UNIDAD 5: MAGMATISMO Y

ESTRUCTURAS ÍGNEAS Magmatismo.

Flujo de calor y origen de los magmas.

Diferenciación de los magmas.

Estructuras ígneas.

Estructuras plutónicas.

Estructuras volcánicas.

Flujo de Calor

La Tierra es un planeta que aún no se ha equilibrado

térmicamente, por lo cual presenta un gradiente

térmico entre el núcleo y la superficie, que provoca el

flujo de calor desde el interior

del planeta hacia el exterior.

La temperatura del núcleo no es conocida con

precisión porque su determinación es

compleja debido a la variedad de gradientes

térmicos que existen en la Tierra.

La razón de que haya más de un gradiente térmico

se debe a las diferentes composiciones y

propiedades reológicas de las capas que componen

la Tierra

REOLOGÍA. deformación y flujo de la materia

Flujo de Calor

corteza, manto y núcleo poseen diferentes maneras

de transmitir el calor. Así, p. ej.,

• en la mayor parte del manto y en la parte

superior del núcleo, las rocas tienen un

comportamiento viscoso-plástico en escalas de

tiempos geológicos. Debido a esta propiedad, en

este sector se desarrollan celdas convectivas

que transportan el calor conjuntamente con

el desplazamiento de la materia.

• Por el contrario, en la litósfera, como así también

en la parte central del núcleo, no se desarrollan

celdas convectivas, aún en escalas de

tiempo geológicas, y el principal mecanismo de

transferencia térmica es por conducción.

En la actualidad se estima que la temperatura del

interior del núcleo estaría comprendida entre 5.000

y 6.000 °K (Jeanloz y Romanowicz, 1997).

Procesos de transferencia de calor

El Calor se transfiere por los siguientes procesos:

Conducción: transmisión de calor por contacto sin

transferencia de materia.

Convección : transmisión de calor por la transferencia de la

propia materia portadora del calor.

Radiación: transmisión de energía por medio de la emisión

de ondas electromagnéticas o fotones

Procesos de transferencia de calor

El Calor se transfiere por los siguientes procesos:

Conducción: transmisión de calor por contacto sin

transferencia de materia.

Convección : transmisión de calor por la transferencia de la

propia materia portadora del calor.

Radiación: transmisión de energía por medio de la emisión

de ondas electromagnéticas o fotones

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

Evolución magmática

Fases de la consolidación magmática La solidificación de un magma es un proceso inverso al de fusión. Este proceso de cristalización sucede en tres etapas:

◦ Ortomagmática: (temperaturas superiores a los 500º C) Se produce la solidificación en el interior de la cámara magmática. Cristalizan minerales silicatos originando rocas plutónicas.

◦ Pegmatítica: (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 300º C) Soluciones acuosas a alta temperatura con componentes solubles (CO2, 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.)

Magma del Latín magma «pasta»

• Es una masas de Rocas Fundidas al

interior de la Tierra.

• Es una Mezcla de Gases-Liquidos y

Sólidos

Están formadas por silicatos, que a su vez están

constituidos por unidades de SiO4 , solas o unidas

entre sí, compartiendo de uno a cuatro oxígenos. Estas

unidades tienen cargas negativas que compensarán

uniéndose a cationes metálicos de Ca, Fe, Mg, Na, K,

Mn, etc. lo que origina una gran variedad de

compuestos.

Los minerales del grupo de los silicatos son:

Cuarzo

Feldespatos: ortosa (K) y plagioclasas (Na y Ca)

Micas: biotita (Fe, Mg) y moscovita (Al, K)

Anfíboles como la hornblenda (Ca, Mg, Fe, Al, OH-)

Piroxenos como la augita (Ca, Mg, Fe, Al)

Olivino (Fe, Mg)

Magma del Latín magma «pasta»

• Es una masas de Rocas Fundidas al

interior de la Tierra.

• Es una Mezcla de Gases-Liquidos y

Sólidos

Magma del Latín magma «pasta»

• Es una masas de Rocas Fundidas al

interior de la Tierra.

