Download Resumen - GEOCITIES.ws

UNIVERSIDAD CATOLICA DEL NORTE
FACULTAD DE INGENIERIA Y CIENCIAS GEOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS GEOLÓGICAS
Trabajo de investigación de la diferenciación magmática
Asignatura: Petrografía ígnea y metamórfica.
Profesor: Ivan Soto.
Alumna: Melisa Contreras C.
Antofagasta, 16 de Agosto de 2002
Introducción
En su camino de ascenso los magmas cambian muy frecuentemente de composición
química, de tal manera que es relativamente raro encontrar en superficie cuerpos
magmáticos que tengan la misma composición que cuando se formaron a profundidad por
fusión parcial. Los procesos más comunes que producen cambios en la composición del
magma se relacionan con la separación de minerales que se van formando a partir del fluido
magmático (cristalización fraccionada) y por la incorporación y asimilación de fragmentos
arrancados de las paredes de la roca encajonante. También puede ocurrir que un magma se
mezcle en su camino de ascenso con magmas de diferente composición.
Diferenciación Magmática
La diferenciación magmática abarca todos los procesos por medios de los cuales un
magma decididamente homogéneos se descompone en fracciones desiguales que, en
último término, forman rocas de composición diferentes. El cambio en la composición de
un magma por la separación de grupos de minerales cristalizados a partir de él, se produce
de acuerdo con diferencias en las propiedades mecánicas o químicas, producidas al
enfriarse, en otras palabras se debe a que no todos los minerales se forman al mismo
tiempo ni tienen la misma composición. Si el magma estuviese en reposo, este proceso
proseguiría hasta que el magma se convirtiese en una roca de composición global igual a
la del magma; pero hay varios mecanismos que pueden complicar la cristalización. Si los
cristales ya formados se separan del magma residual, éste tendrá una composición global
distinta a la de la partida.
Ahora bien, ¿Qué es un magma? Magma es una mezcla muy compleja de silicato
fundido, a temperaturas muy elevadas 700 y 1000C, con una proporción considerable
de agua y otros compuestos, volátiles a la presión ordinaria, pero que a las grandes
presiones del interior de la corteza terrestre pueden permanecer incorporados al sistema de
fusión (Melendez y Fuster, 1978.)
Como definición básica, magma es un fundido, que en general está formado por
una fase líquida mayoritaria, a la que acompaña una fase sólida (cristales o fragmentos de
rocas) y otra gaseosa, y que se encuentra a temperaturas entre 1.200 y 800ºC. La fase
líquida suele estar formada por silicatos fundidos (aunque hay otras posibilidades, como
es el caso de los magmas carbonatíticos, formados por carbonatos), con proporciones muy
variables de cationes: Mg, Fe, Ca, Na, K.
En la diferenciación magmática cuatro mecanismos pueden estar contemplados:
Cristalización fraccionada, Diferenciación gravitatoria, Líquido inmiscible, Transporte de
Vapor.
La cristalización fraccionada: Es un proceso por medio del cual ceden los
magmas fracciones contrastadas por separación de cristales del líquido en un magma en
enfriamiento (Huang,1968), esto es notado por la diferencia en la composición química.
A medida que avanza la cristalización del magma prevalece una tendencia a que se
mantenga una condición de equilibrio entre las fases sólida y líquida. Para mantener este
equilibrio, los cristales de formación temprana reaccionan con el líquido y tienen lugar
ciertos cambios de composición. En el caso de los feldespatos de plagioclasa, por
ejemplo, primeramente formados son los más ricos en cal; a medida que avanza la reacción y desciende la temperatura, los cristales se vuelven progresivamente más sólidos.
Los cambios de esta clase constituyen una serie de reacciones continuas. Ciertos
minerales ferromagnesianos, por otra parte, reaccionan con la masa fundida para dar un
nuevo mineral con diferente estructuras cristalinas y distinta composición. El olivino, por
ejemplo, puede transformarse en piroxeno (hipertena) o el piroxeno en anfibol
(horblenda). Tales cambios bruscos constituyen lo que se conoce como una serie de
reacciones discontinua (fig.1)
Fig.1.En este esquema evolutivo (Serie de Bowen) se puede distinguir tres grupos de
minerales:

Los ferromagnesianos denominados así por su alto contenido en hierro y magnesio
(olivino, piroxenos, anfíboles, biotita). Debido a su composición son minerales de
colores más oscuros. Forman una serie de cristalización discontinua y cristalizan en
un rango de temperaturas altas.

Las plagioclasas forman una serie de cristalización continua entre la anortita y la
albita. Cristalizan también en un intervalo de temperaturas altas - medias.

