CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
PETROLOGA [email protected]
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
EL CICLO DE LAS ROCAS(CICLO GEOLGICO)
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
PETROLOGAEs la rama de la geologa que estudia las rocas, entendindose por roca, cualquier agregado natural de minerales o de mineraloides como el vidrio. La petrologa para su estudio se divide en: Petrografa: se ocupa de los aspectos descriptivos de las rocas, tales como la forma, estructura, textura, composicin y clasificacin. Petrognesis: se encarga de estudiar y explicar el origen de las [email protected]
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
PETROGNESIS1. DEFINICIN DE MAGMA 2. ORIGEN DE LOS MAGMAS 3. TIPOS DE MAGMAS 4. DIFERENCIACIN MAGMTICA 5. DIFERENCIACIN MAGMTICA SENSU STRICTO 6. CRISTALIZACIN FRACCIONADA 7. ASIMILACIN MAGMTICA 8. MEZCLA DE [email protected]
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
MAGMAEl magma se puede definir como un sistema multicomponente compuesto de una fase lquida que contiene todos los elementos en solucin, principalmente silicatos (obviamente fundidos); varias fases slidas en forma de cristales en suspensin, como olivino, piroxenos, plagioclasas, etc., y, bajo ciertas condiciones, puede estar presente tambin una fase gaseosa, constituida esencialmente de vapor de agua (H2O), con cantidades menores de CO2, HCl, HF, SO2, H2, BO3, etc.
TEMPERATURAS DE FORMACINLas temperaturas de formacin varan entre 700 C y 1200 C, pero en estudios de laboratorio los magmas cidos arrojan temperaturas de 600 C a 700 C, y para magmas bsicos de hasta 1400 [email protected]
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
DEFINICIONES (1)Las rocas gneas se forman cuando un magma se enfra y solidifica. el nombre proviene del latn ignis, que significa fuego. La mayor parte del magma se compone de iones mviles de los ocho elementos ms abundantes de la corteza terrestre y que son, adems los principales constituyentes de los silicatos. Las rocas gneas extrusivas o volcnicas se forman cuando el magma se enfra en la superficie. las rocas gneas intrusivas o plutnicas se solidifican a profundidad. Las rocas gneas constituyen la mayor parte del manto y de la corteza de la [email protected]
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
DEFINICIONES (2)Conforme un magma se enfra, los iones que lo componen se disponen segn modelos ordenados durante un proceso denominado CRISTALIZACIN.
El enfriamiento lento se traduce en la formacin de cristales grandes, mientras que el enfriamiento rpido da lugar a cristales pequeos.Cuando el material fundido se enfra instantneamente se forma una masa de tomos desordenados a la que se conoce como VIDRIO. Los primeros minerales que se forman tienen espacio para crecer y tienden a tener caras cristalinas mejor desarrolladas que los ltimos, que rellenan el espacio [email protected]
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
VISCOSIDAD DE LOS MAGMASLa viscosidad de los magmas vara de acuerdo a la composicin y la temperatura de los mismos. As, los magmas bsicos (bajo contenido de SiO2) son ms calientes y menos viscosos que los magmas cidos (alto contenido de SiO2).V I S C O S I D A D
(-)
MAGMAS BASLTICOS
1000 0C A 1200 0C
MAGMAS ANDESTICOS
800 0C A 1000 0C
(+)
MAGMAS RIOLTICOS
600 0C A
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
ORIGEN DE LOS MAGMASExisten varias hiptesis que tratan de explicar la gnesis de los magmas, siendo las dos que se mencionan a continuacin, las ms aceptadas. Cmaras o depsitos de las cuales escapan a lugares de menor presin, es decir a la superficie. Fusin local de rocas preexistentes.
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
los magmas se generan a partir de rocas esencialmente slidas de la corteza y el manto. Adems de la composicin de las rocas, su temperatura, su profundidad (presin de confinamiento) y su contenido en voltiles determinan si estar en forma lquida o slida. Por tanto, un magma puede generarse mediante la elevacin de la temperatura de una roca, como sucede cuando una corriente caliente ascendente del manto se estanca debajo de las rocas de la corteza. Una disminucin de la presin tambin puede fundir las rocas La introduccin de voltiles, en particular agua puede disminuir el punto de fusin de una roca lo suficiente para generar un magma.
