Tema3: El magma y las rocas volcánicas.

Transcripción

1 Tema3: El magma y las rocas volcánicas. Magmatismo y rocas magmáticas. Las rocas ígneas constituyen el 80% de la corteza terrestre. Estas rocas están formadas por los ocho elementos más abundantes de la corteza terrestre: Si, O, Al, K, Ca, Na, Fe y Hg y el nitrógeno en forma de ión OH-, además de estos compuestos también por diversos silicatos (que componen casi el 99% de las rocas ígneas). Magma. El magma es una mezcla de ingredientes químicas de silicatos a altas temperaturas, normalmente un magma puede incluir sustancias en los 3 estados (sólido, líquido y gaseoso). Una gran proporción de estos magmas consisten en un líquido caliente o mezcla fundida (lava) cuya presencia se debe a que la temperatura del magma se encuentra por encima de la temperatura de fusión de los ingredientes del magma. Este se desplaza con mayor o menor libertad sin estar en estructuras cristalinas. Sin embargo, los tetraedros de Si y O probablemente se mantienen intactos y pueden hallarse unidos con otros tetraedros en cadenas y en mallas complejas pero irregulares. En la mayoría de los magmas se encuentran los cristales formados durante fases previas al enfriamiento del magma. Si esta proporción entre cristales y el material líquido es alta, imprime al magma algunas propiedades físicas de los sólidos. El magma que aparece en superficie y entra en contacto directo con aire o agua se llama lava y su emanación desde la tierra sólida nos prueba que el magma existe. Origen del magma. Este puede formarse por la fusión de la roca sólida en determinadas zonas de la profundidad de la astenosfera (temperatura cerca del punto de fusión). Los módulos de rigidez calculados por las ondas sísmicas pueden hacer que exista un 5% de fusión parcial generándose los magmas a una profundidad entre 100 y 200 km. Se supone que el volumen de magma mágmico que asciende a lo largo de los bordes de los bordes de expansión de placas, se reúne en capas magmáticas en la corteza oceánica a una profundidad entre 4 y 6 km (dorsales oceánicas). El magma se ubica en dos grandes zonas: Bajo la corteza oceánica con migración hacia las dorsales. Subducción litosférica con migración hacia la superficie, lo que implica grandes cambios en sus propiedades físicas y químicas.

2 Volátiles. En un magma el ámbar se presenta como un gas disuelto además, de los disueltos en agua. Los volátiles son las sustancias químicas que se mantienen en estado líquido y gaseoso a una temperatura mucho más baja que los silicatos que contienen los minerales. Es decir, estos se van quedando separados del magma a modo que disminuye la temperatura y cristalizan los silicatos. Cálculos de la proporción de agua en magma muestran una proporción de agua volátiles entre 0,5 y 0,8 % mientras que una roca ígnea puede tener un 1% de volátiles. Esta agua queda atrapada en los minerales durante la cristalización. Además del agua incluye C, S, N, Ar, Cloruro, Flúor, H, etc Temperatura y presión del magma. La temperatura aumenta con la profundidad en torno a 1 ºC cada 33 km y la temperatura del magma puede oscilar entre 700 y 1500 ºC. Así tenemos que la temperatura va aumentando de 1 ºC en 1ºC hasta los 300 km cayendo cuando llega a la astenosfera entre los 700 y 1500 ºC. Podemos calcular la temperatura de fusión sirviéndonos de las curvas de temperatura-profundidad y además poder deducir así también la profundidad de la fusión del magma. Pero las temperaturas de fusión en varios silicatos varía según ciertos factores como por ejemplo: la presión. MAYOR Presión MAYOR P. Fusión. Hacia el interior de la tierra la presión confinante aumenta con la profundidad. El aumento de presión provoca el aumento de la temperatura de un mineral o roca. Pero la presencia de agua reduce el punto de fusión, por ejemplo: Roca seca(feldespato+piroxeno)1800 ºC a 20 km Roca seca(feldespato+piroxeno) +con agua 700 a 2000 ºC a 20 km Viscosidad de un magma. Esta define la movilidad de un magma en función de la temperatura y la presión del mismo. A igual presión, la viscosidad disminuye con la temperatura (Más caliente Más fluido). A igual temperatura, la viscosidad aumenta con la presión (Más comprimido Más inmóvil). A mayor presencia de volátiles disminuye la viscosidad (Más volátiles Menor viscosidad).

