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MAGMATISMO

PROFESOR: Ing. JUAN VILLARREAL SALOME

UNASAM - FIMGM

"Es una solución de silicatos, sílice con mezcla de óxidos, sulfuros y que además contienen porcentajes de sustancias volátiles disueltas y agua en una cantidad de (10%)". Es un fluido natural muy complejo.

Es una fundición de rocas compuestas principalmente de silicatos, con 10 % de vapor de agua y otros gases así como cristales minerales en suspensión. La temperatura promedio es de 500 a 1400  C, se genera o produce en la parte superior del manto (Astenósfera~50Km).

La composición del magma no es homogénea, presenta partes que son ricas en ferro magnesianos, sílice (SiO² ), Alúmina (Al²O^3,), compuestos de Na, Ca y K u otras sustancias. (Ácidos, gases de distinta composición). El magma es siempre dinámico y viene a ser la fuente esencial para la formación de los minerales y las rocas ígneas.

(

latín ignis = fuego ⁾

Son procesos producto de la Geodinámica Interna de la Tierra y que se manifiesta por medio del vulcanismo o magmatismo extrusivo y el pluntonismo o magmatismo intrusivo.

EL MAGMATISMO

¿Qué es el magma?

ELEMENTOS QUIMICOS MAS ABUNDANTES



Según estimaciones los 10 elementos químicos mas abundantes son las siguientes:

Elemento % en Corteza Terrestre

1 Oxigeno (O) 46.60

2 Silicón (Si) 27.72

3 Aluminio(Al) 8.13

4 Hierro (Fe) 5.00

5 Calcio (Ca) 3.63

6 Sodio (Na) 2.83

7 Potasio (K) 2.59

8 Magnesio(Mg) 2.09

9 Hidrogeno (H) 0.14

10 Titanio (Ti) 0.40

TOTAL 99.33%

CICLO DE LA ROCAS

GENERACIÓN DEL MAGMA

Calor Terrestre y Grado Geotérmico.

La temperatura en la corteza terrestre aumenta 1C en cada 32 m. (~33 ) y se calcula que en zonas profundas de la corteza (2 km) la T debe oscilar entre 600 y 700 suficiente para producir la fusión de las rocas.

En el manto aproximadamente a 50 Km de profundidad debe llegar a mas de 1500 C.

Factores que intervienen en la variación del calor terrestre:

· Conductibidad de las rocas.

· Circulación de las aguas.

· Proximidad a áreas volcánicas – magmática.

· Radioactividad.

Se han perforado pozos profundos uno de 13,000 m. (Rusia) que permitió reconocer el sonido que producen al moverse las Placas Tectónicas, pero el más profundo se hizo en Bavaría ( 30,000 m.) costó 300 mllns.

dólares.

MAGMATISMO

1.-MAGMATISMO INTRUSIVO O MAGMATISMO PLUTONICO.

Enfriamiento lento.

SiO

+ Al

pH < 7

2.-MAGMATISMO EXTRUSIVO O MAGMATISMO VOLCANICO.

a. Material lávico-Superficial

Enfriamiento rápido

SiO

+ Fe y Mg

ph>7

b. Material Piroclastico-Atmosferico

Enfriamiento violento

SiO

+ Fe y Mg

ph>7

MAGMÁTISMO INTRUSIVO

Magmatismo Intrusivo " Son masas o cuerpos de variadas formas de roca ígnea que se formaron cuando el magma se consolidó a grandes profundidades ". Las estructuras ígneas pueden ser:

Plutones regulares:

· Sill o manto. · Lacolito. . Lopolito

· Dique ó dike. · Facolito.

Plutones irregulares:

· Batolito > 100 km².

· Stock < 100 km²

· Apófisis.

· Cuello volcánico.

El Batolito de la costa de Perú de 1600 Km. de longitud se extiende paralelo la Costa su ancho en Chosica es de 70 Km aproximadamente, se divide en segmentos: Toquepala, Arequipa, Lima, Trujillo, Piura.

El batolito se extiende por 2400 Km entre Chile, Perú y Ecuador. Otros batolitos en Perú como el de la Cordillera Blanca, Pataz-Buldibuyo, Puno.

En el mundo tenemos batolitos como el de Dublín (Irlanda) con 1,000 km², en Donegal (Irlanda), en Escocia (Tierras Altas Grampaninas).

