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Contenidos de la
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Introducción
Lava
Volátiles
Gradiente Geotérmico
Fundición
Tipos de rocas ígneas
Origen de las rocas ígneas
Diferenciación magmática
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Textura porfídica de una Andesita (roca volcánica).
véase en
grande
↑ Actividad del volcán Lascar en el Norte de Chile. Véase Museo Virtual
↑ Diques en el Norte de Chile, cerca de Chañaral Véase Museo Virtual
↑
Granito
Véase Museo
Virtual
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El ambiente magmático incluye todos los procesos
de la fundición y cristalización de rocas y minerales en la naturaleza.
Además, hay que tomar en cuenta los ambientes relacionados a los procesos
magmáticos como la actuación de los fluidos acuosos. Según la definición
internacional las acciones hidrotermales (alteración
hidrotermal y
metasomatosis) se relaciona al ambiente metamórfico. Aquí, en estas
páginas, se discute el hidrotermal en conjunto con el ambiente magmático.
Más en detalle los procesos hidrotermales se discute en los
Apuntes
Depósitos Minerales.
El magma se puede definir como una mezcla de componentes
químicos formadores de los silicatos de alta temperatura, normalmente incluye
sustancia en estado sólido, líquido y gaseoso debido a la temperatura del
magma que es por encima de los puntos de fusión de determinados componentes
del magma. En esta mezcla fundida los iones metálicos se mueven más o menos
libremente. En la mayoría de los magmas algunos cristales formadores durante
las fases previas de enfriamiento de magma se encuentran suspendidos en
la mezcla fundida. Una porción alta de cristales suspendidos y material
líquido imprime al magma algunas de las propiedades físicas de un sólido.
Además de líquidos y sólidos el magma contiene diversos gases disueltos
en el.
El punto de fusión del magma se ubica en profundidades entre 100 y 200 km,
es decir en el manto superior. Se supone que sólo una porción pequeña del
material del manto está fundida, lo demás está en estado sólido. Este estado
se llama la fusión parcial. La porción fundida es un líquido menos denso
en comparación con la porción sólida. Por consiguiente tiende a ascender
a la corteza terrestre concentrándose allí en bolsas y cámaras magmáticas.
Por ejemplo, el magma máfico, que asciende continuamente a lo largo de los
bordes de expansión en los océanos se reúne en cámaras magmáticas cerca
de la base de la corteza oceánica en profundidades entre 4 y 6 km por debajo
del fondo oceánico.
El magma emplazado en alta profundidad en la corteza terrestre enfría lentamente.
En la formación del magma la presión juega un papel importante. A alta presión
las temperaturas de cristalización de los minerales son altas también. Una
disminución de la presión tiene en consecuencia una disminución en la temperatura
de fusión o cristalización de los minerales. De este modo en altas profundidades
en la corteza terrestre y en el manto superior puede producirse el magma
a partir de material sólido.
Comparamos el material sólido rocoso situado en altas profundidades es decir
en el manto superior con un volumen de agua encerrado en una olla de presión
hirviéndose por ejemplo a una temperatura de T = 120°C. ¿Cómo el agua se
convierte en vapor? ¿O es decir cómo el material rocoso se convierte en
un magma? Hay dos posibilidades:
1. Se puede intensificar el fuego o es decir aumentar la temperatura hasta
que el agua está en ebullición.
2. Se puede abrir la olla de presión o es decir disminuir la presión, el
agua saldrá de la olla en forma explosiva y gaseosa.
En el caso del material rocoso situado en el manto superior la disminución
de la presión (la segunda alternativa) es la más probable para la fundición
del material rocoso y la generación del magma.
4.1.1 Lava
Lava se denomina la porción del magma, que aparece en la superficie terrestre
y que entra en contacto con el aire o con el agua respectivamente. La lava
se enfría rápidamente. (véase Rocas volcánicas)
El enfriamiento rápido produce la textura típica de rocas extrusivas. Si
la lava llega en contacto directo con el agua se forman estructuras típicas
como pillow-lavas o en español: Lava almohadillada.
