petrologia y petrografia ignea 2aparte2011

7/29/2019 Petrologia y Petrografia Ignea 2aParte2011

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APUNTES DE LA CATEDRA DE UNIVERSIDAD AUTONOMA DE CHIHUAUHA

PETROLOGA Y PETROGRAFIA IGNEA FACULTAD DE INGENIERIA

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Segunda parteCAPITULO 3CLASIFICACIN DE LAS ROCAS GNEAS

3.1 Composicin qumica de las rocas gneas.ABUNDANCIA DE LOS ELEMENTOS QUMICOS EN LAS ROCAS GNEAS

ELEMENTO CORTEZA GRANITO BASALTO LUTITA AGUA DEMAR

O 46.4 49.00 45.90 39.20 85.7000Si 28.2 32.20 24.00 23.80 0.0030

Al 8.2 7.70 8.80 8.00 0.0001Fe 5.6 2.70 8.60 4.70 0.0001Ca 4.1 1.60 6.70 2.50 0.4000Na 2.4 2.80 1.90 0.60 0.0500Mg 2.3 0.10 4.50 1.30 0.0010K 2.1 3.30 0.80 2.30 0.0000001Ti 0.57 0.20 0.90 0.40 H=10.8000

Mn 0.10 0.04 0.15 0.80 Cl= 1.9500C 0.02 0.03 0.01 0.01 Br= 0.0060

Ag 0.005 0.004 0.05 0.001 Na=1.1240Au 0.00005 0.00005 0.00005 0.00005 S= 0.8450

La mineraloga de una roca gnea es funcin de su composicin qumica y delas condiciones de temperatura y presin presentes durante su formacin. As unmagma de una composicin determinada puede dar lugar a diversas variedadestexturales como obsidiana, riolta felsofirica, riolita porfdica, prfido rioltico, granfido,microgranito, granito y pegmatita grantica.

Dependiendo de los accidentes en el momento de la intrusin o extrusin del

tamao del cuerpo gneo y de su historia de enfriamiento podremos determinar el tipode roca al que corresponda. As mismo las relaciones genticas entre rocas gneas dediferentes composiciones dentro de una misma provincia petrogrfica puede ser elresultado de procesos fisicoqumicos tales como la diferenciacin, la asimilacin ohibridacin lo que resulta en tendencias de variacin en la composicin del magma.

En consecuencia la clasificacin qumica de las rocas tiene como objetivoprincipal el sealamiento de rocas magmticas y la aplicacin de la presencia oausencia de determinados minerales en rocas que pertenecen a una determinadaprovincia petrogrfica dada.

Este tipo de clasificacin se basa por supuesto en la composicin qumicaglobal obtenida de cada roca expresada en porcentaje en peso de los xidos de los

elementos mayores. De ah resulto un primer problema: si bien una cierta asociacinmineralogica corresponde a una sola composicin qumica, la reciproca no es cierta esdecir, a una composicin qumica dada puede corresponder varias asociacionesmineralogicas.


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3.2. LOS MINERALES FORMADORES DE LAS ROCAS GNEAS

Minerales Primarios: Se forman en el momento en que la roca; cristaliza, se litifica o setransforma sin fundirse, esto significa que puede ser una roca gnea, sedimentaria ometamrfica respectivamente.Un mineral primario es el formador de la roca original y se divide en dos categoras;

Esenciales y accesorios.Son los que se forman con la roca original.Esenciales: Son los ms abundantes de la roca, ocupan ms del 90% del

volumen total y en ocasiones el 100%. dan el nombre principal de la roca. Por ejemplo:Granito, andesita, etc.

Accesorios: Ocupan menos del 10% del volumen total de la roca. Solo danciertas caractersticas a la roca pero no las suficientes para cambiarles el nombre. Ungranito puede no tener accesorios pero sigue siendo granito. Su presencia o ausenciano modifica el nombre de la roca. A lo sumo, en caso de abundancia, le dara el nombrea la variedad, v.g.: Granito de biotita.

Minerales Secundarios: Se forman despus de que la roca ha sido generadaen primera instancia. Se forman en segundo lugar, pueden penetrar en la roca yaformada a travs de fracturas, huecos o zonas de debilidad pero tambin puedenoriginarse in situ a partir de la alteracin de los minerales originales. Son mineralesformados posteriormente a la consolidacin de la roca: Por alteracin, como la clorita a expensas de la biotita Por introduccin, en fisuras o cavidades, como la calcita o las zeolitas.

CaractersticosRaros

CaractersticosRaros

Esenciales

Accesorios

PRIMARIOS(Forman la rocaoriginal)

SECUNDARIOS(Se emplazan o seforman despus)

Se consideran comominerales de alteracin


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3.2.1 MINERALES PRIMARIOS ESENCIALES CARACTERSTICOS DE LASROCAS IGNEAS

GRUPO DE LA SLICECuarzo, Cristobalita, Tridimita, Calcedonia, Lechatelierita, Opalo.

GRUPO DE FELDESPATOS

MINERAL COMPOSICIN

Ortoclasa KAl Si3O6Microclima KAl Si3O6Sanidino KAl Si3O6Adularia (K, Na) AlSi3O8

Anortoclasa (K, Na) AlSi3O8

GRUPO DE PLAGIOCLASAS

MINERAL COMPOSICIN

Albita=Ab Na Al Si3O8Oligoclasa Ab80An20Andesina Ab60An40Labradorita Ab40An60Bitownita An20An80

Anortita=An CaAl2Si2O8

3.2.2 MINERALES PRIMARIOS ACCESORIOS CARACTERSTICOS DE LASROCAS IGNEAS

*Los ms comunes

Fosterita Mg2SiO4Olivino (MgFe)SiO4Fayalita FeSiO3Monicellita CaSiO3

GRUPO DEOLIVINOS


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3.3 PROBLEMAS PARA LA CLASIFICACION DE LAS ROCAS IGNEAS

Una clasificacin es el agrupamiento de conjuntos en clases o tipos concaractersticas comunes.Es un mtodo que introduce orden y simplicidad en la complejidad de la Naturaleza.

