UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO TEMA: MAGMATISMO Docente: Mag. Ing. Rolando Martínez Díaz CURSO: PETROLOGÍA Abril, 11 del 2019 DEPARTAMENTO ACADÉMICO:

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO TEMA: MAGMATISMO Docente: Mag. Ing. Rolando Martínez Díaz CURSO: PETROLOGÍA Abril, 11 del 2019 DEPARTAMENTO ACADÉMICO: INGENIERÍA DE MINAS CICLO: V SESIÓN 2

2 LITOSFERA MESOSFERA ENDOSFERA CORTEZA CONTINENTAL CORTEZA OCEÁNICA MANTO SUPERIOR MANTO INFERIOR NÚCLEO EXTERNO NÚCLEO INTERNO Canal de baja velocidad Disc. Lehman-Wiechert Disc. Gütemberg Disc. Repetti Disc. Mohorovicic Disc. Conrad E S T R U C T U R A D I N Á M I C A ESTRUCTURA GEOQUÍMICA Estructura de la Tierra

3 Se denomina magmatismo a toda la serie de procesos geológicos relacionados con la fusión de grandes masas de rocas en el interior de la corteza hasta su enfriamiento su solidificación, cuando las condiciones de temperatura y presión lo permiten. El material que da origen a las rocas ígneas se forma por fusión parcial y se produce a varios niveles dentro de la corteza terrestre y el manto superior a profundidades que pueden superar los 200 kilómetros. MAGMATISMO

4 Para formar magmas es necesario aumentar la temperatura, o bien, descender la presión. El agua rebaja considerablemente el punto de fusión de las rocas; su presencia, hace disminuir la temperatura de fusión de los minerales. Un magma se genera por la fusión total o parcial de rocas de la corteza interior y/o del manto superior. En ocasiones los materiales de estas zonas se encuentra en condiciones cercanas al punto de fusión, siendo lo más probable que sólo una pequeña fracción del material se encuentre fundido y que la mayor parte de las rocas se encuentren en estado sólido. A este fenómeno se denomina fusión parcial. MAGMATISMO Es un fluido natural muy complejo que comprende la materia rocosa que se halla en el interior de la tierra, en estado fundido silicatado a temperaturas del orden de 700 Cº con presiones elevadas y con la existencia de grandes cantidades de agua, cuya composición se encuentra casi en todos los elementos químicos conocidos y que al estar dotado de un gran movilidad debido a las presiones elevadas, hace posible que el agua y los compuestos volátiles permanezcan incorporados a la mezcla fundida con importante fase gaseosa en disolución, a la que proporcionan una fluidez mayor. En la composición química del magma destacan por su abundancia los silicatos, óxidos, sulfuros, vapor de agua y otros más. El oxido predominante es la sílice (SiO 2 ), Alúmina (Al 2 O 3 ), Na 2 O, K 2 O, FeO y Fe 2 O 3 y mas escasamente MgO y CaO. MAGMA

5  Es una mezcla de rocas silicatadas con una fracción fundida, otra gaseosa, y generalmente otra sólida (óxidos, sulfuros, sulfatos metálicos) en bajo %.  Siempre existen fluidos, (H2O, CO2…) que condiciona el comportamiento de los magmas.  Elementos más abundantes (98 %): Si, O, Al, Ca, Na, K, Mg y Fe  Los gases provienen de gases originales contenidos en la mezcla, de nuevos gases formados por reacciones químicas o de la evaporación de agua  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  Los minerales funden a diferentes temperaturas, por eso, según la temperatura a la que esté el magma, algunos estarán fundidos y otros no MAGMA

6 El magma se origina a partir de la fusión total o parcial de rocas localizadas en la litosfera o en la mesosfera 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 SiO 2, más bajo el punto de fusión Factores que influyen en la fusión de los minerales de las rocas CalorPresiónAgua Desintegración de elementos radiactivos Fricción entre rocas en zonas de subducción Hundimiento de las rocas en zonas de subducción hacia zonas más térmicas Ascenso de material caliente desde zonas profundas de la mesosfera hasta parte inferior de la litosfera Porque al aumentar la presión, disminuye el volumen de la masa rocosa, impidiendo la disgregación de los granos Si la roca profundiza Aumenta su punto de fusión Si la roca asciende Disminuye su punto de fusión Porque al disminuir la presión, aumenta el volumen disponible y los granos pueden separarse para que la roca se funda 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 ORÍGEN DEL MAGMA

7 La fusión de las rocas. Temperatura Presión Agua Depende de diversos factores: varia según la composición de los minerales que forman la roca Mineral de la roca con el pto de fusión mas bajo: la temperatura a la que este funde es el punto de solidus Mineral con el pto de fusión mas alto: a la temperatura que funde toda la roca se la llama: Pto de liquidus AltaAltabajabaja Aumenta el pto de fusión Disminuye el pto de fusión Con agua Sin agua Disminuye el pto de fusión: FUSIÓN HÚMEDA Se mantiene el pto de fusión: FUSIÓN SECA CUANDO ES:ES: Varia si hay o no