4.1.2 Volátiles
Volátiles son sustancias químicas líquidas y gaseosas que mantienen el estado
líquido o gaseoso a una temperatura (temperatura de fusión o de condensación
respectivamente) más baja que la de los silicatos caracterizados por temperaturas
de fusión relativamente altas.
El magma contiene entre otros los componentes volátiles siguientes:
Agua como gas disuelto: 0,5 - 8% del magma y 90% de todos los volátiles.
Carbono en forma de CO2, Azufre S2, Nitrógeno N2,
Argón Ar, Cloruro Cl2, Flúor F2 y Hidrógeno H2.
Durante la cristalización del magma los volátiles son separados del magma
en consecuencia de su temperatura de fusión o condensación respectivamente
mucho más baja que la de los silicatos.
Los volátiles se liberan junto con el magma emitido por un volcán, por ejemplo.
La liberación de los volátiles es responsable de la formación de nuestra
atmósfera y de la hidrosfera.
4.1.3 Gradiente geotérmico
El gradiente geotérmico en la corteza o es decir la subida de la temperatura
con la profundidad es como promedio 1°/30m o 30°/1km. En una zona de subducción
a lo largo de la placa hundida el gradiente geotérmico es menor, aproximadamente
5°C a 10°C/1km. En un arco magmático el gradiente geotérmico es mayor y
puede alcanzar 90° a 100°/km.
4.1.4 Como se funde una roca en la naturaleza
Cada mineral tiene su propia temperatura de fusión para definidas condiciones
(como presión, composición química).
En lo siguiente se presenta la temperatura de fusión (Tf) de algunos minerales
y rocas para presiones definidas.
Condiciones de fundición de algunas rocas y minerales | ||||
Mineral o roca | Formula estructural | Presión en kbar | Profundidad corr. en km | Temperatura de fusión Tf en °C |
Olivino | (Mg, Fe)2SiO4 | 0,001 (= 1 bar) | 0 | 1600-1800 |
Anortita | CaAl2Si208 | 0,001 | 0 | 1200-1400 |
Fierro | Fe | 0,001 | 0 | 1500 |
Fierro | Fe | 40 | 100 | 1650 |
Roca básica seca | 60% de piroxeno, 40% de anortita | 8 | 20 | 1360-1400 |
Roca básica con una proporción substancial de agua | 60% de piroxeno, 40% de anortita, agua | 8 | 20 | 700-1000 |
www.geovirtual2.cl |
Se concluye,
- que en ausencia de agua un aumento en la presión tiene un aumento en la
temperatura de fusión como consecuencia o viceversa una baja de la presión
resulta en una disminución de la temperatura de fusión de una sustancia.
- que la temperatura de fusión de una roca seca es mayor en comparación
a la temperatura de fusión de la misma roca con la presencia substancial
de agua.
Por consiguiente, la presencia de agua disminuye la temperatura de fusión
de los silicatos en el magma. Un magma ascendente, que contiene agua y que
está expuesta a una disminución progresiva de la temperatura al subir desde
la corteza puede llegar a profundidades someras e incluso a la superficie
terrestre antes de solidificarse.
El proceso de fundición requiere una temperatura relativamente
alta en conjunto de presiones relativamente bajas. Un ambiente común son
zonas de subducción relacionadas a márgenes continentales activos.
Alrededor en 100 kms de profundidad las condiciones se optimizan
(presión baja, temperatura relativamente alta). Se puede imaginarse un
inicio de la fundición parcial con un "balooning" y después la formación
de un diapiro (ojo: la palabra diapiro se usan en relación a magmatismo,
pero igual en la formación de diapiros de sal, en el ambiente
sedimentario). El magma relativamente rico en ferro-magnesianos comienza
su asenso hacia arriba. Procesos como la
diferenciación,
contaminación producen fuertes cambios de la composición del magma.
Hoy se discuta además el modelo MASH (melting-assimilation- storage- homogenization zone in
plate tectonics (Hildreth and Moorbath, 1988).