La clasificacin ser fiel si la seleccin es de conjuntos naturalespreexistentes al anlisis.

La clasificacin ser artificial si no responde a ese criterio de realidad

Enstatita MgSiO3Hiperstena (MgFe)SiO4

Pigeonita Ca0.25(MgFe)1.75Si2O6

Diopsido CaMgSi2O6Hedenbergita CaFeSi2O6

Augita XY (Z2O6)

Jadeita NaAlSi2O6

Egirina NaFeSi2O6Espodumena LiAlSi2O6

Antofilita (Mg, Fe)7Si8O22(OH)2Cummingtonita FeMg5Si8O22(OH)2

Grunerita Fe7SiO8O22(OH)2

Tremolita Ca2Mg5Si8O22(OH)2Actinolita Ca2(Mg5Fe)5Si8O22(OH)2

Hornblenda X2Y5Z8O22(OH)2Glaucofana Na2Mg3Al2Si8O22(OH)2

Riebeckita Na2Fe3Fe2Si8O22(OH)2

Moscovita KAl2(AlSi3O10) (OH)2Flogopita KMg3 (AlSi3O10) (OH)2

Biotita K(Mg, Fe)3(AlSi3O10) (OH)2

Lepidolita K(Li, Al)2(AlSi3O10) (OH)2Margarita CaAl2(Al2Si2O10) (OH)2

Magnetita Fe3O4Esfena CaTiO (SiO4)

Zircon ZrSiO4

Apatita Ca5(PO4)3(F, Cl, OH)

GRUPO DEPIROXNOS

GRUPO DEANFBOLES

GRUPO DEMICAS

OTROS


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En la petrografa debemos introducir divisiones arbitrarias y la forma detransicin es comn pues entre dos tipos extremos de rocas pueden existir muchasformas intermediarias.

Existe un gran nmero de clasificaciones de las rocas gneas. Por ejemplo;Clasificacin basada en rasgos observables en el terreno.

Rocas intrusivas o plutnicas, formadas a gran profundidad.Rocas hipabisales, o de profundidad media, que pueden estar relacionadascon procesos plutnicos o volcnicos.

Rocas extrusivas, efusivas o volcnicas, solidificadas en superficie.

Figura 96

CLASIFICACIN DE LAS ROCAS GNEAS POR SU OCURRENCIA Y SU COMP.MINERALOGICA

COMPOSICIONQUIMICA ACIDAS SOBRESATURADAS 10 A40% INTERMEDIAS SATURADAS0 A 5% Q BASICAS0% Q

MINERALOGIA Fk>Pl Fk=Pl FkPl FK=Pl Fk


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Clasificaciones basadas en la composicin qumica y la mineraloga

Figuras 98, 99 y 100

Clasificacin de Lacroix (1933)

DIVISIONES:A) ROCAS FELDESPTICAS

SOBRESATURADAS (CON CUARZO PRIMARIO ABUNDANTE)SATURADAS (SIN CUARZO NI FELDESPATOIDES)SUBSATURADAS (CON FELDESPATOIDES)

FAMILIAS

A) ROCAS FELDESPTICASa) Familia Alcalina (slo con feldespatos alcalinos, micas y anfboles)b) Familia calco alcalina (con feldespatos alcalinos y plagioclasas sdico

clcicas anfboles y piroxenos)c) Familia calco sdica (slo con plagioclasas calco sdicas, piroxnos y

olivinos)

SUB FAMILIAS

EXTRUSIVA

INTRUSIVA GRANITOS

ANDESITAS

CONTENIDO DE SiO2

CUARZO

PERIDOTITASGABROS

BASALTOS

DIORITAS

FELDESPATO

BIOTITA

ANFIBOLPIROXENO

OLIVINO

RIOLITAS

CONTENIDO DE FeMg Temp.

CONTENIDO DE ALKALIS

PLAGIOCLASA

ULTRABASICASBASICASINTERMEDIASROCAS ACIDAS


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Famlia alcalinaa.1) Sub famlia potsica (Or > Ab)a.2) Sub fam.sdico-potsica (Or = Ab)a.3) Sub famlia sdica (Or < Ab)

Famlia calco-alcalinab.1) Sub famlia potsica (Or > Pla)b.2) Sub fam.monzontica (Or = Pla)b.3) Sub fam.granodiortica (Or < Pla)

Famlia calco-sdicac.1) Subfamlia oligo-andesna (PlNa)c.2) Subfamlia labradorita-anortita (PlCa)

B) ROCAS FELDESPATIDICAS (FELDESPATOIDES Y MAFICOS)

GRUPO % MAFICOS Hololeucocrtico 0 a 5 Leucocrtico 5 a 35 Mesocrtico 35 a 65 Melanocrtico 65 a 95 Holomelanocrtico 95 a 100

3.4 Clasificacin qumica de las rocas gneas.Una clasificacin qumica para las rocas gneas se basa en su anlisis

qumico global, expresado en porcentaje en peso de los xidos de los elementosmayores.

Por lo general no son ms de una docena, incluyendo el agua.Una clasificacin qumica seala relaciones magmticas.

A una asociacin mineralgica dada corresponde una sola composicinqumica.

El recproco no necesariamente se cumple, pues a una composicin qumicadada pueden corresponder varias asociaciones mineralgicas.

