Rocas Ígneas Primera parte Magmas y Rocas Plutónicas GL31A

Menú para Hoy “Rocas Igneas Intrusivas, génesis y clasificación” Entrada: Magma. Génesis y Propiedades. Plato fondo: Transición de Magma a Roca. Postre: Clasificación de Rocas Ígneas Intrusivas

Entrada: Magma, génesis y propiedades. ROCAS IGNEAS Entrada: Magma, génesis y propiedades.

Que es un magma? No es fácil explicar que es un magma, debido en parte a que nos resulta poco familiar o incomprensible poder imaginar una roca en un estado en que es capaz de fluir a través del interior de la tierra. Si bien es posible observar magmas en superficie, su comportamiento está condicionado por las condiciones físicas del medio (P, T ambientes) las que no son en ningún caso comparables con las altas temperaturas y presiones al interior de la tierra.

MATERIAL SILICATADO* FUNDIDO (líquido + gases + cristales) UN MAGMA ES: MATERIAL SILICATADO* FUNDIDO (líquido + gases + cristales) Principales Componentes: Oxígeno Sílice Aluminio Hierro Magnesio Calcio Potasio Sodio Agua CO2 SO4 Los porcentajes en que estos Componentes estén presentes en un magma definen su Composición y determina sus propiedades físicas. La Composición final está determinada por la FUENTE generadora de magma y por su historia pre-enfriamiento (cambios composicionales entre otros).

EL SiO2 VARÍA ENTRE EL 33 Y 75 % EN EL MAGMA. En base al contenido de sílice reconocemos un amplio espectro de magmas que van desde magmas BÁSICOS (SiO2< 55%) hasta ÁCIDOS (SiO2 > 65%). Mayor sílice implica mayor viscosidad del fundido. Los gases disueltos pueden alcanzar el 14% del volumen total del fundido.

*Superficie: Rocas Extrusivas o Volcánicas: lavas y piroclásticas Aparte de la composición del magma, el aspecto del producto final (la roca) dependerá de donde ocurra la cristalización (solidificación): *Superficie: Rocas Extrusivas o Volcánicas: lavas y piroclásticas *Dentro de la Corteza: Rocas Intrusivas A gran profundidad: Plutónicas. A poca profundidad: Hipoabisales. En pequeñas grietas: Filonianas. El ambiente en el cual cristalice un magma controla su tasa de enfriamiento, lo que determinará la apariencia final de la roca producida, i.e., Su Textura.

Generación de Magmas Para generar un magma, se debe calentar lo suficiente un sector de la tierra para que el material presente se funda. El gradiente geotermal por si sólo no es suficiente para esto, si así fuera, bajo una cierta profundidad toda la tierra sería un fundido. Se debe analizar como se funden rocas y minerales

Minerales secos (sin H2O ni CO2) puros

Minerales con H2O y/o CO2 Un mineral que se encuentre a P,T estables puede fundirse al incorporar volátiles al sistema. Es decir al incorporar un nuevo componente el sistema disminuye su punto de fusión.

Concepto de FUSION PARCIAL Rocas “Secas” A diferencia de los minerales, las rocas NO se funden de una sola vez a una P,T determinadas, Concepto de FUSION PARCIAL (Partial Melt)

Rocas “con H2O o CO2”

Pero, ¿Dónde ocurren realmente estas cosas?

Placas Tectónicas

Este mecanismo, es capaz de generar desde magmas Basálticos hasta Graníticos.

Tipos de Magmas Magmas Basálticos (Máficos, Básicos): 45-55% SiO2 T°: 1000-1200° C Magmas Intermedios (Andesíticos): 55-65% SiO2 T°: 800- 1000° C Magmas Graníticos (Félsicos, Ácidos): 65-75% SiO2 T°: 650- 800° C

Magmas Basálticos Resultan de la fusión parcial del manto. El Manto se puede entender (simplificádamente) como una peridotita de granate, un tipo de roca que contiene Ol, Px y Gt. Mediante convección en el manto, se puede traer el calor necesario para la fusión.

Generación de Magmas Basálticos

Magmas Graníticos La mayoría de estos magmas provienen generalmente de la fusión de la corteza continental. Evidencias de esto son: Los Granitos y Riolitas se encuentran en la corteza continental Las erupciones de magma granítico son explosivas, indicando alto contenido de volátiles. Los Granitos y Riolitas contienen Qz, Fd, Hb, Bt y Ms, estos últimos son minerales hidratados. La fuente de calor más común es un magma basáltico.

Generación de Magmas Graníticos

Generación de magmas Intermedios (Andesíticos) La composición promedio de la corteza continental es andesítica, pero para generar estos magmas a partir de la corteza debiera ocurrir fusión total. Los magmas andesíticos eruptan sobre zonas de subducción, lo que evidencia una relación entre estos procesos. Las teorías actuales sugieren fusión “húmeda” parcial del manto o cuña astenosferica. La adición de pequeñas cantidades de H2O puede reducir significativamente las temperaturas de fusión.

