TEMA: Procesos Magmáticos. Rocas Igneas PROCESOS MAGMATICOS: ROCAS IGNEAS ROCA .Definición: Una roca es un material natural, orgánico e inorgánico que forma una parte significativa de la corteza terrestre. De esta definición deberíamos excluir cuanto menos al agua. También se define al término ROCA por el de "ASOCIACION DE MIN ERALES". Esto no es muy taxativo ya que la caliza es una roca y está compuesta por un solo mineral (calcita); o bien un suelo puede ser una asociación de muchos min erales. Es mejor asociar el término roca a los productos finales de procesos evolu tivos de la corteza terrestre; criterio en el cual se basan los petrólogos para la clasificación de las rocas. La definición del término ROCA no sólo es una cuestión académic a, a veces en obras civiles existen verdaderos litigios, generalmente como resul tado de especificaciones poco claras, en cuanto si un material procesado, excava do, transportado, etc., es una roca o suelo. Generalmente se fija como límite prácti co la necesidad de uso de explosivos para su excavación; limitando los suelos a aq uellos materiales que se pueden excavar con excavadora. ROCAS IGNEAS. MAGMA Las rocas ígneas forman aproximadamente el 80% de la masa de la corteza terrestre. Están formadas por magma que es una mezcla de silicatos a alta temperatura, que c ontiene sustancias en estado líquido, sólido y gaseoso. Las sustancias volátiles están c onstituidas por elementos, óxidos y moléculas sencillas en estado gaseoso como azufr e, boro, arsénico y otros, predominando el vapor de agua. Su proporción es del 1% ap roximadamente, pero hacen bajar la viscosidad dándole fluidez y movilidad al magma . La naturaleza química del magma es variable y su temperatura se encuentra entre los 600° y 1400° C. Los silicatos, a veces más del 99% del total de la masa del magma, constituyen cadenas y estructuras diversas de átomos, fácilmente disgregables, pero que le confieren alta viscosidad al magma. TEMPERATURA Y PRESIONES EN EL MAGMA Conforme descendemos al interior de la Tierra la temperatura va aumentando, sien do el valor medio de 3ºC cada 100 metros, esto es lo que se conoce como Gradiente Geotérmico Desgraciadamente las relaciones de temperatura versus profundidad no so n tan simples y la temperatura a la cual fundirán los silicatos depende de varios factores y cada mineral tiene un punto de fusión determinado para un ambiente dado . En el interior de la Tierra la presión de confinamiento aumenta conforme aumenta la profundidad por el peso de la roca suprayacente, este aumento de la presión pr ovoca que aumente la temperatura del punto de fusión de un mineral o roca dada. Es ta relación entre el punto de fusión y la presión vale sólo en condiciones de ausencia d e agua porque en presencia de agua, la temperatura del punto de fusión se reduce c onsiderablemente. De esta manera, un magma que asciende pierde temperatura por c ontacto con las rocas circundantes más frías y puede mantenerse fundido a temperatur as considerablemente más bajas si hay agua. A causa de esto un magma puede llegar más cerca de la superficie antes de solidificarse y puede derramarse por la superf icie en forma de lava en volúmenes mayores que si no contuviera agua. VOLATILES DE L MAGMA - CRISTALIZACIÓN En el magma hay gases disueltos, entre ellos el agua. Aqu ellas sustancias químicas que se mantienen en estado líquido y gaseoso a una tempera tura mucho más baja que la de los silicatos que forman minerales, se llaman volátile s. Estos van quedando separados del magma a medida que disminuye la temperatura y cristalizan los silicatos. Elaboró: Noemí Nélida Casali Página 1 de 18
