rocas magmÁticas. la formación de las rocas las rocas. el concepto de roca una roca es un agregado...
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ROCAS MAGMÁTICAS
La formación de las rocasLas rocas. El concepto de roca
Una roca es un agregado natural, coherente y multigranular de uno o más minerales, los cuales conservan individualmente sus propiedades y presentan una homogeneidad estadística
Es un agregado natural porque los componentes de la roca (minerales) se han unido o agregado por procesos naturales
Es coherente porque las partículas que forman la roca están unidas de un modo característico
Es multigranular porque los componentes de la roca casi siempre pueden ser
visualizados como granos diferenciados
Una roca posee homogeneidad estadística porque sus componentes se encuentran representados dentro de unos
porcentajes característicos
RO
CA
MIN
ER
ALE
S
Un mineral tiene una composición química definida. Una roca no, pues su composición
está en función del porcentaje de representación de cada mineral que la forma
La formación de las rocasLas rocas. La clasificación de las rocas (por su origen)
Rocas endógenas
Rocas exógenas
Rocas ígneas o magmáticas
Rocas plutónicas (intrusivas)
Rocas volcánicas (extrusivas)
Rocas metamórficas
Rocas sedimentarias
Rocas residuales
Ciclo de las petrogenéticoJames Hutton formuló el ciclo de las rocas
La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticas
El magma. Concepto
El magma es una mezcla de materiales rocosos fundidos total o parcialmente, en cuyo seno se encuentran gases
disueltos y cristales de minerales en suspensión
Elementos más abundantes (98 %): Si, O, Al, Ca, Na, K, Mg y Fe
Los gases provienen de gases originales contenidos en la mezcla, de nuevos gases formados por reacciones químicas o de la evaporación de agua
Los gases están retenidos en la mezcla debido a las altas presiones a las que
está el magma en el interior del planeta, pero se liberan cuando el magma sale al
exterior
Los minerales funden a diferentes temperaturas, por eso, según la
temperatura a la que esté el magma, algunos estarán fundidos y otros no
La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticas
El magma: Origen
El magma se origina a partir de la fusión total o parcial de rocas localizadas en la litosfera
En las zonas cercanas a la superficie, las rocas graníticas comienzan a fundir a unos 750 ºC, las de tipo basáltico a unos 1000 ºC
Es decir, cuanto mayor contenido en SiO2, más bajo el punto de fusión
Factores que influyen en la fusión de los minerales de las rocas
Calor PresiónAgua
Desintegración de elementos
radiactivos
Fricción entre rocas en zonas de
subducción
Hundimiento de las rocas en zonas de subducción
hacia zonas más térmicas
Ascenso de material caliente desde zonas profundas de la mesosfera hasta parte inferior
de la litosfera
…al aumentar la presión, disminuye el volumen de la masa rocosa, impidiendo la disgregación de los granos
Porque, aunque la fusión incrementa el volúmen de
la masa rocosa…,
Si la roca profundiza
Aumenta su punto de fusión
Si la roca asciende
Disminuye su punto de fusión
Porque al disminuir la presión, aumenta el
volumen disponible y los granos pueden
separarse para que la roca se funda
La presencia de agua disminuye el punto de fusión de la roca, pues los OH- favorecen la rotura de los enlaces Si-O de los silicatos
http://ansatte.uit.no/kku000/webgeology/webgeology_files/spanish/magmatismo.html: formación de magma 13-14
¿Cómo se forma la roca ígnea?La roca ígnea se forma cuando material rocoso fundido, que llamamos magma, se enfría y se solidifica.
Se puede formar a varios niveles de profundidad en la corteza y en la parte superior del manto.
Si se forma muy profundo el proceso dura miles de años, las rocas se llaman plutónicas, como el granito.
Si se forma a baja profundidad, por ejemplo, cuando emerge magma en erupciones volcánicas, como el basalto. Se denomina roca volcánica.
Roca plutónica
Roca volcánica
Los criterios que se utilizan para clasificar a las rocas ígneas o magmáticas son:
Textura. Composición mineralógica
Tipo de emplazamiento en el que se encuentran.