De toda manera, finalmente la cámara magmática llega a profundidades
entre 7 y 10 kilómetros, donde se detiene. Sí el ambiente tectónico lo
permite se pueden formar cuerpos hipabisales como diques, stocks,
laccolitos entre otros. También el magma puede llegar a la superficie,
transformándose a lava y formando volcanes, rocas extrusivas.
Tipos de rocas ígneas
y su reconocimiento:
Rocas ígneas o magmáticas | |||
Rocas intrusivas o rocas plutónicas | Rocas subvolcánicas o hipabisales | Rocas extrusivas o volcánicas | Rocas volcanoclásticas |
Cristalización en altas profundidades | Cristalización en baja profundidades | Cristalización a la superficie | Cristalización superficial o en la atmósfera |
Enfriamiento lento | enfriamiento mediano | enfriamiento rápido | enfriamiento muy rápido |
cristales grandes : macrocristalino - faneritico | cristales grandes o pequeños | cristales pequeños y tal vez fenocristales | cristales pequeños |
sin minerales amorfos: holocristalino | casi sin minerales amorfos: holocristalino | con minerales amorfos | con minerales amorfos: hemicristalino, hialino |
sin porosidad: compacto | casi sin porosidad | con porosidad | tal vez textura espumosa |
textura equigranular | textura equigranular o porfídica | grano fino (afanitico) o textura porfídica | grano fino con bombas o clastos |
cristales hipidiomórfico | cristales hipidiomórficos o/y fenocristales idiomorficos | fenocristales idiomorficos | cristales con contornos fundidas |
www.geovirtual2.cl |
Las rocas ígneas o magmáticas se puede subdividir
en 2 o mejor en 4 subgrupos. Los dos más importantes serían las
rocas intrusivas (cristalización en altas profundidades, adentro de
la tierra), las rocas extrusivas o volcánicas (cristalización a la superficie
de la tierra). Además existe el grupo de las
rocas subvolcánicas o hipabisales (cristalización adentro de la tierra
pero en sectores cercanos de la superficie y el grupo de las rocas piroclasticas
cuales se forman en conjunto de procesos atmosféricos como el viento.
Un cuerpo de rocas cristalizado en altas profundidades se
llama intrusión. Cuerpos intrusivos muy grandes se llaman batolito. Intrusiones
y batolitos tienen un techo, es el sector del contacto arriba a las rocas
de caja. Algunas veces se caen rocas de la caja al magma cuales no se funden.
Estos trozos extraños se llaman xenolitos.
Un cuerpo intrusivo con un ancho de algunos kilómetros contiene una energía
térmica tremenda y va a afectar las rocas de caja en una zona de contacto.
Las rocas de este zona se convierten a causa de la temperatura a rocas metamórficas
(metamorfismo
de contacto).
Generalmente un magma tiene un peso específico menor como una roca sólida,
por eso un magma puede subir hacia arriba apoyado por la alta presión y
por los gases adentro del magma y como factor muy importante por un régimen
tectónico de expansión. Sí el magma sube hacia la superficie se va a formar
un volcán. Pero algunas veces no alcanza para subir hacia la superficie
por falta de presión, entonces se van a formar diques
(foto), stocks o lacolitos cuales
pertenecen a las rocas hipabisales.
(apófisis
en la literatura histórica)
3.1 Diferenciación
por cristalización -Cristalización de un magma de silicatos
La formación de magmas parciales
Contenido Geología General
I. Introducción
1. Universo
- La Tierra
2. Mineralogía
3. Ciclo geológico
Intro: Las rocas ígneas
Diferenciación y Bowen
Secuencia magmática
Denominación por SiO2
Diagrama STRECKEISEN
Clasificación por máficos
Intrusivas
Hipabisales
Volcánicas
Piroclásticas
Geoquímica magmática
5. Sedimentario
6.
Metamórfico
7.
Deriva Continental
8. Geología Histórica
9. Geología
Regional
10. Estratigrafía
- perfil y mapa
11.
