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TEMA 4º.- ROCAS ÍGNEAS

1º.- ORIGEN Y COMPOSICIÓN DE LOS MAGMAS

MAGMA: Mezcla de silicatos fundidos (700º y 1600 ºC) con una proporción considerable de H2O (10 %) y otros compuestos volátiles: CO2, F2, Br2, Cl2, S, Ar ... Es menos denso que las rocas que lo rodean al estar a temperaturas elevadas y presentar gases, lo que hace que ocupe mayor volumen y tienda a ascender:

- exterior: lavas y genera rocas volcánica o extrusivas. - Interior: rocas plutónicas o intrusivas.

Se generan en lugares donde la presión y la temperatura funden las rocas (entre los 30 y 200 km). A menores profundidades de 30 km no se alcanzan temperaturas de fusión y a mayores de 200 es excesiva la presión. A > presión de confinamiento > temperatura de fusión. La temperatura de fusión de una roca depende también de la composición de la misma: moscovita (600 ºC), FK (700 ºC) Cuarzo (entre 570 y 1710 ºC) piroxenos (1050 ºC) y olivino (1200 – 1900 ºC)

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Origen: - Etapas iniciales de la formación del planeta. - Fusión del material sólido por acciones endógenas posteriores:

- Desintegración de isótopos radioactivos:

Liberan energía en forma de calor radiogénico que eleva la temperatura de la sustancia. Es mayor en la supeficie (hasta los 200 km). La concentración de isótopos radioactivos en corteza es mayor que en el manto.

Radioisótopos Granito Basalto Peridotita

235 – 238 U 4 ppm 0,6 0,015 208Th 14 ppm 2 -

40K 3,5 % 1 % 0,011 % El U y Th generan 207 - 208 Pb y el 40 K genera Ar.

- Liberación de agua rebaja la temperatura de fusión. Una roca con 60 % de piroxenos y 40 % de plagioclasas a 20 km de profundidad y seca funde a 1400 ºC

La misma roca con agua funde a unos 1000 ºC Con agua en el medio los materiales ascienden mejor. Es un proceso característico de bordes destructivos, donde la eclogita se transforma en anfibolita y libera agua el medio.

- Disminución de presión: A < Presión de confinamiento < temperatura de fusión.

La roca funde al ascender. Ejemplo:

100 km de prof y 40 kbar la temperatura de fusión del hierro 1650 ºC En grieta 1 bar la temperatura de fusión del hierro es 1500 ºC. Es un proceso típico de zonas de dorsal o de apertura de la dorsal.

COMPOSICIÓN: Está formado por 8 elementos: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg ...

O Si Al Fe Ca Na K Mg % peso 46 27 8 5 4 3 2,5 2,5

% átomos 62 21 6 2 2 3 1,5 2 La estructura fundamental de los minerales es un TETRAEDRO: SiO4

4-, es decir 4 átomos de oxígeno rodeando a 1 átomo de silicio: Si.

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Se forman cuatro enlaces covalentes entre Si y los 4 oxígenos. A cada oxígeno le falta 1 e- (tiene 7 en el último nivel) y lo gana por:

- Enlace iónico con un catión metálico: Na, Ca, Fe ... - Enlace covalente con otro silicio de un tetraedro adyacente.

El silicio y oxígeno así unidos generan todos los silicatos, que unidos entre sí generan las rocas ígneas. Clasificación de silicatos Nesosilicatos (isla): Tetraedros aislados sin compartir ningún oxígeno. Tetraedros unidos entre si por cationes metálicos. Número de polimerización cero. Fórmula general: Si1O4

Ejemplo: olivino FeMgSiO4

Sorosilicatos (pareja): Tetraedros unidos en pareja compartiendo un oxígeno. Parejas unidas por cationes. Número de polimerización uno. Fórmula general: Si2O7 Ejemplo: hemimorfita Si2O7(OH)2Zn4 · H2O

Ciclosilicatos: Tetraedros (3,4 ó 6) unidos en anillo compartiendo 2 oxígenos. Número de polimerización dos. Fórmula general: (Si1O3)n Ejemplo: Si6O18Be3Al2