TEMA: Procesos Magmáticos. Rocas Igneas Es poco lo que se sabe acerca de los volátiles de los magmas, pero mucho se ha des cubierto por muestreo de los gases emitidos por volcanes junto con la lava que e mana. Los magmas son soluciones y obedecen a las leyes de soluciones acuosas, po r lo que al bajar la temperatura comienza la desmezcla y cristalización En una mez cla el punto de fusión de los componentes es más bajo que para el compuesto individu al, por este motivo un magma puede permanecer fluido a temperaturas inferiores a l punto de fusión de cada uno de sus integrantes. SECUENCIA de cristalización Existe un ordenamiento o secuencia definida en la cristalización de los minerales. Las s ustancias más solubles cristalizan primero y son en general los que se denominan m inerales accesorios (es decir, aquellos que aparecen en menor proporción y no defi nen a la roca a la que pertenecen) tales como apatita, circón, titanita, rutilo, i lmenita, magnetita y cromita. En general el orden de cristalización es de basicida d decreciente (de más básicos a menos básicos). Después cristalizan los que reciben el n ombre de minerales esenciales y son aquellos que se encuentran en mayor proporción y que definen a la roca de la que forman parte. Si bien esta es una sucesión norm al, existen excepciones. La cristalización no es en todos los casos una simple for mación de minerales que persiste como tal sino que los minerales formados pueden i r cambiando. Es así que Bowen (Ver Cuadro Nº1) demostró que ciertos minerales una vez formados pueden seguir reaccionando con el magma que los contiene, modificando c ontinuamente su constitución y dando lugar a la formación de nuevos minerales o solu ciones sólidas. Este proceso de cambio se llama REACCION, puede ser continua o dis continua y está ejemplificado en la Serie de Reacción de Bowen Cuadro Nº 1 A la izquierda del cuadro se observa que, a medida que desciende la temperatura, en la Serie discontinua cristaliza primero (se forma primero) el olivino con un a estructura simple y luego silicatos con cadenas más complejas (Tetraedros simple s-cadenas sencillascadenas dobles-láminas-armazones) La Serie continua está formada por el subgrupo de las Plagioclasas que constituye una serie binaria cuyos miemb ros terminales son Anortita (rica en calcio) y Albita (rica en sodio); a Elaboró: Noemí Nélida Casali Página 2 de 18
TEMA: Procesos Magmáticos. Rocas Igneas mayor temperatura cristaliza primero la plagioclasa cálcica (Anortita) y luego, a medida que desciende la temperatura, cristalizan mezclas entre los dos extremos de la serie (AnortitaAlbita), en última instancia dentro de la serie cristaliza la plagioclasa sódica (Albita). Los últimos minerales en cristalizar a baja temperatur a son muscovita, feldespatos alcalinos y cuarzo. Observando el Cuadro podemos in ferir que los minerales formados a altas temperaturas (minerales ferromagnesiano s como olivino, piroxenos, anfíboles y biotita) serán los más inestables frente a la m eteorización dando como producto final minerales arcillosos. Los minerales formado s a menor temperatura como feldespatos alcalinos y cuarzo son los más resistentes; principalmente el cuarzo es un mineral poco atacable por la meteorización química, por esta razón se dice que es relativamente estable y así podemos encontrarlo hasta en los últimos estadíos del ciclo sedimentario. ETAPAS de cristalización La cristaliza ción es un proceso de líquido a sólido y comienza a una determinada combinación crítica de presión y temperatura, pero a pesar de esto los minerales no cristalizan al mismo tiempo y no siempre se mantienen intactos, puesto que como se había visto en párraf os anteriores, conforme baja la temperatura los minerales formados primero puede n cambiar después de composición o disolverse y recombinarse en minerales nuevos. No hay una diferenciación precisa en cuanto a límites de temperatura en la cristalizac ión del magma; pero en general se puede decir que en una primera etapa llamada ORT OMAGMATICA cristalizan los minerales pirogénicos. Se llaman así a aquellos minerales que poseen una muy pequeña proporción de elementos volátiles y son anhidros o tienen una muy baja proporción de agua en su constitución. Cristalizan los minerales de pun to de fusión más elevado. La formación de estos minerales da lugar al enriquecimiento, en la sustancia residual, de elementos volátiles; estos minerales son los llamado s hidatogénicos. Cuando la temperatura desciende entre 800° - 600° C s e entra en la e tapa PEGMATITICA. Al descender más la temperatura (600° - 400° C) se pasa a la etapa N EUMATOLITICA donde el líquido magmático enriquecido