Características texturales
La textura de roca ígnea normalmente se define por el tamaño y la forma de los granos
minerales que la forman y por las relaciones espaciales de los granos individuales entre sí y
con el vidrio que puede estar presente.
La textura proporciona datos sobre las condiciones petrogenéticas (condiciones ambientales en las que se formó la roca)
- las rocas plutónicas permiten la formación de cristales grandes.
- si el enfriamiento es rápido (rocas volcánicas) los cristales son pequeños o se forman vidrios volcánicos.
- las rocas que se consolidan en diques tienen características intermedias.
Texturas referidas al grado de cristalización
HOLOCRISTALINA: constituida totalmente por cristales. Es característica de las rocas plutónicas. Granito
HOLOHIALINA: constituida totalmente por vidrio. Obsidiana
HIPOCRISTALINA: constituida por cristales y vidrio. Es característica de las rocas volcánicas. Andesita.
Textura holocristalina
Textura holohialina
Textura hipocristalina
Textura en función del tamaño del grano
AFANÍTICA: el tamaño del grano es pequeño y se aprecia solamente con lupa o microscopio.
FANERÍTICA: los granos son visibles a simple vista.
Textura afanítica
Textura fanerítica
Composición de las rocas ígneas.
- composición química
- composición mineralógica
- coloración de los minerales
Composición química
- rocas ácidas: contenido de sílice superior a 63%
- rocas intermedias: contenido de sílice entre 52-63%
- rocas básicas: contenido de sílice entre 45-52%
- rocas ultrabásicas:contenido de sílice menor de 45%
Composición mineralógica
Los minerales presentes en las rocas magmáticas pueden ser:
- esenciales: están presentes en un volumen superior al 5%
- accesorios: su volumen es inferior al 5%
- secundarios: minerales originados a partir de los anteriores por transformación o alteración
Coloración de los minerales
minerales félsicos o melanocratos: de color claro, como el cuarzo y los feldespatos
minerales máficos o leucocratos : son minerales oscuros como el olivino, los piroxenos, los anfíboles y mica negra.
Las rocas magmáticas están formadas por silicatos (minerales más frecuentes de la corteza y manto terrestre)
Los minerales del grupo de los silicatos más abundantes en las rocas magmáticas son:
Cuarzo
Feldespatos
Micas
Anfiboles
Piroxenos
Olivino
Cuarzo
Tectosilicato abundante en las rocas del tipo granítico
Feldespatos
Tectosilicatos:
Tectosilicato de aluminio con potasio (ortosa)
Tectosilicato de sodio y calcio
Micas
Filosilicato
Biotita (filosilicato de hierro y magnesio)
Moscovita (filosilicato de aluminio y potasio)
Anfiboles
Inosilicatos de doble cadena (hornblenda)
Piroxenos
Inosilicatos de cadena simple formados por silicatos de calcio, magnesio, hierro y aluminio (augita)
Olivino
Nesosilicato de hierro y magnesio
La clasificación de las rocas magmáticas por su composición química (I)
Kimberlita
Emplazamientos de rocas magmáticas
Batolitos: gran masa de roca plutónica en forma de cúpula discordante con la roca encajante.
Son cámaras magmáticas donde ha cristalizado la mayor parte del magma
Sill: son masas de roca magmática de forma tabular y concordante con la roca encajante.
Se producen por la inyección forzada de magma en un plano de estratificación.
Lacolito: intrusión de magma concordante con base plana y techo en forma de cúpula que se dispone entre dos estratos y la parte superior está levantada a causa de la presión del magma
Lopolito: intrusiones de magma concordantes con base y techo cóncavos
Dique o filón: masas tabulares de posición vertical, discordantes con la roca encajante. Se producen por inyección forzada de magma en fracturas.
Chimenea volcánica: conducto de salida del magma a la superficie
Colada de lava: mantos de lava consolidados en las laderas del cono volcánico.
Magmas fluidos: lavas cordadas
Magmas viscosos: lavas en bloque
Formación de los distintos tipos de magmas
Magmas basálticos: forman la corteza oceánica. Se forman en la Astenosfera.