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Procesos Magmáticos

Son masas de magma que son expulsados hacia la superficie y se le denomina lava y está relacionado con el Vulcanismo.

Volcanes : Son montañas cónicas con aberturas como orificios, conducto o fisura a través del cual los productos magmáticos (rocas, gases y lavas) son arrojados de un modo continuo o intermitente.

Lava : Es un material fluido ígneo que proviene del interior de la Tierra. Se diferencia del magma en que se presenta próximo o en la superficie y por lo tanto ha perdido los elementos volátiles.

Erupciones Volcánicas.

 a) Tipo Hawaiano: Erupciones tranquilas de lavas de composición básica. : Kilauea - Mauna Loa (Hawai).

 b) Tipo Volcaniano: Erupciones violentas con desprendimiento de polvo, cenizas y vapor de agua, la lava es mas viscosa formando costras superficiales - El Etna (Italia)

 c) Tipo Peleano: La lava tiene el limite de viscosidad es muy destructivo se destruye el cráter por obstrucción. Los materiales forman la “nube ardiente” peligrosa para las áreas vecinas. El Mont Pelé (Isla Martinica en el Mar Caribe).

 d) Plineano : Gases y vapores globulares alcanzan gran altura a veces de km. , el Vesubio-Pompeya (Italia).

 e) Stromboliano : Constantemente activo con erupciones rítmicas - El Stromboli , Sicilia.

 f) Tipo fisural : No poseen cono volcánico - El Laki (Islandia), El Decan (India) con 10⁶ km², meseta del río Snake (USA) 500,000 km². En el mundo estas lavas cubren un área de 2.5 mllns de km².

MAGMATISMO EXTRUSIVO

VULCANISMO SUBMARINO.

Las erupciones suceden por debajo de una cubierta de agua. Los productos de la erupción corren con el agua y se consolidan en una estructura análoga a un montón de almohadillas denominádas ” lavas en almohadilla ” (pillow lava).

PRODUCTOS DEL VULCANISMO

I ) Productos Gaseosos : Son las columnas de humo que contienen : CO_{2 ,} predomina el agua , SO₂,COH₂, HCl , CH₄ , O₂, N₂, H_2, B_2, Cl_2, S_2, F₂ etc.

II) PRODUCTOS LÍQUIDOS : Son las rocas liquidas que se denominan lavas Ácidas se caracterizan por tener mayor porcentaje de sílice (65-75%) son viscosas de poca movilidad y explosivas . Forman conos de gran pendiente.

Básicas, tienen poca sílice(50%), poco explosivos, de gran movilidad.

Forman conos de poca pendiente. Se forman a mayor temperatura y profundidad, cristalizan primero, son densas y contienen algunos minerales nobles Pt, Ni, Cr.

Intermedias, se caracterizan por contener sílice entre 50 – 65%

III) PRODUCTOS SÓLIDOS : Son los piroclastos arrojados durante la erupción volcánica y que se depositan por gravedad en el cono volcánico o en las zonas aledañas de acuerdo a su tamaño y peso específico. Pueden ser:

- Bloques o bombas  32 mm.

- Lapilli - 4 – 32 mm.

- Ceniza volcánica - 4 - 1/400 mm.

- Polvo volcánico - partículas microscópicas

•CORRIENTES DE LAVA:

-Agrupación columnar o disyunción columnar - Estructura en almohadilla - Conos goteras - - Cavidades de lavas - Túmulos y lomas CONOS VOLCÁNICOS:

Conos de escoria : Son simétricos, formados por escoria y lapillis las laderas van de 30 a 40 de pendiente (Krakatoa), Misti (AQP-Perú).

Conos de lava : Sus laderas son mas planas, se componen de capas superpuestas no exceden 10° de pendiente.

Cono compuesto : Poseen intercalación de escoria y lava, con talud intermedio (Fujiyama - Japón). Se les llama estrato volcanes.

CRÁTERES Y CALDERAS

*Calderas, se originan al producirse erupciones sucesivas de un volcán y pueden culminar en una erupción aun más violenta.

*Somena, es una caldera ensanchada que en su interior se ha formado un volcancito .

*Fumarolas los productos son vapor de agua y gases (H₂ - CH₄) ocurren a 500C hasta 600°C.