ahora (luego de la etapa Ortomag mática) en volátiles, con considerable presión de vapor, ha quedado pobre en minerales ferromagnesianos y cristalizan minerales de bajo punto de fusión y ricos en hidro xilos. Entre 400° C y 100° C se pasa a la etapa HIDROTERMAL , donde el enfriamiento está muy avanzado y la menor parte de los elementos han cristalizado, queda un líqui do residual que es una solución acuosa que mantiene principalmente sílice en solución. En estas etapas finales de consolidación del magma, rico en soluciones conteniend o elementos volátiles, pueden producirse transformaciones en los minerales de las rocas preexistentes ya sea formando minerales nuevos o alterando los ya preexist entes. Estas alteraciones son las denominadas DEUTERICAS. EVOLUCION MAGMATICA En su evolución el magma origina una gran variedad de rocas ígneas. Esta evolución pue de manifestarse como: Diferenciación. Asimilación. Diferenciación Es el proceso por medio del cual un magma originalmente homogéneo se separa en dos porciones química y mineralógicamente diferentes dando como resultado la formación de distintos tipos de rocas. Los diferenciados pueden ser fracciones de composición contrastada o presentar gradaciones entre esos extremos. Son varias las teorías para explicar este proceso, las que resumiremos brevemente: Elaboró: Noemí Nélida Casali Página 3 de 18
TEMA: Procesos Magmáticos. Rocas Igneas 1. Difusión térmica o migración de iones o moléculas: Este principio dice:"Cuando dos pa rtes de una solución están a distintas temperaturas (o sea en el magma debido a los distintos gradientes de temperatura), hay mayor concentración de soluto en las par tes más frías". Según esto hay una difusión selectiva de ciertos solutos magmáticos hacia los bordes fríos de la cámara magmática. Los mafitos se concentran en los bordes, prod uciendo las conocidas zonas marginales básicas, este mecanismo parece efectivo en cuerpos chicos, diques por ejemplo, donde el gradiente térmico es alto, pero no en cuerpos grandes. 2. Inmiscibilidad líquida: Separación de dos fases inmiscibles de distinta composición, como ocurre en la práctica metalúrgica en la separación entre sulf uros y silicatos. En la naturaleza tal vez se produce excepcionalmente en la sep aración de sulfuros de Fe, Ni y Cu en magmas básicos, pero es dable recordar que exp eriencias realizadas en laboratorio han demostrado que los silicatos al estado d e fusión son miscibles en todas proporciones. 3. Transferencia gaseosa: La formación de burbujas debidas a los elementos volátiles haría que se desplacen dentro del mag ma recolectando a su vez los elementos livianos concentrándolos finalmente. Se est ima que este proceso podría ocurrir en las cercanías de la superficie. 4. Cristaliza ción fraccionada: Es la teoría más aceptada, pero no debe considerarse el único mecanism o de diferenciación. Con el enfriamiento del magma cristalizan como ya hemos visto los distintos minerales que van a formar asociaciones; éstas son típicas y como ver emos existen entre ellas ciertas "afinidades" e "incompatibilidades" debido a di versos factores. A medida que avanza la cristalización hay siempre una tendencia a mantener equilibrio entre sólido y líquido para lo cual los primeros cristales que se forman reaccionan con el líquido residual y cambian de composición. Esto da lugar a la formación de series de soluciones sólidas que bien pueden ser continuas y disc ontinuas según cambie o no la estructura.(Esto ha sido bien explicado por Bowen) A demás existen procesos en la cristalización fraccionada, que influyen en la cristali zación de las rocas, en el magma tenemos una fase sólida representada por cristales ya formados y una fase líquida formada por silicatos fundidos, sin olvidar la terc era que es gaseosa. Esta separación de sólido-líquido, se puede realizar de la siguien te manera: a- Gravitación: Los minerales máficos (Olivino, Piroxenos, Plagioclasas) se hunden y depositan en el fondo de la cámara magmática. b- Flotación gaseosa: Un mag ma al desgasificarse puede formar una fase dispersa gas-líquido que haga flotar al gunos minerales como por Ej.: los feldespatos. c- Filtración