Geología General Licenciatura en Ciencias de la Tierra Facultad de Ciencias Petrología de las Rocas Ígneas Semestre 2014 18 de Septiembre
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Geología General
Licenciatura en Ciencias de la Tierra
Facultad de Ciencias
Petrología de las Rocas Ígneas
Semestre 2014 18 de Septiembre
Introducción El termino ROCA (no “piedra”, ni “piedritas”) se usa para designar
materiales solidos, originados por procesos naturales, de caracteristicas muy variadas. Se aplica aquellas sustancias solidas constituidas por un agregado de una o varias especies minerales. (excepciones Obsidiana, Toba, Carbon)
Definiciones
Petrología es la parte de la Geologia que se ocupa del
estudio de la clasificacion, descripcion y origen de las rocas.
Litologia se refiere a la descripcion de las rocas realizada a
partir de datos de campo, es decir, a la escala del
afloramiento o de muestra de mano.
Petrografía se refiere tambien a la descripcion de las rocas
aunque a una escala microscopica (lamina delgada).
Conceptos
Una roca ignea (latin ignius “Fuego”) es aquella que se forman cuando el material rocoso fundido (magma o lava) se enfria y cristaliza para formar los minerales, o cuando los componentes fragmentados conocidos como materiales piroclasticos se consolidan.
No confundir!
El magma es roca fundida que
se encuentra bajo la superficie
de la Tierra.
Forman cuerpos igneos
intrusivos llamados plutones
La lava es roca fundida que ha
alcanzado la superficie.
Forman coladas de lavas o
materiales piroclasticos
Generación de magmas 1 Aumento de la Temperatura
La forma mas obvia para generar
magma a partir de roca solida
consiste en elevar la temperatura
por encima del punto de fusión
de la roca.
Cuando un solido se calienta, la
energia del movimiento excede
la fuerzas de enlace y el solido se
funde.
Fuentes de Calor
Gradiente Geotermico
Desintegración de isotopos radiactivos
Calor inicial (calor remanente)
Movimientos Diferenciales
Calor latente de Cristalización
Generación de magmas 2
Disminucion de la presion
La reduccion de la presion de
confinamiento provoca que
baje la temperatura de fusion
de una roca.
Cuando la presion de
confinamiento disminuye lo
suficiente, se dispara la fusion
por descompresion.
Donde Sucede?
Generación de magmas 3 Inyeccion de Volatiles
La sustancias volatiles hacen que la roca se funda a temperaturas inferiores.
Una roca “humeda” tiene una temperatura de fusion mucho menor que una roca “seca” de la misma composicion y bajo la misma presion
Donde Ocurre?
y despues? Una vez que se forma un magma tiende a subir, porque es menos
denso que la roca adyacente .
El magma se acumula en depositos conocidos como camaras magmaticas y una parte llega a la superficie.
Cristalización Conforme se enfria un magma, los iones del fundido empiezan a perder
movilidad y a disponerse en estructuras cristalinas ordenadas. Este proceso, denominado cristalización, genera granos minerales silicatados que se encuentran dentro del fundido remanente.
Según el lugar donde se produzca la solidificación del magma, las rocas igneas se han dividido clasicamente en dos grandes grupos
Rocas volcanicas (o extrusivas): son aquellas en las que el magma asciende hasta la superficie de la Tierra. Presenta un enfriamiento rapido y una cristalizacion deficiente, que da lugar a la formación de agregados cristalinos de grano fino o de material vitreo.
Rocas plutonicas (o intrusivas): son aquellas en las que la solidificacion del magma se produce a una cierta profundidad, el enfriamiento es mas lento y la cristalizacion mas perfecta y completa, presentando un mayor tamaño de grano.
Entre estos dos grupos, existen situaciones intermedias, que corresponden a los casos en los que el magma se ha solidificado a profundidades no muy grandes. En tal caso, se suele hablar de rocas subvolcanicas (o hipoabisales).
Textura
El termino textura hace referencia al tamaño, forma y
disposición de los minerales que componen las rocas
ígneas.