*Solfataras, son emanaciones gaseosas que ocurren de 40  a + 100C (vapor de agua , S₂H) .

*Mofetas son emanaciones de gas a < 40C (vapor de agua , CO, CO₂).

*Geysers. son fuentes termales que emanan a intervalos con vapor y agua caliente que puede llegar a centenares de metros en ocasiones.

*Manantiales, de agua caliente localizados en tres regiones típicas de la Tierra ; parque de Yellowstone, Islandia y Nueva Zelanda. Las aguas están fuertemente cargadas de material mineral.

CINTURONES VOLCÁNICOS

Están distribuidos en los continentes y fondo marino. Existen alrededor de 500 volcanes activos actualmente ó históricamente.

La mayoría de los volcanes son de edad Terciario Superior y se distribuyen en :

- Circum-Pacífico o Cinturón de Fuego.

- Mediterránea ó Alpino Himalaya.

Es muy característica la disposición lineal o arqueada de los volcanes a lo largo de las zonas orogénicas.

VOLCANES IMPORTANTES.

En el Mundo: Vesubio (Italia), Krakatoa (Indonesia), Tambora (Indonesia),Popocatépelt, Paracutin (México), Mauna Loa

(Hawai),Pinatubo (Filipinas), Cerro Negro (Guatemala), Saint Helen, Rainier,Sastre, Lassen Peak (Cascadas, USA) Huahuapichincha

(Ecuador), etc.

En el Perú : Ampato (6310), Solimana, Ubinas (Moquegua), Misti, Chachani, Pichupichu, Coropuna, Solimana (Arequipa), Tutupaca, Yucamane(Tacna) , Sarasara (Ayacucho).

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C.Darwin (1844) señala la cristalización fraccionada como un medio de evolución magmática que puede describirse como movimiento de cristales por influencia de la gravedad y separación de los elementos constitutivos más fusibles.

CLASES DE PROCESOS EVOLUTIVOS :

DIFERENCIACIÓN MAGMÁTICA, es la segregación de fracciones del magma o acumulaciones de cristales que se diferencian en su composición de los líquidos madre para generar rocas

·Rocas ácidas ricas en Si, Na, como el granito, riolita.

·Rocas intermedias con Na, Si, K como la diorita, andesita, monozonita.

·Rocas Básicas a ultrabásicas ricas en ferromagnesianos, Fe, Ca, Mg

como el basalto, gabro, dunita.

Al final se tiene un fluido residual que a veces va cargado de un alto contenido de iones metálicos de Ag, Cu, Au, Zn, Pb, etc.

CRISTALIZACIÓN FRACCIONADA, es la separación de una o varias fases sólidas (cristales) a partir de un magma diferenciado.

La reacción progresiva deviene en una reacción contínua, por ejemplo los feldespatos de plagioclasa que primeramente se forman son ricos en Ca y progresivamente se enriquecen a sódicos. En cambio en los Ferromagnesianos reaccionan con la masa fundida para dar un nuevo mineral con diferente estructura cristalina y composición por ejemplo el olivino puede convertirse en Px, ó en Anfíbol ; estos cambios bruscos se le conoce como reacción discontíua

EVOLUCIÓN MAGMÁTICA

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ALGUNAS PROPIEDADES DE LOS MAGMAS

Temperaturas 1300ºC 1.150ºC 1.000ºC 900ºC

Viscosidad Baja Media Alta Muy alta

Fluidez Muy alta Media Baja Muy baja

Densidad 3 g/cm3 2,7g/cm3 2,6g/cm3 2,5g/cm3

Explosividad Muy baja Media Alta Muy alta

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Los magmas se pueden clasificar según su composición, dependiendo de la cantidad de sílice (SiO

), la cual, varía desde 47% hasta 75%

CONTENIDO EN SÍLICE (SiO

)

BASÁLTICO ANDESÍTICO DACÍTICO RIOLÍTICO

47 - 52% 52 - 63% 63 -70% 70 – 75%

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Los Materiales Terrestres

Elemento Tierra Manto+Corteza

O 29.7% 44%

Fe 31.9% 6.3%

Mg 15.4% 23%

Si 14.2% 21%

Ni 1.8% Trazas

Ca 1.7% 2.5%

Al 1.6% 2.4%

Total 96.3 99.2

– La mayor parte del Fe y Ni están en el núcleo

– La tierra rocosa (manto+corteza) está formada de silicatos

O^-2

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Los Materiales Terrestres

O^-2

O^-2 O^-2

Si⁺⁴

O^-2

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Los Silicatos

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3. Filosilicatos. Comparten tres oxígenos y forman hojas. Micas, arcillas.

