Procesos petrogenéticos del ambiente magmático



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PROCESOS PETROGENÉTICOS DEL AMBIENTE MAGMÁTICO

Estos procesos están entro de los procesos petrogenéticos internos causados por el calor interno terrestre, ya sea directamente o a través del movimiento y de las interacciones de las placas litosféricas.

Un magma es un material rocoso fundido. Las rocas a partir de las cuales se generan los magmas están formadas mayoritariamente por silicatos. Por lo que el magma es un fundido de silicatos.

En el magma no todo el material que lo compone tiene que estar fundido; podemos encontrarnos materia en los tres estados.



Fase sólida: Minerales que ya han solidificado o que no han fundido

Fase líquida: Resulta de la fusión de los distintos materiales. Es la mayor parte del material del magma

Fase gaseosa: Formada por gases disueltos en la masa fundida, confinados dentro del magma debido a la presión que ejercen las rocas circundantes.

Las rocas funden cuando llegan a la temperatura de fusión de los minerales que las constituyen, bajo la influencia de tres factores: la temperatura; la presión y la presencia o ausencia de agua.

La TEMPERATURA influye directamente en la fusión de las rocas. Cada mineral tiene unas condiciones de presión y temperatura a las que funde. Por eso manteniendo la presión constante hay minerales que funden unos antes que otros, es decir, tienen un punto de fusión inferior. Las rocas, por estar formadas, en general, por diversos minerales, no tienen un punto de fusión concreto, sino un intervalo de fusión.

Una roca comienza a fundir cuando está sometida a la temperatura a la que funde el mineral con el punto de fusión más bajo que contenga. Esta temperatura se denomina punto de solidus. A la temperatura a la que funde toda la roca se denomina punto de líquidus. Esta temperatura corresponde al punto de fusión del mineral más refractario, de decir, el mineral que más resiste el calor. Entre ambas temperaturas se da la fusión parcial de la roca.

La PRESIÓN influye de manera inversa a la temperatura. Así, un mineral sometido a más presión necesita más calor para fundir, ya que necesita mayor temperatura para agitar sus átomos, que están comprimidos por el incremento de presión.

Para que se funda una roca debe existir un aumento de la temperatura, un descenso de la presión, o una combinación de ambos: elevar la temperatura y rebajar la presión.

La presión aumenta con la profundidad en el interior de la tierra. A 3,7 kilómetros de profundidad una roca está sometida a una presión aproximada de 1 kilobar, debido a la comprensión que ejercen sobre ellas las rocas que la rodean. Esta presión se denomina presión de confinamiento o confinante de una roca. Para que la presión disminuya, simplemente hace falta que se produzca una grieta pro descompresión o fracturación de las rocas que lo rodean y comprimen.

La PRESENCIA DE AGUA, rebaja el punto de fusión de los minerales. Por tanto, para una presión determinada, el agua facilita la fusión de las rocas. La fusión en presencia de agua se denomina fusión húmeda. La Fusión seca o anhídrica se produce en ausencia de agua.




COMPOSICIÓN DEL MAGMA


La composición está condicionada por el porcentaje de los diferentes elementos químicos que lo componen. Los magmas según su porcentaje de sílice (%Sio2) se clasifican en magamas:

  • ACIDOS Con un porcentaje de sílice menor del 66%

  • INTERMEDIOS con un porcentaje de sílice de 66-52%

  • BÁSICOS con un porcentaje de sílice del 52-45%

  • ULTRABÁSICOS con un porcentaje en sílice menor del 45%

Los términos ácido y básico en magmatismo no tienen nada que ver con los términos ácido y básico de química.

Los principales propiedades físicas de los magmas son la temperatura y la viscosidad.

Los magmas ácidos se generan a temperaturas entre 1200 ºC y 900ºC mientras que los básicos lo hacen a temperaturas superiores a 1200ºC.

Los magmas ácidos son mucho más viscosos que los básicos, porque a partir de los magmas ácidos se forman, sobre todo, tectosilicatos que producen fricción con sus largas cadenas. También se denominan félsicos o leucocratos de minerales claros ricos en sílice. Algunos minerales leucocratos son el cuarzo, los feldespatos alcalinos y las plagioclasas no cálcicas.

Los magmas básicos son más fluidos porque los primeros silicatos que se forman son del tipo Nesosilicatos. Le dan por tanto más fluidez al magma. También se denominan máficos o melanocratos de colores oscuros. Algunos minerales máficos son el Olivino, los piroxenos, los anfíboles u hornblendas y las plagioclasas de tipo cálcico

A causa de la diferencia de densidad y viscosidad de los magmas con las rocas que los rodean, rocas encajantes, los magmas tienden a escapar y ascender hacia zonas más superficiales.

