magmas e formação de rochas ígneas - teoricas/tema 02... · pdf...

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Magmas e formao de rochas gneas

Consultar tambm a apresentao prtica

Relatrio Petrografia (gneas) e os temas da

Estrutura da Terra e da Tectnica de

Placas para ficar com uma boa ideia de

conjunto, da escala macroscpica aos locais

de ocorrncia das principais rochas gneas

O que um magma?

Um fundido (geralmente silicatado) + cristais +

gases (H2O, CO2 SO2, Cl, F, etc), que gerado

no interior da Terra, provido de mobilidade.

Quando um magma atinge a superfcie e comea

a fluir perde os seus componentes gasosos e

transforma-se em lava.

Magmatismo

Domnio profundo Plutonismo

superfcie - Vulcanismo

Magmas primrios ou ortomagmas e magmas

secundrios os fluidos seus derivados, que esto

na origem das diversas rochas gneas, designam-se

por fraces magmticas

Grandes tipos de magmas

Ortomagmas origem muito profunda (manto superior,

cristalizao 700C a 1300 C, pobres em volteis)

Magmas baslticos

Magmas secundrios resultantes da fuso de materiais

na base da crosta (cristalizao 400C a 1000 C, mais

ricos em volteis)

Grande maioria dos magmas granticos

Qual a composio qumica dos magmas ?

A composio dos magmas varivel.

Este facto evidenciado pela diversidade de

rochas gneas que ocorrem na superfcie terrestre

ou nas zonas mais profundas, e pelos diferentes

tipos de erupes vulcnicas.

Atravs do estudo qumico pormenorizado dos

diferentes tipos de rochas gneas, e das suas

associaes mtuas, os magmas so em 4 tipos

qumicos principais

a seguir

cidos ricos em SiO2, Na2O e K2O. As rochas geradas a partir deste tipo

de magmas podem ter mais de 77%, em peso, de SiO2. O granito um

exemplo de uma rocha cida, e a maioria dos magmas cidos so

designados por granticos.

Intermdios: ricos em SiO2, Na2O e K2O, assim como CaO e Al2O3. As

rochas geradas por este tipo de magmas tm valores de SiO2, em peso,

compreendidos entre 55 e 65%.

Bsicos: ricos em CaO, MgO e FeO. As rochas deste tipo tm valores de

SiO2, em peso, compreendidos entre 45 e 55%. O basalto um exemplo

de uma rocha bsica, e muito magmas bsicos so genericamente

designados como "baslticos".

Ultrabsicos: So magmas pobres em SiO2, mas com grande

quantidade de FeO e MgO. As rochas ultrabsicas podem apresentar

valores de SiO2 muito baixos, inferiores a 38% em peso.

MAGMAS

xido

cidas

(Granito)

Intermdias

(Andesito)

Bsicas

(Basalto)

Ultrabsicas

(Peridotito)

SiO2 71.3 57.94 49.2 42.26

TiO2 0.31 0.87 1.84 0.63

Al2O3 14.32 17.02 15.74 4.23

Fe2O3 1.21 3.27 3.79 3.61

FeO 1.64 4.04 7.13 6.58

MnO 0.05 0.14 0.2 0.41

MgO 0.71 3.33 6.73 31.24

CaO 1.84 6.79 9.47 5.05

Na2O 3.68 3.48 2.91 0.49

K2O 4.07 1.62 1.1 0.34

H2O 0.77 1.17 0.95 3.91

CO2 0.05 0.05 0.11 0.30

P2O5 0.12 0.21 0.35 0.10

Composio qumica mdia de rochas gneas

correspondentes aos 4 tipos de magmas principais

Viscosidade Frico interna de um fluidoque o torna resistente ao fluxo

Viscosidades elevadas implicam uma maiorquantidade de frico para que se verifique fluxo

Fluido Newtoniano: baixa viscosidade,no oferece resistncia ao fluxo (ex. gua)

O que a viscosidade e que factores a controlam?(uma propriedade muito importante!)

A viscosidade dos magmas influenciada pela:

Composio qumica

Quanto maior o contedo em SiO2 maior aviscosidade

Quanto menos volteis maior a viscosidade Quanto menos elementos alcalinos maior aviscosidade

Temperatura Quanto menor a temperatura maior a viscosidade

Magmas baslticos(localizao)

Toleticos basaltos das cristas mdio-ocenicas

Alcalinos basaltos situados no interior dasplacas

(zonas profundas do manto)

Andesticos localizam-se cinturas orognicas

Ver Tema Crusta/ Tectnica de Placas

Como se formam os magmas ?