3 Composición química del magma. Composición mineralógica del magma.

4 Cristalización de los magmas. Es el proceso de cambio de un líquido a un sólido, el cual empieza a dar lugar en un magma de silicatos cuando se da una combinación crítica de temperatura y presión. Es en la precipitación de minerales durante el enfriamiento de un magma cuando se produce la cristalización del mismo. Series de reacción de Bowen. Forma en la que se va a formar los minerales. Los minerales mágmicos siguen una reacción discontinua y los feldespatos siguen una reacción continua. Bowen demostró que conforme se enfría un magma basáltico los minerales tienden a cristalizar en un determinado orden que está en función de sus puntos de fusión, por ejemplo: el mineral ferromagnésico Olivino el enfriamiento genera una plagiocla que forma piroxeno. Fraccionamiento de un magma. El magma que cristaliza retiene todos los minerales cristalinos. Pero esto no puede suceder sino que en muchas ocasiones los minerales cristalizados quedan separados por la fusión de silicatos restantes en un proceso denominado fraccionamiento. Ejemplo: ciertos cristales pueden quedar rezagados mientras sube el magma y pueden formar una capa en la base del cuerpo magmático. De esta manera la composición de estos minerales van a modificar las reacciones que puedan existir. Diferenciación magmática. Bowen demostró como cristalizan los cristales del magma, pero como se explica la reacción de estos:

5 -Sedimentación magmática: Este proceso ocurre si los minerales formados en primer lugar son más densos que la porción liquida que queda de magma y se hunde en la capa magmática. -Diferenciación magmática: Se produce cuando el resto de minerales se solidifica, la formación de más de un magma a partir de uno solo se denomina diferenciación magmática. -Asimilación magmática: Cuando una vez formado el magma su composición puede variar dentro de la incorporación de material extraño. Ejemplo: cuando el magma asciende puede incorporar rocas de los alrededores, se denomina asimilación magmática. -Mezcla de magma: Se produce cuando un cuerpo magmático es instruido por otro produciéndose una mezcla de composición diferente. Rocas ígneas. Intrusivas o plutónicas. Si la velocidad de enfriamiento del magma es pequeña y la presión a la cual está sometido es multidireccional, la cristalización puede tardar millones de años, dando lugar a rocas cristalizadas bien formadas. Extrusivas. Cuando las condiciones de enfriamiento son más rápidas, bien porque el magma haya llegado a la superficie o el tiempo de consolidación es muy breve, los materiales no tienen tiempo de reordenar sus partículas por lo que dan una materia microcristalina a la que se denomina roca volcánica o subvolcánica extrusiva. Filonianas. Entre ambos tipos se encuentran todos los términos de transición. Que presentan una cristalización muy particular debido a que los elementos de mayor movilidad escapan formando soluciones fluidas que acaban enfriándose y cristalizando en fracturas de las rocas encajantes. Texturas ígneas. El termino textura se utiliza para descubrir el aspecto general de la roca en función del tamaño, forma y ordenación de los cristales. También se utiliza este término para definir el conjunto de observaciones de la roca que se observa al microscopio.

6 Existen tres factores importantes del magma: Velocidad de enfriamiento. Cantidad de sílice. Cantidad de gases disueltos. Cuando el magma se enfría, disminuye su movilidad de iones y un cuerpo magmático a cierta profundidad se enfría en millones de años dando lugar a cristales de mayor tamaño. Si se enfría más deprisa puede no haber tiempo para que los iones formen una red cristalina. A estos iones se les llama vidrio. -Fanerítica: de grano grueso, enfriamiento lento y de cristales grandes y visibles. -Afanítica: de grano fino, se produce en las rocas ígneas de la superficie en las que el enfriamiento es relativamente rápido. Cristales microscópicos, puede contener vesículas. -Porfídica: se produce en masas de rocas localizadas profundamente y pueden tardar millones de años en solidificar. Es posible encontrar cristales grandes incrustados en una matriz de cristales más pequeños y otros en pleno proceso de formación. -Vítra: se produce en las erupciones volcánicas de rocas fundidas al ser expulsadas a la atmosfera, las cuales sufren un enfriamiento rápido, por ejemplo: las vidrieras naturales. -Piroclástica:se forma cuando algunas rocas ígneas se forman por consolidación de fragmentos de rocas que son expulsados durante las erupciones volcánicas violentas. También podemos clasificarlas según el grado de cristalinidad:

