Download - Núcleo temático III Rocas Igneas
PROCESOS FORMADORES DE ROCAS IGNEAS
Ciclo de las Rocas
Las Rocas Igneas:
• Su nombre proviene de Ignis=fuego.• Se formas conforme se enfría y solidifica
una roca fundida.• El material parental se denomina magma.• El magma en condiciones superficiales se
denomina lava.• Cuando se solidifican en el interior de la
tierra se denominan rocas plutónicas.• Cuando se solidifican en la superficie de la
tierra se denomina rocas volcánicas.
Composición de los magmas:
• Porción liquida llamada fundido, compuesta mayoritariamente de iones de silicio y oxígeno.
• Porción sólida (si la hay) de cristales de silicatos ya formados.
• Volátiles mas comunes: vapor de Agua (H2O), dióxido de carbono (CO2), dióxido de azufre (SO2).
Origen de los magmas
Cristalización del magmaFusión de la corteza
Cristalización del magma
Generación de un Magma a partir de Roca Sólida
• En un sólido los están dispuesto según un empaquetamiento regular.
• Según aumenta la temperatura, aumenta su vibración original.
• El solidó aumenta de volumen.
• Se debilitan los enlaces químicos hasta formar el fundido.
Proceso de fusión de un sólido:
Generación de un Magma a partir de Roca Sólida
Papel de la Temperatura:
•La temperatura aumenta en la corteza superior (gradiente geotérmico) con una media de entre 20°C y 30°C por kilómetro.• Las rocas de la corteza inferior y del manto superior están próximas a sus puntos de fusión.•Cualquier calor adicional puede generar fundido
Generación de un Magma a partir de Roca Sólida
Generación de un Magma a partir de Roca Sólida
• Papel de la presión– Un aumento de la presión de confinamiento produce un
aumento en la temperatura de fusión de las rocas – Cuando la presión de confinamiento disminuye se dispara la
fusión por descompresión
• Papel de los volátiles– Las sustancias volátiles (sobre todo el agua) hacen que la
roca se funda a temperaturas inferiores– Papel importante donde la litosfera oceánica desciende
hacia el manto
Generación de un Magma a partir de Roca Sólida
Proceso de cristalización
• De manera general, es el proceso inverso de fusión de un sólido.
• En las rocas este proceso es mas complejo.• Por su diversidad de componentes, la mayoría
de los magmas tienen una rango de temperatura de cristalización de 200 °C.
• Durante la cristalización los fundidos cambia de composición a medida que los cristales son retirados de manera selectiva e incorporado de los primeros minerales que se forman.
Series de reacción de Bowen
Diferenciación Magmática
Asimilación y Mezclas de Magmas
Fusión Parcial y Formación de Magmas
• El rango de temperatura de fusión es similar al de cristalización (200°).
• A medida que la roca se va calentando los minerales cuyo punto de fusión es bajo, funden primero.
• Es muy frecuente que la fusión de una roca no sea completa. Fusión Parcial.
• La Fusión parcial es un proceso que produce la mayor parte de los magmas.
Magmas Basálticos
• Se originan a partir de la fusión parcial de la peridotita.
• Cuado se produce una fusión directa del manto se produce magmas primarios.
• Se produce por reducción de presión de confinamiento (fusión por descompresión)
• Se producen en las dorsales centro-ocenaica, debido a las corrientes convectivas y en zonas de subducción donde el agua de la capa descendente produce fusión parcial.
• Se encuentran solo en márgenes continentales o adyacentes a ellos.
• Los magmas andesíticos se forman por inclusión de rocas en magmas basáltico
• Los magmas andesíticos pueden evolucionar a magmas basálticos por diferenciación magmática .
• El liquido restante del magma evolucionado es rico en sílice y se conoce como magma granítico.
• Los magmas graníticos por su contenido de sílice, son relativamente mas viscoso que los otros magmas.
Magmas Andesíticos y Granítico
Rocas Igneas Plutónicas
• Se forman debajo de la superficie de la tierra.
• La velocidad de enfriamiento de los magmas generadores de estas roca es lenta.