La diferencia cada vez mayor entre el magma y la roca encajante que se va encontrando conducirá al enfriamiento progresivo y la solidificación del magma. Al ir enfriando, el magma irá cristalizando en minerales. En primer lugar cristalizan los minerales que tengan una temperatura de formación más alta, y progresivamente, según va descendiendo la temperatura, irán cristalizando otros minerales con temperatura de formación más baja.

Se denomina magmas primarios a los que provienen de la fusión total o parcial de un material preexistente en la corteza o en el manto. Se denominan magmas derivados a aquellos que provienen de los magmas primarios más un proceso de evolución magmática.

Se denomina evolución magmática a las variaciones que sufren los magmas desde la zona donde se generan hasta la zona donde solidifican. Por ejemplo modifican su composición química y un magma primario básico puede dar lugar a uno intermedio o ácido.

Los principales procesos de evolución magmática son la diferenciación magmática, la mezcla de magmas y la asimilación magmática.

La diferenciación magmática es el proceso de formación de diferentes magmas derivados a partir de uno primario por el mecanismo de la cristalización fraccionada. Este mecanismo de cristalización fraccionada es el proceso de cambio en la composición química de un magma, producido al separarse sucesivamente los minerales cristalizados en el magma inicial.

La mezcla de magmas consiste en la unión de dos magmas diferentes en composición.

La asimilación magmática es el cambio de composición debido a la fusión de nuevas rocas que se van incorporando según se produce el camino de ascenso. A veces, quedan restos de estas rocas en el magma porque no se funden. A estos restos se les denomina enclaves o xenolitos. Estos son muy típicos en los granitos.

ETAPAS O FASES DE CONSOLIDACIÓN DE UN MAGMA


Se consideran tres etapas desde el inicio de la solidificación hasta el fin.

Fase ortomagmática. Es la etapa que se produce entre la temperatura a la que está el magma en el comienzo de la cristalización y los 500ºC. En ella se forma la mayor parte de los minerales que constituyen las rocas magmáticas.

Fase pegmatítica-neumatolítica. Es la etapa que tiene lugar entre los 500ºC y los 250ºC. En esta fase el magma es un líquido residual rico en gases. Los gases aumentan la presión del magma y hacen que este líquido penetre en las rocas encajantes, formando diques y filones. Un filón es un dique con minerales de interés económico.

Fase hidrotermal. Es la etapa con temperaturas del magma inferiores a los 250ºC. En esta fase queda un líquido residual formado por agua y elementos volátiles, que forman, como en la fase anterior, diques y filones con yacimientos minerales de interés económico. Parte de estas soluciones pueden llegar a la superficie en forma de géiseres, fuentes termales o fumarolas.

Géiser es una fuente de agua caliente expulsada desde el suelo de manera periódica.

Fuente termal es un manantial de agua a una temperatura entre los 6 y 9 ºC mayor que la temperatura anual media del aire en su zona.

Una Fumarola es la expulsión de gases y vapores en una zona volcánica.


ZONAS CON MAGMATISMO SIGNIFICATIVO (ACTIVIDAD VOLCÁNICA)


La formación de magmas se da en zonas en las que, debido a la dinámica de las placas y los penachos térmicos del manto, se produce un incremento de la temperatura en la corteza, un descenso de presión sobre la base de la litosfera o un aporte de agua del manto superior.

Esto se produce en los límites de placas (dorsales y zonas de subducción). En las dorsales se genera un magma primario de tipo básico resultantes de la fusión de materiales del manto a poca profundidad, mientras que en las zonas de subducción se generan magmas primarios de composición intermedia o ácida, que resultan de la fusión parcial de los materiales del manto y la corteza. Además en estas zonas de subducción se dan condiciones de fusión con agua (condiciones hidratadas) pues la litosfera oceánica que se hunde arrastra sedimentos marinos hidratados.

También nos encontramos con el magmatismo intraplaca que puede ser continental u oceánica. Es producido por los puntos calientes y se da el ascenso de materiales llamándose Plumas térmicas o penacho térmico ya mencionados anteriormente en otros puntos. Por ejemplo, este magmatismo ha originado las islas Canarias y el archipiélago de Hawai en corteza oceánica y volcanes del campo volcánico catalán (Gerona) y los volcanes del valle rift del Africa Oriental y el parque de Yellowstone.