Tres factores contribuyen a la textura de las rocas ígneas
a) La velocidad a la cual se enfria el magma
b) La cantidad de silice presente
c) La cantidad de gases disueltos en el magma
Fanerítica
Con un enfriamiento lento, el ritmo de crecimiento excede el ritmo de formacion de los nucleos y se froman granos de mineral relativamente grandes dando lugar a una textura de grano grueso o textura faneritica.
Alta
Baja
Liquido
Remanente
Cristales
Afanítica
Durante un enfriamiento rapido, el ritmo al que se forman los nucleos de minerales excede el ritmo de crecimiento y entonces se forma un agregado de muchos granos de mineral pequeños. El resultado es una textura de grano fino o textura afanitica
Alta
Baja
Liquido
Remanente
Cristales
Porfidica
Otra textura comun es la llamada porfidica en la que encontramos minerales de tamaños marcadamente diferentes en la misma roca. Los minerales mas grandes son los fenocristales y los mas pequeños forman la matriz.
Alta
Baja
Liquido
Remanente
Cristales Matriz fina
Vitrea
Una lava puede enfriarse tan rapidamente que sus atomos constituyentes no tengan tiempo de disponerse en las estructuras tridimensionales ordenadas de los minerales. Como consecuencia, se forman vidrios naturales
Alta
Baja
Magma
Vidrio
Ejemplos
Tipos de
Texturas
Afanítica
Faneritica
Porfirica
Vitrea
Otras texturas Vesicular Piroclastica
Mineralogia En la petrologia, se insistira en la composicion mineralogica de los
principales grupos de rocas, por ser este un aspecto muy
importante que depende del origen de las rocas y que, como
consecuencia, es un criterio basico en la clasificacion de las misma.
Analisis modal
Su determinacion (analisis modal) se suele llevar a cabo mediante un contador de puntos, que es un aparato acoplado a la platina del microscopio que permite conocer la distribucion estadistica de frecuencias de las distintas especies minerales presentes en una lamina delgada.
Procedimiento Para clasificar una rocas plutonica o volcanica se sigue la
sistematica recomendada por la IUGS, mediante el siguiente procedimiento:
I. Se determina la moda de la roca
II. Se determina el % en Q, P, A, F y M
III.Se determina si la textura es fanertica o afanitica
IV.Se utiliza el diagrama correspondiente
La clasificacion se aplica en funcion de su composicion mineralogica, utilizando diagramas triangulares
Clasificacion Mineralogica
La clasificacion se aplica en funcion de su composicion
mineralogica, utilizando diagramas triangulares.
Q: Quarzo A: Feldespatos P: Plagioclasas F: Feldespatoides M: Maficos
Clasificacion Mineralogica
La clasificacion se aplica en funcion de su composicion
mineralogica, utilizando diagramas triangulares.
Q: Silice A: Feldespatos P: Plagioclasas F: Feldespatoides M: Maficos
El porcentaje de los componentes Q, A, P o F, A, P, es recalculado para que su suma sea el 100%
Clasificacion Mineralogica
Calculos
A fin de graficar un punto en un diagrama triangular usando
particularmente valores de X, Y y Z, ellos deben estar al
100%. Si no lo estan, entonces debemos de normalizarlos o
recalcularlos al 100%.
100*
ZYX
X100*
ZYX
Y100*
ZYX
Z
X Y Z J K L Total
32 18 26 09 11 04 100
Minerales
Recalcularlos al 100% Xr = 42 Yr = 24 Zr = 34
Diagramas Despues de que se determinan los componentes mineral de una roca y
se calculan los porcentajes de los tres componentes principales, se grafican en uno de los diagramas triangulares apropiado para determinar el nombre de la muestra.
Ejemplo:
X – 70 % Y – 20 % Z – 10 %
Calculo
A tu recalculo del 100%
Hay que aplicar la sig. Formula 100*
rr
r
ZY
Y
10%
20%
30%
40%
50%
60%
80%
70%
90%
100%
X
Z Y
¡Recuerda!
El vertice corresponde
al 100% del mineral.
10%
20%
30%
40%
50%
60%
80%
70%
90%
100%
X
Z Y
¡Recuerda!
El vertice corresponde
al 100% del mineral.
10%
20%
30%
40%
50%
60%
80%
70%
90%
100% X
Z Y
¡Recuerda!
