Semana 7 Geologia General

GEO102 Geologa GeneralSemana 7:Resumen Procesos

al estilo de Repaso y rocas gneas Generales de Rocas gneas

Conceptos

Clasificacin

Hasta el momento, sabemos que el magmatismo y volcanismo provienen de PROCESOS ENDGENOSLos procesos endgenos son aquellos que se originan en el interior de la Tierra debido a las altas temperaturas y presiones que all se generan, y estaran asociados a la liberacin de calor interno del planeta. La forma del planeta para liberar calor interno puede ser por: radiacin, conduccin o conveccin relacionados con la transmisin de calor de zonas calientes a fras (variacin gradiente geotrmico), asociado al decaimiento radioactivo en su interior. Los procesos endgenos o internos se manifiestan a travs de una serie de fenmenos. Entre los que destacamos el Volcanismo, Magmatismo, Plutonismo y Metamorfismo.

El Volcanismo, Magmatismo y Plutonismo da origen a las ROCAS GNEAS.

GENERACIN DE NUEVA CORTEZA OCEANICA

CORTEZA OCEANICA

CORTEZA OCEANICA

MATERIAL FUNDIDO PROVENIENTE DE ASTENSFERA

ROCAS GNEASANDESITA

GRANITO

Recordemos:

MAGMATISMO

El magmatismo incluye el estudio de la gnesis y evolucin de los magmas. Magma: masa de roca fundida o parcialmente fundida que se origina en regiones profundas del planeta y ascienden, pudiendo llegar hasta la superficie.Porcin lquida, llamada fundido que est compuesta por iones mviles de elementos que comnmente se encuentran en la corteza (Si, O, Al, F, Ca, Fe, Mg, etc) Porcin slida, compuesta por minerales (principalmente silicatos) ya cristalizados Voltiles, porcin gaseosa, compuesta por vapor de agua, CO2, SO2

Recordemos:Plutonismo Es el conjunto de procesos que conducen a la generacin de rocas gneas formadas bajo la superficie terrestre, es decir, a un plutn.

PLUTONISMO

Recordemos:

VOLCANISMO

PuuOo (Volcn Kilauea). Basltica

Volcanismo: es la manifestacin en superficie de un planeta o satlite, de procesos trmicos internos, a travs de la emisin en superficie de productos slidos, lquidos o gaseosos.

Volcn Chaitn

Recordemos Origen de los Magmas

Formacin de magmas

Composicin

Productos del Magmatismo, Plutonismo y Volcanismo

ORIGEN DEL MAGMA

La mayor parte de los magmas se forma por fusin de la corteza y manto superior (Profundidad de al menos 200 Km.)

La tectnica de placas juega un rol fundamental en la formacin de magmas

La mayor cantidad de actividad gnea est relacionada a mrgenes divergentes de placas (expansin del fondo ocenico)

Tambin se producen cantidades importantes de magma en mrgenes convergentes (subduccin)

ORIGEN DEL MAGMA

Fusin parcial

Pluma de manto ascendente

ORIGEN DEL MAGMARegiones profundas de la corteza y manto superior (mrgenes divergente, mrgenes activos y zonas de subduccin).

El estudio del magma se ha hecho con pruebas de laboratorio (simulando condiciones naturales), estudios geofsicos, sismolgicos, petrolgicos, etc.

FORMACIN DEL MAGMA

Formacin de magma:

EL PAPEL DEL CALOR

El cambio de T con la profundidad se conoce como Gradiente geotrmico.

Por ejemplo, a 100 kilmetros de profundidad, la T oscila entre 1000 y 1400 C.

A esta temperatura las rocas an no se funden (muy

calientes, pero an slidas)

Grfica gradiente geotrmico

FORMACIN DEL MAGMA

Cmo se genera el calor adicional para fusin?

FORMACIN DEL MAGMACmo se genera el calor adicional para fusin? Friccin en zonas de subduccin Cuando descienden por subduccin adquieren mayor T (variacin gradiente geotrmico)

FORMACIN DEL MAGMA

Formacin de magma:

EL PAPEL DEL AGUA

El magma en una zona de subduccin es generado probablemente cuando agua desde la corteza ocenica que desciende es liberada y se alza en el manto sobreyacente.

La adicin de agua disminuye el punto de fusin de la roca del manto sobreyacente y genera la fusin parcial.