Biotita= K(Mg,Fe)₃AlSi₃O₁₀(OH)₂

Tipos de Silicatos

1.- Nesosilicatos. Tetraedros Independientes.

Unidos por cationes (Fe, Mg, Zr). Olivino= (Mg, Fe)₂SiO₄

2. Inosilicatos. Tetraedros en cadena. Comparten un oxígeno.

Piroxenos. Opx= (Mg, Fe) SiO₃ y Cpx= Ca(Mg, Fe) Si₂O₆ (Augita)

2.1. Inosilicatos dobles. Tetraedros en cadena doble unidos por las esquinas.

Anfíboles. Hornblenda= Ca₂Na(Mg,Fe)₄Al₃Si₈O₂₂(OH)₂

4. Tectosilicatos. Comparten los 4 oxígenos y forman estructuras.

Cuarzo, feldespato. Ab=NaAlSi₃O₈

5. Sorosilicatos.

Comparten 1 oxígeno.

Epidota.

6. Ciclosilicatos.

Anillos. Turmalina.

Otros

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1. Nesosilicatos (Orthosilicates)

Los nesosilicatos (ortosilicatos) contienen grupos tetraédricos aislados, (SiO4)4-. Como ejemplos más importantes podemos citar: el olivino, ((Mg, Fe)

(SiO

)), el grupo del granate, (X

Y

(SiO

)

donde X=Ca, Fe, Mg y Mn e Y=Cr, Al, Fe), los silicatos alumínicos (Al

SiO

,) el circón, (Zr(SiO

)) y la titanita (CaTi(SiO

)(O,OH,F)). (Nesos=Isla.)

 Olivino:Serie: Mg

SiO

(forsterita)-Fe

SiO

(fayalita)

 Humita

 Circon

 Titanita

 Granate

 Sillimanita

 Andalucita

 Cianita

 Topacio

 Estaurolita

 Cloritoide

 Dumortierita

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1.- Nesosilicatos Nesos = Isla

Grupo OLIVINO (Olivino)

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Inosilicatos (Chain Silicates)

En los inosilicatos los grupos de tetraedros (SiO

) se enlazan formando cadenas.

Estas cadenas son sencillas en los piroxenos, dando grupos (Si

O6)4- como en la serie de la enstatita- ferrosilita ((Mg,Fe)2(Si2O6)), en la del diópsido- hedenbergita (Ca(Mg,Fe)(Si2O6)) y en el grupo de la augita ((Ca,Mg,Fe,Al)2(Si,Al)2O6).

Las cadenas son dobles en el caso de los anfíboles, dando grupos (Si4O11)6- como en la serie de la tremolita-ferroactinolita (Ca2(Mg,Fe)5 (Si8O22)(OH)2), en la de la antofilita-gedrita ((Mg,Fe,Al)7 [(Al,Si)8O22]

(OH,F)2), o en el grupo complejo de la hornblenda (Ca2(Fe,Mg)4 Al (AlSi7O22) (OH,F)).

Los piroxenoides son minerales con estructura próxima

a la de los piroxenos, como la wollastonita (Ca2Si2O6).

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 Enstatita-Ferrosilita

 Diopsido-Hedenbergita

 Augita

 Onfacita

 Aegirina

 Wollastonita

 Espodumena

 Antofilita

 Cummingtonita-Grunerita

 Tremolita-Actinolita

 Hornblenda

 Oxihornbleda

 Kaersutita

 Glaucofana-Riebeckita

 Arfvedsonita

 Jadeita

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2.- Inosilicato de cadena simple Inos = Tejido, musculo

Grupo de PIROXENO (Augita)

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Inosilicato de cadena doble

Grupo de ANFIBOL (Hornblenda)

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Filosilicatos (Sheet Silicates)

En los filosilicatos los tetraedros de (SiO

) se agrupan formando planos continuos infinitos (hojas), con una unidad del tipo (Si

O

)

. Los filosilicatos más importantes son: las serpentinas (Mg

(Si

O

)(OH)

), la moscovita (K

Al

(Al

Si

O

)(OH,F)

), la serie biotita- flogopita (K

(Mg,Fe)

(Al

Si

O

)(OH,F)

). Otros filosilicatos son las cloritas (Mg,Mn,Fe,Al)

[(Si,Al)

O

](OH)

, y los minerales de la arcilla.