ESTRUCTURAS RESULTANTES


El magma consolidado en el interior de la corteza origina emplazamientos plutónicos o intrusivos, que tienen distintas formas dependiendo de su volumen, su viscosidad y del tipo de roca que hubiera previamente en la zona.

PLUTON o BATOLITO Masa ovoidal o en forma de cúpula u hongo, que suele estar enraizada en un batolito. Tiene unas decenas de kilómetros cuadrados de sección. Si es pequeño (unos kilómetros cuadrados) y de base plana, recibe el nombre de LACOLITO, y es el resultado dela inyección del magma entre dos capas horizontales.

DIQUE Estructura tabular, de pequeño espesor en relación con su extensión, que corta las estructuras ya existentes; normalmente se produce por la intrusión del magma a favor de planos de rotura.

SILL. Estructura tabular, similar a un dique, pero que se intruye paralelamente a los planos de estratificación.estructuras plutónicas

Las estructuras resultantes del emplazamiento en superficie son aquellas que se forman cuando el magma encuentra fracturas y facilitan su llegada a superficie. Se inicia entonces la actividad volcánica que produce las diferentes estructuras volcánicas o extrusivas

CONO O EDIFICIO VOLCÁNICO. Relieve formado por la acumulación de materiales que salen del cráter. Este puede estar inactivo.

CHIMENEA. Conducto por el que el magma llega a la superficie. Suele quedar relleno de lava y, si la erosión desmonta el cono volcánico que rodea, puede quedar como un relieve aislado llamado PITÓN.

CALDERA. Depresión más o menos circular, formada generalmente por hundimiento o colapso de un cono volcánico, o por una fuerte explosión.

COLADAS DE LAVA. Masas de roca fundida que se han extendido sobre la superficie. Pueden formar cuerpos extensos, si la lava se ha derramado como un manto líquido, o cuerpos alargados, si la lava ha formado ríos.

estructurasvolcánicas














ACTIVIDAD VOLCÁNICA


La actividad eruptiva o erupción es el conjunto de procesos relacionados con la salida de productos magmáticos de un centro emisor.

Los productos expulsados son gases, colada de lava, y productos piroclásticos



stromboliana

Los GASES pueden ser : Vapor de agua principalmente, CO2, HCl, H2 y N2, SO2 y CH4

En los magmas ácidos, al ser más viscosos, los gases se liberan de manera más explosiva y los básicos, al ser menos viscosos, se desprenden más suavemente, originando erupciones efusivas.

Las COLADAS DE LAVA son magmas empobrecidos en volátiles. Estas se extienden sobre el terreno constituyendo mantos o coladas, cuya morfología y velocidad dependen de la composición química y el contenido en gases.



Según la morfología se clasifican en Lavas pahoehoe (fluidas y con aspecto no fragmentado) A veces con aspecto de cuerdas o sogas alineadas perpendicularmente con la dirección del fluido. Si la lava es muy homogénea, al enfriarse suele sufrir una fracturación en prismas poligonales; este proceso se llama disyunción columnar.

disyunción columnar

Lavas rugosas o lavas “aa” Son lavas más ácidas, por tanto, más viscosas. Tienden a solidificar rápidamente por lo que la liberación de gases es de tipo explosivo, lo que provoca la fragmentación de la lava. Tienen un aspecto en superficie irregular, correoso, espinoso. Si estos fragmentos son de grandes dimensiones se denominan coladas en bloques. En Canarias les llaman “malpaís”

Lavas almohadilladas o pillow-lavas. Son típicas de las erupciones submarinas, donde la lava se solidifica debajo del agua. Presentan el aspecto de pequeños bultos o almohadillas.

Los PRODUCTOS PIROCLÁTICOS son fragmentos de material magmático que han sido proyectados al aire en una erupción explosiva del volcán.

Bombas (diámetro mayor de 64 mm) redondeadas

Bloque (diámetro mayor de 64 mm) angulosos

Lapilli (diámetro entre 2 y 64 mm)

Cenizas (diámetro menor de 2 mm)

Escorias (piroclastos de tamaño no especificado)

TIPOS DE EDIFICIOS VOLCÁNICOS


Se pueden diferenciar cuatro tipos de actividad volcánica que originan diferentes tipos de edificios volcánicos.

HAWAIANA Se produce cuando el magma está muy caliente y es muy fluido. Casi no se nota la expulsión de los gases. La lava es basáltica y muy fluida y las coladas fluyen como ríos a gran velocidad. A veces se solidifica la parte externa pero en el interior sigue líquido y sigue fluyendo. Llegan por tanto a vaciarse formando tubos de lava. El edificio que se origina es más extenso que alto y se llama volcán en escudo.