FORMACIN DEL MAGMAFormacin de magma:expansin) EL PAPEL DE LA PRESIN (en mrgenes de

A mayor profundidad, mayor presin. A mayor presin de confinamiento, aumenta el punto de fusin de las rocas A menor presin de confinamiento, reduce el punto de fusin de las rocas Cuando la presin de confinamiento disminuye lo suficiente, se genera fusin por descompresin Cuando el magma se mueve por corrientes de conveccin, de desplaza a zonas de menos presin

FORMACIN DEL MAGMA

MAGMATISMO. RepasoFormacin de magma: EL PAPEL DE LOS VOLTILES

Otro factor importante que afecta la fusin de las rocas, es el contenido de agua y otras sustancias voltiles

Sustancias voltiles hacen que las rocas se fundan a temperaturas inferiores (como fundir hielo con sal)

Una roca hmeda tiene un punto de fusin menor que una roca seca, pues los voltiles afectan la presin

COMPOSICIN QUMICALa mayor parte de los magmas est compuesto por una fase lquida, un fase slida y una fase gaseosa

La parte lquida (llamada fundido) est compuesta principalmente por Si y O

La parte slida (si existe) son silicatos ya cristalizados

La parte gaseosa corresponde a H2O, CO2, SO2 Una caracterstica FUNDAMENTAL de los magmas, ser su contenido de SiO2, lo que dar origen a rocas cidas, intermedias o bsicas, y en el caso de volcanismo influye en el tipo de erupcin (tranquila o explosiva)

CMO SE PASA DEL MAGMA A LAS ROCAS GNEAS?

DEL MAGMA A LAS ROCAS

CRISTALIZACINEvolucin del magma:

El magma asciende a travs de la corteza terrestre, sufriendo algunos cambios mineralgicos y qumicos

La cristalizacin es el proceso por el cual el magma se consolida completamente

La cristalizacin es el proceso inverso de la fusin


CRISTALIZACINCada mineral tiene un punto de fusin determinado. Lo mismo ocurre con el proceso inverso (cristalizacin). En el proceso de cristalizacin influye composicin del magma, temperatura, presin, presencia de agua y tiempo

Cristalizacin del magma: Al ascender en la corteza el magma se pone en contacto con rocas ms fras (disminuye gradiente geotrmico) y l mismo se enfra. Al alcanzase las temperaturas de cristalizacin de minerales determinados, stos se forman, disminuyendo la capacidad del magma de ascender (aumenta su viscosidad)

Cuando el magma se enfra, los iones del fundido se acercan y empiezan a formar estructuras cristalinas ordenadas (pierden movilidad)


CRISTALIZACIN

En el caso de la fusin, los iones estn empaquetados en arreglos cristalinos definidos. Pueden moverse (vibrar) dentro de un rango de su punto o posicin fija. Cuando aumenta la temperatura, los iones se mueven cada vez ms, empiezan a chocar e interactuar con sus vecinos hasta que rompen sus enlaces y su estructura cristalina definida

En la Cristalizacin, el proceso es inverso. A menor temperatura, los iones pierden movilidad y se empiezan a enlazar y forman estructuras cristalinas definidas

Si el magma alcanza la superficie, se denomina LAVA


CRISTALIZACINLos primeros iones en unirse, son tomos de slice y oxgeno formando tetraedros (conformacin bsica de los silicatos)

A medida que el magma sigue perdiendo calor, los tetraedros se unen entre s y se juntas con otros iones y se forman embriones de ncleo de cristales

El tamao de estos cristales depender del tiempo, espacio y composicin qumica del magma inicial y remanente.

Los primeros cristales en formarse, tienden a tener mejores caras cristalinas formadas (por espacio), mientras que los ltimos minerales en formarse, tienen a rellenar espacios y no siempre generan caras cristalinas.


CRISTALIZACINPor ltimo, el magma se convierte en una masa slida de silicatos interpenetrados denominados ROCAS GNEAS

DEL MAGMA A LAS ROCAS CRISTALIZACIN

Durante la cristalizacin, la composicin del magma de origen cambia continuamente (se va empobreciendo de aquellos elementos que empiezan a cristalizar primero)

En ocasiones el fundido se separa (los primeros minerales que se forman se separan del fundido original). A medida que la cristalizacin contina, se generan minerales formados a partir de la composicin residual de cada etapa.

Un mismo magma puede generar rocas de texturas y composiciones muy diferentes entre si

DEL MAGMA A LAS ROCAS CRISTALIZACIN

Con posterioridad a la cristalizacin principal del magma, los fluidos residuales se liberan y evolucionan entre la zona de cristalizacin y la superficie.