a presión: Una vez come nzada la cristalización, los cristales formados constituirían una masa esponjosa cri stalina estando los huecos ocupados por líquido residual. Este líquido sería removido bien por sucesivas oleadas de magma fresco o bien por presiones producidas por m ovimientos tectónicos. Asimilación Es el proceso por el cual se producen reacciones entre el magma y la r oca encajante. Este amplio proceso de modificación es descripto por los petrólogos c omo "ASIMILACION". Ciertos minerales de la roca encajante pueden fundirse parcia l o totalmente y de este modo incorporarse a la fracción líquida del magma. El produ cto final es una roca ígnea contaminada que en ningún momento fue totalmente líquida y que está constituida por material aportado parcialmente por el magma original y p arcialmente por la roca encajante. Tales rocas híbridas son Elaboró: Noemí Nélida Casali Página 4 de 18
TEMA: Procesos Magmáticos. Rocas Igneas particularmente comunes a lo largo de los bordes comprendidos entre rocas intrus ivas e invadidas. TIPOS DE MAGMA Bajo cada una de las regiones volcánicas el magma que se genera tiene un quimismo específico, no sólo debido a la mineralogía de la roca que se funde sino también al grad o de fusión parcial (que depende de la profundidad a que se genere) y a la mayor o menor presencia de agua en el proceso. Los magmas en su ascenso experimentan un a evolución por lo que rara vez alcanzan la superficie con sus rasgos primarios. E ntre los diferentes tipos de magmas podemos citar: Magmas Toleíticos Las rocas más típ icas y abundantes de la serie son los basaltos toleíticos. Génesis poco profunda baj o bordes de placa divergentes. Magmas Calco-alcalinos Las rocas más típicas de la se rie son las andesitas, aunque abundan las riolitas que proceden de magmas muy ev olucionados. Génesis asociada al proceso de subducción en zonas de convergencia de p lacas. Magmas Alcalinos Las rocas más típicas son los basaltos alcalinos. Son relati vamente frecuentes las traquitas y fonolitas procedentes de magmas muy evolucion ados. Génesis profunda en zonas intraplaca asociados a puntos calientes o rifts. A continuación se presenta un esquema donde se señalan los ambientes geotectónicos de g eneración de magmas en la Tierra. Las rocas basálticas resultan de la fusión parcial (anatexis) del manto superior, qu e posee una composición ultrabásica. Es posible observar que en las zonas de formación de corteza oceánica (ridges meso-oceánicos) y en las islas oceánicas (como Hawaii) la roca que está sufriendo los procesos de anatexis es el manto terrestre. Por el co ntrario, en las zonas de subducción la corteza oceánica se sumerge por debajo de la continental; como resultado de este proceso se introduce agua en el manto, que a ctúa como fundente, permitiendo la fusión parcial de la base de la corteza continent al y de los sedimentos acarreados sobre la corteza oceánica. : Elaboró: Noemí Nélida Casali Página 5 de 18
TEMA: Procesos Magmáticos. Rocas Igneas CRITERIOS DE CLASIFICACION DE LAS ROCAS IGNEAS Los criterios que se utilizan para identificar y clasificar estas rocas son su t extura, estructura, composición mineral y composición química. TEXTURA DE LAS ROCAS La textura se refiere al tamaño, forma y disposición de los individuos cristalinos (mi nerales) en una roca. Normalmente los aspectos texturales se observan por medio del microscopio de polarización, donde puede observarse el tamaño de los cristales, sus variedades morfológicas y hábitos cristalinos, así como la cristalinidad de la roc a. Según la cristalinidad presente en las rocas, éstas pueden clasificarse en: Holoc ristalinas: Rocas compuesta totalmente por cristales, han alcanzado el más alto gr ado de cristalización. Característico de las rocas que han cristalizado a grandes pr ofundidades. Hipocristalinas: Cuando la roca se compone de una mezcla de cristal es y vidrio, característico de rocas que han solidificado en la superficie o cerca de ella Hialinas o Vítreas: Cuando está formada por vidrio en su totalidad, carecie ndo por lo tanto de fase cristalina. Característico de rocas solidificadas en supe rficie: Lavas El tamaño de los cristales depende de la velocidad de enfriamiento, a un enfriamiento rápido los cristales serán pequeños, mientras que serán grandes a enfr iamiento lento. Teniendo en cuenta el tamaño de los cristales, las rocas ígneas pued en tener textura: Faneritica: los granos minerales se identifican en una muestra de mano. Las rocas de textura fanerítica son características de las rocas plutónicas, donde el enfriamiento del magma es lento permitiendo el crecimiento de minerale s grandes. Los podemos subdividir en: Grano fino: Grano medio: Grano grueso: Textura de pegmatita < 1 mm. 1- 5 mm. 5-10 mm. más de 10 mm. Afanitica: Cuando los cristales individuales no pueden ser reconocidos a simple vista, sólo con la ayuda del microscopio petrográfico. Se forman por enfriamiento y cristalización rápida del magma con abundantes núcleos a partir del que crecen los cri stales pequeños. Y según aparezcan multitud de tamaños cristalinos en una misma roca, o sean todos de tamaño similar, la textura puede denominarse: Inequigranular: Cuando existe marca da diferencia de tamaño entre los componentes de la roca. Un tipo especial de esta textura es la Porfirica donde se observan fenocristales generalmente bien desar rollados, en una pasta vítrea o afanítica. Equigranular: Cuando los minerales son to dos del mismo tamaño, dando a la roca un aspecto granular uniforme. Típicas de pegma titas, granitos y aplitas. La textura Aplitica es aquella de grano fino y de cri stales anhedros y la textura Pegmatitica es la contraria a la anterior puesto qu e se forman cristales de gran tamaño. Por la forma de los cristales, las rocas se clasifican en Panidiomorfas (constituidas por cristales regulares o euhedros, li mitados por caras cristalinas), Panalotriomorfas (si sus cristales son irregular es o anhedros y no presentan definida ninguna cara cristalina), o Subidiomorfas (que presentan cristales regulares e irregulares o subhedros con desarrollo de c iertas caras cristalinas). Elaboró: Noemí Nélida Casali Página 6 de 18
TEMA: Procesos Magmáticos. Rocas Igneas ESTRUCTURA DE LAS ROCAS Dentro de la estructura de una roca caben todos los aspe ctos morfológicos de escala macroscópica, observables a simple vista. Una roca prese nta estructura fluidal cuando contiene una serie de cristales alargados en una d irección preferente. Esta textura es típica de rocas ígneas que cristalizan a partir d e un magma expuesto a esfuerzos tectónicos, o que presentan un cierto flujo. Un ej emplo claro lo constituyen las traquitas, un tipo de rocas volcánicas caracterizad as por presentar orientados los cristales de feldespato (esta textura específica, recibe el nombre de traquítica). Los enclaves, o inclusiones de fragmentos de otra s rocas dentro de un magma son muy comunes en las rocas ígneas. Los granitos, comúnm ente, presentan enclaves de tonalidades oscuras (melanocráticas), y en las rocas v olcánicas abundan los enclaves de fragmentos de rocas englobados en el magma. Estr ucturas típicas de las rocas volcánicas son la vacuolar (huecos producidos por la de sgasificación), amigdalar (cuando las vacuolas se rellenan de minerales secundario s posteriores a la consolidación de la roca), almohadillada (cuando adopta estas f ormas, típicamente de vulcanismo submarino), piroclástica (para rocas volcánicas const ituidas por fragmentos sueltos, como las tobas volcánicas) o columnar (típica de la solidificación de las coladas basálticas). COMPOSICIÓN QUÍMICA. La composición química de la s rocas ígneas se suele calcular como el porcentaje de los óxidos de los diferentes elementos que los componen y la clasificación resultante va a estar de acuerdo a c iertos elementos tomados como base, estos pueden ser la sílice o la alúmina, pero no nos va a dar una idea de la formación de las rocas sino solamente del porcentaje. Así en función del contenido de sílice (óxido de silicio:SiO2), componente más abundante (que no debe confundirse con el contenido de cuarzo), las rocas ígneas o magmáticas pueden clasificarse en: Roca Ultrabásica: Menos del 45% de sílice. Roca Básica o Alcal ina (según se haga referencia a rocas plutónicas o