La clasificacin qumica: Explica la presencia o ausencia de determinadosminerales en rocas que pertenecen a una provincia petrogrfica dada.

Permite delimitar provincias petrogrficas, al aplicarla a estudios regionales.Su composicin qumica global seala relaciones magmticas.Seala las condiciones de temperatura y presin durante su formacin.Un magma de una composicin qumica determinada puede dar lugar a diversas

variedades texturales, dependiendo de accidentes en la extrusin o intrusin, tamaodel cuerpo gneo e historia de enfriamiento.

Para resolver este problema se crearon los conceptos de modo y norma.


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3.5 La Moda y el calculo de la Norma CIPW

Modo o composicin modales la asociacin mineralgica especial de una

roca dada.Norma o composicin virtual es un clculo realizado a partir del anlisis

qumico, siguiendo reglas fijas. Con l se obtienen ciertos minerales patrones, que noson necesariamente los de las rocas.

Este mtodo denominado as por las iniciales de sus creadores Cross,Iddings, Pirsson y Washington, consiste en construir a partir de los resultados delanlisis qumico cuantitativo de una roca dada, una norma que reposa en la constitucinde ciertos minerales patrones obtenindose lo que se denomina composicin virtual.

El clculo de la norma se efecta siguiendo un mtodo riguroso que prevtodos los casos posibles pero que no autoriza iniciativa alguna al petrgrafo que larealiza de hecho esta actividad la realiza la computadora y los resultados seacompaan con los anlisis qumicos.

El primer paso consiste en transformar los porcentajes peso de los xidosdados por el anlisis qumico en porcentajes moleculares.Los porcentajes indican las proporciones moleculares de esos xidos en la roca, dichatransformacin se efecta dividiendo el porcentaje en peso de cada xido entre supeso molecular correspondiente.

En el segundo paso se calcular, por ejemplo, las proporciones de losminerales que se enumeran a continuacin:

ApatitaOrtoclasa

AlbitaAnortitaCorindnMagnetitaHiperstena: Enstatita

FerrosilitaSi hay exceso de sosa se forma adems Aegirina y en casos extremos un

meta silicato de Na.Se deja para ms tarde el clculo de la slice, para aquellos minerales que la

contienen.Tercer paso.-Se reparte la slice efectivamente presente en los minerales

que la contienen y se pueden presentar tres casos:Cuando esta exactamente saturada de SiO2; Se termina el clculoCuando el SiO2 esta en exceso: Se contabiliza como cuarzoCuando presenta SiO2 deficitaria: Se tienen que modificar los clculos

, de acuerdo con las siguientes reglas:Se deducen las cantidades necesarias de FeO y MgO para formar dipsido

con la cal no feldespatizable


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Se transforma una parte de la hiperstena restante en olivino, conservandolas proporciones iniciales de MgO y FeO.

Si el dficit en slice no se elimina an, se transforma una parte de la albita anefelina.

En caso de continuar dicho dficit, parte de la ortoclasa se convierte en

leucita. Si contina an, se forma monticellita, a partir de la wollastonita, y kaliofilita, apartir de la leucita.

Si se presenta exceso de almina, se calcula como corindn

Para obtener el nmero molecular se divide el % peso entre el peso molecular.Para obtener el peso molecular de un mineral:Peso molecular apatita = (142)(1)+(56)(3) = 310Peso molecular ortoclasa = (94)(1)+(102)(1)+(60)(6)% de mineral = porciones moleculares por peso molecular.

Por ejemplo, se pueden calcular los minerales normativos siguientes

Apatita 3(CaO) . P2O5Ortoclasa K2O. Al2O3 . 6SiO2

Albita Na2O . Al2O3 . 6SiO2Anortita CaO . Al2O3 . 2SiO2Corindn Al2O3Magnetita FeO . Fe2O3Hiperstena: Enstatita (MgO.FeO)2SiO2

FerrosilitaCuarzo SiO2

Minerales normativosSon minerales simples y anhidros Algunos se encuentran realmente en las

rocas (cuarzo. ortoclasa, plagioclasas etc.) Otros no existen comnmente en las rocas,como la kaliofilita, halita y tenardita

Algunos minerales comunes han sido excluidos por su composicin compleja(augita, hornblenda y micas).Los minerales normativos se dividen en dos grupos:

Grupo Slico: Minerales ligeros y clarosGrupo Fmico: Minerales pesados y oscuros

En la tabla siguiente se representan los pesos moleculares de los principalesminerales normativos del grupo slico (minerales esenciales en general) y elgrupo mfico (minerales accesorios)


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Ejemplo

28.981.051.031.620.315.0026.2033.920.31PORCENT. NORMATIVOS (% de c/mineral en la rc.)

60132172232102278524556310PESO MOLECULAR de cada mineral

0.4830.0080.0060.0070.0030.0180.0500.0610.001PORCION Minima MOLECULAR

----------------------0.76Otros

0.0010.0011420.12P2O5

0.01180.18H2O

0.0610.061945.75K2O

0.0500.050623.08Na2O

0.0180.0030.021561.15CaO

0.0060.006400.23MgO

--------------------71--MnO

0.0080.0060.0070.021721.56FeO

0.0070.0071601.06Fe2O3

0.0030.0180.0500.0610.13210213.44Al2O3

0.4830.0080.0120.0360.3000.3661.2116072.67SiO2

QFsHipMagCorAnAbOrAp

NUMERO

MOLECULAR

% molecular

PESO

MOLECULAR

Masa atmica

%PESO

OXIDO

No. Molecular = % en peso / Peso Molecular (masa atomica).Peso Molecular de cada mineral = Suma de los pesos de sus moleculas.Porcentajes Normativos = Porcion Molecular X Peso MolecularPorciento total = 98.42 Porciento de primarios esenciales = 94.10

Q = 30.797FK = 36.046 CLASIFICACION DE STRECKEISEN

Pl = 33.156

METODO CIPW (ANALISIS DE LA NORMA)


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3.6 CLASIFICACIN MINERALOGICA DE STRECKEISEN-IUGS

Figura 101

3.7 FORMATO PARA LA DESCRIPCION DE UN ESTUDIO PETROGRAFICO (Ejemplo)

Figura 102

Valores aceptados para la clasificacin de las rocas gneas extrusivas

Figura 103

PORCENT. NORMATIVOS (%de c/mineral en la rc.)