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Inosilicatos: Tetraedros unidos en línea o cadena: Simple: piroxenos:

Tetraedros en línea compartiendo dos oxígenos. Número de polimerización dos. Fórmula general: Si2O6 Ejemplo: Si2O6CaMg

Doble: anfíboles:

Tetraedros compartiendo tres oxígenos. Número de polimerización tres. Número de polimerización tres. Fórmula general: Si4O11 Filosilicatos: Tetraedros unidos en láminas. Cada tetraedro unido a tres tetraedros. Número de polimerización tres. Láminas unidas por cationes. Fórmula general: Si4O10 Ejemplo: talco Si4O10(OH)2Mg3

Tectosilicatos: Tetraedros unidos tridimensionalmente. Número de polimerización cuatro. A veces el Al3+ sustituye al Si4+ (hay que igualar cargas). Fórmula general: Si1O2 Ejemplos: Tectosilicatos o feldespatos: FK – Ortosa: KAlSi3O8 Fna – Albita: NaAlSi3O8 Cuarzo: SiO2 No hay cationes uniendo tetraedros. Todos los enlaces covalentes en el mineral.

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2º.-PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS MINERALES.

Viscosidad: Resistencia interna del magma para fluir. Está condicionada por la adhesión de las moléculas que lo forman. A > viscosidad < movilidad. A > [sílice] > viscosidad. A > [gas] < viscosidad. A > temperatura del magma < viscosidad. Acidez – basicidad: Mide el porcentaje de sílice (tetraedros) de una roca.

Magma ácido:

Félsico o granítico. Alta concentración de sílice > 70 %. Tª de unos 800 ºC. Viscoso. Cristaliza y solidifica en el interior. Rocas claras. Densidad 2,5 – 2,7 gr/cc. Magma básico: Máfico o basáltico. Tª del magma entre 900 y 1.200 ºC. Baja concentración de sílice ≅ 45 %. Poco viscoso. Roca oscura. Densidad 2,9 – 3,3 gr/cc. Magma intermedio: Color intermedio Densidad entre 2,7 – 3,0 gr/cc. Ejemplo: andesita Magma ultrabásico: Poca sílice [sílice] ≅ 40 %. Ricos en Fe o Mg. Ejemplo la roca peridotita.

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3º.- ETAPAS DE LA EVOLUCIÓN Y CONSOLIDACIÓN MAGMÁTICA Las rocas ígneas presentan una composición compleja (distintos minerales) que solidifican a distintas temperaturas. No cristalizan todos a la vez, sino que hay una serie de fases. Al disminuir la temperatura los minerales formados pueden reaccionar con el fundido residual dando nuevos minerales: series de reacción.

Bowen:

Canadiense. Formuló su teoría en 1928: series de Bowen. Relaciona temperatura con contenido en sílice en el fundido. Explica la composición de las rocas magmáticas y el proceso. En las series de Bowen el sistema es cerrado, no hay aporte ni pérdida de materia. En la naturaleza nunca sucede así. En la cámara magmática el magma experimenta cambios en su composición por:

Diferenciación magmática: Es la separación de los minerales que cristalizan del resto del fundido con lo que se modifica su composición. Por: Diferenciación gravitacional, filtrado a presión o transporte gaseoso. Asimilación: El magma fundirá las rocas encajantes con lo que variará su composición. Es la contaminación del magma original. Mezcla: Cambio en la composición química de un magma primario (solidificado) que es alterado al recibir un nuevo magma generando un magma derivado.

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4º.- ERUPCIONES, CONSTRUCCIONES Y PRODUCTOS VOLCÁNICOS

ERUPCIONES:

Son las distintas formas de emisión de lavas en erupciones puntuales o centrales son: a.- HAWAIANO: Se localizan en Haway: Mauna-Loa, M. Kea y Kilauea.

