NOCIONES ELEMENTALES DE ROCAS. Las rocas ígneas: magmas y procesos de formación de rocas ígneas

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NOCIONES ELEMENTALES DE ROCAS Las rocas ígneas: magmas y procesos de formación de rocas ígneas

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– Las rocas ígneas intrusivas – Las rocas ígneas extrusivas (volcánicas) – Recursos minerales asociados a procesos ígneos – Energía geotérmica

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Roca ígnea: – – –

Magma enfriado y cristalizado; producido a aprox. 200 Km de profundidad, formado por los elementos que componen los silicatos + gas confinado

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Cristalización: proceso que resulta del enfriamiento del magma y que da comienzo a la formación de cristales

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Magma: roca fundida que se encuentra en la subsuperficie, al interior de la Tierra, formada por: – – –

una porción líquida (fundido) ± cristales (granos de minerales, porción sólida) ± gases disueltos

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ROCAS IGNEAS

Formación de magma ™ En profundidad las rocas se funden, aunque a distintas temperaturas, no antes de los 800°C. ™ El interior de la tierra es caliente. ™ Gradiente geotérmico: tasa a la cual aumenta la temperatura en relación a la profundidad. ™ Promedio: 30ºC/km. Normal: 10 a 60 ºC/km, hasta 200 ºC/km.

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El magma asciende por diferencia de densidad con la roca encajante ( vidrio.

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La tasa de enfriamiento influye en la textura de las rocas.

CLASIFICACION DE ROCAS IGNEAS ™

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Rocas ígneas se clasifican por su modo de origen y su composición La composición del magma se refleja en: – –

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la composición química de la roca en la asociación de minerales.

Los minerales de un magma no se forman en forma simultánea, ni bajo las mismas condiciones Proceso de cristalización también es influido por la composición y contenido de volátiles Magmas resulta en una amplia gama de rocas ígneas.

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CLASIFICACION POR MODO DE ORIGEN: TEXTURAS tamaño, forma y arreglo de los granos de minerales que le dan a una roca su aspecto general. Revela el proceso de formación. Modo de origen o ambiente de formación f(tamaño y arreglo de granos) da origen a la textura.

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Texturas volcánicas Texturas de rocas plutónicas o intrusivas

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Texturas Volcánicas Vítrea Afanítica: Porfídica (también en intrusivas) Pumicítica Texturas piroclásticas Vesículas y amígdalas

Texturas Igneas Vítrea ™ ™ ™

se forma cuando la lava se solidifica rápidamente en respuesta a gran contraste de temperatura con el aire o el agua. Puede llegar a no desarrollar cristales dando origen a obsidiana (vidrio volcánico)

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Texturas Igneas ™ ™ ™ ™ ™ ™ ™

Afanítica: textura de grano fino, los granos de minerales (cristales) no visibles identificables solo con microscopio varían de claras a oscuras (predominando oscuras). Resultan de enfriamiento rápido, aunque se formen cristales, no tienen tiempo de crecer.

Texturas Igneas ™ ™ ™ ™

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Porfídica: Compuesta por minerales de dos tamaños contrastantes Resultado de 2 etapas de enfriamiento 1° FENOCRISTALES: Cristales grandes, formados en profundidad, lentamente 2° MASA FUNDAMENTAL: fina o vítrea, formada cerca o al salir a la superficie y enfriarse rápidamente Muy frecuente en las rocas volcánicas. Fenocristales

Masa Fundamental

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Texturas Igneas Efecto del gas en Texturas Volcánica ™ Al enfriarse el magma, aumenta la viscocidad y dificulta el escape de las burbujas de gas. ™ Cuando el magma se solidifica, las burbujas expelidas en la etapa final son atrapadas dejando hoyos llamados vesículas –



Vesículas: Aberturas circulares u ovaladas dejadas por los gases que escapan y que se preservan por el rápido enfriamiento de las rocas Amígdalas: vesículas rellenas por material tardimagmático o posterior

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ROCAS IGNEAS Texturas Volcánicas Texturas piroclásticas o fragmentarias

ROCAS IGNEAS Texturas Volcánicas Textura pumicítica ™ Si el magma está muy cargado de gases, forma una masa de burbujas espumosa que da origen a una roca de textura espumosa y baja densidad: pómez

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ROCAS IGNEAS Texturas Volcánicas Texturas piroclásticas

Texturas plutónicas o intrusivas ™

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Al enfriarse el magma en profundidad, más lentamente, tiene tiempo de formar cristales típicamente de grano grueso. Fanerítica Pegmatítica:

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TEXTURA FANERITICA

Granitos ornamentales

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Texturas de rocas plutónicas o intrusivas Pegmatítica ™

granos inusualmente grandes (> 2 cm), ocasionalmente enormes (varios metros).

