ROCAS MAGMÁTICAS

La formación de las rocas Las rocas. El concepto de roca Una roca es un agregado natural, coherente y multigranular de uno o más minerales, los cuales conservan individualmente sus propiedades y presentan una homogeneidad estadística Es un agregado natural porque los componentes de la roca (minerales) se han unido o agregado por procesos naturales MINERALES Es coherente porque las partículas que forman la roca están unidas de un modo característico ROCA Es multigranular porque los componentes de la roca casi siempre pueden ser visualizados como granos diferenciados Un mineral tiene una composición química definida. Una roca no, pues su composición está en función del porcentaje de representación de cada mineral que la forma Una roca posee homogeneidad estadística porque sus componentes se encuentran representados dentro de unos porcentajes característicos

La formación de las rocas Las rocas La formación de las rocas Las rocas. La clasificación de las rocas (por su origen) Rocas plutónicas (intrusivas) Rocas ígneas o magmáticas Rocas endógenas Rocas volcánicas (extrusivas) Rocas metamórficas Rocas sedimentarias Rocas exógenas Rocas residuales

Ciclo de las petrogenético James Hutton formuló el ciclo de las rocas

Elementos más abundantes (98 %): Si, O, Al, Ca, Na, K, Mg y Fe La formación de las rocas El magmatismo y las rocas magmáticas El magma. Concepto El magma es una mezcla de materiales rocosos fundidos total o parcialmente, en cuyo seno se encuentran gases disueltos y cristales de minerales en suspensión Los gases provienen de gases originales contenidos en la mezcla, de nuevos gases formados por reacciones químicas o de la evaporación de agua Elementos más abundantes (98 %): Si, O, Al, Ca, Na, K, Mg y Fe Los minerales funden a diferentes temperaturas, por eso, según la temperatura a la que esté el magma, algunos estarán fundidos y otros no Los gases están retenidos en la mezcla debido a las altas presiones a las que está el magma en el interior del planeta, pero se liberan cuando el magma sale al exterior

La formación de las rocas El magmatismo y las rocas magmáticas El magma: Origen El magma se origina a partir de la fusión total o parcial de rocas localizadas en la litosfera Factores que influyen en la fusión de los minerales de las rocas Calor Agua Presión Desintegración de elementos radiactivos La presencia de agua disminuye el punto de fusión de la roca, pues los OH- favorecen la rotura de los enlaces Si-O de los silicatos Fricción entre rocas en zonas de subducción Ascenso de material caliente desde zonas profundas de la mesosfera hasta parte inferior de la litosfera Si la roca profundiza Si la roca asciende Aumenta su punto de fusión Disminuye su punto de fusión Hundimiento de las rocas en zonas de subducción hacia zonas más térmicas Porque, aunque la fusión incrementa el volúmen de la masa rocosa…, Porque al disminuir la presión, aumenta el volumen disponible y los granos pueden separarse para que la roca se funda En las zonas cercanas a la superficie, las rocas graníticas comienzan a fundir a unos 750 ºC, las de tipo basáltico a unos 1000 ºC Es decir, cuanto mayor contenido en SiO2, más bajo el punto de fusión …al aumentar la presión, disminuye el volumen de la masa rocosa, impidiendo la disgregación de los granos

http://ansatte.uit.no/kku000/webgeology/webgeology_files/spanish/magmatismo.html: formación de magma 13-14

¿Cómo se forma la roca ígnea? La roca ígnea se forma cuando material rocoso fundido, que llamamos magma, se enfría y se solidifica. Se puede formar a varios niveles de profundidad en la corteza y en la parte superior del manto. Si se forma muy profundo el proceso dura miles de años, las rocas se llaman plutónicas, como el granito. Si se forma a baja profundidad, por ejemplo, cuando emerge magma en erupciones volcánicas, como el basalto. Se denomina roca volcánica. Roca ígnea: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Museo_de_La_Plata_- _Pegmatita_con_cuarzo_feldespato_y_turmalina.jpg Roca basáltica: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Museo_de_La_Plata_- _Basalto.jpg?uselang=es Roca plutónica Roca volcánica

Composición mineralógica Los criterios que se utilizan para clasificar a las rocas ígneas o magmáticas son: Textura. Composición mineralógica Tipo de emplazamiento en el que se encuentran.

