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.