volcánicas): Si varía entre 45 % a 52 % de sílice. Roca Mesosilícica o Intermedia: De 52% a 65% de sílice. Roca Acida o Tole itica (referidas respectivamente a rocas plutónicas o volcánicas): Cuando supera el 65% de sílice. COMPOSICIÓN MINERALÓGICA. Los minerales constitutivos de las rocas ígneas o magmáticas pueden dividirse generalmente en dos grandes grupos: minerales prima rios, cristalizados durante la fase ortomagmática; y minerales secundarios, crista lizados en etapas magmáticas tardías (por procesos hidrotermales), o en etapas poste riores a la consolidación magmática (mediante procesos de alteración y metamórficos). En la clasificación mineralógica se toma como base la presencia o ausencia de determin ados minerales, tanto de los minerales primarios como de los secundarios, o grup os de minerales. De esta manera las rocas ígneas o magmáticas pueden ser denominadas : Rocas Leucocráticas: presentan color claro por la presencia de minerales claros. Rocas Melanocráticas: rocas oscuras por la presencia de minerales oscuros. Si tenemos en cuenta que la velocidad de enfriamiento del magma depende a su vez del lugar de emplazamiento del mismo, las rocas ígneas o magmáticas se clasifican e n: (Ver Figura Nº 1 y Figura Nº 2) Elaboró: Noemí Nélida Casali Página 7 de 18
TEMA: Procesos Magmáticos. Rocas Igneas Figura Nº 1 Elaboró: Noemí Nélida Casali Página 8 de 18
TEMA: Procesos Magmáticos. Rocas Igneas ROCAS INTRUSIVAS: Cuando se forman a grandes profundidades donde la pérdida de cal or es muy lenta ROCAS EXTRUSIVAS: Cuando la lava se enfría rápidamente, los minerale s que se forman son tan pequeños que no son visibles a simple vista. De acuerdo al modo de ocurrencia se clasifican en: (Ver Figura Nº 1 y Figura Nº 2) PLUTÓNICAS: Cuan do se consolidan en profundidad. HIPABISALES o FILONIANAS: Cuando consolidan a m itad de camino, teniendo a veces caracteres indistintos de una y otra de las nom bradas anteriormente. VOLCÁNICAS: Cuando consolidan en la superficie o cerca de el la. Figura Nº 2 Elaboró: Noemí Nélida Casali Página 9 de 18
TEMA: Procesos Magmáticos. Rocas Igneas VULCANISMO Como habíamos visto, las rocas ígneas se formaban a partir de un magma constituido p or una parte volátil y otra no volátil. Cuando la actividad magmática es a grandes pro fundidades se define como Plutonismo y VULCANISMO, en cambio, es el conjunto de fenómenos que ocurren cuando el magma llega a la superficie, cuando esto ocurre y llega en forma de lava fundida da origen a una gran variedad de fenómenos de varia das formas externas y estructuras internas y texturas. En gran medida esta varie dad es un reflejo de las propiedades químicas y físicas de la lava líquida. Una de las características más sobresalientes en la evolución de un volcán, es que cada uno de los episodios eruptivos forma parte del crecimiento del volcán. Cuando el magma llega a la interfase corteza-atmósfera puede fluir sin llegar a fragmentarse como es el caso de las lavas, o puede fragmentarse como en las erupciones piroclásticas. Las sucesivas acumulaciones de magma (fragmentado o no), en el entorno del conducto ígneo va construyendo progresivamente el volcán. La forma y el tamaño del volcán depend erá de muchas variables, sobre todo de las relacionadas a las propiedades físicas de l magma y a la cantidad de energía disponible para transportar el magma hasta la s uperficie. La energía puede originarse por nuevas inyecciones de magma, por descom presión, por sobresaturación de la fase volátil y por la combinación de estos procesos. La forma del volcán depende (desde el punto de vista físico) del ángulo de reposo con que se acumulan las partículas, bloques y lavas, que depende de la viscosidad del magma y de la naturaleza del material fragmentado. A continuación se presentan las divisiones generalmente aceptadas: Ver Figura Nº 3 y Figura Nº 4 Conos de ceniza: e l aparato exterior está formado principalmente por ceniza volcánica y otros material es piroclásticos más gruesos arrojados por el volcán en estado sólido, los que se acumul an formando capas o estratos. El cráter que en el nacimiento del volcán se había abier to a ras del suelo, aumenta