PESO MOLECULAR de cada mineral

PORCION Minima MOLECULAR

0.41Otros

0.62P2O5

0.18H2O

3.75K2O

2.08Na2O

4.15CaO

1.73MgO

--MnO

3.00FeO

3.08Fe2O3

13.50Al2O3

67.50SiO2

QFsHipMagCorAnAbOrAp

NUMERO

MOLECULAR

% molecular

PESO

MOLECULAR

Masa atmica

%

PESO

OXIDO

Porciento total = Porciento de primarios esenciales =

Q =

FK = STRECKEISEN

Pl =

TAREA


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CAPITULO 4

L A S S E R I E S M A G M A T I C A S

4.1 Series de las rocas gneas o Series magmticas. Definicin.Una serie magmtica es un conjunto de rocas relacionadas en espacio y

tiempo con caracteres qumicos y mineralgicos comunes.Tal afinidad qumica y mineralgica seala que todas esas rocas se han

derivado de una fuente comn, llmese magma o cualquier otro tipo de fenmenogeolgico.

Se ha encontrado que las rocas ms pobres en SiO2 son las ms cercanas ala composicin del magma original.Existen cinco series magmticas principales, tres de ellas muy comunes en la

superficie de la tierra y dos que no son tan evidentes.Las principales series son: toletica, alcalina y calco alcalina y las otras dos

son la transicional y la shoshonitica.Las rocas gneas de una regin dada pueden constituir asociaciones

petrogrficas de diversos tipos.El concepto de serie magmtica o serie de rocas gneas naci de las

proporciones relativas de sus miembros.La Tectnica de Placas ha ayudado a la determinacin de dos aspectos

importantes de las rocas gneas;La formacin de los magmas por fusin parcial ya sea en el manto o en

la corteza y Los factores que gobiernan la distribucin mundial de la actividadgnea.

Una serie magmtica se podr distinguir por su posicin y origen.

KUNO (1960) Clasificacin para los basaltos ricos en Al2O3 > 17 % caen enel campo calco alcalino y estn asociados a las andesitas. Se pueden clasificarutilizando el diagrama Na2O + K2O / Al2O3.

Varios modelos para la generacin y fraccionamiento del magma en la

corteza terrestreGENERACIN DEL MAGMADIFERENCIACINFRACCIONAMIENTO


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Figuras 103, 104 y 105

Relacin entre el echado de subduccin y la localizacin de varios tipos deroca gnea.

Las graficas de variacin de K2O / SiO2 muestran lneas de tendencia tpicasde asociaciones clcicas, calcialcalinas y lcali clcicas A, B y C respectivamente. Laprofundidad y la distancia de penetracin estan dadas en Km.

Figura 106

CA = CALCOALCALINOKCA = CALCOALCALINO RICO EN K

AC = ALCALICALCICOA = ALCALINO O ALCALICO

GREEN Y RINGWWOOD 1976-1883. Los diferentes tipos de magmasprovienen un manto de composicin piroltica (una parte de basalto por tres de

CLASIFICACION DE LOS MAGMAS PRIMARIOSCLASIFICACION DE LOS MAGMAS PRIMARIOS

POR SU POSICION Y ORIGENPOR SU POSICION Y ORIGEN

KUNO. (1960);KUNO. (1960); ExistenExisten trestres magmasmagmas primariosprimarios aa partirpartirde unde un mantomanto peridotiticoperidotitico queque sese

generangeneran enen funcionfuncion de la profundidad, dede la profundidad, de acuerdoacuerdo concon susu ubicacionubicacion tectonicatectonica..

YODER Y TILLEY. (1962);YODER Y TILLEY. (1962); OriginalmenteOriginalmente todostodos los magmas sonlos magmas son igualesiguales (( peridotiticosperidotiticos ))

SuSu diferenciadiferencia dependedepende dede dondedonde sucedesucede lala diferenciaciondiferenciacion. O sea. O sea queque intervieneinterviene lala

profundidadprofundidad peropero tambientambien elel sitiositio dondedonde ocurreocurre lala diferenciaciondiferenciacion;; MantoManto Superior,Superior,ContactoContacto mantomanto--cortezacorteza, o Corteza, o Corteza OceanicaOceanica..

T CA A

P E R I D O T I T A

MANTO INFERIOR

MANTO SUPERIOR

CORTEZA OCEANICA

DIFERENCIACION DEL MAGMA

Y FRACCINAMIENTO CONTINUO

DURANTE EL ASCENSO

A CA T


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peridotita). La composicin del magma resultante estar determinada por el grado defusin parcial (liquido) y la presin (profundidad) a la que el magma se separa de suresiduo slido.

Un alto grado de fusin parcial (abundante liquido) favorece los magmastoleiticos mientras que un porcentaje menor de magma fundido producir magmas

alcalinos. Los diferentes tipos de magmas se pueden modificar posteriormente porcristalizacin fraccionada al ascender hacia la superficie. Variacin de la composicinmineralogica de la pirolita segn la presin (profundidad). Si varia la presin entoncesvariara:

El grado de fusin parcial.La composicin del lquido magmticoLa composicin mineralgica

Figura 107

Segn Ringwood 1974, las Toletas de subduccin se forman por la fusinparcial de la corteza ocenica inducida por la deshidratacin de las anfibolitas.