• Es una Mezcla de Gases-Liquidos y

Sólidos

Magma del Latín magma «pasta»

• Es una masas de Rocas Fundidas al

interior de la Tierra.

• Es una Mezcla de Gases-Liquidos y

Sólidos

Cuando un magma se enfría y sus

componentes Cristalizan se forman

ROCAS IGNEAS

Magma del Latín magma «pasta»

• Es una masas de Rocas Fundidas al

interior de la Tierra.

• Es una Mezcla de Gases-Liquidos y

Sólidos

Cuando un magma se enfría y sus

componentes Cristalizan se forman ROCAS

IGNEAS

• ROCAS IGNEAS:

- Si el magma cristaliza en el

interior de la tierra se forman

Rocas Plutónicas o intrusivas.

- Si el magma asciende hacia la

superficie (se llama Lava), y al

enfriarse se solidifican, se forman

Rocas Volcánicas o Efusivas.

Plutónicas: solidificación lejos de la superficie terrestre. Enfriamiento lento, formación de grandes minerales.

Volcánicas: Rocas formadas a partir de lavas y piroclastos en la superficie de la tierra.

Filonianas: Solidificación en grietas o fracturas.

Magma del Latín magma «pasta»

• Es una masas de Rocas Fundidas al

interior de la Tierra.

• Es una Mezcla de Gases-Liquidos y

Sólidos

Cuando un magma se enfría y sus

componentes Cristalizan se forman ROCAS

IGNEAS

• ROCAS IGNEAS:

- Si el magma cristaliza en el

interior de la tierra se forman

Rocas Plutónicas o intrusivas.

- Si el magma asciende hacia la

superficie (se llama Lava), y al

enfriarse se solidifican, se forman

Rocas Volcánicas o Efusivas.

Fanerítica típica de rocas plutónicas

Afanítica típica de rocas volcánicas

TEXTURA

LUGAR DE FORMACION

Rocas Plutónicas

Rocas Volcánicas

ROCAS IGNEAS

MAGMA

enfría sus componentes

Cristalizan y se forman

TEXTURA DE LAS ROCAS ÍGNEAS

Textura vítrea. Las rocas con textura vítrea se originan durante algunas erupciones

volcánicas en las que la roca fundida es expulsada hacia la atmosfera donde se enfría

rápidamente; ello que ocasiona que los iones dejen de fluir y queden desordenados antes

de que puedan unirse en una estructura cristalina ordenada. La Obsidiana es un vidrio

natural común producido de este modo.

Textura Afanítica o de grano fino. Se origina cuando el enfriamiento del

magma es relativamente rápido por lo que los cristales que se forman son de tamaño

microscópico y es imposible distinguir a simple vista los minerales que componen la roca. La

Riolita es un ejemplo.

Textura Fanerítica o de grano grueso. Se origina cuando grandes masas de

magma se solidifican lentamente a bastante profundidad, lo que da tiempo a la formación

de cristales grandes de los diferentes minerales. Las rocas faneríticas, como el

Granito están formadas por una masa de cristales intercrecidos aproximadamente del

mismo tamaño y lo suficientemente grandes como para que los minerales individuales

puedan identificarse sin la ayuda del microscopio.

TEXTURA DE LAS ROCAS ÍGNEAS

La textura fanerítica es típica de rocas plutónicas y la afanítica de volcánicas Algunas rocas pueden presentar cristales “flotando”

en una pasta hipocristalina, éstas también se denominan afaníticas.

Rocas Plutónicas

Rocas que cristalizan en el interior, lentamente,

presentando una buena cristalización.

Presentan textura granuda, con minerales de

grano medio a grueso que se reconocen a

simple vista. A veces forman cristales de gran

tamaño debido a la presencia de agua, dando

lugar a textura pegmatítica.

TEXTURA DE LAS ROCAS ÍGNEAS

La textura fanerítica es típica de rocas plutónicas y la afanítica de volcánicas

La ortoclasa u ortosa

Es un mineral (Silicatos), (pertenece a los

feldespatos, según la clasificación de Strunz)

KAlSi3O8

Es uno de los minerales formadores de las

rocas más abundantes en la corteza

terrestre. También se conoce con el nombre

de feldespato ortosa o simplemente

feldespato, pero estos nombres no son del

todo correctos, ya que no definen al mineral

sino a un grupo de minerales del que la

ortoclasa forma parte.