8 TIPOS Y COMPOSICIÓN DEL MAGMA Formación de un Magma Presencia de agua Temperatura Presión Mezcla compleja de material rocoso fundido, que contiene gases, agua y minerales sólidos dispersos Los Magmas cambian por: Diferenciación Asimilación Mezcla Magma SecundarioPrimario Acido Intermedio Básico Toleítico Alcalino Calcoalcalino

9 TIPOS DE MAGMAS Magma Ultrabásico o Ultramáfico (< 45 % de SiO 2 ) Magma básico o máfico (45 - 53 % de SiO 2 ) Magma Intermedio (53 - 65 % de SiO 2 ) Magma Ácido o Félsico (> 65 % de SiO 2 ) Gran concentración de Fe y Mg a temperaturas muy elevadas, muy fluído Y de baja viscosidad. Da rocas muy oscuras y densas. (Peridotita, komatita) Con mucho Fe y Mg a Altas temperatura, muy fluído y de baja viscosidad, alcanza la superficie con facilidad. Da rocas densas, duras y oscuras (Gabro - Basalto) Características entre el ácido y el básico. Forman rocas de tonalidad variada. (Diorita - Andesita) Con Al, Na y K temperatura inferior. Mas viscoso, fluye lentamente y no suele alcanzar la superficie, da rocas claras y menos densas. (Granito – Riolita) Alto contenido en SiO 2 Bajo contenido en SiO 2

10 900 – 1200 ºC800 – 900 ºC 700 – 800 ºC Baja viscosidad Alta viscosidad TIPOS DE MAGMAS

11 Proceso muy complejo ylento, quetermina en la formación de diferentes rocas magmáticas, por diferentes mecanismos:  La consolidación de los magmas en la cámara a medida que se pierde temperatura es lenta, pudiendo durar varios millones de años.  Como el magma es una mezcla de distintas sustancias, éstas van cristalizando dependiendo de su punto de fusión, primero los minerales más densos con punto de fusión más alto y después el resto.  Se producen tres sucesos:  Diferenciación magmática: La fase sólida del magma, más densa, se hunde, separándose de la fase líquida que puede seguir su ascenso.  Asimilación magmática: El magma, por su alta temperatura puede fundir y asimilar parte de las rocas encajantes que lo rodean, sumando su composición a la nueva roca, que será distinta al magma original.  Mezcla: También se pueden formar rocas diferentes al magma de partida cuando se mezclan dos magmas distintos EVOLUCION DEL MAGMA

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13 En realidad, la evolución del magma, cuando asciende por la litosfera, sufre tres procesos: Asimilación magmática El magma incorpora materiales de la roca encajante 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 Mezcla de magmas Cuando una cámara magmática con magma en diferenciación es invadida por otra masa de magma, por lo que la composición química resultante será diferente Sedimentación cristalina Separación de minerales ya cristalizados del resto de la masa magmática EVOLUCION DEL MAGMA

14 La solidificaciónde unmagma esun proceso inverso a la fusión. Este proceso de cristalización sucede en tres etapas: Ortomagmática: (temperaturas superiores a los 500 ºC). Se produce la solidificación en el interior de la cámara magmática. Cristalizan minerales silicatos originando rocas plutónicas. ◦ Pegmatítica - Neumatolítica: (temperaturas entre 500 y 300º C) Los fluidos residuales con alto contenido en volátiles salen por las grietas de la cámara magmática solidificándose en su interior. Se originan rocas filonianas, ricas en cuarzo, feldespato ortosa, mica moscovita, turmalina y algunos de interés económico (Sn, W, Li, F). Hidrotermal: (temperaturas inferiores a 300 ºC). Soluciones acuosas a alta temperatura con componentes solubles (CO 2, F, Cl, Br, S, etc.) ascienden por grietas cristalizando en ellas. Se forman rocas filonianas e impregnaciones en otras rocas, con sulfuros metálicos de gran interés económico (Pb, Zn, Cu, Fe, Hg, etc.) FASES DE CONSOLIDACIÓN MAGMÁTICA