Los magmas calco alcalinos son debidos a la fusin parcial de la corteza ocenicadescendente transformada en eclogita mezclada con el manto sobre yacente,posteriormente hay un fraccionamiento. Esta serie tambin puede implicar una fusinde la corteza continental y una reaccin entre ellas. La serie shoshoniticaprobablemente se origina en la parte mas profunda del plano de Benioff donde la rocaesta deshidratada.

Figura 108

SUB SOLIDO

PIROLITA

1 Atm

30 C0 Km

OLIVINO

ORTOPX

CLINOPX

9 Kbar

1000 C20 Km

LIQUIDO

TOL.OLIV

ORTOPX

OLIVINO

LIQUIDOTOLEITACALCO

ALCALINA

ORTOPX

OLIVINO OLIVINO OLIVINO

ORTOPX

CLINOPX

ORTOPX

PLAGIO

18 Kbar

1300 C40 Km

27 Kbar

1400 C90 Km

45 Kbar

1500 C130 Km

LQUIDOPICRITA

MAG TIT ILM

PLAG

40% LIQ.30% LIQ

CLINOPX

25% LIQSOLIDO


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4.2 LOS DIAGRAMAS DE VARIACINUna roca gnea se debe definir por:a) Composicin mineralgicab) Composicin qumicac) Composicin normativa.

REPRESENTACIN GRAFICA DE LAS ROCAS IGNEASLos diagramas de variacin son esquemas de comparacin de porcentajes

que presentan los diferentes compuestos de las rocas gneas. Se comparangeneralmente xidos metlicos con respecto a la cantidad de slice total en uncompuesto de muestras.

Para caracterizar por completo a una serie magmtica es necesariorelacionar la evolucin de la concentracin de los elementos mayores y menores con lacomposicin mineralgica.

Los diagramas de variacin examinan los cambios que experimentan loselementos o sus xidos en un sistema dado.Diagramas de Harker: Comparan los contenidos en slice respecto de los demsxidos, porque las rocas ms pobres en SiO2 estaran ms cerca de la composicin delmagma original.

1.- Para distinguir rocas alcalinas y sub alcalinas.

Figura 109

6

5

4

3

2

1

Alcalinas

Subalcalinas

10 20 30 40

% SiO2

Na2O

+

K2O%

SiO2 ____Na2O + K2O

Calcoalcalinos

Alcalinos

Al2O3

P

PL_

Pl > Al = calcoalcalinas< Al = alcalinas


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Figura 110

Diagramas AFM: Determina si durante el curso de la cristalizacin una serie magmticasigue la tendencia de Bowen o la de Fenner. Los Diagrama AFM se utilizanfrecuentemente para distinguir entre rocas toleticas y calco alcalinas.

Diagrama Ne - Q- Ol Para propsitos generales, en donde:Ne= Ne + 3/5 AbQ = Q + 2/5 Ab + 1/4 OpxOl = Ol + 3/4 Opx

Figura 111

Basaltode olivino

SerieAlcalina

Serie

Toleitica

BasaltoToleitico

BasaltoToleitico

Sobresaturado

50EnPig

OL. Q

Ne

Ne = Silicato de sodio feldespatoide

OL = Silicato de hierro

Basalto = Rocas con feldespatoides,Fe y Mg.

Calco alcalinos

16

15

12

10

8

40 50 60 70

Alcalinos

Toleiticos

% SiO2

Mg2 O + K2O%

SiO2

MgO + K2O


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Diagrama CNP* / Al2O3 Para los basaltos

Diagrama CNP* / ICN** Para los miembros de las tres series, en donde:CNP* = Composicin normativa de la plagioclasa = 100An / An + Ab + 5/3 NeICN** = ndice de color norma = Ol + Opx + Cpx + Mt + Ilm + Hm

Diagrama SiO2 - NaAlSiO4 - KAlSiO4: Expresa la evolucin del residuo de unacristalizacin fraccionada.

10001300 900

900

1400

Liq.+

Forsterita Liq.+Nefelina

Liq.+

Diopsida

Liq.+

Cuarzo

1200

OLNE Q

Di

800

DIAGRAMA OL NE - Q Diagrama parabasaltos

Albita NaAlSi3O8% Na A 1 Bar de presin Anortita CaAl2Si2O8

100% Ca

1500

1400

1200

1400Diopsida CaMg(SiO3)2

1350

11851550

1300

1250

1450

1310


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4.3 DIVERSIDAD DE LOS BASALTOS

Los basaltos son las rocas volcnicas ms abundantes de la superficieterrestre. Sus composiciones qumicas y mineralgicas difieren, de acuerdo con la seriea la que pertenecen.

Figura 112

YODER Y TILLEY (1962) Clasificacin normativa; Es un tetraedro dividido en dosplanos: Uno de saturacin de slice y otro de sub saturacin en slice, que delimitan trescampos: Las toletas de cuarzo, las toletas de olivino y los basaltos alcalinos.

4.4 LA SERIES TOLETICASCaractersticas

Alto contenido en FeO+Fe2O3


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Aumento del hierro en los miembros intermedios durante la diferenciacin,siguiendo la tendencia de Frenner. En la diferenciacin magmtica no aumenta el SiO 2si no el Fe

No sigue a Bowen.Predominan los basaltos

Baja relacin Na2O + K2O / SiO2Sobresaturacin en SiO2 (cuarzo e hiperstena normativos)Pigeonita caracterstica de la serieOlivino en fenocristales y con evidencias de reaccin con el lquido que lo

transforma en ortopiroxenoEn los miembros intermedios el olivino est ausente, pero en las lavas cidas

puede aparecer como fayalita.Miembros: Basalto picrtico (oceanita) - Toleta de olivino - Toleta de cuarzo

Andesita basltica (islandita) - DacitaRiolita.