de altura después de cada erupción. (Ej.: Monte Nuevo, c erca de Nápoles y Paracutín en México). Conos mixtos o Estrato-volcán: además de ceniza, e n la formación del cono interviene lava que luego al enfriarse se solidifica. Ceni zas y lavas se encuentran estratificadas (Ej: Etna y Jorullo). Volcanes compuest os: el cráter se abre sobre las ruinas de un volcán más antiguo. (Ej:Vesubio). Volcane s en escudo: formados casi exclusivamente por coladas de lava. Las lavas basáltica s, de gran fluidez se han deslizado fácilmente por los flancos de la montaña por lo que estos volcanes son de escasa altura en comparación con la extensión periférica de su cono chato y amplio. (Ej: volcanes de Samoa y de las islas Hawai). Domos o cúmu lo-volcanes: el cono está constituido por lavas, pero de composición ácida (más ricas en sílice) y por consiguiente más viscosas. Por este motivo la lava no puede alcanzar fácilmente la superficie terrestre, enfriándose en el mismo cráter y taponándolo. El apo rte continuo de lava en la parte inferior del tapón determina la creación de fuertes presiones que lo empujan hacia arriba. (Ej: Mont Pelée en la Isla Martinica). Maa re: son pequeños lagos de agua dulce de contorno aproximadamente circular que ocup an toda la extensión del cráter. Estos volcanes podrían ser el producto de una única exp losión gaseosa que abre en la tierra una angosta chimenea por la cual salen violen tamente al exterior los gases, arrastrando bloques de rocas más o menos grandes. L os fragmentos expelidos durante la explosión caen cerca del cráter formando un anill o alrededor de éste. La hondonada que se genera es posteriormente ocupada por las aguas pluviales que, al no tener desagüe, forman el lago. (Ej: Suabia, Eifel en Eu ropa). Elaboró: Noemí Nélida Casali Página 10 de 18
TEMA: Procesos Magmáticos. Rocas Igneas Figura Nº 3 Elaboró: Noemí Nélida Casali Página 11 de 18
TEMA: Procesos Magmáticos. Rocas Igneas Figura Nº 4 Estilos eruptivos: Las fuentes de energía que posibilitan la erupción cond icionan los estilos eruptivos y modelan la forma de los volcanes. Los estilos er uptivos describen las diferentes maneras con las que el magma se extruye y la va riedad es muy amplia debido a las combinaciones que se registran en los procesos de fragmentación del magma y en su grado de explosividad. Los estilos se agrupan en: Erupciones hawaianas: erupción exclusiva de lavas. La fragmentación del magma es mínima o no existe. Son erupciones tranquilas, muy poco o nada explosivas, consti tuidas por lavas muy fluidas de composición basáltica. La participación de material pi roclástico es nula o muy reducida y se circunscribe a los alrededores de la salida o boca del conducto, con una columna eruptiva efímera de apenas unos centenares d e metros. La forma de los volcanes asociada a este tipo de erupción es en Escudo. Erupciones estrombolianas: domina la extrusión de lavas pero también aparece una fas e piroclástica aunque menos explosiva que las erupciones vulcanianas y plinianas. El magma poco viscoso, de composición andesítica a basáltica, se vesicula y fragmenta, las burbujas crecen fácilmente uniéndose entre sí y llegando a varios metros de diámetr o. El material piroclástico de grano fino es relativamente escaso. La trayectoria de las bombas es de tipo balístico, con ángulos desde 45º a casi verticales por lo que se acumulan cerca del conducto formando el Cono de Ceniza (o cono de escoria o cono de tefra). Sus características de explosividad y erupción son intermedias entre las de tipo hawaiano y vulcaniano, en consecuencia, la morfología de los volcanes es también intermedia. Elaboró: Noemí Nélida Casali Página 12 de 18