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
Dado que la fusin no es generalmente completa, un proceso denominado fusin parcial produce un fundido originado a partir de los minerales que funden a menor temperatura, que tienen un contenido ms elevado en slice que la roca original. Por tanto, los magmas formados por fusin parcial estn ms prximos al extremo flsico del espectro de composicin que las rocas de las cuales proceden. En la tabla que se muestra a continuacin se indica la generacin de los tres tipos principales de magmas, de acuerdo con el material original, el ambiente tectnico y el proceso involucrado.
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
Tabla II.3.- GENERACIN DE MAGMAS POR FUSIN PARCIALMAGMA GENERADO
MATERIAL ORIGINAL
AMBIENTE
PROCESO
Peridotita del manto superior
Dorsales ocenicas
Fusin selectiva
Basltico
Corteza ocenica
Zonas de subduccin
Fusin parcial
Andestico
Corteza continental
reas continentales
Anatexis
Rioltico
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
GENERACIN DE MAGMAS POR FUSIN PARCIAL
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
TIPOS DE MAGMAS(Hiptesis sobre el origen de las rocas gneas) Cada tipo ha sido engendrado por un magma particular Existencia de dos (basltico y grantico) magmas originales,
Slo un magma original (basltico), como resultado de dos fenmenos principales: la diferenciacin magmtica y la [email protected]
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
DIFERENCIACIN MAGMTICADefinicin: La diferenciacin magmtica es el conjunto de procesos mediante los cuales un magma madre, ms o menos homogneo, se separa en fracciones que llegan a formar rocas de composiciones diferentes. Se distinguen dos tipos de diferenciacin: La diferenciacin magmtica sensu stricto, o sea la separacin de una o varias fases lquidas a partir del magma madre, antes de la cristalizacin. La cristalizacin fraccionada, que es la separacin consecutiva de una o varias fases slidas a partir del magma inicial.
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
DIFERENCIACIN MAGMTICA SENSU STRICTODentro de la separacin de fases lquidas antes de la cristalizacin se tienen los siguientes procesos:
Miscibilidad limitada .- Segn este proceso, un magma lquido homogneo, se separa en dos o ms fracciones lquidas homogneas al enfriarse, sin embargo se ha comprobado que los silicatos en fusin son miscibles entre s en todas proporciones, por lo que la generacin de diferentes magmas por este proceso es [email protected]
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
Por transferencia gaseosa.- Se ha podido comprobar que el vapor de agua es capaz de disolver y transportar la slice y las sales alcalinas. De manera anloga, una corriente gaseosa que atraviese una cmara magmtica podra actuar como colector y vehculo de transporte de los constituyentes ms voltiles del magma. Por transferencia acuosa.- Es un proceso parecido al anterior, mediante el cual el agua disuelta en un magma tendera a concentrarse en las zonas de menores presiones y temperaturas, llevando consigo a los elementos alcalinos y algunos metales.
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
Por difusin y conveccin .- Segn el principio de Ludwing y Soret, En una solucin cuyas partes se encuentren a la misma temperatura, los elementos disueltos estn en equilibrio unos con otros; si este equilibrio se rompe, dichos elementos se desplazan hacia las partes fras en cantidades proporcionales a la diferencia de la temperatura.
En la naturaleza, las partes fras de una cmara magmtica son las paredes de la rocas encajonantes; en consecuencia, la cristalizacin comenzara en los bordes y, al formarse los primeros cristales, el magma se empobrecer de los constituyentes de stos, producindose una diferencia de composicin. (de esta manera se explicaran los frentes bsicos de muchos granitos).
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
DIFUSIN Y CONVECCIN
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
Gravedad .- En un magma completamente lquido se puede producir el hundimiento de los iones y molculas de mayor peso, bajo la accin de la gravedad. Sin embargo, Bowen demostr que en los magmas viscosos tal fenmeno se produce con tan extrema lentitud, que no tendra gran importancia.