 Biotita

 Flogopita

 Moscovita

 Zinnwaldita

 Talco

 Clorita

 Glauconita

 Serpentina

 Prehnita

 Petalita

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3.- Filosilicatos

Phylom = Lamina u hoja

Grupo de MICAS: Biotita y Moscovita

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Tectosilicatos (Framework Silicates)

Los tectosilicatos son silicatos en los cuales los

grupos (SiO

) se enlazan entre sí formando una

red tridimensional de fórmula SiO

. Al

sustituirse parte del Si

por Al

se incorporan

otros cationes para compensar la carga. Los

ejemplos principales son: el cuarzo (SiO

), los

feldespatos alcalinos (K,Na)(AlSi

)O

, las

plagioclasas ((Na,Ca) (Si,Al)

O

), y los grupos

de los feldespatoides y de las zeolitas.

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 Cuarzo

 Ortosa

 Microclina

 Plagioclasa

 Nefelina

 Leucita

 Sodalita

 Lazurita

 Escapolita

 Analcima

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4.- Tectosilicatos

Texton = Esqueleto

Feldespatos, Plagioclasa y Cuarzo

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Sorosilicatos (Disilicates)

En los sorosilicatos (o disilicatos) los tetraedros (SiO

) están agrupados en pares, de forma que están básicamente constituidos por unidades de (Si

O

)

. Los principales minerales de este tipo pertenecen al grupo de las epidotas, (Ca

Al

O (Al,Fe

OH(Si

O

) (SiO

)).

 Epidota

 Zoisita

 Clinozoisita

 Epidota

 Piemontita

 Allanita

 Lawsonita

 Pumpellyita

 Vesubianita

 Melilita

 Tanzanita

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5.- Sorosilicatos

Sor = Hermana

Grupo de las EPIDOTAS (Epidota

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Ciclosilicatos (Ring-silicates)

Los ciclosilicatos son minerales en los cuales se forman anillos de 6 tetraedros de (SiO

), dando lugar a grupos (Si

O

)

, (más raramente aparecen anillos de 3, 4 y 8 tetraedros). Los principales ciclosilicatos son: la cordierita ((Mg,Fe)

(Si

Al

O

).nH2O), el berilo (Be

Al

(Si

O

)) y el grupo de la turmalina (WX

Y

(BO

)

(Si

O

)(OH,F)

, donde W=Na, Ca, X=Mg, Fe,Mn,Li,Al, Y=Al,Mg,Fe

 Berilo

 Cordierita

 Turmalina

 Eudialita

 Esmeralda

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6.- Ciclosilicatos

Ciclos = Anillos

Grupo de BERILO (Berilo)

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7..- Feldespatoides

Los feldespatoides son silicatos anhídros, químicamente parecidos a los feldespatos, excepto por su menor contenido en silicio (aproximadamente un tercio menos), formándose a partir de soluciones ricas en álcalis y pobres en sílice. Por consiguiente los feldespatoides nunca podrán aparecer en rocas sobresaturadas en sílice, con cuarzo primario.

Las estructuras de estos minerales están

íntimamente relacionadas con las de los

feldespatos, sin embargo, algunos de ellos

tienden a formar cavidades estructurales

mayores que en el caso de los feldespatos,

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7..- Feldespatoides

Debidos a enlaces tetraédricos de cuatro y seis miembros, lo que justifica un mayor intervalo en sus pesos específicos, así como una facultad para contener aniones extraños, tales como Cl en el caso de la sodalita, CO3 para la carnotita, SO4 para la noseana y SO4, S y Cl en el caso de la lazurita.

Los minerales representativos son:

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1.Analcita : NaAlSi

O

.H

O) 2.Leucita :KAlSi

O

3.Nefelina : (Na,K)AlSiO

4.Petalita : LiAlSi

O

5.Sodalita: Na

Al

Si

O

Cl

6.Lazurita :

7.Hauyna : (Na,Ca)

Al

Si

(O,S)

(SO

,Cl)

8.Noseana: Na

Al

Si

O

SO

.H

O