Estos fluidos cristalizan donde se encuentran con condiciones favorables (es decir, cuando el enfriamiento del fluido provoca la cristalizacin de determinados minerales, o cuando cambian las condiciones de presin, o de Eh-pH)

En ocasiones, estos fluidos llegan a regiones superficiales, dando origen al desarrollo de sistemas geotrmicos (geiser). Muchos de los yacimientos minerales se producen por el enriquecimiento y depositacin de fluidos ricos en algn mineral

Otros aspectos importantes que debemos recordarDiferenciacin magmtica. En una o ms etapas de cristalizacin, se ha demostrado que se separan los componentes slidos y lquidos, generando una sedimentacin y cristalizacin a partir de una nueva composicin (generacin de magma secundario) Mezcla de magmas. Una cmara magmtica en proceso de cristalizacin, puede incorporar rocas de sus alrededores o bien, es intruido por otro cuerpo magmtico generando mezcla de magmas

Otros aspectos importantes que debemos recordar

Otros aspectos importantes que debemos recordarNOMBRE Y CARACTERIZACIN DE LOS DEPSITOS TPICOS ASOCIADOS A MAGMATISMO, PLUTONISMO Y VOLCANISMO


Otros aspectos importantes que debemos recordarPlutones: Rocas gneas formadas por el enfriamiento de magma a gran profundidad. Los plutones ms pequeos se denominan stocks

Lacolito: Masa de roca plutnica en forma de lenteja de varios Km. En general tiene parte inferior plana y superior convexa hacia arriba.

Lapolito: Masa de roca plutnica intercalada en una secuencia de rocas sedimentarias

Sill: Masa laminar de roca gnea (en general horizontal)

Otros aspectos importantes que debemos recordarBatolito: Gran masa de roca plutnica que aflora en superficie

Anatexia: Proceso donde las rocas son sometidas a altas temperaturas que se funden en magma

Dique: Cuerpo tabular, sub vertical de roca magmtica que intruye o corta secuencias de rocas ms antiguas (espesores aproximados de 60 centmetros a 200 metros)

AFLORAMIENTOS DE ROCAS GNEAS EN SUPERFICIE




Diques


Diques


Diques Dique

ROCAS GNEASHay dos tipos de rocas gneas fundamentales:

Intrusivas o plutnicas: El magma de enfra lentamente y a altas profundidades,dando paso a la formacin de cristales y minerales bien diferenciados. La textura, tipo y tamao de los minerales que tendr, depender del tiempo de enfriamiento, profundidad, contenido de agua y composicin del magma.

El magma se enfra rpidamente en superficie, dando origen a rocas de textura parecida al vidrio y cristales pequeos

Extrusivas o volcnicas:

Existe un tercer tipo llamadas Hipoabisales (poco profundas)

ROCAS GNEASLas rocas gneas forman la mayor parte de la corteza terrestre

Se forman por el enfriamiento y solidificacin del magma en un rango de al menos 200 C

Su composicin entrega informacin de la composicin del magma de la cual se form.

Se clasifican en funcin de su composicin y su textura

ROCAS GNEAS

Understanding Earth Third Edition Frank Press (Washington Advisory Group) Raymond Siever (Harvard U., Emeritus)

ROCAS GNEASSerie de Bowen: El magma cristaliza en un rango de al menos 200 C A medida que un magma basltico se enfra, los minerales tienen a cristalizar de manera sistemtica en funcin de sus puntos de fusin Durante el proceso de cristalizacin, la composicin de la porcin lquida cambia continuamente

ROCAS GNEASCada mineral tiene un punto se fusin (y por ende, de cristalizacin) particular

ROCAS GNEASEl primer mineral en cristalizar es el Olivino (nesosilicato de fierro y magnesio (Fe, Mg)2SiO4)

El enfriamiento adicional genera piroxenos Ca (Fe, Mg, Al)(Si, Al)2O4 El enfriamiento adicional genera anfbolas y as sucesivamente segn grfica

Importante: A medida que van cristalizando los minerales, el fundido se enriquece en slice, por lo tanto, se va haciendo rico en SiO2

ROCAS GNEAS

ROCAS GNEASEl 99% de las rocas gneas est constituida por: O, Si,Al, Fe, Ca, Na, K y Mg

Los minerales ms comunes son: Feldespatos, Cuarzos, Micas, Anfbolas, Piroxenos y Olivino

Su composicin y tipos de minerales presentes aporta informacin del magma de la cual se formaron y sobre el contexto tectnico en que se originaronRocas colores claros: proceden de magmas ricos en Si y Al (magmas flsicos o siliceos), forman rocas cidas Rocas colores oscuros: magmas ricos en minerales ferromagnesianos (Fe, Mg, Ca) y se les llama mficos o baslticos (rocas bsicas)

ROCAS GNEASLas rocas gneas ms comunes en el planeta son: Granito y Basalto. El granito es la mayor constituyente de cuerpos intrusivos batolitos. Su relativa volcnica es la riolta El basalto es la roca volcnica ms abundante (es bsica y con alto contenido de Fe y Mg). En los mrgenes activos del Ocano Pacfico, las rocas ms comunes son las Andesitas (su nombre deriva de la Cordillera de Los Andes). La mayora son rocas porfdicas, con cristales de plagioclasa, anfbolas, biotita y ocasionalmente piroxeno, inmersos en una matriz microcristalina o vtrea.