ACTIVIDAD FISURAL Es similar a la hawaiana, pero en lugar de producirse en cráteres puntuales, se forma a lo largo de fisuras, por lo que el volumen de lava emitido es mucho mayor y se extiende por áreas muy extensas.

ESTROMBOLIANA Cuando el magma tiene una temperatura más baja y su viscosidad es mayor. La desgasificación es violenta y provoca explosiones por lo tanto lanza piroclastos que se acumulan alrededor del foco de emisión. El edificio se llama estratovolcán y está formado por piroclastos entre los que se intercalan las coladas de lava traquítica y andesítica.

PELEANA O PLINIANA El magma tiene una temperatura muy baja y es muy viscoso. Sale del cráter casi en estado sólido, como una columna de roca incandescente que gana altura lentamente. Los gases en el interior están contenidos a miles de atmósferas de presión. Cuando la columna de roca se agrieta los gases escapan con una fuerte explosión que pulveriza la roca creando una nube incandescente de gases y piroclastos que recibe el nombre de nube ardiente. La lava generada es, con frecuencia, de composición riolítica.

EL VOLCANISMO RECIENTE DE LA PENÍNSULA IBÉRICA


En la península Ibérica hay tres áreas principales de volcanismo reciente

El campo volcánico Catalán. Asociado a fenómenos distensivos intraplaca

El volcanismo del Campo de Calatrava. Asociado a fenómenos distensivos intraplaca.

El volcanismo de la zona de Almería y Murcia. Asociado a fenómenos distensivos.

La región volcánica de Canarias relacionada con un punto caliente. Son más jóvenes las islas occidentales.

LAS ROCAS MAGMÁTICAS O ÍGNEAS


Se forman por la consolidación y emplazamiento de un magma. Existe una gran cantidad pues depende del magma y su evolución pero podemos clasificarlas atendiendo a dos criterios.

LA TEXTURA DE LAS ROCAS MAGMÁTICAS

La textura está definida por el tamaño y forma de los minerales que la componen, parámetros que dependen de la velocidad con la que se ha enfriado el magma. Según la textura diferenciamos dos tipos.

Rocas volcánicas Al tener un enfriamiento brusco la mayoría de minerales no han tenido tiempo de formar cristales grandes con caras bien definidas, sino que son irregulares o diminutos. Si el enfriamiento es muy rápido ni siquiera se forman pequeñitos sino una pasta homogénea llamada vidrio volcánico.

Suelen presentar porosidad al haber experimentado una desgasificación rápida y formarse burbujas y vacuolas. Densidad muy baja e incluso flotan en el agua como la piedra pómez.



Rocas plutónicas Se han consolidado en el interior de la corteza a lo largo de cientos de miles de años por lo que los minerales han tenido tiempo de cristalizar. Los cristales bien desarrollados con caras planas y formas geométricas se denominan idiomorfos. Los cristales que presentan formas irregulares se denominan alotriomorfos

COMPOSICIÓN MINERALÓGICA

Los principales componentes de las rocas magmáticas son el Olivino, los piroxenos, la biotita o mica negra, la moscovita o mica blanca, los feldespatos calco-sódicos o plagioclasas, el feldespato potásico y ortosa y el cuarzo.

Estos minerales van cristalizando en el interior del magma desde el punto de fusión más alto (el olivino), hasta el punto de fusión más bajo (el cuarzo). A medida que el magma se enfría los minerales se empiezan a separar, el magma se empobrece en olivino y piroxenos y se enriquece en cuarzo.

Si se consideran simultáneamente la composición y la textura, se tiene una clasificación sencilla de rocas magmáticas.





Cuarzo, ortosa, micas, plagioclasas

Ortosa, biotita,plagioclasas

Piroxenos, plagioclasas, ortosa, biotita

Olivino, piroxenos, plagioclasas

Roca volcánica

RIOLITA

TRAQUITA

ANDESITA

BASALTO

Roca plutónica

GRANITO

SIENITA

DIORITA

GABRO

Imágenes colgadas en fotos del grupo

ROCAS FILONIANAS



El magma que en su ascenso encuentra una fractura en las rocas, se inyecta en ella produciendo un cuerpo magmático de geometría tabular: un dique o filón. Produce este tipo de rocas filonianas. Existen minerales de gran interés que se forman al precipitar una fase líquida de ese magma que estaba enfriándose en los diques o filones (pirita, galena, cinabrio, blenda).

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