SEMANA Nº3

SEMANA Nº3

Magmatismo

Un magma es una mezcla compleja de minerales, principalmente silicatos, de la corteza y/o del manto que están fundidos, a temperaturas entre 700 y 1200 ºC, con una proporción considerable de vapor de agua y otros compuestos gaseosos, a veces también puede contener trozos de roca sin fundir. Este fundido se encuentra a elevada presión en su cámara original y tiende a escapar hacia zonas más superficiales mediante espacios débiles, como p. ej. fracturas. Al ir ascendiendo, el magma sufre un enfriamiento progresivo que hace que vaya solidificando poco a poco, dando lugar a las llamadas rocas ígneas o magmáticas. 

La formación de los magmas está condicionada por el punto de fusión de las sustancias que lo constituyen. A su vez, el punto de fusión también depende de la presión y de otros factores de índole química. Así, los magmas pueden tener dos orígenes primarios: 

1.- Magmatismo primitivo: Se origina a partir de material fundido en las etapas cósmicas de la formación de la Tierra como planeta. 

2.- Magmatismo derivado: Que es producido por la fusión de materiales terrestres sólidos por acciones endógenas posteriores. Los procesos de fusión local de dichos materiales pueden ser debidos a tres causas:

a) Aumento de la temperatura, que puede ser provocado por la fricción de placas litosféricas o de los labios de una falla, por el calor liberado por sustancias radiactivas, por el hundimiento progresivo de un geosinclinal, etc. 

b) Disminución de la presión, provocada por corrimientos o por erosión externa. 

c) Por la acción de sustancias fundentes, como por ejemplo el vapor de agua u otros gases, que rebajan el punto de fusión, ya que los grupos OH rompen los enlaces Si-O de los silicatos. Así, la fusión hidratada requiere menos temperatura que la fusión en seco.

EL CALOR TERRESTRE

El origen del calor interno del Planeta debemos buscarlo en el origen de La Tierra. Nuestro planeta se formó hace, aproximadamente, unos 4.600 millones de años. Actualmente se piensa que la formación de La Tierra y de todo el Sistema Solar comenzó a partir de una nebulosa que comenzó a girar, concentrando las partículas de polvo y gas interestelar, originando el Sol y los planetas, entre ellos La Tierra.

        Las partículas fueron chocando unas con otras, originando cuerpos con mayor masa. Estos impactos hicieron que aumentaraó la temperatura del planeta recién formado. Además, se desintegraban átomos inestables que liberaron gran cantidad deenergía radiactiva. Toda esta liberación de energía permitió la fusión de la materia.

        Poco a poco   La Tierra se enfrió, originando capas concéntricas. La más interna, formada por materiales densos y la más externa, formada por los materiales más ligeros.

        El proceso de liberación de calor que comenzó hace 4.600 millones de años continúa en la actualidad y se prolongará hasta que toda la energía de La Tierra se disipe en el frío Universo. 

GRADIENTE GEOTÉRMICO

        En las minas, sondeos y pozos se ha observado que la temperatura aumenta, como media en todo el planeta,     1 ºC cada 33 metros de profundidad. Esta relación se la conoce con el nombre de gradiente geotérmico, pero sólo es una relación válida para la corteza terrestre, pero no en capas más profundas.La energía calorífica alcanza la superficie terrestre mediante dos mecanismos:

• Conductividad térmica
  La conductividad o conducción térmica es la transmisión de calor de roca a roca, desde el interior del planeta a la superficie. Este viaje que realiza el calor se conoce con el nombre de flujo térmico. Dado que las rocas transmiten (conducen) mal el calor, el viaje dura miles de años.
• Corrientes de convección
  
  Las corrientes de convección son movimientos que describen los fluidos. Cuando éstos se calientan, se dilatan y ascienden. Al llegar esos materiales a la corteza terrestre se enfrían debido a que esta capa tiene una baja temperatura. Al enfriarse los materiales, se contraen y descienden hasta alcanzar el núcleo de La Tierra, donde el proceso volverá a comenzar.
  
  
  

Las rocas magmáticas

Las rocas magmáticas, también conocidas como rocas ígneas, se originan a partir del magma que se encuentra en el interior de La Tierra.

La formación de estas rocas es debida a la disminución de la temperatura del magma. Si nos fijamos en el lugar donde tiene lugar el enfriamiento del magma podemos clasificar las rocas magmáticas en:

• Rocas plutónicas
• Rocas filonianas
• Rocas volcánicas
  
  
  
  

ROCAS PLUTONICAS

Las rocas plutónicas o intrusivas son aquellas rocas ígneas que se han formado a partir de un enfriamiento lento, en profundidad y en grandes masas del magma. Se llama plutones a sus yacimientos.

