P l iPetrologia gÍgneaÍgnea

MagmaMaterial fundido gerado no interior da Terra à temperaturas que- Material fundido gerado no interior da Terra à temperaturas que

variam de 700 a 1600 ºC, sendo constituído por:

* U f lí id (d i t ) t d í táli* Uma fase líquida (dominante), contendo íons metálicos (Fe2+, Fe3+, Mg, Ca, Na, K, etc) além de átomos de Si, O, Al;

* Uma fase gasosa – gases disolvidos em solução na fase líquida (H2O, CO2, H2S, CH4 (metano), NH3 (amônia),etc. Esses gases são responsáveis pela natureza explosiva deEsses gases são responsáveis pela natureza explosiva de erupções vulcânicas;

* Uma fase sólida – formada por minerais já cristalizados ou de minerais incorporados (xenocristais) e fragmentos de rochas (xenólitos)de rochas (xenólitos).

Fusão Silicatada

Tipos de MagmaTrês tipos principais são identificados com base naTrês tipos principais são identificados com base na composição química:

B álti 45 52% SiO l F M C b i N KBasáltico: 45 – 52% SiO2; alto Fe, Mg, Ca e baixo Na e K;

Andesítico: 52 – 66% SiO2; intermediário em Fe, Mg, Ca, Na e K;2

Riolítico: > 66 % SiO2; Pobre em Fe, Mg, Ca e rico em K e Na.

Outros tipos: Magmas carbonatíticos, alcalinos, sulfetados.

COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS MAGMASExpressa em termos de Elementos Maiores Menores e Traço:Expressa em termos de Elementos Maiores, Menores e Traço:

Elementos Maiores > 1% em peso

Elementos Menores 0 1 - 1% em pesoElementos Menores 0,1 1% em peso

São expressos como óxidos: SiO2, Al2O3, FeO, Fe2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O, TiO2, MnO e P2O5);

Elementos Traço < 0 1% em peso São expressos em ppm Elementos Traço < 0,1% em peso. São expressos em ppm.

Principais elementos traço presentes nos magmas:

V, Cr, Ni, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Ba, La, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Yb, Lu, Ta, Hf, Th e U;

Elementos Voláteis: H2O, CO2, Cl, F, S.

e U;

Exemplos de composição média de rochas ígneas consolidadas a partir demagmas graníticos andesíticos e basálticos (valores em % empeso)magmas graníticos, andesíticos e basálticos (valores em % empeso).

Análise Química de Rochas Ígneas RepresentativasAnálise Química de Rochas Ígneas Representativas

Peridotite Basalt Andesite RhyoliteSiO2 42.26 49.20 57.94 72.82TiO2 0.63 1.84 0.87 0.28Al2O3 4.23 15.74 17.02 13.27Fe2O3 3.61 3.79 3.27 1.48FeO 6.58 7.13 4.04 1.11MnO 0.41 0.20 0.14 0.06MgO 31.24 6.73 3.33 0.39CaO 5.05 9.47 6.79 1.14Na2O 0.49 2.91 3.48 3.55K2O 0.34 1.10 1.62 4.30H2O+ 3.91 0.95 0.83 1.10

Total 98.75 99.06 99.3 99.50

Diagramas comparando as composições médias demagmas graníticos, andesíticos e basálticos.

Propriedades Físicas do MagmaPrincipais fatores que afetam o comportamento dosPrincipais fatores que afetam o comportamento dos Magmas:

Temperatura Viscosidade e DensidadeTemperatura, Viscosidade e Densidade

Temperatura: Medida diretamente no fluxo de lava através de sonda térmica:sonda térmica:

Basáltico: 1200 a 1000o C;

A d it 1000 800º C

Riolitos: 800 a 700 º C

Andesitos: 1000 a 800º C

Temperatura de fusão de minerais cristalizados a partir de um magma: Ortoclásio: funde a 1170 ºC; não pode se formar acima desta;

Albita: funde a 1100 ºC.

Extrusão x Intrusão;

Taxa de resfriamento dos magmas:Extrusão x Intrusão;

Contraste térmico com a encaixante;

F d átiForma do corpo magmático;

Metamorfismo de contato.