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16 CALOR TERRESTRE La fuente de calor que genera el magma se manifiesta en el incremento aproximado de 3 °C cada 100 mts. De profundidad en la corteza terrestre (1°C cada 33 mts.). Este fenómeno es conocido como el gradiente geotérmico, pero solo es una relación válida en la corteza terrestre, pero no en capas más profundas. El gradiente geotérmico no es un valor constante puesto que depende de las características físicas que presente el material en cada punto del interior del planeta, es decir, de las condiciones geológicas locales algunas de las cuales son: la relación presión con temperatura, la composición química y las reacciones que se produzcan, la existencia de material radiactivo, la presencia de movimientos convectivos y rozamientos, etc. MAGMATISMO EXTRUSIVO Es el proceso por el cual el magma es expulsado a la superficie terrestre a través de conos volcánicos o fracturas de las rocas preexistentes, originando corrientes de lava y material piroclástico

17 VOLCANES Los volcanes en cuanto su presentación superficial son estructuras que se forman por la acumulación de material ígneo que asciende desde las profundidades hasta la superficie, a través de una fractura, donde recibe el nombre de lava, solidificándose en sus proximidades y desarrollando una forma de colina o montaña con características particulares. En un volcán hay que distinguir las siguientes partes:

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20 CAMARA MAGMATICA: Es la región situada en la profundidad de la litosfera donde se acumula y deposita el magma. CRATER: una depresión u orificio externo, generalmente en forma de embudo, con paredes casi verticales, y por el que son arrojados los materiales volcánicos. Cuando esta depresión alcanza varios kilómetros de diámetro, y de forma circular, se le conoce como caldera. CHIMENEA: Son los conductores de salida al exterior de las lavas y de los productos sólidos y gaseosos. Estos suelen ser profundas fracturas que se comunican con la cámara magmática, los cuales se van ensanchando por efectos de la erupción. CONO VOLCANICO: Es una elevación formada alrededor de la chimenea, originada por la acumulación de materiales provenientes de las erupciones. CRATERES SECUNDARIOS: Denominados también adventicios, se forman en las laderas del cono principal llegando algunas veces a ser numerosos dando lugar a una estructura muy compleja.

21 TIPOS DE ERUPCIONES TIPO HAWAIANO: Se caracterizan por su la fluidez de sus lavas y escases de gases. Sus erupciones son tranquilas, sin nubes ardientes ni proyecciones sólidas. Tienen forma de escudo.

22 TIPO ESTROMBOLIANO: Su lava es medianamente viscosa y contiene abundantes gases que durante las erupciones, al desprenderse dan lugar a lapillis y bombas volcánicas, pero con escasa ceniza, la lava por se espesa desciende lentamente.

23 TIPO VULCANIANO: La lava es más viscosa y pastosa y entre periodos de erupciones, la lava forma una costra rápidamente, bajo esta costra los gases se acumulan y explotan a intervalos a mayor fuerza, las nubes de cenizas son oscuras y muy escasa formación de bombas incandescentes. Las nubes al subir y al expandirse adquieren forma de “coliflor”.

24 TIPO VESUBIANO: La lava es mas viscosa debido a la acides, solidificándose rápidamente y formando una costra que tapona al cráter, la cual al ser empujada por los gases produce grandes explosiones, disgregándose en forma de cenizas, que forman grandes nubes; también arroja gran cantidad de vapor de agua que al condensarse sobre la ceniza da lugar a lluvias de barro.

25 TIPO PLINIANO: Se caracteriza por tener grandes ráfagas de gas impetuoso, que llegan asta varios kilómetros de altura y luego se desparrama en una nube expansiva formada por masas globulares de gas y vapor; la proporción de cenizas es baja, solo se reduce el material arrancado de las paredes de la chimenea y el cráter.

26 TIPO PELEANO.-La lava es tan espesa que se solidifica en la chimenea formando un tapón que al ser empujado por nuevas emisiones de lava forma una bóveda que se eleva por encima del cráter formando una cúpula incandescente que suele disgregarse al poco tiempo. La erupción va precedida a menudo por fuertes temblores subterráneos, explosiones y la lava se abre paso través de grietas laterales.

27 TIPO ISLANDICO.-La lava es muy fluida y sale por grandes fisuras longitudinales que pueden tener varios kilómetros de longitud.

28 FUMAROLA: Emisiones de gases (CIH, SH 2, S 2 H 3 y CINH 2 ) a elevadas temperaturas comprendidas entre 100 °C y 800 °C. SOLFATARAS: Cuando lo que predominan son los compuestos sulfurosos, emitidos a unos 200 °C, de los cuales se suelen desprender por sublimación el azufre, dando lugar a depósitos que son explotados. Es la ascensión del magma desde los profundos focos de las regiones subcorticales y penetra en la corteza terrestre sin alcanzar su superficie y se solidifica a diferentes profundidades. MAGMATISMO INTRUSIVO

29 LOS SILLS son intrusiones laminares de disposición subhorizontal, que suelen ser concordantes con la estructura de la roca encajante. A diferencia de los diques, su extensión o propagación lateral puede ser muy grande mientras que su crecimiento en la vertical es muy inferior, dando lugar a cuerpos intrusivos sencillos. Se pueden considerar yacimientos laminares de estancamiento del magma tras su ascenso a través de diques desde otras cámaras magmáticas o de las propias áreas de fusión

30 DIQUES: representan conductos de forma laminar y disposición subvertical que atraviesan la litosfera conectando el sistema magmático entre diferentes intrusiones. Son plutones tabulares discordantes formados por la intrusión de magma a través de fracturas que corta a las rocas encajonantes. Su potencia varia entre centímetros a metros, y su longitud puede alcanzar varios kilómetros.