Una roca plutónica se forma cuando un volumen grande de magma se cristaliza y constituye un cuerpo grande de roca magmática en la profundidad

Durante su formación el enfriamiento es muy lento, permitiendo así el crecimiento de grandes cristales de minerales puros y resultando una textura heterogénea, granulosa, homogénea. El granito, el gabro, la sienita, la diorita, la peridotita y la tonalita son ejemplos de rocas plutónicas.

Las rocas plutónicas son las más importantes. Dominan abrumadoramente la composición de la Tierra, estando constituido por ellas la totalidad del manto terrestre y la mayor parte del volumen de la corteza.

ROCAS FILIONIANAS

Las rocas filonianas son rocas ígneas plutónicas que se originan cuando el magma se abre paso hacia la superficie a través de filones y se solidifica en su interior. Generalmente el magma forma pequeñas masas tabulares.

La mayoría de las rocas filonianas presentan una textura porfídica o afanítica, con cristales sin medida uniforme porque se han formado en dos fases distintas: los minerales de temperatura de fusión más alta han cristalizado lentamente en el interior de la capa terrestre, y el resto, de forma rápida dentro de los filones, donde la roca que encaja es mucho más fría.

Algunos ejemplos de rocas filonianas son el pórfido (de composición parecida al granito, con diferentes proporciones de cuarzo, plagioclasa y ortosa, y con textura porfírica) y la pegmatita (de composición similar y con grandes cristales).

ROCA VOLCANICA

Las rocas volcánicas o extrusivas son aquellas rocas ígneas que se formaron por el enfriamiento de lava en la superficie terrestre1 o de a escasa profundidad. El enfriamiento rápido del magma o lava que se torna en roca volcánica hace que se formen muchos cristales pequeños, también llamados micro cristales o granos finos, en estas rocas. El enfriamiento rápido también puede formar rocas volcánicas compuestas total o parcialmente de vidrio. Las rocas volcánicas más comunes en la Tierra son el basalto seguido por la andesita. Otras rocas volcánicas son la riolita, la dacita y la traquita para mencionar unas pocas.

VOLCANES

El VOLCAN es una estructura geológica por la que emerge el magma (roca fundida) en forma de lava, ceniza volcánica y gases del interior del planeta. El ascenso ocurre generalmente en episodios de actividad violenta denominados erupciones, los que pueden variar en intensidad, duración y frecuencia, desde suaves corrientes de lava hasta explosiones extremadamente destructivas. En algunas ocasiones los volcanes adquieren una característica de forma cónica por la presión del magma subterráneo y la acumulación de material de erupciones anteriores. En la cumbre se encuentra su cráter o caldera.

Tipos de volcanes

Sección transversal de un estratovolcán (la escala vertical se ha exagerado):
1. Cámara magmática 2. Lecho de roca 3. Chimenea 4. Base 5. Lámina 6. Fisura 7. Capas de ceniza emitida por el volcán 8. Flanco	9. Capas de lava emitidas por el volcán 10. Garganta 11. Cono secundario 12. Flujo de lava (colada) 13. Ventiladero 14. Cráter 15. Columna eruptiva

La salida de productos gaseosos, líquidos y sólidos lanzados por las explosiones constituye los paroxismos o erupciones del volcán. Los volcanes se pueden clasificar de diferentes maneras. Con respecto a la frecuencia de su actividad eruptiva los volcanes pueden ser: activos, durmientes o extintos.

Volcanes activos

Son aquellos que pueden entrar en actividad eruptiva. La mayoría de los volcanes ocasionalmente entran en actividad y permanecen en reposo la mayor parte del tiempo. Solamente unos pocos están en erupción continua. El período de actividad eruptiva puede durar desde una hora hasta varios años. Este ha sido el caso del volcán de Pacaya, o el Irazú. No se ha descubierto aún un método seguro para predecir las erupciones.

Volcanes durmientes

Los volcanes durmientes son aquellos que mantienen ciertos signos de actividad como lo son las aguas termales y han entrado en actividad esporádicamente. Dentro de esta categoría suelen incluirse las fumarolas y los volcanes con largos períodos de inactividad entre erupción. Un volcán se considera durmiente si hace siglos no ha hecho una erupción.

Volcanes extintos

Los volcanes extintos son aquellos cuya última erupción fue en los últimos 25 000 años, aunque pueden despertar y liberar una erupción más fuerte que la erupción de un volcán que está despierto.