La roca más común es la peridotita
Magmas graníticos, riolíticos y andesíticos: se forman en los bordes convergentes
Tipos de magmas en relación con la Tectónica de Placas (I)
Magma máfico (básico)Magma félsico (ácido)
Magma intermedio
[SiO2] 63-77 %
Por fusión de litosfera oceánica en
zonas subducción
Por fusión de la base de litosfera continental a la que
llega magma de la mesosfera
Viscosidad elevada por su alto [SiO2], que le impide fluir
fácilmenteSi no extrusión:
granitoSi extrusión: riolita y
erupciones explosivas
[SiO2] 45-52 %
En dorsales oceánicas o en los puntos calientes por fusión de
peridotitas del manto
Magma alcalino (menos [SiO2] que toleítico), típico de los puntos
calientes
Magma toleítico, típico de las
dorsales
[SiO2] 52-63 %
Por fusión de litosfera oceánica en zonas subducción
y arrastre de agua de mar (minerales hidratados)
Si no extrusión: diorita
Si extrusión: andesita
Magma ultramáfico (ultrabásico)
[SiO2] <45 %
Cristalización del magma
Como los magmas son soluciones formadas por muchos componentes minerales, no cristalizan a una sola temperatura y presión, sino que lo hacen a lo largo de una amplia gama de temperaturas.
Los primeros minerales en cristalizar son los que tienen un punto de fusión más alto (cristalizan a alta temperatura)
Los minerales que cristalizan a presión constante, cuando disminuye la temperatura, se vuelven inestables y reaccionan con el fluido circundante, generando nuevos minerales estables en las nuevas condiciones.
Durante la cristalización de los magmas se producen dos series de reacciones principales: series de Bowen (geólogo Norman Bowen)
1) Serie discontinua: las reacciones se producen a una determinada temperatura (característica de cada mineral) y a la misma presión.
Los minerales se van transformando unos en otros más estables.
Cada mineral de la serie tiene una estructura de silicato diferente.
2) Serie continua: la plagioclasa está continuamente reaccionando a medida que disminuye la temperatura.
Va reaccionando dando lugar a minerales con mayor contenido en sodio.
Mientras el magma asciende y se va enfriando, aquellos minerales que alcanzan su punto de solidificación (= punto de fusión) van cristalizando: diferenciación magmática
Las series de reacción de Bowen son el conjunto ordenado de cambios que tienen lugar en una masa magmática durante su cristalización
Al consolidarse el magma, los elementos que participan en la cristalización de algún mineral son retirados de la masa magmática, con lo que la composición
química de la masa magmática restante va cambiando, por lo que ya no se podrán seguir formando los mismos minerales de antes
Enf
riam
ient
o de
l mag
ma
Dife
renc
iaci
ón m
agm
átic
a
La sustitución de un ión por
otro, cambia la composición química, pero
no la estructura cristalina
Un mineral ya formado reacciona
con el fundido residual,
originándose un nuevo mineral que puede sustituir al
anterior al añadirse a la fracción cristalizada
Magma máfic
oM
agma interm
edio
Magma félsico
Las series no se
completan si falta algún
elemento químico
Fases de cristalización magmática
Fase ortomagmática: (+500ºC). Se cristalizan la mayor parte de los minerales con puntos de fusión más elevados.
Fase pegmatitico-neumatolítica: (400-600ºC). En el líquido residual se concentran elementos volátiles aumentando mucho la presión, introduciéndose en las fracturas.
Fase hidrotermal:
(-400ºC). Son soluciones acuosas con elementos solubles.
Fases de la consolidación magmática
Fase ortomagmática: 1200 - 800 ºC. Es cuando tienen lugar las series de Bowen y la
cristalización de la mayoría de los minerales
Fase pegmatítica: 800 600 ºC. El magma residual, rico en gases, se expande y penetra por grietas formando filones ricos en cuarzo (SiO2)
Fase neumatolítica: 600 374 ºC. Los gases, al introducirse por las grietas, depositan cationes metálicos
que formarán yacimientos minerales
Fase hidrotermal: 374 100 ºC. Es el vapor de agua el que acabará depositando cationes metálicos en grietas (yacimientos de oro, plata, cobre, etc.)