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Formadas en etapa final de cristalización de rocas plutónicas,

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Asociado a etapa de aumento del contenido de gases, incluyendo H2O en la fracción remanente de magma

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facilita la formación de grandes cristales al permitir la migración rápida de componentes químicos a la superficie de los cristales (difusión por transporte de vapor).

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CLASIFICACION POR COMPOSICION ™

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Los minerales de una roca dependen de la composición del magma No hay tantos magmas como distintos tipos de rocas. Un mismo magma produce roca de distintos minerales. A partir de un mismo magma basáltico se pueden obtener las restantes composiciones a través del Proceso de Cristalización Fraccionada. Serie de Reacción de Bowen: –



explica proceso mediante el cual se origina una secuencia de composiciones químicas y asociaciones mineralógicas en la naturaleza no se observa comúnmente una diferenciación tan extrema como la obtenida en laboratorio.-

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Bowen (canadiense) estableció la importancia de la diferenciación magmática a través de los procesos de cristalización fraccionada. Experimentos de laboratorio demostró: – que algunos magmas cristalizan primero que otros – que el líquido residual cambia de composición; – si el mineral permanece reacciona ===> Serie de Reacción de Bowen, discontinua y continua.

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A medida que el magma se enfría lentamente, los elementos se unen químicamente y forman cristales de minerales. No todos los minerales se forman al mismo tiempo durante el proceso de enfriamiento. Algunos minerales cristalizan cuando el magma se encuentra a mayor temperatura, mientras que otros sólo se cristalizan cuando el magma se encuentra a baja temperatura. Las Series de Reacciones de Bowen describen cómo se forman, durante el proceso de enfriamiento, ocho de los minerales de silicio o silicatos más comunes.

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ROCAS IGNEAS Serie de Reacción Discontínua: Minerales ricos en Fe y Mn ™ 1° mineral: olivino, estable a 1800° C, luego piroxeno, estable a 1100°C ™ Minerales de distinta estructura, ™ reaccionan parcialmente con el liquido restante para formar otro mineral más rico en Si y estable a una temperatura más baja que la del primero mineral cristalizado ™ Piroxeno seguido por la anfíbola seguido por la biotita Serie de Reacción Contínua: ™ Por reacción continua un cristal formado a altas temperaturas (plagioclasa rica en Ca) varía gradualmente su composición ™ Reemplaza una porción de los iones de Ca por iones de Na y una porción de los iones Al3+ por los iones de Si4+. ™ Parte de la plagioclasa rica en Ca, pasa por varias plagioclasas de composición intermedia hacia la plagioclasa rica en Na ™ ™

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ROCAS IGNEAS Cientos de distintos tipos de rocas ígneas, ™ la mayoría raras y escasas, ™ predominantes un grupo reducido. ™ un único magma, de una composición dada, puede cristalizar como varias rocas ígneas composicionalmente diferentes: diferenciación magmática. ™ El mecanismo principal de la d.m. es el de cristalización fraccionada ™

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Cristalización Fraccionada. La cristalización de minerales ocurre dentro de un rango de temperaturas. Un magma solidificándose forma varios tipos de minerales diferentes que empiezan a cristalizar del fundido a distintas temperaturas. En la naturaleza, estos cristales pueden separase del líquido a través de los siguientes mecanismos; 1)“filter pressing” (filtración por presión) 2) asentamiento de cristales 3) flotación de cristales 4) zonación

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Cristalización Fraccionada. La cristalización de minerales ocurre dentro de un rango de temperaturas. Un magma solidificándose forma varios tipos de minerales diferentes que empiezan a cristalizar del fundido a distintas temperaturas. En la naturaleza, estos cristales pueden separase del líquido a través de los siguientes mecanismos; 1) el magma se mueve en respuesta a compresión. Al ser exprimido es forzado a escapar por aberturas pequeñas, como fracturas o poros, por donde sólo pasa la parte fundida, quedando rezagados los cristales: “filter pressing” (filtración por presión) 2) cuando los primeros cristales corresponden a minerales más densos que el líquido, se hunden hacia la base del cuerpo de magma (cámara magmática) donde la depositación de estos minerales más pesados forman una capa sólida de cristales cubiesta por material fundido de composición diferente: asentamiento de cristales 3) si los primeros minerales en cristalizar son menos densos que el fundido, tenderán a flotar hacia el techo del cuerpo de magma: flotación de cristales 4) un cristal recientemente formado puede desarrollar un borde externo de protección que aisle el cristal original del fundido: zonación

