Download Introducción a las Ciencias Terrestres
Document related concepts
Transcript
Rocas Igneas GEOL 3025: Cap. 4 Prof. Lizzette Rodríguez Caracteristicas generales del magma Rocas igneas se forman a medida que la roca derretida se enfria y solidifica Caracteristicas generales del magma – Material parental de rocas igneas – Se forma de la fusion parcial de rocas, en el interior de la Tierra – Magma en la superficie se llama lava – Rocas formadas del magma en la superficie se clasifican extrusivas o rocas volcanicas – Rocas formadas del magma que se cristaliza a profundidad se llaman intrusivas o plutonicas Cont. Caracteristicas del magma Naturaleza del magma – Consiste de 3 componentes: Porcion liquida = fundido (“melt”), compuesto de iones moviles que se encuentran en la corteza Solidos = minerales silicatos que ya se han cristalizado del fundido Volatiles = gases disueltos en el fundido, (vapor de H2O, CO2 y SO2) Cont. Caracteristicas del magma Cristalizacion del magma – Genera granos minerales silicatos, que estan dentro del fundido remanente – Enfriamiento del magma resulta en el arreglo sistematico de iones en patrones ordenados – Minerales silicatos que resultan de cristalizacion se forman en un orden que se puede predecir Texturas igneas Apariencia de una roca - basandose en tamano, forma y ordenamiento de sus cristales Factores que afectan el tamano de los cristales – Velocidad a la que se enfria el magma Enfriamiento lento = menos cristales, mayor tamano Enfriamiento rapido = muchos cristales pequenos Enfriamiento muy rapido = se forma vidrio – Cantidad de silice presente (%SiO2) – Cantidad de gases disueltos en el magma Cont. Texturas igneas Tipos de texturas igneas – Afanitica (de grano fino) Enfriamiento rapido Cristales microscopicos Puede contener vesiculas (huecos de burbujas de gas) – Faneritica (de grano grueso) Enfriamiento lento Cristales grandes y visibles (se pueden identificar sin microscopio) Textura afanitica Vesiculas en roca afanitica Textura faneritica Cont. Texturas igneas – Porfidica (“porphyritic”) Minerales se forman a diferentes T y velocidades Cristales grandes (fenocristales) estan incrustados en una matriz de cristales mas pequenos (pasta – “groundmass”) – Vitrea Enfriamiento muy rapido Roca resultante: obsidiana Mayormente de magma viscosa (granitica) Textura porfidica Textura vitrea Colada de obsidiana Cont. Texturas igneas – Piroclastica Apariencia fragmental producida por erupciones volcanicas violentas Textura mas parecida a roca sediment que ignea – Pegmatitica Grano especialmente grueso Se forma en etapas tardias de cristalizacion Mayoria tiene composiciones similares a granito Textura piroclastica Composiciones igneas Compuestas fundamentalmente por silicatos – Oscuros (o ferromagnesianos) Oliv, pirox, anfib y biot – Claros (o no-ferromagnesianos) Cuarzo, mosc y feld Composiciones graniticas vs. basalticas Composicion granitica – Compuesta de silicatos claros – Llamados felsicos (feldespato y silice) en composicion – Grandes cantidades de SiO2 – Constituyente principal de corteza cont Cont. Composiciones graniticas vs. basalticas Composicion basaltica – Compuestas de silicatos oscuros y feld ricos en Ca – Llamados maficos (magnesio y ferrum-por Fe) en composicion – Mas densos que las rocas graniticas – Constituyen el suelo oceanico y muchas islas volcanicas Cont. Composiciones igneas Otros grupos composicionales: – Composicion intermedia o andesitica Contiene 25% o mas de silicatos oscuros (principalmente anfib, pirox y biot) Asociados con actividad volcanica explosiva Cont. Otros grupos composicionales – Composicion ultramafica Composicion infrecuente en la superficie de la Tierra, pero componente principal del manto superior Compuestas completamente de silicatos ferromagnesianos Peridotita – oliv + pirox Cont. Composiciones igneas Contenido de SiO2 como indicador de la composicion – Entre <45%, en rocas ultramaficas, y >70%, en las rocas felsicas Contenido de SiO2 influencia comportamiento del magma – Magma granitico: contenido alto de SiO2, bastante viscoso (pegajoso) – Magma basaltico: bajo contenido de SiO2, generalmente mas fluidos, cristalizan a T superiores que el magma granitico Mineralogia de rocas igneas comunes y magmas a partir de los que lo forman Denominacion de rocas igneas Rocas felsicas o graniticas – Granito Faneritica >25% cuarzo, ~65% feld, constituyentes menores (<10%): mosc + silicatos oscuros (anfib, biot) Pueden tener textura porfidica Muy abundante y suelen ser productos secundarios de la formacion de montanas Termino granito abarca rocas que tienen un espectro de composiciones amplio Granito Cont. Rocas felsicas o graniticas – Riolita Equivalente extrusivo del granito Compuesta por silicatos claros Puede contener fragmentos de vidrio y vesiculas – indican un rapido enfriamiento Textura afanitica Menos comun y voluminoso que el granito Riolita Cont. Rocas felsicas o graniticas – Obsidiana Color oscuro (negro o marron) Textura vitrea y fractura concoidal Formada cuando lava rica en SiO2 se enfria rapidamente – Pumita Volcanica Textura vitrea Masa gris y porosa (por el escape de gases) Puede flotar en agua Colada de obsidiana Pumita Cont. Denominacion de rocas igneas Rocas intermedias o andesiticas – Andesita Color gris medio, grano fino y origen volcanico Textura afanitica y frecuentemente textura porfidica A menudo parece