• Presentan cristales relativamente grandes (textura fanerítica o Porfirítica)
Texturas
Fanerítica
Texturas
Porfirítica
Modo de ocurrencia de las rocas plutónicas
Modo de ocurrencia de las rocas plutónicas
Lacolitos Lopolitos
Clasificación de rocas Plutónicas
Clasificación de rocas PlutónicasDiagramas Ternarios:
X= 70 %
Y= 20%
Z= 10%
Q
Granitoidesricos en cuarzo
9090
6060
2020Cuarso-sienita.alcalína Cuarzo
Sienita
CuarzoMonzonita
CuarzoMonzodiorita
Sienita Monzonita Monzodiorita
Sienita con feldespatoide
5
10 35 65
Monzonita confeldespatoide
Mozodiorita conFeldespatoide
90
Sienitaalcalína
(Foid)-bearingAlkali Fs. Syenite
10
Monzosienitafeldespatoidea
Sienita Feldespatoidea
Monzodioritafeldespatoidea
Dio
rita/
Gab
ro fe
ldes
pato
idea
Dioritra cuarciferaGabro cuarcifero
5
10
Diorita/Gabro/Anorthosita
(Foid)-bearingDiorite/Gabbro
60
Foidolitas
Cuartzolita
Granito Grano-diorita
Tonalita
Gran
itos A
lcalin
os
A P
F
60
Q
Granitoidesricos en cuarzo
9090
6060
2020Cuarso-sienita.alcalína Cuarzo
Sienita
CuarzoMonzonita
CuarzoMonzodiorita
Sienita Monzonita Monzodiorita
Sienita con feldespatoide
5
10 35 65
Monzonita confeldespatoide
Mozodiorita conFeldespatoide
90
Sienitaalcalína
(Foid)-bearingAlkali Fs. Syenite
10
Monzosienitafeldespatoidea
Sienita Feldespatoidea
Monzodioritafeldespatoidea
Dio
rita/
Gab
ro fe
ldes
pato
idea
Dioritra cuarciferaGabro cuarcifero
5
10
Diorita/Gabro/Anorthosita
(Foid)-bearingDiorite/Gabbro
60
Foidolitas
Cuartzolita
Granito Grano-diorita
Tonalita
Gran
itos A
lcalin
os
A P
F
60 Clasificación y nomenclatura de rocas Plutónicas según el USGS
Q
Granitoidesricos en cuarzo
9090
6060
2020Cuarso-sienita.alcalína Cuarzo
Sienita
CuarzoMonzonita
CuarzoMonzodiorita
Sienita Monzonita Monzodiorita
Sienita con feldespatoide
5
10 35 65
Monzonita confeldespatoide
Mozodiorita conFeldespatoide
90
Sienitaalcalína
Sienita Alcalinacon feldespatoide
10
Monzosienitafeldespatoidea
Sienita Feldespatoidea
Monzodioritafeldespatoidea
Dio
rita/
Gab
ro fe
ldes
pato
idea
Dioritra cuarciferaGabro cuarcifero
5
10
Diorita/Gabro/Anorthosita
Diorita/Gabrocon Feldespatoide
60
Foidolitas
Cuartzolita
Granito Grano-diorita
Tonalita
Gran
itos A
lcalin
os
A P
F
60
Q
Granitoidesricos en cuarzo
9090
6060
2020Cuarso-sienita.alcalína Cuarzo
Sienita
CuarzoMonzonita
CuarzoMonzodiorita
Sienita Monzonita Monzodiorita
Sienita con feldespatoide
5
10 35 65
Monzonita confeldespatoide
Mozodiorita conFeldespatoide
90
Sienitaalcalína
Sienita Alcalinacon feldespatoide
10
Monzosienitafeldespatoidea
Sienita Feldespatoidea
Monzodioritafeldespatoidea
Dio
rita/
Gab
ro fe
ldes
pato
idea
Dioritra cuarciferaGabro cuarcifero
5
10
Diorita/Gabro/Anorthosita
Diorita/Gabrocon Feldespatoide
60
Foidolitas
Cuartzolita
Granito Grano-diorita
Tonalita
Gran
itos A
lcalin
os
A P
60
Q
Granitoidesricos en cuarzo
9090
6060
2020Cuarso-sienita.alcalína Cuarzo
Sienita
CuarzoMonzonita
CuarzoMonzodiorita
Sienita Monzonita Monzodiorita
Sienita con feldespatoide
5
10 35 65
Monzonita confeldespatoide
Mozodiorita conFeldespatoide
90
Sienitaalcalína
Sienita Alcalinacon feldespatoide
10
Monzosienitafeldespatoidea
Sienita Feldespatoidea
Monzodioritafeldespatoidea
Dio
rita/
Gab
ro fe
ldes
pato
idea
Dioritra cuarciferaGabro cuarcifero
5
10
Diorita/Gabro/Anorthosita
Diorita/Gabrocon Feldespatoide
60
Foidolitas
Cuartzolita
Granito Grano-diorita
Tonalita
Gran
itos A
lcalin
os
A P
F
60
Classification of Igneous Rocks
Figure 2-2. A classification of the phaneritic igneous rocks. b. Gabbroic rocks. c. Ultramafic rocks. After IUGS.