Viscosidade: propriedade física que descreve (caracteriza) aresistência ao fluxo do magma. Algumas lavas movem-sees stê c a ao u o do ag a gu as a as o e serapidamente e alcançam grandes distâncias. Outras quase não semovem.

A viscosidade do magma influencia diretamente:

1) Nos processos que separam os magmas de sua região fonte;

2) N ã l ã f d í

4) Nos processos de afundamento ou flutuação dos cristais dentro dos

2) Na ascensão, colocação e forma dos corpos ígneos;

3) Na diferenciação magmática;

4) Nos processos de afundamento ou flutuação dos cristais dentro dosmagmas.

A variação na viscosidade dos magmas é decorrente de:Mudanças na Temperatura e Pressão: a viscosidade dos magmasgdiminui com o aumento de T e P;

Mudanças na composição química: em T e P equivalentes,d i dif i id dmagmas de composições diferentes possuem viscosidades

diferentes;

Conteúdo de voláteis: magmas com baixo conteúdo de voláteisConteúdo de voláteis: magmas com baixo conteúdo de voláteissão mais viscosos; magmas ricos em voláteis tendem a sermenos viscosos e mais explosivos. Magma basáltico < 1% em

lát i M ri líti té 6% lát i

Conteúdo de cristais em suspensão: cristais suspensos no líquidomagmático aumentam sua viscosidade Magmas ricos em cristais

voláteis. Magma riolítico até 6% em voláteis.

magmático aumentam sua viscosidade. Magmas ricos em cristaistornam-se muito viscosos e incapazes de extravasar em superfície.

Polimerização: união de tetraedros de Silício e Oxigênio. Quanto mais ç gsilicoso, mais polimerizado será o magma e, conseqüentemente, mais viscoso.

Mudanças na Temperatura e PressãoViscosidade dos Magmas

Mudanças na Temperatura e Pressão

Mudanças na composição química

Conteúdo de voláteis

Conteúdo de cristais em suspensão

Polimerização

Relações entre composição (teor desílica) temperatura e viscosidade dossílica), temperatura e viscosidade dosprincipais tipos de magma.

Densidade

Difere para cada tipo composicional:

Tipo de rocha 800 ºC 1100 ºC 1300 ºC 1500 ºC

Basalto 2,72 g/cm3 2,64 g/cm3 2,60 g/cm3 2,58 g/cm3

Andesito 2,50 g/cm3 2,45 g/cm3 2,43 g/cm3 2,41 g/cm3

Riolito 2 23 g/cm3 2 19 g/cm3 2 17 g/cm3 ------------------Riolito 2,23 g/cm3 2,19 g/cm3 2,17 g/cm3

Propriedades Relativas

Basáltico Andesítico Granítico

Conteúdo de Sílica Pouco, cerca de Médio, cerca de Muito, cerca de Conteúdo de Sílica Pouco, cerca de 50%

Médio, cerca de 60%

Muito, cerca de 70%

Minerais típicos Feldspatos Cálcicos

Feldspatos Sódicos

Feldspatos Alcalinos

Vi id d B i I t diá i AltViscosidade Baixa Intermediária AltaTendência a formar lavas Muito Alta Intermediária Muito BaixaTendência formar piroclastos

Muito Baixa Intermediária Muito AltapDensidade Muito Alta Intermediária Muito BaixaPonto de Fusão Muito Alto Intermediário Muito Baixo

ORIGEM, ASCENSÃO E COLOCAÇÃO DE MAGMAS

ORIGEM

De onde vem os Magmas?

Do Núcleo externo líquido, composto principalmente por Fe e Ni?

Nos continentes, magmas basálticos extravasam e são intrudidos.

Magmas basálticos são improváveis de se originar a partir da crosta continental de composição mais rica em SiO2continental, de composição mais rica em SiO2.

Magmas mais silicosos (andesítico a riolítico) podem se originar da fusãoda crosta continental.

Magmas não se formam em qualquer lugar abaixo da superfície, pois sãonecessárias condições especiais.

Magma basáltico deve ser proveniente do manto subjacente.

ç p