riolita, pero la riolita tiene ~25% cuarzo Andesita Cont. Rocas intermedias –Diorita Equivalente plutonico de la andesita Grano grueso Compuesta fundamentalmente de plag ricas en Na y anfib – sal y pimienta Diorita Cont. Denominacion de rocas igneas Rocas maficas o basalticas – Basalto Origen volcanico Textura afanitica – color verde oscuro a negro Compuesta fundamentalmente de pirox y plag ricas en Ca Puede tener textura porfidica Roca ignea extrusiva mas comun Basalto Cont. Rocas maficas o basalticas –Gabro Equivalente intrusivo del basalto Textura faneritica que consite de pirox y plag ricas en Ca Forman un % significativo de la corteza oceanica Gabro Cont. Denominacion de rocas igneas Rocas piroclasticas – Compuestas de fragmentos expulsados durante una erupcion volcanica – Variedades (nombres no indican composicion): Toba = fragmentos de tamano de cenizas, se denomina toba soldada cuando las cenizas permanecieron lo suficientemente calientes como para fundirse Brecha volcanica = particulas mas grandes que la ceniza Clasificacion de principales grupos Origen del magma Tema controversial Generacion de magma a partir de roca solida – Magma se origina cuando se funden rocas esencialmente solidas, localizadas en la corteza y el manto superior Cont. Origen del magma – Papel del calor T aumenta en la corteza superior en promedio entre 20oC a 30oC por km Gradiente geotermico – cambio de la T con la profundidad Rocas en la corteza inferior y el manto superior estan cerca de sus puntos de fusion Calor adicional induce fusion, y viene de: – Friccion en zonas de subduccion – Calentamiento a medida que las rocas descienden al manto – Calor de rocas del manto que ascienden a la corteza Distribucion de T calculadas para manto y corteza Cont. Origen del magma – Papel de la presion Aumentos de P de confinamiento causan aumentos de T de fusion de las rocas; o sea que reducir la P de confinamiento reduce la T de fusion de una roca Cuando las P de confinamiento disminuyen, ocurre fusion de descompresion Fusion por descompresion Cont. Origen del magma – Papel de los volatiles Volatiles (principalmente H2O) hacen que la roca se funda a T inferiores. Efecto de los volatiles incrementa con aumento en P. Factor importante cuando la litosfera oceanica desciende en el manto Curvas de T de fusion Papel de los volatiles Evolucion de los magmas Volcan puede producir lavas con distintas composiciones Series de Reaccion de Bowen – N.L. Bowen demostro que a medida que un magma basaltico se enfria, los minerales tienden a cristalizar de forma sistematica en funcion de sus puntos de fusion – Durante cristalizacion, composicion del fundido cambia Remocion de elementos por minerales que se forman primero (ej. magma carecera de Fe, Mg, Ca) SiO2 en el fundido se enriquece a medida que magma evoluciona Minerales que permanecen en el fundido pueden reaccionar quimicamente y cambiar Cenizas y pumitas (Crater Lake) Serie de Reaccion de Bowen Cont. Evolucion de los magmas Procesos responsables de cambiar la composicion del magma: – Diferenciacion magmatica Minerales se cristalizan del magma de forma sistematica Sedimentacion cristalina produce una separacion de los componentes solidos y liquidos Fundido restante formara una roca con composicion quimica diferente Diferenciacion magmatica - formacion de un magma secundario a partir del magma inicial Evolucion del magma Cont. Evolucion de los magmas Cont. Procesos responsables de cambiar la composicion del magma: – Asimilacion de roca huesped Cambiar la composicion del magma por la incorporacion de roca de sus alrededores Puede ocurrir en un ambiente proximo a la superficie donde las rocas son fragiles (“brittle”) Ambientes mas profundos: magma puede estar suficientemente caliente como para fundir y asimilar algunas de las rocas calientes de su alrededor, que esten cerca de sus T de fusion Cont. Evolucion de los magmas Cont. Procesos responsables de cambiar la composicion del magma: – Mezcla de magmas Un cuerpo magmatico es intruido por otro 2 magmas quimicamente distintos pueden producir una composicion bastante diferente de sus magmas iniciales Mezcla magmatica, asimilacion de la roca huesped y sedimentacion cristalina Fusion parcial y formacion de los magmas Fusion parcial – fusion incompleta de rocas Formacion de magmas basalticos – La mayoria se originan de fusion parcial de la roca ultramafica peridotita en el manto – Magmas basalticos se forman en: Dorsales oceanicas por reduccion de P de conf (fu desc) Zonas de subduccion – A medida que el magma basaltico migra hacia arriba la P de conf disminuye y reduce T de fusion – Grandes flujos de magma basaltico son comunes en la superficie terrestre Cont. Fusion parcial/formacion de magmas Formacion de magmas andesiticos – Producidos por interaccion de magmas basalticos (derivados del manto) y rocas mas ricas en SiO2 en la corteza – Pueden tambien evolucionar de un magma basaltico por diferenciacion magmatica Cont. Fusion parcial/formacion de magmas Formacion de magmas graniticos – Mayormente son producto final de la cristalizacion del magma andesitico, o se forman de fusion parcial de rocas continentales ricas en SiO2 – Alto contenido en SiO2 y mas viscosos -- tienden a perder su movilidad antes de alcanzar la superficie – Tienden a producir grandes estructuras plutonicas – Forman erupciones explosivas cuando logran alcanzar la superficie