Plagioclase
OlivinePyroxene
Olivine gabbro
Plagioclase-bearing ultramafic rocks
90
(b)
Anorthosite
OlivineOlivine
ClinopyroxeneClinopyroxeneOrthopyroxeneOrthopyroxene
LherzoliteLherzoliteH
arzb
urgi
te
Wehrlite
Websterite
OrthopyroxeniteOrthopyroxenite
ClinopyroxeniteClinopyroxenite
Olivine Websterite
PeridotitesPeridotites
PyroxenitesPyroxenites
90
40
10
10
DuniteDunite
(c)
Ejercicio
554
12
64
20
Rocas Igneas Volcánicas
• Se forman sobre la superficie de la tierra.
• La velocidad de enfriamiento de los magmas generadores de estas roca es rápida.
• Presentan cristales relativamente pequeños (textura afanítica y Vitrea)
• Las rocas piroclásticas son clasificadas como roca volcánicas
Texturas
Afanítica
Texturas
Vítrea
Texturas
Piroclástica
TexturasGrado de cristalinidad (velocidad de enfriamiento):Holohialinas: más del 90% vol de vidrioHialocristalinas: ni el vidrio ni los cristales > 90%Holocristalinas: más del 90 % vol de cristales
Texturas
Dentro de una misma colada de lava la parte más externa, al sufrir mayor grado de enfriamiento, es esencialmente vitrea, y la parte más interna es esencialmente cristalina afanítica, incluso en algunos casos fanerítica
Productos Volcánicos
• Gases: influyen directamente en el mecanismo y tipo de erupción, así como en la viscosidad del magma (H2O, CO2, CO, SO2, SH2, etc)• Lava: son magma que ha perdido gran parte de sus volátiles y se extiendo por elterreno y formando coladas cuya extensión dependerá de su velocidad y viscosidad Morfológicamente se diferencia tres tipos de lava
Productos Volcánicos
Lavas en bloque o lavas AA:
Son lavas viscosas que solidifican rapidamente. Los gases escapan de un modo brusco o explosivo. Así se fragmenta la colada y se forman bloque que se amontonan por el empuje de la lava aún fundida (malpaís)
Productos Volcánicos
Lavas cordadas o pahoehoe:
Lavas fluidas que recorren grandes distancias y solidifican lentamente. Su superficie tiene aspecto de cuerda debido a la fina costra de la colada que se arruga por el avance interno del magma aún fundido.
Lavas almohadilladas o pillow lavas:
En erupciones submarinas cuando la lava basáltica entra en contacto con el agua y solidifica rápidamente.Tiene un aspecto como de almohadillas.
Productos Volcánicos
•Productos sólidos: son materiales expulsados al aire durante las erupciones volcánicas. Se denominan piroclastos y según su tamaño se clasifican:
Productos Volcánicos
Bombas volcánicas:
De tamaño grande a medio y deformas muy variadas.
Lapilli:
Piroclastos de tamaño de grava (4 a 25 mm) Cenizas y polvo volcánico: materiales muy finos que por consolidación originan cineritas y tobas volcánicas.