TEXTURA DE LAS ROCAS ÍGNEAS

La textura fanerítica es típica de rocas plutónicas y la afanítica de volcánicas Plagioclasa (mejor dicho plagioclasas)

es un conjunto de minerales del grupo de los

(feldespatos), perteneciente al grupo de los

Tectosilicatos, que es un

constituyente importante de muchas rocas.

• Específicamente están constituidas por

una Solucion Sólida Isomorfa

comprendida entre la: Albita (NaAlSi3O8 o

Na2O·Al2O3·6SiO2 = 68.7% de Sílice,

19.5% de Oxido de Sodio y 11.8% de

Sesquioxido de Aluminio) y la

• Anortita (CaAl2Si2O8 o CaO·Al2O3·2SiO2 =

43.2% de sílice, 36.7% de sesquióxido de

aluminio y 20.1% de Oxido de Calcio).

TEXTURA DE LAS ROCAS ÍGNEAS

La textura fanerítica es típica de rocas plutónicas y la afanítica de volcánicas

BIOTITA

Es la más común de las micas, entrando como

componente principal o accesorio de casi todas las

rocas ígneas, esencialmente de los granitos,

dioritas, gabros, sienitas etc.. así como en

numerosas rocas metamórficas.

Fórmula química: K(Mg,Fe2+)(Al,Fe3+)

Si3O10(OH,F)2

Clase: Silicatos

Subclase: Filosilicatos

Grupo: Micas

Subgrupo: Micas ferroso - magnésicas

Etimología: En honor del físico francés J.B.

Biot.

TECTOSILICATO

Se denominan tectosilicatos, silicatos tridimensionales o silcatos de

estructura en armazón a Minerales del grupo de los Silicatos

• que se caracterizan por su Estructura Tridimensional de Tetraedros

(SiO4=ZO4)

• con los cuatro vértices ocupados por el ion O2- compartidos, lo que implica

relaciones Z:O=1:2. ( Z es Silicio(Si))

• La fórmula resultante es SiO2 , Lllamado Sílice, pero parte del Si4+ puede

ser reemplazado por Al3+ (en raras ocasiones por Fe3+), Al suceder esto, las

cargas negativas resultantes se compensan con la entrada de

cationes grandes, como el K+, el Na+ o el Ca2+ (con menos frecuencia

Ba2+,Sr2+ y Cs+)

Los TECTOSILICATOS son muy abundantes, constituyendo aproximadamente

el 64% de los minerales de la Corteza Terrestre

TECTOSILICATO

Se denominan tectosilicatos, silicatos tridimensionales o silcatos de estructura en

armazón a Minerales del grupo de los Silicatos

• que se caracterizan por su Estructura Tridimensional de Tetraedros (SiO4=ZO4)

• con los cuatro vértices ocupados por el ion O2- compartidos, lo que implica relaciones Z:O=1:2.

( Z es Silicio(Si))

• La fórmula resultante es SiO2 , Lllamado Sílice, pero parte del Si4+ puede ser reemplazado por

Al3+ (en raras ocasiones por Fe3+), Al suceder esto, las cargas negativas resultantes se

compensan con la entrada de cationes grandes, como el K+, el Na+ o el Ca2+ (con menos

frecuencia Ba2+,Sr2+ y Cs+)

Las esferas rojas representan iones de Oxigeno.

las esferas grises iones de Silicio.

(Esquema de la estructura interna tridimensional

de un cuarzo (cuarzo-β)).

Clase: Silicatos

Subclase: Tectosilicatos

Breve caracterización del grupo:

Los silicatos están formados por una red tetraédrica de grupos SiO2 con incorporaciones de Al y

presencia, en los huecos disponibles, de cationes Na+, K+ o Ca2+ de manera de neutralizar las

cargas.

Generalmente los feldespatos se originan a alta temperatura con estructuras más

desordenadas pasando, por enfriamiento, a un estado más ordenado de menor temperatura.