A maioria dos magmas gerada por fuso parcial na

astenosfera, mas este processo tambm pode ocorrer nos

nveis mais superiores do manto ou na base da crosta

(zonas inferiores da litosfera). Para compreender este

processo, e a profundidade a que ele se verifica, devem ter-

se em considerao trs aspectos:

(i) que a temperatura varia com a profundidade (necessria

para fundir as rochas) - gradiente geotrmico

(ii) que as rochas tm pontos de fuso diferentes

(iii) que as temperaturas de fuso das rochas dependem da

presso e do seu contedo em gua - curvas de fuso

A temperatura no interior da Terra aumenta de modo

relativamente regular medida que aumenta a presso.

Denomina-se como gradiente geotrmico a variao datemperatura com a presso num determinado intervalo de

tempo geolgico. Se uma rocha sofrer afundamento profundo

comear por sofrer metamorfismo e com o aumento da

temperatura poder mesmo entrar em fuso (pelo menosalguns dos seus constituintes).

Como diferentes minerais tm diferentes pontos de fuso, e

porque as rochas so associaes de minerais, a fuso ocorre

num determinado domnio de temperaturas. Por esta razo

este processo designado por fuso parcial, uma vez quepara uma dada temperatura s parte da rocha funde.

O que o gradiente geotrmico ?

Isotrmicas na crosta e manto superior

ZONAS DE

SUBDUO RIFTES

Qual o gradiente geotrmico mdio na crosta ?

Tipo de

crosta

Gradiente

Geotrmico

C/km

Fluxo de calor

superfcie

mW/m2.s

Exemplo

Escudo

prCmbrico

15 a 20 60 Canada

Margem

activa (arco)

30 a 35 100 a 120 Serra Nevada

(Andes)

Zona

Subduo

10 40 Complexo

Franciscano

Orgeno de

coliso

25 a 30 80-110 Himalaias

Orgeno de

extenso

40 a 50 120 a 150 Great Basin

(EUA)

Riftes mdio

ocenicos

> 60 150 a 200 Cordilheira

mdio-atlntica

Gradiente geotrmico em diferentes unidades crustais

O que acontece quando rochas que estavam naszonas mais superficiais da crosta so submetidas acondies de temperatura e presso crescentes nointerior da Terra?

Metamorfismo

P1, T1, X

P1, T2, X

P3, T3, X

T3> T2 >T1

P3> P2 >P1

P2, T1, X

P2, T2, X

Transformaes Isoqumicas

X 0

T temperatura

P presso

X - composio

Rocha original = Protlito

Pelo caminho vo sofrendo transformaes que estudaremos em

a temperaturas e presses mais elevadas inicia-se a fuso

hmida, seguindo-se a fuso seca

O aumento da profundidade na crusta e

no manto aumenta a temperatura

A composio da rocha afecta a

temperatura de fuso

minerais flsicos menor temperatura

minerais mficos maior temperatura

O aumento do contedo de gua faz

diminuir a temperatura de fuso

O aumento da temperatura aumenta a

proporo de fuso parcial

O aumento da presso eleva o campo

da temperatura de fusoFactores que

condicionamas temperaturas

de fuso das rochas

Algumas concluses dos dados

anteriores

1. As rochas cidas fundem a temperaturas mais

baixas quando comparadas com as rochas

bsicas.

2. Um fundido cido pode ser gerado a

profundidades relativamente pequenas (35 km),

enquanto um magma bsico gerado a cerca de

300 km de profundidade.

Como se deslocam os magmas?

Como os magmas tm mobilidade e se encontram a elevada

temperatura, o que lhes confere menor densidade que rochas

sobrejacentes, tm tendncia para subir para os nveis mais

elevados da crosta ou mesmo at superfcie.

A ascenso do magma d-se ao longo de falhas, fracturas ou outras

descontinuidades, como os planos de estratificao, ou atravs de

um processo conhecido como magmatic stoping (desmontemagmtico), atravs do qual o magma interage com as rochas com

as quais contacta, envolvendo-as e, eventualmente, fundindo-as, no

que se designa como assimilao magmtica.

A assimilao conduz modificao da composio qumica do

fundido e conduza formao de condutas que facilitam o

movimento ascensional do magma. A densidade e a viscosidade

controlam o tipo de deslocao magmtica.

Diferenciao Magmtica Processo atravs do qual um magma gera dois ou mais

corpos com composies distintas.

Cristalizao fraccionada: os cristais mais densos que o magma tmtendncia para precipitar na base da cmara magmtica (cumulados) e os

menos densos concentram-se nas partes superiores. Considera-se tambm

a possibilidade da existncia de filtragem sob presso (filter pressing) em

que o fundido esprimido da polpa cristalina

Assimilao: quando o magma envolve e funde as rochas com as quaiscontacta, modificando assim a sua composio qumica ( contaminado

pelas rochas encaixantes)

Mistura de magmas: contaminao de magmas diferentes, quepodero ser responsveis pelo aparecimento de rochas de composio

intermdia.

Cristalizao convectiva e cristalizao in situ: ex. movimentosde conveco geram estruturas de fluxo e de arrastamento de cristais.

Os processos envo

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