Productos Volcánicos
Tipo de Volcanes
Conos de cenizas:
– Construidos con fragmentos de lava expulsados (principalmente del tamaño de la ceniza)
– Ángulo de ladera empinada
– Tamaño pequeño
– Aparecen con frecuencia en grupos
Tipo de Volcanes
Cono compuesto (estratos volcanes):
-La mayoría se encuentra alrededor del océano Pacífico (por ejemplo, el Fujiyama y el monte Santa Elena)- Volcán con una gran estructura clásica (mil pies de alto y varias millas de ancho en la base)-Compuestos por coladas de lava asentadas y depósitos piroclásticosEl tipo de actividad más violenta (por ejemplo, el Vesubio)
Tipo de VolcanesVolcanes en escudo:
-Estructuras amplias ligeramente abovedada en forma de domo.- Cubren, en general, áreas extensas.-Producidos por erupciones suaves de grandes volúmenes de lava basálticaEjemplo = Mauna Loa, Hawaii.
Perfiles de los edificios volcánicos
Figura 5.6
Volcán en escudo Mauna Loa, Hawaii Perfil NE-SO
CráterCono compuesto
monte Rainir, Washington
Perfil NO-SE
CráterCono de cenizas
Sunset Crater, Arizona
Perfil N-S
Nivel del mar
Otras edificios volcánicos
• Caldera• Depresión de pendientes amuralladas en la cima
• En general > 1 kilómetro de diámetro
• Producida por hundimiento
• Colada piroclástica• Magmas félsicos e intermedios
• Constituida por cenizas, pumita y otros depósitos
• Material expulsado a altas velocidades
• Ejemplo = llanura Yellowstone
Formación del Crater Lake, Oregón
Figura 5.13
Erupción del monte Mazama
Hundimiento del monte Mazama
Cámara magmática parcialmente vacía
Formación del Crater Lake y la isla Wizard
Otros edificios volcánicos
• Erupciones fisurales y llanuras de lava• Lava basáltica fluida extruida desde las
fracturas de la corteza llamadas fisuras• Ejemplo = llanura del río Columbia
• Domos de lava• Masa bulbosa de lava solidificada• Relacionadas con las erupciones explosivas
de magmas ricos en gas
Un domo de lava
Figura 5.26
Domo de lava
Otros edificios volcánicos
• Chimeneas y pitones volcánicos• Chimeneas – conductos cortos que conectan
la cámara magmática con la superficie• Pitones volcánicos (por ejemplo, Shiprock,
Nuevo México) – estructuras resistentes que permanecen en pie después de que la erosión acabe con el cono volcánico
Formación de un pitón volcánico
Figura 5.27
Dique
Pitón volcánico
Volcán antiguo
Shiprock, Nuevo México
Actividad ígnea intrusiva
• La mayor parte del magma se emplaza en las profundidades de la tierra
• Una vez enfriado y solidificado se denomina plutón
• Naturaleza de los plutones• Forma - tabulares (como láminas) vs.