4.5 LA SERIES CALCO ALCALINASCaractersticas:

Rica en Al2O3Aumenta el SiO2 con la diferenciacinPresentan ms Ca y Na que potasioPredominan las andesitasBajo contenido en FeO+Fe2O3Siguen la tendencia de Bowen durante la diferenciacin.En un diagrama lcalis / slice se sitan en un campo intermedio entre las

series toletica y alcalina en donde Na2O > K2ONo hay enriquecimiento en Fe en los miembros intermedios, debido a la

cristalizacin precoz de los xidos de Fe y Ti, Hiperstena caracterstica, tanto encristales como en la matriz, Olivino en fenocristales, a menudo inestables, que setransforman a piroxnos

Lavas intermedias y bsicas con frecuencia porfdicas, Plagioclasa y clinopiroxeno en fenocristales a menudo con zoneamiento marcado., Presencia frecuente dehornblenda y biotita, es decir minerales hidratados

Miembros; Basaltos ricos en almina - Andesitas - Dacitas - RiolitasEjemplo; Vulcanismo Circumpacifico

4.6 LAS SERIES ALCALINASCaractersticas.

Rica en lcalis (K, Na)Aumenta el SiO2 en la diferenciacinPredominan los basaltosEnriquecimiento variable en Fe en los miembros intermediosSe distinguen dos sub series:Moderadamente alcalina, Contenido de Ne normativa es < 5%Fuertemente alcalina, si su contenido en Ne normativa es mayor de 5 %

Serie muy alcalinaAnkaramita-Basanita-Nefelinita o


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Analcitita oLeucitita

Serie moderadamente alcalina.De acuerdo con la relacin Na2O / K2O se distinguen otras dos sub series:

Una sdica con ( Na / K > 1)Otra potsica pero ( Na / K < 1)

Sub serie SodicaAnkaramita-Basanita-HawaiitaMugearita-BenmoretaFonolita de nefelina o Traquita

Sub serie PotasicaAnkaramita-BasanitaTraquibasalto-TristanitaFonolita de leucita o Traquita rica en K

ROCAS PERALCALINASCaractersticas:

Valor alto de la relacin lcalis / slicePantelleritas y Commenditas

Olivino y feldespatoides normativosOlivino estable en fenocristales y en la matrizPresencia de feldespatoides

Ausencia de piroxnos pobres en calcioMiembros intermedios rarosPresencia de augita, a menudo titanferaFeldespato alcalino presente en todos los miembros, incluyendo los mficosFrecuencia de xenolitos ( ndulos) peridotticos y eclogticos.

Ejemplos: Rifts de frica Oriental y Oriente de Mxico Sierra San Carlos y Sierra deTamps.

4.7 LA SERIE TRANSICIONALCaractersticas:

Contenido en lcalis superior al necesario para la formacin de feldespatos yfeldespatoides (Na+K > Al )

Esta hiperalcalinidad se manifiesta en minerales sdicos no alumnicos, comola aegirina y la arfvedsonita

Segn sea su grado de saturacin en slice contienen en su mesostsis olivinopigeonita o hiperstena

Miembros: Basaltos de hiperstena y olivino Ferrobasaltos y basaltos deandesina Commenditas y pantelleritas (lavas riolticas hiperalcalinas)

Ejemplo: Volcn Boina, frica del Noreste.

4.8 LA SERIE SHOSHONITICACaractersticas;


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50

Serie rica en K, aparece solo en zonas de subduccinContenido elevado en K ( K2O / Na2O cercano a 1)Contenido relativamente bajo en TiO2Comportamiento variable del FeGrado variable de saturacin en slice (q ne normativos)

Abundancia de feldespato potsico en todos los miembrosFenocristales zoneados de olivino, plagioclasa y ortopiroxenosOlivino rico en hierro en la matrizPresencia de flogopita, analcima, leucita o tridimitaMiembros;Basaltos shoshonticos ( absarokitas ) - Shoshonitas - LatitasEjemplos; Volcanes Absaroke (Wyoming) y Stromboli (Italia)La Serie shoshonitica (o alcalina) representa las ultimas manifestaciones

volcnicas de la zona de subduccin cuando la placa es continental. Algunas veces esreemplazada por la serie alcalina. Las shoshonitas son lavas bsicas, en su mayorasemejantes a los basaltos calco alcalinos, excepto que su contenido en K2O esanormalmente elevado y ms o menos igual al del Na2O

LOS BASALTOS Y LAVAS INTERMEDIAS PUEDEN CONTENER BIOTITA,LEUCITA O SANIDINA EN LA MATRIZ. Enriquecimiento en tierras raras ligerasenriquecidas en Rb, Zr, Ba, Th y U. Sus caractersticas geoqumicas sealan que setrata de rocas menos primitivas (ms contaminadas) que las de las otras series de laszonas de subduccin.

.

