rocas gneas

    COMPOSICIN MINERALGICA ROCAS GNEAS

    PlutnicasVolcnicas

  • Tipos y evolucin de magmas: series de rocas gneas

    En funcin de:

    Magma : b-toletico; b-alcalino; andestico; riolticoDiferenciacin: fusin parcial; cristalizacin fraccionadaEvolucin: asimilacin; mezcla

    Seriestoletica: basaltos y gabros toleticos(no hay diferenciacin: dorsales, islas ocenicas)alcalina: basalto-grabro hasta riolita-granito alcalinos(diferenciacin extrema: puntos calientes)calcoalcalina: basalto-grabro/riolita-granito alcalinos(asimilacin, mezcla: bordes de placa destructivos)

  • Plutonismo y vulcanismo; gnesis y emplazamiento

    Emplazamiento:

    Naturaleza de las erupciones volcnicasNaturaleza de los cuerpos intrusivos

    ETNA- SICILIA-AO 2002Volcn compuesto estrato volcn

  • Vulcanismo/erupcin volcnica

    El magma asciende por prdida gradual de la densidad del fundido (disminucin de la presin de confinamiento y aumento de volmen).

    Las erupciones volcnicas, ms o menos violentas, se producen mediante procesos de desgasificacin, cuando el magma alcanza la superficie terrestre.

    Durante la erupcin se liberan a la atmsfera los componentes voltiles, dejando un residuo que se enfra y solidifica dando lugar a las rocas volcnicas

  • NUCLEACIN DE BURBUJAS FORMACIN DE VESCULAS- ORIGEN

    DE LOS PIROCLASTOS

  • Vulcanismo/ volcanes: materiales y estructuras

    Los materiales fundidos que ascienden a travs de las fracturas, solidifican en el exterior dando origen a los edificios volcnicos

    Los materiales fundidos pueden fluir de manera tranquila en forma de lavas, o de manera violenta arrojando fragmentos de diverso tamao, que se denominan piroclastos

    (cenizas (< 2mm), lapilli (2-60mm), bombas (>60 mm)

    Los materiales se acumulan alrededor del foco emisor, originando una montaa en forma de cono en cuyo vrtice se sita el crter (caldera)

  • Vulcanismo/volcanes

    EDIFICIO VOLCNICO- CRATER-VESUBIO

  • Vulcanismo/ Naturaleza de las erupciones volcnicas

    LA NATURALEZA DE LAS ERUPCIONES VOLCNICAS, Y POR TANTO DE LAS ESTRUCTURAS FORMADAS DEPENDE DE:

    Composicin del magma

    Temperatura VISCOSIDAD

    Gases Disueltos

  • Vulcanismo/ Naturaleza de las erupciones volcnicas

    DomosFlujos piroclsticos

    predominanalto(4 - 6 %)

    alta 70RIOLTICO

    Conoscompuestosestratovolcn

    frecuentesmedio(3 - 4 %)

    media 60ANDESTICO

    EscudoCono de cenizas

    No/escasosbajo(1 - 2 %)

    baja 50BASLTICO

    Forma volcnica

    Formacin de piroclastos

    Contenido en gas

    ViscosidadSlice%

    SiO2

    Composicin del magma

  • Vulcanismo/ Erupciones de magmas baslticos

    Coladas de lava que pueden fluir a 30-40 km/h

    Coladas aa: lavas de movimiento lento (m/h), con bajo contenido en gases elevado espesor (3-10 m)

    Coladas pahoehoe: coladas muy fluidas y de pequeo espesor: formas fusiformes y cordadas. Tubos, disyuncin columnar

    Lavas almohadilladas: erupciones volcnicas submarinas; se forman bloques redondeados

  • http://en.wikipedia.org/wiki/Basalt

  • Islandia

    www.educeth.ch/stromboli/ glossary/column-en.html

  • PLATAFORMA OCENICA DEL CARIBE

    www.le.ac.uk/geology/ ack2/caribbean.html

  • Vulcanismo/ Volcanes de magmas basticos

    La extrusin de grandes cantidades de lava de forma continua da lugar a Volcanes en escudo (ej. Mauna loa)

    Pendiente < 10

    Dimetro de 100 kmy 10 km de altura

  • Sunset crater-arizona

  • Vulcanismo/ Volcanes de magmas silceos

    DomosFlujos piroclsticos

    predominanalto(4 - 6 %)

    alta 70RIOLTICO

    Conoscompuestosestratovolcn

    frecuentesmedio(3 - 4 %)

    media 60ANDESTICO

    EscudoCono de cenizas

    No/escasosbajo(1 - 2 %)

    baja 50BASLTICO

    Forma volcnica

    Formacin de piroclastos

    Contenido en gas

    ViscosidadSlice%

    SiO2

    Composicin del magma

  • Vulcanismo/ Volcanes de magmas silceosErupciones de menor temperatura y lavas ms viscosasEn la chimenea del volcn se forman domos masivos que impiden la salida de los gases (altas presiones, explosin violenta, flujos piroclsticos)

    Volcanescompuestos o estrato-volcanes

    TeideMonte FujiStromboliVesubioEtnaSanta Elena

  • Nubes ardientes: flujo de gases, cenizas y gotas de lava que se desplazan entre 200 y 400 km/h a favor de la pendiente del volcn.

  • Lahares: flujo de fango procedente de la fusin repentina de la nieve durante la erupcin de un magma silceo (Nevado del Ruiz)

  • Plutonismo/ Naturaleza de los cuerpos intrusivos

    Cuando los magmas solidifican en el interior de las rocas corteza presentan diversas formas:

    Batolitos: grandes masas globosas con dimensiones de afloramiento &g