CLASIFICACIN DE ROCAS GNEASComo sabemos, las Rocas gneas se enfriamiento y solidificacin del magma forman por el

Su composicin entrega informacin de la composicin del magma de la cual se form.

Se clasifican en funcin de su composicin qumica y su textura

CLASIFICACIN DE ROCAS GNEASClasificacin por composicin qumica

Un criterio de clasificacin de rocas gneas se basa en su composicin qumica (segn el contenido total de Si O2)

cidas: Intermedias: Bsicas: Ultrabsicas:

>65% SiO2 65 52% SiO2 52 45% SiO2 < 45% SiO2

CLASIFICACIN DE ROCAS GNEASCriterios ms importantes para clasificar una roca gnea en funcin de su composicin qumica es:

El cuarzo es esencial en rocas silcicas y poco frecuente a ausente en rocas intermedias y bsicas

Presencia o ausencia de cuarzo:

Dependiendo de la composicin de las plagioclasas y feldespatos, se puede definir si una roca es cida o bsica

Composicin de feldespatos:

Tipo y abundancia de minerales ferromagnesianos:Dependiendo de la presencia y abundancia de olivino, piroxeno y anfbolas. El olivino est restringido a rocas mficas. Los piroxenos y anfbolas son comunes en rocas intermedias y mficas

CLASIFICACIN DE ROCAS GNEAS

CLASIFICACIN DE ROCAS GNEASClasificacin TexturalDentro de su descripcin, se incluyen parmetros de:

Grado de cristalinidad

Totalmente cristalina (holocristalina): Ms de 90% de su volumen son cristales

Parcialmente cristalina (hialocristalina): Compuestas por cristales y vidrio (tpico rocas volcnicas)

Vtrea: Ms de 90% vidrio (holoialina).

CLASIFICACIN DE ROCAS GNEASClasificacin TexturalDentro de su descripcin, se incluyen parmetros de:Tamao de grano

Cristales reconocibles a simple vista (fanertica)

Cristales no se ven a simple vista (afantica)

Vtrea (ms de 90% vidrio)

Cristales de mayor tamao en una masa de cristales menor (porfdica)


Relacin textural

Tamao de cristales parecidos (equigranular)

Distribucin de tamao de cristales variada (inequigranular)

CLASIFICACIN DE ROCAS GNEASClasificacin Textural

Tamao absoluto del grano: Fanertica: Cristales visibles a simple vista: Grano fino: Grano medio: Grano grueso: Pegmatitas: < 2 mm 2 5 mm 5 10 mm > 10 mm


Forma de los cristales

Todos los cristales presentan caras euhedrales). Textura Panidiomrfica

propias

(cristales

Los cristales presentan slo algunas caras propias (Cristales subhedrales). Textura Hipidiomrfica.

Todos los cristales no presentan caras propias (cristales anhedrales). Textura Alotromrfica.


CLASIFICACIN DE ROCAS GNEASEjemplos de tamao de grano




CLASIFICACIN DE ROCAS GNEASFELDESPATOS

ANFBOLAS

CUARZO

Grado de cristalinidad: Totalmente cristalina (holocristalina): Tamao de grano: Cristales reconocibles a simple vista (fanertica) Tamao de cristales parecidos (equigranular) Forma de cristales Subhedrales (Hipidiomrfica)

CLASIFICACIN DE ROCAS GNEASndice de color% de minerales mficos (ferro-magnesianos) Leucocrtico: 0-35% Mesocrtico: 35-65% Melanocrtico: 65-90% Ultramfico: >90%

NomenclaturaBasada en el contenido mineral modal (significa la participacin cuantitativa de los minerales en porcentajes de volumen global de la roca en cuestin y se puede determinarlo cuantitativamente). Se usa el Diagrama o tringulo de Streckeisen (algunos son QAP y otros QAPF)