Lavas fluidas: 8 m/sg. Poco viscosas. - Lavas basálticas-básicas: 900 - 1.200 ºC. No son explosivos (indice de explosividad: 0 - 1 ). Originan mesetas basálticas.

b.- ESTROMBOLIANO: Le da nombre: Stromboli: Faro de Navegantes, en la isla Lípari

en Italia (Mediterráneo). Lavas fluidas con gases. Son más viscosas. - Indice de explosividad: 1 - 2 . Ejemplos: Teide, Fuji-Yama, Paricutín ...

c.- VULCANIANO: Altas explosiones, incluso sólidos. Su índice: 2 - 4 .

Abundantes cenizas. Lavas viscosas, ácidas, tipo cordadas. - El Vesubio (Nápoles): 79 d. Xto enterró Herculano y Pompeya. Altura de 1132 m. Desde 1944 permanece en calma. A veces se llama Vesubiano, por este volcán. Otro importante: Vulcano (Lípari), Etna (Sicilia) ... d.- PELEANO: El Monte Pele (Martinica). 8 - 5 -1.902 : 20.000

Lava muy viscosa: solidifica en el crater (350 metros altura). Indice de explosividad: 4 - 8.(Explota cuando la presión gas mayor litostática).

Se forman domos, agujas, pitones o monolitos.

e.- EXPLOSIVO: Krakatoa: el 26 de agosto de 1.883 . Originó una isla de 16 km2 y liberó gran cantidad de cenizas: 35.000 muertos, auroras boreales .... Son muy violentos. Índice entre 5 y 8. Se llama también freático ya que las aguas subterráneas entran en la cámara magmática, vaporizan y aumentan la presión , explotando la caldera.

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Todas éstas son puntuales, pero las más importantes son las fisurales: en zonas de dorsal (75.000 km), llamadas “islándicas” compuestas por basaltos toleíticos básicos sin explosividad alguna generando capas prácticamente horizontales.

MANIFESTACIONES VOLCÁNICAS PÓSTUMAS

a.- FUMAROLAS: Son emanaciones gaseosas a través de grietas que acompañan a los procesos volcánicos. Éstas pueden ser: - Secas: temperatura mayor de 500 º C y ricas en sales NaCl. - Ácidas: 400 ºC y ricas en ácidos: clohídrico, sulfúrico ... - Alcalinas: 300 ºC ricas en agua, amoniaco, azufre (solfatara: S) - Frías: menos de 100 ºC y ricas en H2O e hidrógeno sulfurado. b.- MOFETAS: Emiten CO2 y CO. Valle de la Muerte (Java): hasta 1,7 m. Mue c.- GEYSER: Significa “fluir con violencia”. Son emisiones de agua en estado de vapor (entre 80 y 127 ºC) permanentes o no permanentes (Viejo Leal: cada 65 minutos alcanzando los 50 metros de altura y 3 de diámetro). d.- FUENTE TERMAL: Son masas de agua corrientes a elevada temperatura que llevan en disolución cierta cantidad de anhídrido carbónico, que si pasan por rocas calizas las pueden disolver y precipitar en otros lugares originando travertinos. Se dan en Ledesma: 47 ºC y un caudal de 400 l / minuto

PRODUCTOS - SÓLIDOS: o piroclastos, que si se depositan originan: brechas volcánic a.- Bombas: - Diámetro mayor de 25 milimetros de diámetro. - Se originan a partir de lavas viscosas. “Corteza de pan”. - Si son irregulares se denominan brechas volcánicas. b.- Lapilli: - Entre los 4 y 25 milímetros de diámetro. c.- Cenizas: - Menor de 4 mm y que alcanzan grandes distancias.

- Las cenizas del Támbora (Sonda) originaron 12.000 muertos y 1,5 metros de piedra pómez al solidificar.

- Forman las cineritas o tobas volcánicas.

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- LÍQUIDOS: Son las lavas arrojadas por el volcán y dependen de su viscosidad, pudiendo ser: máficas (1.200 ºC) o félsicas (900 ºC). a.- Fluidas: - o basálticas: originan fenómenos de retracción: “Calzada de gigantes” en Irlanda o en las Canarias donde son visibles. b.- Vacuolares: - si presentan numerosos gases. c.- Cordadas pahoehoe:

Son viscosas y adquieren forma de cuerda. También podrían originar cuevas por el enfriamiento superficie d.- Bloque –aa- escoriáceas: Solidifican inmediatamente, aspecto irregular y malpaís. e.- Almohadilladas: - o pillow-lavas: se originan en el fondo oceá

- GASES: Vapor de agua con CO2 ,Hcl , SO2 , NH3 , H2S, CH4 , Ar ...