Silicatos no ferromagnesianos (cuarzo, moscovita y ortosa). Son los minerales que
cristalizan a menor temperatura. Estos minerales contienen una mayor proporción
de aluminio (Al), potasio (K), calcio (Ca) y sodio (Na), que de hierro y magnesio.
En el lado derecho de la figura se han agregado las rocas producidas a medida que
avanza la reacción, los miembros de alta temperatura de ambas series cristalizan
generalmente juntos, de modo que las rocas como el gabro, que contienen piroxeno olivino
y magnesio, contienen también, por lo general, feldespatos cálcicos. Los minerales de baja
temperatura como las micas, los feldespatos alcalinos y el cuarzo aparecen asociados
íntimamente en rocas como el granito y la granodiorita. Por la misma razón son
compatibles ciertas parejas de minerales como el olivino-labradorita, olivino-diópsida,
oligoclasa-ortoclasa, ortoclasa-fayalita y cuarzo-fayalita, mientras que las parejas de
oligoclasa-olivino, olivino-albita, ortoclasa-diópsida y la muscovita-labradorita rara vez se
asocian.
Diferenciación gravitatoria. El fraccionamiento de un magma efectuado por la
cristalización es acentuada por el asentamiento gravitacional o por la elevación de los
cristales. El predominio de capas ricas en olivino y en augita en los sills máficos
diferenciados es una fuerte prueba de la eficacia del asentamiento de los cristales en un
magma inicialmente homogéneo, esencialmente líquido.
La elevación gravitatoria de los minerales ligeros como el feldespato y la leucita en un
líquido más denso, es también un factor importante para la producción de la variación
observada entre las rocas ígneas. Un ejemplo de esto lo da Trommsdorf quien encontró
magmas en los cuales el hundimiento y la elevación de cristales ocasionó un
acomodamiento como de corrientes de los cristales de la pasta en su estela (Fig.2).
Fig.2. Disposición de las corrientes de los pequeños cristales de feldespato de la pasta, en
la estela que los fenoscristales grandes de plagioclasa dejan al hundirse.
(W.F.Trommsdorf,1984.)
Liquido inmiscible: La inmiscibilidad aparece en la existencia de composición
silicatada básicamente, ejemplo en magma basáltico alto en Fe y altamente alcalino
Experimentos en la composición sintética de magma similar a lo postulado después por
Skaergaard, lo comprueban en magma residual alto en Fe producido con líquido conjugado
coexistente. Uno rico en Fe y P, y bajo en Si. El otro rico en Si y pobre en Fe y P.
Evidencias para esta inmicibilidad se puede apoyar también en la presencia de dos
vidrios de diferente composición, que manifiestan más obviamente, por el contraste de
color e índice de refracción. Evidencias similares para magmas conjugados ricos en Fe y Si,
allí son encontrados en intersticios microscópicos entre granos minerales en
basaltosferrosos lunar.
Transporte de vapor: Este es otro proceso que conduce a la diferenciación y supone
la presencia de una fase gaseosa. Si se estable una corriente ascendente de burbujas de gas,
es concebible que dichas burbujas puedan adherirse a los cristales y hacerlos flotar hacia
arriba, o bien que puedan originar la elevación de los líquidos intersticiales.
Ciertos constituyente como el Na y en algún grado el K, Fe y el Si, normalmente
considerados constituyentes condensados (espesados), pueden ser concentrados para un
alcance significativo en cualquier separación de la fase volátil, especialmente del agua a
altas temperaturas.
La existencia de finitas aureola cerca en el cuerpo rocoso alcalino es una
manifestación de tal transporte. Pero no es una evidencia concreta para el cuerpo del
magma natural enriquecido por constituyentes volátiles transportado.
Resumen
El proceso de formación de las rocas es mucho más complejo de lo que uno supone,
ya que en ellos están involucrado una variedad de procesos, que junto con la composición
concreta del magma van a dar lugar a distintos tipos de rocas, pero en términos generales, la
cristalización de los minerales durante el enfriamiento del magma, sigue una secuencia
determinada, la que se conoce con el nombre de Serie de Bowen. La mayor o menor
evolución de la serie depende fundamentalmente del contenido inicial de sílice. Por
ejemplo la temprana separación del olivino, del piroxeno y de la plagioclasa cálcica,
tenderá a enriquecer a la mayoría de los tipos de magma en álcalis y sílice; a su vez el
magma empobrece en magnesio y calcio, y en muchos casos también en hierro.
Por otra parte, la composición del magma impone restricciones a esta secuencia, de
forma que si éste es pobre en sílice y rico en Mg, Fe, Ca (magma máficos) solamente
cristalizará los primeros términos de las dos series(olivino, piroxeno; plagioclsa cálcica),
mientras que en los magmas más ricos en sílice y pobres en Mg y Fe (magmas félsicos) se
formarán esos minerales durante los primeros estados de la cristalización magmática, pero
reaccionarán con el fundido sucesivamente para dar términos más evolucionados de la
serie, y la roca finalmente estará formada por cuarzo, feldespato potásico, plagioclasa
sódica y biotita. En las rocas formadas a partir de magmas de composición intermedia
encontraremos, por tanto, plagioclasa intermedia, anfíbol y piroxeno como minerales
característicos (ver fig.3).
Fig. 3. Aquí se muestra un resumen de los tipos de roca que se forman en una secuencia, el
tipo de minerales que se pueden encontrar en cada tipo de roca. También se puede ver hacia
donde va el incremento de sílice, potasio, sodio (hacia la izquierda) y el incremento que
tendría el magma en calcio, hierro, magnesio (hacia la derecha).
Por último se muestra un resumen de la composición hecha en porcentaje para los tipos de
rocas intrusivas y sus equivalentes extrusivos, de acuerdo a valores aproximados de los
principales elementos. Mostrando además los minerales mayores, menores, etc.
respectivamente (Fig.4).
Fig.4.
Bibliografía
Anguita, F. Y Moreno F., 1991 Procesos Geológicos internos, 204-212 pág.,Rueda, Madrid.
Best, M., 1982 Igneous and Metamorphic Petrology, W.H.Freeman and Company, 315-323
pág.,New York.
Huang, W. 1968 Petrologia, Hispano-Americana,84 pág., México.
Melendez, B. Y Fuster, J., 1978 Geología, paraninfo, 911 pág., Madrid.
Wilson, M. 1989 Igneous Petrogenesis a Global Tectonic Approach, Chapman  Hall, 2023,208,209,82-85 pág., London.
http::www.uclm.es/users/higueras/yynxm/YM10.html
http::wwwuam.es/personal_poli/ciencias/casado/endogenas/igneas.html
http:://cipres.cec.uchile.cl/~agallego/clasifirocas.html
http::geocities.com/geociencias.mx/magmatismo.html