Evolución magmática
A partir de un magma inicial se pueden obtener muchos tipos de magmas derivados, dependiendo de los procesos que sucedan durante su evolución
Diferenciación magmática
Asimilación magmática
Mezcla de magmas
Evolución magmática
Diferenciación magmática o gravitatoria: durante la cristalización hay una fase sólida, más densa y otra líquida menos densa. Se separan por gravedad, cayendo la fase sólida al fondo de la cámara magmática
Evolución magmática
Asimilación magmática: el magma, debido a su temperatura, funde y asimila a otras rocas encajantes, formando una roca con características distintas a la del magma original.
Mezcla de magmas: magmas distintos se unen y dan uno con características distintas a los iniciales
Las series de reacción de Bowen no explican la diversidad de rocas magmáticas que hay, ya que consideran al magma como un sistema cerrado
En realidad, la evolución del magma, cuando asciende por la litosfera, sufre tres procesos:
Diferenciación magmática
Asimilación magmática
Mezcla de magmas
Separación de minerales ya cristalizados del resto de la masa magmática
El magma incorpora materiales de la roca encajante
Por fusión de esta roca e
incorporación a la masa magmática
Por incorporación de fragmentos de la roca encajante que no se funden
Reacción entre las sustancias del magma y los
minerales de la roca encajante
Cuando una cámara magmática con magma en diferenciación es
invadida por otra masa de magma, por lo que la composición química
resultante será diferente
Vulcanismo Volcán: fractura en la
corteza terrestre por donde asciende material procedente del manto
Partes de un volcán:
Cámara magmática: estructura donde se encuentra el magma.
Chimenea: conducto por donde asciende el magma al exterior.
Cráter: orificio por el que el magma emerge al exterior.
Cono volcánico: edificio volcánico o montaña que rodea al cráter,
formada por la acumulación de los materiales que salen al exterior.
Cono secundario: abertura secundaria por donde sale magma.
Los materiales arrojados en una erupción volcánica pueden ser de tres tipos:
Productos sólidos: denominados piroclastos y pueden ser de distintos tipos (cenizas, lapillis y bombas volcánicas).
Productos líquidos: se trata de la lava, que es material fundido a alta temperatura, que será más o menos fluido dependiendo de su constitución (cuanto más ácidos más viscosos).
Productos gaseosos: se desprenden del magma al salir al exterior y son principalmente vapor de agua, dióxido de carbono, dióxido de azufre, sulfuro de hidrógeno.
Tipos de volcanes Volcán Hawaiano:
el magma es fluido, el gas acumulado en el magma se libera fácilmente. Produce erupciones tranquilas y forma extensas coladas de lava. kilauea
Volcán estromboliano: el magma es menos fluido. Se producen desprendimientos abundantes de gases con explosiones moderadas y coladas extensas de lava.
Estromboli
Volcán vulcaniano: la lava es viscosa y llega a taponar el cráter produciendo explosiones violentas.
Volcán Vulcano (Sicilia)
Volcán peleano: el magma es muy viscoso, los gases escapan con dificultad, por lo que originan erupciones muy explosivas.
El magma tapona el cráter, formando un domo o pitón, provocando que aumente mucho la presión en la cámara magmática.
Monte Pele (Isla de Martinica)
Actividad volcánica asociada
Fumarolas: manantiales de vapor de agua y gases calientes.
Actividad hidrotermal:
Emisión de agua caliente
La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticas
La clasificación de las rocas magmáticas por su textura y composición químicaPlutónicas (textura fanerítica) y Volcánicas (textura afanítica)
De magma félsico
De magma intermedio
De magma máfico
De magma ultramáfico
De magma máfico
De magma intermedio
La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticas
La clasificación de las rocas magmáticas por su composición química (II)
La formación de las rocasEl magmatismo y las rocas magmáticas
Texturas
FILONIANA VOLCÁNICA