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
CRISTALIZACIN FRACCIONADALa cristalizacin fraccionada (propuesta por Bowen en 1928), es el proceso de diferenciacin ms importante. Mediante este proceso, en un magma que comienza a cristalizar, las sustancias ms insolubles o ms pesadas son las primeras que cristalizan, como son, en general: Los minerales accesorios, tales como la magnetita, Ilmenita, cromita, esfena, apatito, circn, rutilo, etc. Los minerales esenciales que cristalizan primero como son; el olivino, los piroxenos y las plagioclasas clcicas. Posteriormente cristalizan la anfboles (hornblenda), plagioclasas sdico-clcicas, biotita, feldespatos alcalinos (K), moscovita y [email protected]
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
En la serie de reaccin discontinua cada mineral tiene una estructura cristalina diferente, que se forma a medida que los componentes slidos reaccionan con el fundido restante y producen el siguiente mineral de la secuencia. La serie de reaccin continua muestra que los cristales de plagioclasa ricas en calcio reaccionan con los iones sodio contenidos en el fundido para enriquecerse cada vez ms en sodio. Durante la ltima etapa de la cristalizacin, despus de que la mayor parte del magma se ha solidificado, se generan los minerales moscovita, feldespato potsico y cuarzo.
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
Los cambios en las estructuras cristalinas de los minerales antes mencionados constituyen las series de reaccin de Bowen. (serie continua y discontinua).SERIES DE BOWEN ( 1928 )800 0CT(-)
FELDESPATOS K; CUARZO; MUSCOVITA; ZEOLITAS NaSERIE DISCONTINUA
P
BIOTITA 1000 0C ANFIBOLES
L AG I
SERIE CONTINUA
O C L A S A S
PIROXENOSOLIVINO 1200 0CT(+)
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
Ciertos minerales de las rocas gneas se encuentran normalmente asociados debido a que cristalizan casi a la misma temperatura, como son: Ortoclasa Olivino Hornblenda Oligoclasa Labradorita Andesina
Por el contrario, es muy raro encontrar juntos algunos minerales como:Cuarzo Anortita
MoscovitaOlivino
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
Durante la cristalizacin del magma, si los minerales formados primero son ms densos que el lquido residual, se depositarn en el fondo de la cmara magmtica, durante un proceso denominado sedimentacin cristalina. Debido a que la sedimentacin cristalina elimina los minerales formados en primer lugar, el fundido restante formar una roca con una composicin qumica muy diferente de la del magma [email protected]
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
ASIMILACIN MAGMTICAEs el proceso mediante el cual el magma se incorpora material con el que se halla en contacto, ya sean rocas encajonantes, xenolitos u otro magma de composicin diferente. De este modo, el magma original puede sufrir una modificacin en su composicin. La asimilacin est en contraste con la diferenciacin, por el hecho de estar implicadas dos fuentes primarias que se combinan para producir un magma de composicin intermedia. Conforme el magma empuja hacia arriba, las presiones producen numerosas grietas en la roca que lo rodea. La fuerza del magma inyectado es a menudo lo suficientemente grande como para romper bloques de la roca encajonante e incorporarlos al cuerpo magmtico.
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
El fenmeno de la asimilacin ser ms marcado, si existe una mayor desequilibrio qumico entre el magma y el material incorporado, como el caso del material grantico disuelto por el magma basltico, por lo contrario, un xenolito de arenisca ser difcilmente asimilado por un magma rioltico, dada su composicin qumica similar.
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
ASIMILACIN MAGMTICA
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
MEZCLA DE MAGMASSi dos o ms magmas con diferente composicin qumica se ponen en contacto con otro por debajo de la superficie de la tierra, entonces habr la posibilidad de que se mezclen para producir otro magma de composicin intermedia. Si la composicin qumica de los magmas es muy diferente (basltico y rioltico), entonces existiran varios factores que podran impedir la mezcla.
CAPTULO No. 3
PETROGNESIS DE ROCAS GNEAS
COMPOSICIN QUMICA PROMEDIO DE LAS ROCAS GNEAS