31 BATOLITOS: Son grandes plutones masivos y discordantes de rocas intrusivas ígneas, normalmente granito; mayores de 100 km 2 cuyo tamaño aumenta con la profundidad y que hoy están en superficie por consecuencia de la erosión de las rocas que las cubrían inicialmente. Su parte superior es un domo de donde se proyectan diques y otros cuerpos ígneos menores

32 LACOLITOS. Estos cuerpos intrusivos se forman cuando el contraste de viscosidades entre el magma y la roca encajante es alto, de tal manera que el emplazamiento de sucesivas unidades de sills provoca una deformación en el encajante (arqueamiento o doming), que es empujado verticalmente si la superficie libre está próxima (niveles epizonales de intrusión). El resultado sería una superficie superior convexa. En el esquema de cuatro etapas se muestra el crecimiento del lacolito por sucesivas inyecciones de sills que llegan a formar estas estructuras

33 STOCKS: Son plutones masivos y discordantes, el tamaño de sus afloramientos son menores a los 100 km 2. La mayoría de stocks son probablemente las cúpulas de batolitos ocultos.

34 MATERIALES VOLCANICOS SÓLIDOS: Provienen de las paredes de la chimenea y de las lavas solidificadas en el interior de la misma, o de lava que se ha solidificado en el aire al ser proyectadas por las explosiones, se identifican 4 clases 1.BOMBAS VOLCANICAS: Son los trozos grandes de lava enfriada bruscamente pudiendo alcanza varios metros cúbicos de potencia. 2. PUMITA: También denominada Piedra Pomex, está constituida por trozos de lava de tamaños variable que han atrapado burbujas de vapor y gases los cuales al solidificarse son liberados proporcionando a la roca un aspecto vacuolar muy poroso característico, bajo p. e. 3. LAPILLI: denominado Gravilla volcánica, es como la arena gruesa y procede de la solidificación de la lava en el aire 4. CENIZAS: es un polvo fino formado por gotas de vidrio volcánico que pueden flotar en el aire durante mucho tiempo y ser transportado a grandes distancias.

35 LIQUIDOS: Estos productos son los que constituyen las lavas o materiales fundidos mas o menos pastosos y cuya temperatura suele ser superior a 1100 ºC, los cuales al salir del cráter forman ríos o coladas incandescentes. Las lavas están compuestas principalmente de silicatos y sílice y son 2 1. BASICAS: aquellas que presentan un mayor contenido de calcio, hierro y magnesio; estas lavas son mas fluidas y oscuras y tienden a cubrir enormes extensiones de terreno formando grandes mantos basálticos o coladas. 2. ACIDAS: son lavas muy ricas en sílice, muy viscosas y de colores claros; debido a su viscosidad se quedan en las inmediaciones del cono volcánico o en muchas ocasiones se solidifican en el cráter GASEOSOS: Son los productos que se producen al fundirse las rocas a profundidad. Son los formadores del magma. Tienen gran importancia en las erupciones volcánicas, pues su poder de expansión obliga al magma a subir por la chimenea hasta la superficie. Muchos de estos gases son inflamables al contacto con el aire y son responsables de la espectacularidad de los fenómenos luminosos que acompañan las erupciones. Entre los gases mas importantes cabe destacar el H, N, S, C, CH 4, CO 2, y mas que todo una gran cantidad de vapor de agua (70 %) que forma la columna de humo que cubre el volcán y puede alcanzar varios kilómetros de altura. MATERIALES VOLCANICOS

36 CONDICIONES DE pH Cuando se inicia la alteración de la roca para dar origen al suelo, la única fase líquida que existe es el agua de lluvia, que presenta un pH ligeramente ácido como consecuencia del dióxido de carbono que lleva disuelto y que forma ácido carbónico; independientemente de la posibilidad de arrastrar pequeñas cantidades de ácido nítrico, procedente de la disolución de los diferentes óxidos de nitrógeno formados por las descargas eléctricas, que tienen lugar en la atmósfera, y que consiguen ionizar al nitrógeno del aire CONDICIONES DE PRESIÓN A mayor presión es necesaria mayor temperatura para fundir los minerales. La Presión reorganiza los átomos en estructuras mas densas y se necesita mas energía para separarlos y cambiar de estado.

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