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ROCAS IGNEAS NOMENCLATURA DE ROCAS ÍGNEAS Basada en textura y contenido mineralógico. Estas dependen de la velocidad de enfriamiento y de las características originales del magma. El magma se caracteriza por: ™ 1) gama de composiciones con sílice (SiO2) dominante, junto con los demás elementos más abundantes de la corteza terrestre. Como O2- domina, la composición de los magmas se expresa en términos de óxidos. ™ SiO2: 45-75% peso, por lo cual se denominan magmas silicatados

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NOMENCLATURA DE ROCAS ÍGNEAS Gas disuelto: 0,2-3% peso (H2= y CO2), los que influyen fuertemente en las propiedades de los magmas 2) altas temperaturas: 800°1200° C, sólo ocasionalmente 1400°C (supercalentados) 3) tiene propiedades de líquidos, por lo tanto fluye.

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ROCAS IGNEAS NOMENCLATURA DE ROCAS ÍGNEAS ™ Viscosidad: grado en que una sustancia ofrece resistencia a fluir. Las más fluidas son los basaltos, hasta 64 km/hr. Depende de: –

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a) composición química. Los aniones de SiO4 4- que forman el ladrillo fundamental (tetrahedro de sílice) de los minerales formadores de roca, también está presente en los magmas, donde se unen (“polimerizan”) al compartir los O. Forman cúmulos de formas irregulares, los que, al aumentar de tamaño, inducen al magma a aumentar su viscosidad y a comportarse cada vez más como un sólido. Mientras >SiO2, más grandes son los cúmulos polimerizados, lo que implica que los magmas de alto sílice son más viscosos. b) temperatura: a > T°, mayor fluidez, el enfriamiento aumenta la viscosidad c) contenido de gas: > gas, > fluidez

ROCAS IGNEAS

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ROCAS IGNEAS

ROCAS IGNEAS Según Bowen los minerales que cristalizan a similares condiciones co-existen, por lo tanto las clasificaciones se acercan a Bowen. Primeros minerales: Feldespatos Ca, piroxenos y olivinos, > Fe, Mg y Ca y < Si. Roca representativa: basalto, máfico (rico en ferromagnesianos) rocas densas y oscuras, formadas escencialmente por minerales oscuros. Ultimos minerales: Cz, feld. K, plagioclasa Na, >Si; roca representativa: granito, félsica (feld+Si), o ácida; rocas menos densas y de colores claros´, con alto contenido de minerales claros -

Rocas Intermedias con hornblenda y plagioclasa 1/2 ---> andesitas Gradaciones ----> granodioritas. Peridiotitas: ultramáfico, manto superior.

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Contenido de SiO2: 48-75%; se correlaciona con otros elementos inversa o directamente, por lo tanto su aspecto depende fuertemente del contenido de sílice -

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rocas de alto SiO2: viscosas, 800ºC; rocas de bajo SiO2 = 1200º, fluidas

rocas de similar composición química y mineralogía pueden tener diferentes nombres el cual depende mucho de la textura ===> nombres heredados por definición original basada en su aspecto.

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PRINCIPALES ROCAS ÍGNEAS ROCAS SILÍCEAS INTRUSIVAS O PLUTÓNICAS Granitos: Los más conocidos, pulidas con frecuencia; roca intrusiva, fanerítica, con hasta 25% de cuarzo, 50% de feldespato K y plagioclasa Na; Cz redondeado y translúcido, feldespato rectangulares y blancos a rosados; muscovita, biotita y hornblenda (> gas a través de la lava lo que origina un material gris espumoso que al enfriarse de origen a una roca de color claro, muy vesicular, liviana,.

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Granitos: Los más conocidos, pulidas con frecuencia; roca intrusiva, fanerítica, con hasta 25% de cuarzo, 50% de feldespato K y plagioclasa Na; Cz redondeado y translúcido, feldespato rectangulares y blancos a rosados; muscovita, biotita y hornblenda (