Geología Estructural
12. La Atmósfera
13. Geología económica
Anexos:
Bibliografía
Índice
de términos
Animaciones
Streckeisen
pauta
Apuntes
Principios de las ciencias
Apuntes Geología
General:
Rocas magmáticas
Sedimentología
Rocas metamórficas
Cristalización
Apuntes Geología
General:
texturas rocas magmáticas
textura de rocas sedimentarias clásticas
Rocas metamórficas
Textura porfídica
magmáticas
sedimentarias
metamórficas
Museo Virtual - fotos de muestras
Colección de minerales
Minerales
de mena por grupo
Minerales de mena por elemento
Índice
de palabras
Bibliografía
Museo
Virtual
Colección virtual de minerales
Autores de trabajos históricos
Historia
Minería, geociencias
Historia geociencias y minería
Geología v/s geognosía (Naumann)
Archaeoptrerix (Vogt, 1866)
Apuntes Geología General
Apuntes Geología Estructural
Apuntes
Depósitos Minerales
Colección de Minerales
Periodos y épocas
Figuras históricas
Citas geológicas
Exploración
- Prospección
Textura porfídica
magmáticas
sedimentarias
metamórficas
Bibliografía
Fotos: Museo Virtual
Recorrido
Geológico
fotos geológicas
GIF´S
Animaciones
Apuntes
Depósitos Minerales
Sudbury
No se permite expresamente la re-publicación de cualquier material del Museo Virtual en otras páginas web sin autorización previa del autor: Condiciones, Términos - Condiciones del uso
Literatura:
HURLBUT, C.S. & KLEIN, C. (1982): Manual de Mineralogía de Dana. Reverté, Barcelona.
HURLBUT, C.S. & KLEIN, C. (1993). Manual of Mineralogy. John Wiley and Sons,
New York.
KLEIN, C. (1993). Minerals and Rocks. John Wiley and Sons, New York.
MARESCH, MEDENBACH & TROCHIM (1987): Gesteine.- Die Farbigen Naturfuehrer; 287
páginas, Mosaik Verlag, Muenchen.
MARESCH, W., MEDENBACH, O. & TROCHIM, H.D. (1990): Rocas. 287 páginas, Blume
(editorial).
MATTHES, S. (1987): Einfuehrung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstaettenkunde.-
444 pág., 165 fig., 2 tablas, Springer Verlag, Berlin
PICHLER, H. & SCHMITT-RIEGRAF, C. (1987): Gesteinsbildende Minerale im Duenschliff.-
230 pág., 322 fig. 22 tabl, Enke Verlag
WILSON (1989): Igneous Petrogenesis (A global tectonic approach).- 466 páginas,
Allen & Unwin
WIMMENAUER, W. (1985): Petrographie der magmátischen und metamorphen Gesteine. -381
pág., 297 fig. Enke Verlag, Stuttgart.
Listado Bibliografía
para Geología General
Revistas:
HILDRETH, W., and Moorbath, S. 1988, Crustal contributions to arc magmatism in the
Andes of central Chile: Contributions to Mineralogy and Petrology, v. 98, p. 455–
48
Yoshihiko Tamura, Yoshiyuki Tatsumi, Dapeng Zhao, Yukari Kido and Hiroshi Shukuno
(2002): Hot fingers in the mantle wedge: new insights into magma genesis in subduction
zones . - Earth and Planetary Science Letters; Volume 197, Issue 1-2,
Pages 105-116
[Earth
and Planetary Science Letters: Índex]
R. B. Trumbull, R. Wittenbrink, K. Hahne, R. Emmermann, W. Büsch, H. Gerstenberger
and W. Siebel (1999): Evidence for Late Miocene to Recent contamination of arc andesites
by crustal melts in the Chilean Andes (25–26°S) and its geodynamic implications.
-Journal of South American Earth Sciences; Volume 12, Issue 2; Pages 135-155
[Journal
of South American Earth Sciences - índex]