Fig. 113 Las series magmticas, Procesos de diferenciacin

De laPigeonita

Delolivino

De lahiperstena

SERIE

TOLEITICA

Basaltopicritico

Basaltotoleitico

Toleita

Dacita

SERIEALCA

LINA

Nefelinita

Basanita

Basaltodeolivino

Traqui-basalto

Traquita

Riolita

SERIE

CALCO-ALCALINABasalto

Andesita

Dacita

Riolita

SERIE

SHOSHO-NITICABasalto

Andesitico>30%FeMg

Andesita>20%FeMg

Riolitasraras

SERIEPOTASIC

Traqui-Basaltos

Traquitas

Riolitas

PROCESOS

DE

DIFERENCIACIN


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RIOLITA

DACITA

TOLETA

BASALTO TOLETICO

BASALTO PRICRITICO

MAGMA TOLETICO

Figura 113

Clasificacion general de las rocas volcanicas comunes . La lineas que unenlos recuadros indican las asociaciones principales.

Figura 114.

CAPITULO 5

ACTIVIDAD GNEA Y TECTNICA DE PLACAS

5.1 RESUMEN DE LA TEORA DE LA TECTNICA DE PLACASa) las placas que existen son rgidas pero se mueven varios cm. por aob) Existen: zonas de acrecin o distensin (salida de material gneo)

Zonas de concrecin o subduccin (entrada de material )

Zonas transformes (no hay salida ni entrada)c) Existe una renovacin constante y proporcional (dorsal trinchera)d) La naturaleza del magmatismo depende de su ambiente tectnico

5.1.1 DERIVA CONTINENTAL: EVIDENCIAS (Alfred Wegener 1912)

Q + Fk

Q + PLNa

Q + PLNA + PLCa

PLCa

PLCa + OL + Px

SiO2. K2O. Na2O. Al2O3. CaO.FeO. M O

SOLO

L

AS

ROCAS

EXTRUSIVAS

D

IF

E

R

E

N

C

IA

C

ION


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a) Geomtricasb) Paleoclimticas (migracin de los polos)c) Paleontolgicasd) Estratigrficas

e) Estructuralesf) Paleomagnticasg) Expansin del fondo ocenicoh) Medicin del flujo calorficoi) Determinaciones geocronometricas

Las rocas gneas no estn repartidas al azar en la superficie de la Tierra.Los volcanes actuales se sitan casi en su totalidad en las zonas de actividad

ssmica, que corresponde en su mayora a los lmites entre las placas.El magmatismo intra placas es menos frecuente y parece ser una anomala en

el esquema global general.

Hiptesis enunciadas entre 1960 y 1970 a partir de la deriva continental.

Figuras 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 121, 122, 123, 124, 125, 126, y 127

LA NATURALEZA DEL MAGMATISMO DEPENDE DE SU AMBIENTE TECTNICO.

5.2 TIPOS DE MAGMAS SEGN SU POSICIN TECTNICA.

a) Mrgenes divergentes: (Rift) Esfuerzos de tensin, cizallamientos, fisuras, flujotrmico (dorsales) magmas basalticos sin plutonismo claro. Mrgenes convergentes:(trinchera) Zona de subduccin. Esfuerzos de compresin. Generacin de montaasplutonismo, vulcanismo, diferenciacin magmtica cida e intermedia.b) Mrgenes transformes: Friccin, no presentan tensin, ni compresin. Elvulcanismo es escaso o nulo segn sea el terreno, ocenico o continental. Fuertestemblores: falla de San Andrs.c) Arcos de islas: (Paleo trincheras) Zonas de subduccin rejuvenecidas.Plutonismo profundo: bsico intermedio.


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Figura 128

5.2.1 MAGMATISMO EN MRGENES DIVERGENTES - DORSALES OCENICAS

La expansin del fondo ocenico implica la creacin continua de una cortezaocenica al nivel de las dorsales. Esta corteza (capa 2) est constituida porTOLETASABISALES, que son basaltos de olivino con las siguientes caractersticas:

Empobrecimiento en tierras raras ligerasRelaciones Sr87/Sr86 bajas, en promedio de 0.7026Hiperstena normativaTextura porfdica, con fenocristales de forsterita y plagioclasa clcica

Flujo trmico abundanteActividad ssmica poco profundaVulcanismo frecuente toleticoEscasos radioactivosOfiolitas (lavas ocenicas complejas)Material del manto sin contaminarCmaras magmticas de poca profundidadSu anchura varia de 0.5 a 25 Km.


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Existen en la actualidad 60,000 Km. de dorsalesProducen 6.3 Km3 de lavas

Figuras 129 y 130

5.2.2 MAGMATISMO EN MRGENES CONVERGENTES O ZONAS DESUBDUCCIN.

Flujo trmico muy bajoActividad ssmica profunda pero gradual; dependiendo de la inclinacin del

plano de subduccin hasta mas de 500 Km.Volcanismo contaminado y diferenciado segn su profundidad de origen.Las fajas volcnicas estn limitadas del lado ocenico por una fosa

caracterizada por valores bajos del flujo trmico y por anomalas isostticas negativas.Sismos de origen profundo, mayores de 100 Km. Como estos focos tienden a

disponerse en un plano inclinado hacia el continente, de acuerdo con su pendiente, ladistancia que separa la fosa de los primeros volcanes sera de17575 Km (Dickinson,1970).

Las rocas volcnicas pertenecen a las series; Toleitica, calco alcalina yalcalina segn se van adentrando en el continente.

Figuras 131, 132 y 133

En cada una de las tres series existen variaciones en composicin en unadireccin perpendicular al alargamiento de la faja volcnica y en muchos casos hay unpaso progresivo de una a otra.

La serie calco alcalina y la subduccin. El hecho de que las ignimbritassean frecuentes en las zonas de subduccin y nunca aparezcan en los lmites de lasplacas ocenicas apoya la hiptesis de que gran parte de ellas proviene de la anatexisde la corteza continental.La serie calco alcalina puede constituir un buen trazador depaleo zonas de subduccin Sin embargo, cuando la inclinacin del plano de Benioff esmuy dbil, esta serie est ausente.Predominan las andesitas sobre los basaltos peroes mayor el porcentaje de dacitasy riolitas, representadas sobre todo por ignimbritas.