Características texturales La textura de roca ígnea normalmente se define por el tamaño y la forma de los granos minerales que la forman y por las relaciones espaciales de los granos individuales entre sí y con el vidrio que puede estar presente.

La textura proporciona datos sobre las condiciones petrogenéticas (condiciones ambientales en las que se formó la roca) - las rocas plutónicas permiten la formación de cristales grandes. - si el enfriamiento es rápido (rocas volcánicas) los cristales son pequeños o se forman vidrios volcánicos. - las rocas que se consolidan en diques tienen características intermedias.

Texturas referidas al grado de cristalización HOLOCRISTALINA: constituida totalmente por cristales. Es característica de las rocas plutónicas. Granito HOLOHIALINA: constituida totalmente por vidrio. Obsidiana HIPOCRISTALINA: constituida por cristales y vidrio. Es característica de las rocas volcánicas. Andesita.

Textura holocristalina

Textura holohialina

Textura hipocristalina

Textura en función del tamaño del grano AFANÍTICA: el tamaño del grano es pequeño y se aprecia solamente con lupa o microscopio. FANERÍTICA: los granos son visibles a simple vista.

Textura afanítica

Textura fanerítica

Composición de las rocas ígneas. - composición química - composición mineralógica - coloración de los minerales

Composición química - rocas ácidas: contenido de sílice superior a 63% - rocas intermedias: contenido de sílice entre 52-63% - rocas básicas: contenido de sílice entre 45-52% - rocas ultrabásicas:contenido de sílice menor de 45%

Composición mineralógica Los minerales presentes en las rocas magmáticas pueden ser: - esenciales: están presentes en un volumen superior al 5% - accesorios: su volumen es inferior al 5% - secundarios: minerales originados a partir de los anteriores por transformación o alteración

Coloración de los minerales minerales félsicos o melanocratos: de color claro, como el cuarzo y los feldespatos minerales máficos o leucocratos : son minerales oscuros como el olivino, los piroxenos, los anfíboles y mica negra.

Las rocas magmáticas están formadas por silicatos (minerales más frecuentes de la corteza y manto terrestre)

Los minerales del grupo de los silicatos más abundantes en las rocas magmáticas son: Cuarzo Feldespatos Micas Anfiboles Piroxenos Olivino

Cuarzo Tectosilicato abundante en las rocas del tipo granítico

Feldespatos Tectosilicatos: Tectosilicato de aluminio con potasio (ortosa) Tectosilicato de sodio y calcio

Micas Filosilicato Biotita (filosilicato de hierro y magnesio) Moscovita (filosilicato de aluminio y potasio)

Anfiboles Inosilicatos de doble cadena (hornblenda)

Piroxenos Inosilicatos de cadena simple formados por silicatos de calcio, magnesio, hierro y aluminio (augita)

Olivino Nesosilicato de hierro y magnesio

La clasificación de las rocas magmáticas por su composición química (I) Kimberlita

Emplazamientos de rocas magmáticas Batolitos: gran masa de roca plutónica en forma de cúpula discordante con la roca encajante. Son cámaras magmáticas donde ha cristalizado la mayor parte del magma

Sill: son masas de roca magmática de forma tabular y concordante con la roca encajante. Se producen por la inyección forzada de magma en un plano de estratificación.

Lacolito: intrusión de magma concordante con base plana y techo en forma de cúpula que se dispone entre dos estratos y la parte superior está levantada a causa de la presión del magma

Lopolito: intrusiones de magma concordantes con base y techo cóncavos

Dique o filón: masas tabulares de posición vertical, discordantes con la roca encajante. Se producen por inyección forzada de magma en fracturas.