El vertice corresponde
al 100% del mineral.
Ejercicios 1 En el siguiente cuadro se presenta el analisis modal por conteo de puntos de ocho rocas plutonicas.Recalcular los porcentajes de cuarzo, plagioclasa y feldespatos alcalinos al 100% para despues graficar los datos en un diagrama QAP de tipo Streckeisen.
Favor de poner las operaciones matematicas y las descripciones en la hoja y entregarla!
Resultados del conteo de puntos
MUESTRA Qz Pl Afs Bt Hbl Opq TOTAL
M26 33.0 33.4 30.7 2.8 0 0 100.0
M127 28.9 49.3 19.8 1.3 0 0.7 100.0
M10 3.8 46.4 45.4 4.4 0 0 100.0
G38 26.0 40.5 31.4 2.1 0 0 100.0
G39 15.7 57.6 26.5 0.0 0 0.2 100.0
G40 17.3 42.1 39.3 1.1 0.2 0 100.0
H42 11.2 52.3 35.7 0.8 0.0 0.0 100.0
H101 3.0 66.4 22.7 7.9 0.0 0.0 100.0
Qz = cuarzo Bt = biotita
Pl = plagioclasa Hbl = hornblenda
Afs = feldespato alcalino Opq = minerales opacos
Composicion quimica
El principal constituyente del magma es la silice, que varia lo
suficiente como para distinguir los magmas, clasificados
como felsicos, intermedios y basicos.
Clasificación Quimica
La IUGS ha recomendado aplicar la denominada
“Clasificacion TAS” (Total Alcalis-Silice).
Clasificación Quimica
La IUGS ha recomendado aplicar la denominada
“Clasificacion TAS” (Total Alcalis-Silice).
Tipos de Rocas Igneas
Do you speak English?
Ejercicios 2 La siguiente tabla presenta los datos obtenidos de un analisis quimicos en rocas volcanicas. Graficar los resultados obtenidos en un diagrama de TAS.
Comenta los resultados y escribe las operaciones realizadas en la hoja.
Muestra SiO2 TiO2 Al2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K20 P2O5 TOTAL
9 55.05 1.31 17.22 8.48 0.10 5.06 7.37 4.06 1.02 0.33 100.00
10 53.39 1.57 18.10 8.86 0.08 4.18 8.53 3.95 0.99 0.37 100.00
14 57.00 1.26 17.45 7.52 0.07 4.20 6.90 3.99 1.27 0.35 100.00
16 52.58 1.40 17.88 9.25 0.09 4.49 9.09 3.60 1.26 0.36 100.00
18 60.24 0.91 17.27 6.51 0.08 3.38 6.09 3.56 1.70 0.26 100.00
20 55.17 1.40 17.07 8.53 0.11 4.76 7.48 3.99 1.13 0.35 100.00
27 58.18 0.89 17.35 6.95 0.07 3.93 7.00 3.79 1.58 0.25 100.00
32 54.10 1.26 17.03 8.32 0.11 6.06 7.98 3.79 1.01 0.32 100.00
109 59.12 0.99 16.91 7.09 0.09 3.90 6.51 3.39 1.77 0.22 100.00
120 63.04 0.90 18.49 4.39 0.03 1.36 5.45 4.49 1.62 0.23 100.00
Observación
El magma madre juega un papel importante a la hora de
determinar la composicion mineral (y por lo tanto quimica)
de las rocas igneas, pero es posible que el mismo magma de
lugar a una amplia variedad de rocas igneas, porque su
composicion puede cambiar como resultado de distintos
procesos geologicos e igneos.
Secuencia de Cristalización Bowen sostuvo la hipotesis que los
distintos tipos de magmas podian derivar
de un magma basico en comun.
Sostuvo que no todos los minerales
cristalizan simultaneamente al enfriarse
el magma, sino que cristalizan en una
secuencia predecible.
Basandose en observaciones y
experimentos propuso un mecanismo
para explicar la diferenciacion de los
magmas.