Tal es el caso de los polimorfos sanidina (de alta temperatura), ortoclasa (intermedia)

y microclina (de baja temperatura).

La primera presenta iones Si y Al distribuidos aleatoriamente entre las posiciones T1 y T2

con los K+ ocupando grandes intersticios en planos de simetría perpendiculares al eje b.

En el caso de la microclina la estructura es menos simétrica con los iones K+sin posiciones

especiales. Por el contrario la distribución de Al - Si está completamente ordenada.

La ortoclasa presenta una estructura intermedia.

GRUPO DE LOS FELDESPATOS

Clase: Silicatos

Subclase: Tectosilicatos

Breve caracterización del grupo:

Los minerales de este grupo responden a la fórmula general

XZ4O8

Con: X: Ba, Ca, K, Na, NH4, Sr

Z: Al, B, Si

La composición de los feldespatos más comunes puede expresarse en función del

sistema:

- ortoclasa (KAlSi3O8)

- albita (NaAlSi3O8)

- anortita (CaAl2Si2O8)

GRUPO DE LOS FELDESPATOS

Na+, K+ o Ca2+

Clase: Silicatos

Subclase: Tectosilicatos

Breve caracterización del grupo:

Los minerales de este grupo responden a la fórmula general

XZ4O8

Con: X: Ba, Ca, K, Na, NH4, Sr

Z: Al, B, Si

Ejercicio: balancear los atomicamente: :

- ortoclasa (KAlSixO8)

- albita (NaAlSixO8)

- anortita (CaAlySixO8)

GRUPO DE LOS FELDESPATOS

Na+, K+ o Ca2+

Si4+Al3+ O2- SiO2

Clase: Silicatos

Subclase: Tectosilicatos

Breve caracterización del grupo:

Los minerales de este grupo responden a la fórmula general

XZ4O8

Con: X: Ba, Ca, K, Na, NH4, Sr

Z: Al, B, Si

Ejercicio: balancear atomicamente para neutralizar carga:

- ortoclasa (KAlSixO8)

- albita (NaAlSixO8)

- anortita (CaAlySixO8)

GRUPO DE LOS FELDESPATOS

Na+, K+ o Ca2+ Si4+Al3+ O2-

SiO2

+1+3+x(+4)=8(-2)- 4x+4=16 x=3

+1+3+x(+4)=8(-2)- 4x+4=16 x=3

+2+3(y)+x(+4))=8(-2) 4x+3y+2=16 x=2 ; y=2

Ejercicio: Fusión incongruente: existe un cierto número de minerales, que cuando

se calientan a una cierta temperatura (punto de fusión incongruente), se

descomponen para dar dos fases, una de las cuales es entonces líquida (líquido

peritéctico) y otra sólida, de diferentes composición al mineral original.por ej:

Ortosa (KAlSi3O8) funde incongruentemente a 1150° C para formar leucita

(KAlSi2O6) + líquido con mayor riqueza en sílice que la ortosa. La fusión completa

de la leucita así formada se presenta a 1533° C únicamente.

balancear molecularmente:

GRUPO DE LOS FELDESPATOS

XKAlSi3O8 = YKAlSi2O6 + Z KAlSi3O8 + USiO2

Ortosa Leucita Mezcla fundida

8KAlSi3O8 = 5KAlSi2O6 + 3 KAlSi3O8 + 5SiO2

Ortosa Leucita Mezcla fundida

SOLUCION

Principales Minerales

Rocas volcánicas

Cristalizan en la superficie terrestre, rápidamente, por lo que los átomos no se

ordenan y no forman cristales, tan sólo vidrio volcánico (textura vítrea) o

cristales muy pequeños, no visibles a simple vista (textura microcristalina).

A veces presentan algún cristal más grande que se formó en la cámara antes

de la erupción (textura porfídica), y otras veces son rocas muy porosas (textura

vacuolar).

Rocas filonianas Formadas por enfriamiento de un magma en zonas próximas a la superficie formando

diques o filones. Son intermedias entre los dos tipos anteriores.