Chimenea volcánica: conducto de salida del magma a la superficie

Colada de lava: mantos de lava consolidados en las laderas del cono volcánico. Magmas fluidos: lavas cordadas Magmas viscosos: lavas en bloque

Formación de los distintos tipos de magmas Magmas basálticos: forman la corteza oceánica. Se forman en la Astenosfera. La roca más común es la peridotita

Magmas graníticos, riolíticos y andesíticos: se forman en los bordes convergentes

Tipos de magmas en relación con la Tectónica de Placas (I) Magma intermedio Tipos de magmas en relación con la Tectónica de Placas (I) [SiO2] 52-63 % Por fusión de litosfera oceánica en zonas subducción y arrastre de agua de mar (minerales hidratados) Si extrusión: andesita Si no extrusión: diorita Magma alcalino (menos [SiO2] que toleítico), típico de los puntos calientes Magma toleítico, típico de las dorsales Magma félsico (ácido) Magma ultramáfico (ultrabásico) Magma máfico (básico) [SiO2] 63-77 % [SiO2] 45-52 % Por fusión de la base de litosfera continental a la que llega magma de la mesosfera [SiO2] <45 % Por fusión de litosfera oceánica en zonas subducción En dorsales oceánicas o en los puntos calientes por fusión de peridotitas del manto Viscosidad elevada por su alto [SiO2], que le impide fluir fácilmente Si no extrusión: granito Si extrusión: riolita y erupciones explosivas

Cristalización del magma Como los magmas son soluciones formadas por muchos componentes minerales, no cristalizan a una sola temperatura y presión, sino que lo hacen a lo largo de una amplia gama de temperaturas. Los primeros minerales en cristalizar son los que tienen un punto de fusión más alto (cristalizan a alta temperatura) Los minerales que cristalizan a presión constante, cuando disminuye la temperatura, se vuelven inestables y reaccionan con el fluido circundante, generando nuevos minerales estables en las nuevas condiciones.

Los minerales se van transformando unos en otros más estables. Durante la cristalización de los magmas se producen dos series de reacciones principales: series de Bowen (geólogo Norman Bowen) Serie discontinua: las reacciones se producen a una determinada temperatura (característica de cada mineral) y a la misma presión. Los minerales se van transformando unos en otros más estables. Cada mineral de la serie tiene una estructura de silicato diferente.

2) Serie continua: la plagioclasa está continuamente reaccionando a medida que disminuye la temperatura. Va reaccionando dando lugar a minerales con mayor contenido en sodio.

Enfriamiento del magma Diferenciación magmática Mientras el magma asciende y se va enfriando, aquellos minerales que alcanzan su punto de solidificación (= punto de fusión) van cristalizando: diferenciación magmática Magma máfico Magma intermedio La sustitución de un ión por otro, cambia la composición química, pero no la estructura cristalina Enfriamiento del magma Diferenciación magmática Magma félsico Un mineral ya formado reacciona con el fundido residual, originándose un nuevo mineral que puede sustituir al anterior al añadirse a la fracción cristalizada Las series no se completan si falta algún elemento químico Al consolidarse el magma, los elementos que participan en la cristalización de algún mineral son retirados de la masa magmática, con lo que la composición química de la masa magmática restante va cambiando, por lo que ya no se podrán seguir formando los mismos minerales de antes Las series de reacción de Bowen son el conjunto ordenado de cambios que tienen lugar en una masa magmática durante su cristalización

Fases de cristalización magmática Fase ortomagmática: (+500ºC). Se cristalizan la mayor parte de los minerales con puntos de fusión más elevados. Fase pegmatitico-neumatolítica: (400-600ºC). En el líquido residual se concentran elementos volátiles aumentando mucho la presión, introduciéndose en las fracturas. Fase hidrotermal: (-400ºC). Son soluciones acuosas con elementos solubles.

Fases de la consolidación magmática Fase hidrotermal: 374  100 ºC. Es el vapor de agua el que acabará depositando cationes metálicos en grietas (yacimientos de oro, plata, cobre, etc.) Fase neumatolítica: 600  374 ºC. Los gases, al introducirse por las grietas, depositan cationes metálicos que formarán yacimientos minerales Fase pegmatítica: 800  600 ºC. El magma residual, rico en gases, se expande y penetra por grietas formando filones ricos en cuarzo (SiO2) Fase ortomagmática: 1200 - 800 ºC. Es cuando tienen lugar las series de Bowen y la cristalización de la mayoría de los minerales

Diferenciación magmática Evolución magmática A partir de un magma inicial se pueden obtener muchos tipos de magmas derivados, dependiendo de los procesos que sucedan durante su evolución Diferenciación magmática Asimilación magmática Mezcla de magmas

Evolución magmática Diferenciación magmática o gravitatoria: durante la cristalización hay una fase sólida, más densa y otra líquida menos densa. Se separan por gravedad, cayendo la fase sólida al fondo de la cámara magmática

Evolución magmática Asimilación magmática: el magma, debido a su temperatura, funde y asimila a otras rocas encajantes, formando una roca con características distintas a la del magma original.