CONSTRUCCIONES Son los edificios volcánicos que se originan al depositarse los materiales arrojados por los volcanes. - ESCUDOS: Son coladas basálticas muy extensas con pendient de 5 º. Ocupan 160 km y 4 km altura. Se dan en Haway (9.144 m), India, Karroo ... - ESTRATOVOLCANES: Son andesíticos. Formados por piroclastos y lavas alternante Ejemplo: Teide, Vesubio, Llaima, Fujiyama -CONOS DE CENIZAS: Formados por piroclastos básicos (tobas) Son numerosos y de altura (200 metros).

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- DOMOS:

Acúmulo continuo de lava viscosa en el crater del volcán. Los pitones son protuberancias que se desarrollan de lavas muy viscosas solidificadas en chimeneas. Ej: billete 1000 pts del Teide. - CALDERAS: Es un enorme crater de hasta 20 km. de diámetro originado por el hundimiento de la cámara magmática al liberar la enorme cantidad de magma que poseía (paroxísmico). Se da en el Teide y en el Parque Natural de la Caldera de Taburiente (La Palma).

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5º.- CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS IGNEAS

Textura: Relaciones intergranurales de tamaño y forma de los cristales que constituyen una roca determinada. Esto depende del espacio, tiempo y reposo. Cristalinidad: Proporción entre vidrio y cristales en una roca: Holocristalina: los cristales constituyen el 90 % de la roca. Hialocristalina: vidrio y cristales en parecido porcentaje. Holohialina: el 90 % es vidrio. Se produce vitrificación no formando cristales.

ROCAS PLUTÓNICAS

ROCAS VOLCÁNICAS

ROCAS FILONIANAS

ORIGEN Interior de la Tierra. Exterior de la

Tierra. Superficie En grietas y fracturas

ENFRIAMIENTO Solidificación con cristalización

Solidificación sin cristalización.

Solidificación y parciales cristales.

POROS Carentes Presentes tras la liberación del gas Carentes.

TEXTURA. Cristalinidad

Holocristalina Fanerítica

Holohialinas. Vidrio Afanítica

Hipocristalina: cristales y vidrio.

Granulidad Fanaerítica Afanítica Porfídica: fenocristales y vidrio.

YACIMIENTOS Plutones: laco, lopo, faco, sills, bato ...

Volcanes: hawa, estroboliano....

Diques, filones ....

PAISAJES Piedras caballeras o berrocales.

Construcciones volcánicas. Pitones

Crestones verticales ....

TIPO DE MAGMAS Acidos Básicos

APROVECHAMIENTO Como material de construcción

Poco aprovechamiento

Escaso aprovechamiento.

LOCALIZACIÓN Interior de los continentes. Erosión

Sobre la corteza continental.

En zonas continentales.

ROCAS

Granito. Rosa Porriño ...

Sienita: rica en FK. Diorita: lago

Sanabria. Gabro: variedad

labrador Peridotita: kimberlita: diamantes

Riolita: piedra Pómez y

obsidiana. Traquita

Andesita: roca de los Andes.

Basalto: compone el manto.

Limbergita

Permatitas. Aplitas

Diques de cuarzo. Pórfido.

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Yacimientos: Batolito: ocupa grandes superficies mayores de 100 km2. Si es menor se denominan “stoks” como la pedriza madrileña. Lacolito: forma de domo en rocas estratificadas. Lopolitos: tienen forma de copa (sinclinal) Se ven en Sudáfrica muy mineraliza Facolito: forma de media luna en las charnelas. Sills: son como estratos de gran desarrollo horizontal y escaso espesor. Diques, venas o filones: son formas discordantes y generan crestas relieve.