Generación de magmas Intermedios (Andesíticos)

Plato de fondo: Transición de magma a roca

Ascenso y emplazamiento de Magmas El Magma generado tiene menor densidad que la roca que lo rodea, por lo que tenderá a “flotar” hacia la superficie como una gran burbuja. Estas se conocen como Diapiros. El mecanismo de ascenso por diapiros es compatible con el material dúctil del manto y corteza inferior. Al alcanzar un nivel de igual “flotabilidad” o encontrar roca no dúctil, el magma debiera detenerse.

Las últimas teorías sugieren que el ascenso puede continuar por medio de fallas y diques alimentadores, formando así cámaras magmáticas menos profundas. La fuerza interna de flotación de un magma por si sola (4-6 Mpa/km) no puede generar el fracturamiento necesario en el límite frágil-dúctil de la Corteza (200-600 Mpa), por lo que se requieren fuerzas externas. En este límite se han observado, mediante inversión de datos gravimétricos, el cambio a alimentadores verticales.

Mecanismos de ascenso Stopping : Caída del techo, la roca de caja se desprende y cae al interior de la cámara magmática, generando así espacio para el ascenso del plutón. Corteza frágil como lo es la corteza superior

Cristalización En un magma que disminuye lentamente su Temperatura, comienzan procesos de nucleación y crecimiento de cristales. La difusión de los componentes necesarios juega un rol fundamental en estos procesos. A mayor temperatura y menor viscosidad, mejor será la difusión. No cristalizan todos a igual P, T. Serie de Norman L. Bowen (1922).

Serie de Bowen Orden de cristalización para los principales minerales (Norman L. Bowen, 1922)

Diferenciación Magmática Un magma de determinada composición puede generar magmas “hijos” los que poseen una química distinta y que cristalizaran en distintos tipos de rocas igneas. Procesos de diferenciación magmática Cristalización fraccionada. Contaminación y Asimilación Mezcla de magmas Etc

Cristalización Fraccionada Es el proceso más importante de diferenciación magmática. Los minerales de cristalización temprana tenderán a ser más ricos, principalmente, en Ca, Mg y Fe. Esto ocasionará en el magma restante un empobrecimiento en estos elementos y por lo tanto un enriquecimiento en K, Na, Si, entre otros. Si durante el enfriamiento se separa el liquido de los sólidos, el magma continuará cristalizando (ahora diferenciado), pero le será más fácil generar minerales más félsicos que los cristalizados anteriormente.

Zonación de la Cámara Magmática!!!

Empobrecido en Fe, Mg, Ca

Asimilación: Incorporación al fundido de elementos extraídos de la roca de caja. Mezcla de magmas: En ocasiones dos magmas pueden mezclarce en estado plástico. Si estos son de composición muy distinta no podrán realizar una mezcla homogenea (serán inmiscibles) Por lo que cristalizarán rocas distintas en contacto.

Tipos de Inclusiones Xenolito: Fragmentos de roca (ígneo o no), que se incorpora al magma resistiendo a la temperatura y desequilibrio químico. Se les reconoce por su litología contrastante, contactos nítidos (aunque pueden tener bordes de reacción) y bordes más o menos angulares. Enclaves (o autolitos): Corresponden a una roca ígnea, generalmente distinta a roca ignea que lo alberga. Los bordes pueden o no ser difusos. Magmas de distinta composición se mezclan en estado plástico y son incapaces de mezclarse del todo (inmiscibilidad).

Inclusión (autolito)

Textura de las rocas igneas La textura depende de las condiciones físico-químicas del magma: *Tasa de Enfriamiento *Difusión o movilidad de los elementos: Tasa de Nucleación de cristales Tasa de Crecimiento de los cristales

Tipos de texturas *Afanítica: cristales tan pequeños que no son reconocibles a simple vista *Fanerítica: Cristales de tamaño visible *Porfírica: dos poblaciones de cristales (dos tamaños). *Pegmatítica: cristales muy grandes con desarrollo fuera de lo común.

Composicionalmente similares pero con distinta textura Afanítica Fanerítica Composicionalmente similares pero con distinta textura

Forma de los cuerpos Igneos

Postre: Clasificación de Las Rocas Igneas

Resumiendo El tipo de roca resultante (clasificación) depende del tipo de magma del que cristalizó y del tipo de textura que presente.

Descripción de una roca Ignea Textura Fábrica: forma en que se disponen los minerales dentro de la roca Grado de cristalinidad: según desarrollo de cristales. Tamaño de los cristales: Forma de los cristales: si presentan caras propias o no Índice de color: porcentaje de minerales máficos Descripción de cada tipo de mineral Clasificación QAPF (triángulos de Streckaisen) Observaciones

Triangulo QAP 100%