Mezcla de magmas: magmas distintos se unen y dan uno con características distintas a los iniciales

Asimilación magmática Diferenciación magmática Por fusión de esta roca e incorporación a la masa magmática Por incorporación de fragmentos de la roca encajante que no se funden Reacción entre las sustancias del magma y los minerales de la roca encajante Las series de reacción de Bowen no explican la diversidad de rocas magmáticas que hay, ya que consideran al magma como un sistema cerrado El magma incorpora materiales de la roca encajante Asimilación magmática En realidad, la evolución del magma, cuando asciende por la litosfera, sufre tres procesos: Cuando una cámara magmática con magma en diferenciación es invadida por otra masa de magma, por lo que la composición química resultante será diferente Mezcla de magmas Diferenciación magmática Separación de minerales ya cristalizados del resto de la masa magmática

Vulcanismo Volcán: fractura en la corteza terrestre por donde asciende material procedente del manto Partes de un volcán: Cámara magmática: estructura donde se encuentra el magma. Chimenea: conducto por donde asciende el magma al exterior. Cráter: orificio por el que el magma emerge al exterior. Cono volcánico: edificio volcánico o montaña que rodea al cráter, formada por la acumulación de los materiales que salen al exterior. Cono secundario: abertura secundaria por donde sale magma.

Los materiales arrojados en una erupción volcánica pueden ser de tres tipos: Productos sólidos: denominados piroclastos y pueden ser de distintos tipos (cenizas, lapillis y bombas volcánicas). Productos líquidos: se trata de la lava, que es material fundido a alta temperatura, que será más o menos fluido dependiendo de su constitución (cuanto más ácidos más viscosos). Productos gaseosos: se desprenden del magma al salir al exterior y son principalmente vapor de agua, dióxido de carbono, dióxido de azufre, sulfuro de hidrógeno.

Tipos de volcanes Volcán Hawaiano: el magma es fluido, el gas acumulado en el magma se libera fácilmente. Produce erupciones tranquilas y forma extensas coladas de lava. kilauea

Volcán estromboliano: el magma es menos fluido Volcán estromboliano: el magma es menos fluido. Se producen desprendimientos abundantes de gases con explosiones moderadas y coladas extensas de lava. Estromboli

Volcán vulcaniano: la lava es viscosa y llega a taponar el cráter produciendo explosiones violentas. Volcán Vulcano (Sicilia)

Volcán peleano: el magma es muy viscoso, los gases escapan con dificultad, por lo que originan erupciones muy explosivas. El magma tapona el cráter, formando un domo o pitón, provocando que aumente mucho la presión en la cámara magmática. Monte Pele (Isla de Martinica)

Actividad volcánica asociada Fumarolas: manantiales de vapor de agua y gases calientes. Actividad hidrotermal: Emisión de agua caliente

Rocas plutónicas Rocas que cristalizan en el interior de la Tierra, de forma lenta. Cristales de grano medio a grueso Textura granuda, fanerítica

La formación de las rocas El magmatismo y las rocas magmáticas La clasificación de las rocas magmáticas por su textura y composición química Plutónicas (textura fanerítica) y Volcánicas (textura afanítica) De magma ultramáfico De magma máfico De magma máfico De magma intermedio De magma intermedio De magma félsico

La formación de las rocas El magmatismo y las rocas magmáticas La clasificación de las rocas magmáticas por su composición química (II)

La formación de las rocas El magmatismo y las rocas magmáticas Texturas FILONIANA VOLCÁNICA