masivos• Orientación con respecto a la roca caja (que
les rodea)– Concordantes vs. discordantes
Actividad ígnea intrusiva
• Estructuras ígneas intrusivas• Dique – plutón tabular y discordante• Sill – plutón tabular y concordante (por
ejemplo, el sill de Palisades en Nueva York)• Lacolito
– Similar a los sills
– Masa lenticular o con forma de hongo
– Deforma los estratos superiores
Estructuras ígneas
Figura 5.16 B
Dique
Pitones volcánicos
Lacolito
Batolito
B. Cristalización de plutones ígneos y erosión
Un sill en el cañón del río Salt, Arizona
Figura 5.18
Actividad ígnea intrusiva
• Otra estructura ígnea intrusiva• Batolito
– El mayor cuerpo intrusivo
– Extensión de afloramiento mayor de 100 km2 (los cuerpos más pequeños de este tipo se denominan stocks)
– Con frecuencia forma los núcleos de las montañas
Batolitos del margen
occidental de Norteamérica
Figura 5.19
Océano Pacífico
Batolito del sur de California
Tectónica de placas y actividad ígnea
• La distribución global de la actividad ígnea no es aleatoria
• La mayoría de los volcanes se sitúa dentro de las cuencas oceánicas o cerca de ellas
• Rocas basálticas = aparición en los océanos y en los continentes
• Rocas graníticas = aparición en los continentes
Localizaciones de algunos de los principales volcanes de la Tierra
Monte Unzen
Monte Santa Elena
Monte Mayon
Katmai «vallede las 10.000 fumarolas»
Islas Marianas
Islas Tonga
Isla de Pascua
Isla Decepción
Islas Galápagos
Islas Canarias
Islas Sandwich del Sur
Tectónica de placas y actividad ígnea
• Actividad ígnea en los bordes de placa• Puntos de expansión
– El mayor volumen de las rocas volcánicas se produce a lo largo del sistema de dorsales oceánicas
– Mecanismo de expansión» El fundido por descompresión del manto
aparece cuando la litosfera se separa» Se producen grandes cantidades de magma
basáltico
Tectónica de placas y actividad ígnea
• Zonas de subducción– Aparecen conjuntamente con las fosas oceánicas
profundas– Fusión parcial de la placa que desciende y de las rocas de
la parte superior del manto– El magma que migra hacia arriba puede formar también
» Un archipiélago insular si está en el océano» Un arco volcánico si está en un margen continental
– Se las relaciona con la cuenca del océano Pacífico» La región que bordea el margen se conoce como
«Anillo de Fuego» » La mayoría de los volcanes explosivos del mundo
Tectónica de placas y actividad ígnea
• Actividad ígnea intraplaca• Aparece dentro de la tectónica de placas• Se relaciona con las plumas del manto• La región volcánica localizada en la placa
principal se denomina punto caliente– Genera magma basáltico en la corteza oceánica
(por ejemplo, Islandia y Hawaii)
– Genera magma granítico en la corteza continental (por ejemplo, Yellowstone Park)
¿Pueden los volcanes cambiar el clima terrestre?
• La premisa básica• Las erupciones explosivas emiten enormes
cantidades de gases y fragmentos de grano fino
• Ese material reflejará y filtrará una porción de la radiación solar incidente
• Ejemplos pasados de que el vulcanismo afecta al clima
• Monte Tambora, Indonesia – 1815• Krakatos, Indonesia – 1883
¿Pueden los volcanes cambiar el clima terrestre?
• Tres ejemplos modernos• Monte Santa Elena, Washington - 1980• El Chinchón, México - 1815• Monte Pinatubo, Filipinas - 1991
Clasificación de rocas Volcánicas
Clasificación de rocas Volcánicas
(foid)-bearing Trachyte
(foid)-bearing Latite
(foid)-bearing Andesite/Basalt
(Foid)ites
10
60 60
35 65
10
20 20
60 60
F
A P
Q
Rhyolite Dacite
Trachyte Latite Andesite/Basalt
Phonolite Tephrite
Clasificación y nomenclatura de rocas Volcánicas según el USGS
Clasificación de rocas Volcánicas
(foid)-bearing Trachyte
(foid)-bearing Latite
(foid)-bearing Andesite/Basalt
(Foid)ites
10
60 60
35 65
10
20 20
60 60
F
A P
Q
Rhyolite Dacite
Trachyte Latite Andesite/Basalt
Phonolite Tephrite
Clasificación y nomenclatura de rocas Volcánicas según el USGS
Clasificación de rocas Volcánicas
(foid)-bearing Trachyte
(foid)-bearing Latite
(foid)-bearing Andesite/Basalt
(Foid)ites
10
60 60
35 65
10
20 20
60 60
F
A P
Q
Rhyolite Dacite
Trachyte Latite Andesite/Basalt
Phonolite Tephrite
Clasificación y nomenclatura de rocas Volcánicas según el USGS
Classification of Igneous Rocks
Figure 2-5. Classification de las rocas piroclasticas. a. basada en el tipo de material. Por Pettijohn (1975) Sedimentary Rocks, Harper & Row, and Schmid (1981) Geology, 9, 40-43. b. bsada en el tamaño del material. po Fisher (1966) Earth Sci. Rev., 1, 287-298.