7 Estructuras ígneas. Son el conjunto de características que se pueden observar en un afloramiento y que se determinan por la orientación de ciertos minerales prácticamente visibles. -Lineal: los minerales se disponen en línea. -Orbital: los minerales se disponen en círculos. -Cavernosa: cavernas en las roca. Afloramiento. Forma de representar las rocas en superficie y las relaciones con las rocas circundantes. -Plutón: cuerpo de rocas ígneas intrusivas muy grande. -Batolito: masa de rocas plutónicas que aflora en superficies con más de 100 km². -Cacolito: forma ventricular de una roca plutónica. -Lopulito: masa en forma de tubo. -Filón: cuerpo intrusivo con una superficie paralela que corta las rocas encajantes. Volcán. Montículo formado por materia producido por la reiterada expulsión ígnea desde chimeneas que están agrupadas unas cerca de otras, la materia se acumula en un montículo y a tales acumulaciones se llaman volcanes. Hay muchas formas de volcanes. El término vulcanismo implica todas las formas de emisión de volcanes y también todo el conjunto de tefras. Las lavas pueden ser: que tienen viscosidad baja y el gas escapa fácilmente o acidas de viscosidad alta más lentas y los gases son explosivos y acumulan grandes masa en el cono del cráter.

8 Naturaleza volcánica. La actividad volcánica puede percibirse como un proceso que produce una estructura en forma de cono que hace erupción de manera violenta con cierta periocidad. Los principales factores que influyen son: La composición del magma y la cantidad de gases disueltos. Estos factores, afectan en grado variable a la movilidad del magma. La erupciones sucesivas a partir de una chimenea central dan lugar a una superficie montañosa que denominamos volcán. En la cima de muchos volcanes hay un cráter de manera empinada. El cráter está conectado con la cámara magmática a través de un conducto o tubo que termina en una apertura que es la chimenea. Algunos volcanes tienen depresiones en sus cimas y se conocen como calderas. La lava no siempre aparece de un con central si no que puede haber pequeños conos parásitos (conos de cenizas, conos compuestos, nubes ardientes). Tipos de lavas. El magma que llega a la superficie da lugar a una amplia variedad de fenómenos ígneos de variada forma interna como son las estructuras internas y las texturas. Lava se emplea tanto para el magma líquido como para el magma ya solidificado. Estas se clasifican en acidas (+70% de sílice), intermedias (50-70% de sílice) y básicas (-50% de sílice). Estas tienen una serie de propiedades de temperatura, viscosidad y explosividad. Temperatura: varía entre 1100 y 1200 ºC en los magmas basálticos y entre 800 y 1100 ºC en los célsicos. Viscosidad: propiedad de todos los fluidos que describe el grado de resistencia de ese fluido. Está en función de la temperara y de la presión. Explosividad: las lavas básicas no son explosivas y las acidas si lo son. Las lavas basálticas tienen temperatura más altas, viscosidad más baja mientras que las acidas son al revés. Materiales expulsados por un volcán. -Colada de lava: es una lengua de lava formada en un momento y lugar determinado. -Materiales piroplástico: son fragmentos de rocas y minerales arrojados por una chimenea bajo la presión de los gases presentes en el magma que se expanden rápidamente: cenizas y polvo, lapilli, bloques y bombas. Lo que da lugar a depósitos que son acumulaciones de estos materiales. Estos minerales son transportados por el aire o por el agua y van a formar brechas -Gases:

9 Actividad ígnea plutónica. Las estructuras que son consecuencias del material ígneo en profundidad se denominan plutones. Aparecen en una gran variedad de tamaños y formas: -Diques, Sills, Lacolitos, Batolittos.