TIPOS DE ERUPCIONES

TIPO	NATURALEZA DEL MAGMA	CARACTERITICAS
Islandiana	Fluido (basáltico)	Erupción de fisura, emisiones no explosivas de medianos a grandes volúmenes de lava basáltica. Producen extensos campos planos de lava algunos pequeños conoss de salpicaduras de escoria
Hawaiana	Fluidos (basáltico)	Similar a la Islandiana, pero con actividad central más pronunciada. Frecuente aparición de grandes fuentes de lava
Stromboliana	Moderadamente fluido dominan los basaltos	Erupciones mas explosivas que las Hawaianas, con una mayor proporción de fragmentos y piroclastos. La actividad puede ser rítmica o continua. Producen conos de escoria de tamaño pequeño a regular. Ejemplo: Paricutín, 1943.
Vulcaniana	Viscoso	Explosividad moderada a violenta con emisiones de fragmentos sólidos o semisólidos de lava juvenil, bloques líticos, cenizas y pómez. Producen conos de ceniza, de bloques o combinaciones. Ejemplos : El Chichón, marzo 28 de 1982
Peléeana	Viscoso	Similar a la vulcaniana , pero más explosiva, con emisiones de violentos flujos piroclásticos. Produce domos, espinas y conos de ceniza y pómez.
Pliniana	Viscoso	Emisión paroxísmica de grandes columnas eruptivas y flujos piroclásticos. Intensas explosiones producen extensas lluvias de ceniza y lapilli . Pueden producir colapso del edificio colcánico y formación de calderas. Ejemplo: El Chichón , abril 4 de 1982
Ultrapliniana	Viscoso	Erupción paroxísmica pliniana, extremadamente grande y destructiva.
Flujos riolíticos	Viscoso	Enormes flujos de ceniza que con volúmenes de varias decenas o centenas de Kilómetros cúbicos pueden cubrir grandes extensiones con cenizas o pómez semi-fundidas

Cuerpos magmáticos

• las rocas que se forman de magmas que se cristalizan en la superficie son llamadas rocas efusivas o volcánicas.
  
  
• las rocas intrusivas se forman cuando los magmas se cristalizan bajo la superficie. Son las que se originan por un enfriamiento brusco del magma incandescente cuando sale a superficie, eso provoca que no dé tiempo a que se formen cristales ya sea parcial o totalmente. Se trata de rocas formadas fundamentalmente por minerales silicatados.

El dique es una formación ígnea intrusiva de forma tabular. Su espesor es generalmente mucho menor que sus restantes dimensiones. Las intrusiones de diques se suelen producir a favor de  fracturas de carácter distensivo.

Los lacolitos son plutones concordantes que se forman cuando el magma intruye en un ambiente cercano a la superficie.

El batolito es una masa extensa de granitoides que se extiende por cientos de kilómetros y cubre más de 100 kilómetros cuadrados  en la corteza terrestre. Los batolitos están compuestos por múltiples plutones individuales los cuales pueden sobrelaparse o intersecarse.

El Sill  es una masa tabular de roca ígnea, con frecuencia horizontal, que ha intruido lateralmente entre dos capas antiguas de roca sedimentaria, capas de lava volcánica.

Origen de los magmas

Se generan por la fusión total o parcial de rocas profundas de la corteza inferior y manto superior. Los materiales de estas zonas se encuentran en condiciones cercanas al punto de fusión, siendo lo más probable que sólo una pequeña fracción del material se encuentre fundida y que la mayor parte de las rocas siga en estado sólido, a este fenómeno se denomina fusión parcial.

La fracción fundida es un líquido menos denso que la fracción sólida a través de la que asciende. El magma se almacena en bolsas denominadas cámaras magmáticas a profundidades menores.

En realidad el desencadenamiento de un proceso de fusión depende de que se reúnan ciertas condiciones físicas y químicas que lo permitan.

Los factores físicos que condicionan la fusión de un magma son la presión y la temperatura.

Presión: Se debe al peso de los materiales que tiene encima y aumenta proporcionalmente a su espesor y densidad. Un aumento de la presión provoca un aumento del punto de fusión de las rocas o minerales.

Temperatura: Se calcula que la temperatura en zonas profundas de la corteza continental debe oscilar entre 500º y 700º ºC, las temperaturas en el manto son mayores, calculándose que a unos 100 Km. de profundidad será del orden de los 1.500 º C.

Por ejemplo, para una misma temperatura, el punto en el que se inicia la fusión de los minerales que forman una roca puede variar debido a la presión. A presiones mayores, se requerirá normalmente una mayor temperatura para alcanzar el punto de fusión inicial de un mineral.

Para que se genere un magma es necesario que suba la temperatura o que descienda la presión.