Serie de reaccion de Bowen
Silicatos Ferromagnesianos (oscuros)
Olivino
Piroxeno
Anfíbol
Biotita
Silicatos no Ferromagnesianos (claros)
Moscovita
Ortoclasa
Plagioclasa
Cuarzo
Caracteristicas
Rocas Acidas
Colores mas claros
Mayor contenido en Qz, Flds y Plgs
Rocas Basicas
Colores mas oscuros
Mayor contenido en Olv, Pxn, Anf
Fusion Parcial El magma se forma de una roca fuente
que solo se funde parcialmente.
Este fenomeno se produce porque no todos los minerales de las rocas se funden a la misma temperatura.
El orden en el que se funden estos minerales es el opuesto a su orden de cristalizacion.
Al final se produce un magma ligeramente mas “acido” que contiene, proporcionalmente, mas silice que la roca de origen.
Cristalización Fraccionada Una vez que se ha formado el magma, su composicion puede cambiar por la
sedimentacion de cristales, que implica la separacion fisica de los minerales mediante cristalizacion y depositos gravitacional.
Primero cristalizan los elemento ferromagnesiano que tiene una densidad mayor que el magma remanente y tiende a hundirse.
El magma remanente se hace mas rico en silice, sodio y potasio.
Asimilación La composicion del magma tambien cambia por asimilacion, un proceso en el
cual el magma reacciona con la roca preexistente, llamada roca encajonante, con la que entra en contacto. Debido a que las rocas asimiladas rara vez tienen la misma composicion que el magma, la composicion de este cambia.
Inclusiones El hecho de que la asimilacion ocurre viene indicando por las
inclusiones, fragmentos de roca que no se han fundido completamente y que son bastante comunes en las rocas igneas.
Mezcla de Magmas
Parece probable que algunos magmas pudieran entrar en
contacto y mezclarse los unos con los otros produciendo lo
que se conoce como mezcla de magmas.
Clasificación Los geologos utilizan la textura y la composicion para clasificar la mayor
parte de las rocas igneas.
Todas las rocas estan emparejadas, los miembros de un par tienen la misma composicion pero diferente textura.
Basalto-Gabro Cristalizan a partir de un magma basico
(45-52 % SiO2).
Dado que presentan la misma composicion, estan conformadas por plagioclasas rica en calcio y piroxenos, en menor cantidad olivino y anfibol.
Por sus minerales ferromagnesianos presenta una coloracion oscura.
El basalto es muy comun y lo encuentras en las islas oceanicas y la corteza oceanica. El gabro es mucho menos comun y lo encuentras como pequeños intrusivos y la parte inferior de la corteza oceanica.
Andesita-Diorita Se forman a partir de un magma de
composicion intermedia (53-65% SiO2).
Estan compuestas predominantemente de plagioclasa, y algo de anfibol y biotita.
Generalmente de una coloracion gris medio a gris oscuro. Aunque la diorita tiene un aspecto de sal y pimienta.
La andesita es una roca muy comun formando lava que ha surgido de cadenas volcanicas. Mientras que los cuerpos intrusivos de diorita son bastante comunes en la corteza continental.
Riolita-Granito Cristalizan a partir de un magma felsico
(>65 % SiO2).
Estan compuestas principalmente de feldespatos potasicos, plagioclasas ricas en sodio y cuarzo (alguna veces algo de biotita).
Como predominan los minerales no ferromagnesianos, son de color claro.
Las coladas de lava riolitica son menos comunes, son densas y altamente viscosas. Mientras que las rocas graniticas son las rocas intrusivas mas comunes, aunque estan restringidas a los continentes.
Peridotita Roca ultrabasica (<45% SiO2)
Contiene mayoritariamente
olivino, en menor proporcion
piroxeno y un poco de plagioclasas.
Generalmente de coloracion verde
oscuro a oscuro.
Se cree que la peridotita sea el tipo
de roca que forma el manto
superior.
Pegmatita El termino pegmatita se refiere a
una textura en particular mas que a una composición especifica.
La caracteristica mas notable es el tamaño de los minerales que miden al menos 1 cm de ancho hasta decenas de centimetros.
Estan asociadas a grandes cuerpos intrusivos de granito y estan compuestas de minerales que se han formado del magma enriquecido en agua que quedo despues de que cristalizara la mayor parte del granito.
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