CLASIFICACIN DE ROCAS GNEASDiagrama o tringulo de Streckeisen (QAPF)El diagrama permite en una manera bastante fcil la denominacin de rocas plutnicas y volcnicas. Solamente el contenido modal de 4 minerales en una muestra (y la textura) definen al final el nombre de la roca. Existen solamente pocas excepciones: Nombres como "ignimbrita" o piedra pmez no tienen su origen en este diagrama. Adems todas las rocas con un contenido menor de 10 % en Q-A-P-F, significa s la suma del contenido modal en cuarzo + feldespato alcalino + plagioclasa + feldespatoides no alcanza 10 %) se tratan en un otro diagrama. El diagrama QAPF o Streckeisen es valido: 1. Para rocas intrusivas y hipabisales (subvolcanicas) 2. Para rocas volcnicas

CLASIFICACIN DE ROCAS GNEASDiagrama o tringulo de Streckeisen (QAPF)

GRIEM, W. & GRIEM-KLEE, S. (online): Apuntes Geologa General. - GeoVirtual (Copiap, Chile): http://www.geovirtual.cl

CLASIFICACIN DE ROCAS GNEASDiagrama o tringulo de Streckeisen (QAPF)FELDESPATOIDES Los feldespatoides son substitutivos de los feldespatos, que cristalizan, cuando un magma no posee suficiente silicio para formar en conjunto con potasio, sodio y aluminio los feldespatos. Esto ocurre a partir de magmas de composicin bsica a ultrabsica. Las sientitas nefelinas (campo 11 del diagrama de Streckeisen) son rocas plutnicas derivadas de magmas pobres en SiO2. Los constituyentes claros de las sienitas nefelinas son feldespato alcalino (90% de todos los feldespatos), de plagioclasa (0 a 10% de los feldespatos) y de nefelina (10 a 60% del volumen total de feldespato y feldespatoide) que es un feldespatoide de sodio. Las sienitas nefelinas aparecen principalmente en zonas de fosas continentales, casi siempre exteriores a las montaas plegadas. La essexita es una roca plutnica con feldespatoides (campo 13 del diagrama de Streckeisen), en que el feldespato ms abundante es la plagioclasa. Se compone de plagioclasa (50 a 90% de los feldespatos), feldespato alcalino (10 a 50% de los feldespatos) y feldespatoides (a menudo nefelina, 10 a 60% del volumen total de feldespato y feldespatoide). El equivalente volcnico de la essexita es la theralita.

CLASIFICACIN DE ROCAS GNEAS PLUTNICASQAP

CLASIFICACIN DE ROCAS GNEAS VOLCNICAS


GRIEM, W. & GRIEM-KLEE, S. (online): Apuntes Geologa General. - GeoVirtual (Copiap, Chile): http://www.geovirtual.cl

CLASIFICACIN DE ROCAS GNEAS EXTRUSIVASDentro de las rocas gneas extrusivas o volcnicas, es comn las texturas de tipo:Cristales no se ven a simple vista (afantica)

Cristales visibles inmersos en una masa fundamental (Porfdica)

Vtrea (vidrio)

CLASIFICACIN DE ROCAS GNEAS EXTRUSIVASDentro de las rocas gneas extrusivas o volcnicas, existen otros tipo de texturas:Textura Clstica (Piroclstica: fragmentos explosivos que pueden ser de vidrio, ceniza, rocas afanticas, trozos del cono volcnico, etc.)

Textura Fluidal (cristales orientados segn flujo)

Textura traqutica (masa fundamental vtrea)

Textura pumtica o espumosa (roca de vesculas en un enrejado vtreo)

CLASIFICACIN DE ROCAS GNEAS EXTRUSIVAS

Textura vesicular

Textura amigdaloidal

CLASIFICACIN DE ROCAS GNEAS EXTRUSIVASDentro de las rocas gneas extrusivas o volcnicas, es posible identificar otro tipo de texturas producto del enfriamiento brusco del magma al salir a superficie

Relacin textural

Tamao de cristales parecidos (equigranular)

Distribucin de tamao de cristales variada (inequigranular)

Fuentes consultadasGRIEM, W. & GRIEM-KLEE, S. (online): Apuntes Geologa General. - GeoVirtual (Copiap, Chile): http://www.geovirtual.cl

Ciencias de la Tierra. Tarbuck, E. J. & Lutgenas, F. K. Prentice Hall

Geologa Fsica (M Orozco, J.M. Azan, A. Azor). 2004 Understanding Earth Third Edition. Frank Press (Washington Advisory Group) Raymond Siever (Harvard U., Emeritus)

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Semana 7 Geologia General