Formación de magmas

• Una roca está formada por un conjunto de minerales, cada uno de los cuales tiene un punto de fusión característico.
• Por lo tanto, una roca no tendrá un punto de fusión, sino un intervalo de temperaturas en el cual parte de la roca está fundida y otra parte sólida.
• El punto de comienzo de fusión de una roca se llama punto de solidus, y el de final de fusión punto de liquidus; entre ambos la roca estará parcialmente fundida.

El flujo del magma

• Cuando comienza la fusión parcial, sólo hay gotitas dispersas dentro de la roca.

• Por encima del 5% las gotitas se conectan y pueden comenzar a ascender ( extracción (separación del magma de su roca fuente)
• El magma forma bolsas llamadas cámaras magmáticas.
  
  

Evolución de los magmas

• La mayoría de los magmas

no llega directamente a la

superficie desde su zona de origen,

Sino que se aloja en una cámara Magmática relativamente somera (1-5 km de profundidad) donde experimenta una serie de procesos que cambian su composición.

• Los magmas formados directamente por fusión de las rocas de la corteza o el manto se denominan magmas primarios, y los que resultan de la evolución de éstos son magmas secundarios.
  
  
• Cuando un magma se enfría, empiezan a formarse en él cristales, empezando por los de aquellos minerales que tienen puntos de fusión más altos. Este proceso se conoce como cristalización fraccionada. 
  Frecuentemente, los cristales formados se separan del magma residual, cambiando su composición global.
  
  
• El magma puede fundir porciones de la roca encajante, cambiando su composición. Este proceso se conoce como asimilación magmática.
  
  
• Puede ocurrir mezcla de dos magmas de orígenes distintos o, como ocurre más frecuentemente, de un magma ya diferenciado y un magma primario de la misma fuente.

Fases de consolidación magmática

A lo largo del enfriamiento del magma, los geólogos han diferenciado 3 fases, partiendo de un magma que cristaliza lentamente a presión constante:

• Ortomagmática: el magma desciende hasta 500ºC de temperatura y durante ésta se produce la diferenciación. Cristalizan los minerales melanocratos (oscuros) como el olivino, piroxenos y anfiboles y minerales leucocratos (claros) como la anortita y albita.
  
  
• Pegmatítico-neumatolítica: a una temperatura menor y con un contenido alto en materiales volátiles, el magma tiene mayor presión, penetrando en las fracturas de las rocas circundantes. El enfriamiento es más rápido y su consolidación da lugar a las rocas pegmatíticas o filonianas. La cristalización en un medio rico en fluidos permite el crecimiento de grandes cristales que son típicos de éstas rocas y la formación de minerales raros formados por elementos volátiles que pueden constituir menas de interés geológico. Cristalizan micas, feldespatos y cuarzo.
  
  
• Hidrotermal: ocurre cuando la temperatura ha descendido a 300ºC, quedando una fase líquida importante y se consolida el magma residual. Se forman minerales de interés económico como los sulfuros. A veces, estas soluciones hidrotermales cargadas de iones se ponen en contacto con las rocas adyacentes originando fenómenos de metasomatismo, o llegan a la superficie a través de fracturas formando geiser o fuentes termales.

Con frecuencia estas soluciones hidrotermales llevan compuestos metálicos en disolución y son la causa de la formación de yacimientos minerales útiles en las zonas periféricas de los macizos de rocas plutónicas.

Magmas primarios

Se conocen tres tipos de magmas primarios, que dan lugar a tres series de rocas ígneas:

• Magmas tolíticos: Se generan en las dorsales oceánicas como consecuencia de la fusión parcial de las peridotitos del manto a poca profundidad. El magma llega a las capas superficiales rápidamente, por lo que no hay tiempo para su evolución o diferenciación y se origina basaltos y gabros.
  
  

Porcentaje en Silicio Si02 de este magma: 50 %

• Magmas alcalinos: Es un magma rico en metales alcalinos, especialmente en Sodio y en Potasio. Se genera a partir de la fusión parcial de peridotitos en zonas profundas, son escasos en zonas de subducción y no se han descrito en dorsales oceánicas.
  
  

Porcentaje en Silicio Si02 de este magma: 45 %

• Magmas calcoalcalinos: Se forma por fusión a gran profundidad (100-150 Km.) de corteza oceánica subducida. Su ascenso es complicado, tanto por la gran profundidad como por la complejidad de las zonas de subducción, existiendo bastante tiempo para la diferenciación. La serie de calcoalcalina da lugar a andesitas y riolitas y a sus equivalentes plutónicos diorita y granito.
  
  

Emplazamientos de las rocas magmáticas