La formación de las rocas El metamorfismo y las rocas metamórficas El metamorfismo es el conjunto de procesos que ocurren en el interior de la litosfera por los cuales una roca, sin perder nunca el estado sólido, se transforma en otra roca distinta Factores que condicionan el grado de metamorfismo Incremento de temperatura, que produce cambios químicos en los minerales Incremento de presión, que produce cambios en la estructura mineral Presencia de fluidos, que favorecen las reacciones químicas entre los elementos Deshidratación de algunos minerales y migraciones iónicas, es decir, cambios de composición química Calor propio del manto Calor de las bolsas de magma Presión de confinamiento Presiones direccionales Fricción en las zonas de subducción o fallas transformantes Presión litostática ESQUISTOSIDAD y FOLIACIÓN Presión de fluidos

La formación de las rocas El metamorfismo en la tectónica de placas La formación de las rocas El metamorfismo en la tectónica de placas. Tipos de metamorfismo En zonas de importante sedimentación, la presión litostática produce metamorfismo de enterramiento También llamado dinamotérmico (P+T), está asociado a las orogenias en zonas de subducción y a las zonas de obducción El metamorfismo de contacto o térmico está asociado a puntos donde se almacenan bolsas magmáticas y produce aureolas metamórficas En zonas de fallas (incluidas las transformantes) y en zonas de subducción

La formación de las rocas Clasificación de las rocas metamórficas

La formación de las rocas Clasificación de las rocas metamórficas Mármol Pizarra Cuarcitas Esquisto micáceo Gneisses

La formación de las rocas Clasificación de las rocas metamórficas Las cuarcitas del cabu Peñes

Los sedimentos y las rocas sedimentarias El suelo (I): origen (suelo autóctono o residual) Meteorización y erosión de las rocas de la superficie terrestre Seres vivos se instalan sobre la regolita  descomposición materia orgánica  formación de humus en horizonte A Material blando y no consolidado que cubre la roca: regolita Lixiviado y diferenciación de horizontes Horizonte D: roca madre Suelo joven, poco evolucionado (pocos horizontes, poco espesor) Suelo maduro, evolucionado (todos los horizontes, espesor) 1000 a 10.000 años

Los sedimentos y las rocas sedimentarias El suelo (II): estructura (horizontes) Regolita

Ranker gris sobre cuarcitas (Pola de Allande) Los sedimentos y las rocas sedimentarias El suelo (III): Tipos de suelos Ranker gris sobre cuarcitas (Pola de Allande)

Paisaje de tierra parda (Salas) Los sedimentos y las rocas sedimentarias El suelo (IV): Tipos de suelos Paisaje de tierra parda (Salas)

La formación de las rocas Formación de las rocas sedimentarias La formación de las rocas Formación de las rocas sedimentarias. Diágenesis Diagénesis o litificación: conjunto de procesos que transforma los sedimentos en rocas sedimentarias Las capas superiores de sedimentos comprimen a las inferiores Disminuyen los espacios entre granos, el volumen y el espesor general de la capa y se expulsa agua El agua circulante por los poros lleva sustancias que precipitan (CO3Ca, SiO2, FeO, SO4Ca, rellenándose el espacio entre los granos con un “cemento” Ciertos minerales pueden ser disueltos por el agua circulante, creándose nuevos espacios entre los granos Silificación: SiO2 sustituye al CO3Ca De unos minerales por otros a causa de ciertas reacciones entre las sustancias del sedimento Dolomitización: (CO3)2CaMg sustituye a CO3Ca De ciertos minerales, que se convierten en otros de igual composición química pero diferente forma y/o tamaño

La formación de las rocas Clasificación de las rocas sedimentarias (I) Ruditas: clastos > 2 mm Arenitas: clastos 2- 1/16 mm DETRÍTICAS Lutitas: clastos < 1/16 mm

La formación de las rocas Clasificación de las rocas sedimentarias (II) Carbonatadas: compuestas de carbonatos Evaporitas: formadas por evaporación y precipitación en mares cálidos poco profuntos QUÍMICAS Ferruginosas: formadas por óxidos o hidróxidos de Fe

La formación de las rocas Clasificación de las rocas sedimentarias (III) Silíceas: formadas por acumulación de esqueletos de protistas unicelulares marinos Calizas bioquímicas: formadas por acumulación de esqueletos calcáreos de corales o moluscos (conchas) ORGANÓGENAS Carbones y petróleo: formados por descomposición de restos vegetales terrestres (carbón) o de plancton marino (petróleo)

La formación de las rocas EL CICLO DE LAS ROCAS