El contenido de SiO2 es mayor de 60%Son comunes las andesitas de biotita y hornblenda, a veces con cuarzo,

granate y cordierita.La Serie shoshontica (o alcalina). Ultimas manifestaciones volcnicas de

la zona de subduccin cuando la placa es continental.Algunas veces es reemplazadapor la serie alcalina. Las shoshonitas son lavas bsicas, en su mayora semejantes alos basaltos calco alcalinos, excepto que su contenido en K2O es anormalmenteelevado y ms o menos igual al del Na2OLOS BASALTOS Y LAVAS INTERMEDIAS PUEDEN CONTENER BIOTITA, LEUCITAO SANIDINA EN LA MATRIZ

Enriquecimiento en tierras raras ligeras, enriquecidas en Rb, Zr, Ba, Th y USus caractersticas geoqumicas sealan que se trata de rocas menos

primitivas (mas contaminadas) que las de las otras series de las zonas de subduccin.


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5.2.3 MAGMATISMO EN LAS FALLAS TRANSFORMES

a) Como no hay distensin ni acrecin, el volcanismo es muy escaso o nulo.Por lo general no se producen fenmenos volcnicos, aparentemente por laFalta de una componente distensiva.

b) Si llega a existir, ser alcalino.c) Extrusin rpida del magma con poca mezcla o contaminacin y escasofraccionamiento o diferenciacin magmtica.

e) Son mas ricos en TIO2 ( !.5 A 3.0 % ) y lcalis (0.1 A 1.0%) Que en lasdorsales

f) La ausencia de lavas diferenciadas seala un fraccionamiento dbil y unaascensin rpida del magma primario.

Figura 134

5.2.4 MAGMATISMO EN LOS ARCOS INSULARES

a) Magmas toleiticos y calcoalcalinosb) Los toleiticos son muy semejantes a los de las dorsales ocenicas pero

contienen trazas de U.c) La serie calco alcalina son andesitas de augita e hiperstena en estrato

volcanes con fragmentos de roca grantica del sub. estrato.d) Contenido en SiO2 entre 45 y 70 %, con predominio del 53 %

(andesitas baslticas ) en contraste con el de la serie calco alcalina, en donde el tipoms comn es la andesita.

e) Bajo contenido de K2O (de 0.2 A 1 %)f) Relaciones iniciales Sr87/Sr86, del orden de 0.703 a 0.704, ligeramente

mayores que las de las toletas abisalesh) Bajo contenido de Tierras raras

La serie calco alcalina de los arcos insularesEl tipo petrogrfico ms frecuente es la andesita de orto y clinopiroxenoEl SIO2 es de 50 a 66 %

Alto contenido en Al2O3, entre 17 y 18 %K2O entre 0.5% (BASALTOS) y 1.0 a 1.5 % (ANDESITAS)ENRIQUECIMIENTO EN TIERRAS RARAS LIGERAS

Figura 135

5.2.5 MAGMATISMO EN EL INTERIOR DE LAS PLACAS OCEANICAS

1.- Es alcalino2.- Es producto de los Hot Points3.-Hay variacin regular en las edades de las lavas de un mismo alineamiento

volcnico.


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Morgan (1972) demostr que sobre un mismo alineamiento volcnico laslavas presentan una variacin regular en edad.

Por ejemplo, la Cordillera Emperador-Hawai, cuya edad vara entre 75 ma. alnivel de la fosa de las Aleutianas hasta 0 en la isla de Hawai, en donde el vulcanismoes activo, la relacin:

dl/dt = 7 200km / 75 m.a.= 7 200 x 105/ 75 x 106= 10 cm /ao

Es del mismo orden de magnitud que la velocidad de expansin del fondoocenico calculada para el Pacfico.

Figura 136

5.2.6 MAGMATISMO EN EL INTERIOR DE LAS PLACAS CONTINENTALES

1.- Es alcalino, a veces toletico2.- El alcalino esta presente en los rifts (valles de fisura) y en los arqueamientos.3.- Se deben a un ascenso en la discontinuidad del Moho.4.- El toletico puede ser el mismo material alcalino pero contaminado.5.- Difcil de definir porque un cierto nmero de volcanes, inclusive alejados de las

dorsales, estn relacionados con la expansin del fondo ocenico.THORPE Y SMITH (1975) CONSIDERAN A LAS ISLAS VOLCNICAS

RECIENTES Y LOS VOLCANES SUBMARINOS QUE ESTAN SITUADOS A MS DE2 000 KM DE LAS DORSALES COMO VULCANISMO INTRAPLACAS .

En el caso de los continentes, Gilluly (1971) propone fijarlo a ms de 700 kmde la trinchera ocenica

EN EL NE DE FRICA, BAJO LOS MACIZOS VOLCNICOSCENOZOICOS, EXISTE UN ABOMBAMIENTO DEL SUBSTRATO, QUE PODRACORRESPONDER A UNA ASCENSIN DE LA ASTENOSFERA, A VECES

AFECTADO POR GRANDES FISURAS (RIFTS) Con MAGMAS ALCALINOS

Figura 137.

Seccin esquemtica de un espoln del manto de la astenosfera subyaciendo unrift continental. Origen de las nefelinitas, carbonatitas y las kimberlitas.

Las lavas del fondo ocenico pertenecen en su mayor parte a la seriealcalina y salvo excepciones el Na >K, El vulcanismo toletico est subordinado. Sucontenido en K, Ti, tierras raras ligeras, as como en elementos incompatibles yradiognicos es ms elevado que en las dorsales.

petrologia y petrografia ignea 2aparte2011

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