TEMA: Procesos Magmáticos. Rocas Igneas Erupciones vulcanianas: erupciones explosivas que eyectan fragmentos a muy alta velocidad de hasta 400m/seg. y que se suceden con intervalos de pocos minutos. L a columna eruptiva está constituida por piroclastos, abundantes litoclastos, bomba s, gases y vapor de agua. Su elevada explosividad se explica por la interacción co n cuerpos de agua. Son erupciones asociadas al colapso de domos en crecimiento, que taponan el conducto permitiendo la elevación de la presión en el interior. Erupc iones propias de magmas con composiciones intermedias, típicamente andesitas donde las rocas se forman a partir de flujos de lava, flujos y oleadas piroclásticas y depósitos de caída. Erupciones plinianas: alta proporción de material piroclástico produ cto de una fuerte explosión. Asociadas a magmas viscosos, con composiciones que va rían desde andesíticas a riolíticas. La columna eruptiva alcanza gran altitud y cuando en la parte superior de la columna la densidad de la misma es igual a la de la atmósfera a esa altura, se desparrama lateralmente formando un sombrero. Son comun es los depósitos de caída provenientes del sombrero que a veces alcanzan extensiones muy amplias de dimensiones continentales. Las laderas de los volcanes poseen in clinaciones entre 30º y 35º y los volcanes se construyen por la superposición de flujo s piroclásticos, depósitos de caída, lavas y flujos de brecha por lo cual se denominan estratovolcanes. Son erupciones catastróficas y muy destructivas. Erupciones surt seyanas: erupciones catastróficas y muy explosivas que se producen por el contacto del magma con grandes volúmenes de agua. Erupciones hidromagmáticas (o freatomagmátic as): erupciones muy violentas, de alta explosividad, de muy corta duración y de un poder destructivo tremendo. Se producen cuando la columna magmática intercepta un acuífero, un lago, o cualquier otro depósito de agua. Son típicas de ambientes contin entales y forman volcanes llamados maares. ERUPCIONES DE LAVA- FENOMENOS ASOCIAD OS Coladas de lava: Una colada de lava es una lengua o película de lava formada en un lugar y momento determinado. La lava puede emerger de la chimenea central de l volcán (erupción central) y se desplaza en forma de una lengua angosta que sigue c ualquiera de varios trayectos radiales. También puede emerger de una larga grieta (erupción fisura) o fisura de la roca y fluir como una serie de delgadas películas f ormando coladas de fisura que se deslizan cuesta abajo ocupando depresiones topo gráficas. Las superficies de las coladas pueden ser extremadamente toscas (textura aa cuando la lava tiene muchos gases y produce una textura escoriácea. Otras cola das basálticas tienen superficies externas lisas y vítreas, contorsionadas en ondas (textura pahoehoe). Una vez solidificada, las coladas de lava suelen mostrar un diaclasado columnar. Las coladas pueden fluir hacia el océano o pueden hacer erupc iones bajo el océano. Estas lavas apagadas en agua desarrollan una estructura almo hadillada conocida como lavas almohadilladas. La actividad volcánica varía entre una suave emisión de lava y explosiones violentas. Las lavas más fluidas son las basáltic as, tienen normalmente menos de 5 m de espesor, mientras que las lavas viscosas se acumulan sobre sus chimeneas formando domos de paredes escarpadas. Lahares: S on torrentes de lodo volcánico compuesto por una mezcla de materiales finos y agua y proporciones de residuos más gruesos. La mayoría de los lahars son fríos, pero algu nos se acercan a la temperatura de ebullición, alcanzando velocidades de hasta 100 km/h. Nubes ardientes: Están formadas por una mezcla de gases y lava espumosa con ocida como alud ardiente. A medida que se va deslizando en forma de lengua densa parecida a una nube resbalando por las laderas del volcán, el alud ardiente va de jando una capa de roca de textura Elaboró: Noemí Nélida Casali Página 13 de 18
TEMA: Procesos Magmáticos. Rocas Igneas fina parecida a la toba, pero fundida en capas duras por la alta temperatura. Es ta roca se conoce como toba consolidada. Torrentes de ceniza: Se producen cuando una parte de las cenizas resultantes de la disgregación de la espuma rocosa perma nece suspendida en una nube que se expande, próxima a la superficie del suelo. Alc anzan gran velocidad y poseen un gran volumen por lo que es bastante imposible c ontrolarlos. Los gases no sólo se emiten durante una erupción sino que cuando ya ha cesado la erupción volcánica y la lava ha dejado de fluir, los gases continúan despren diéndose recibiendo el nombre de Fumarolas y originando verdaderos campos fumarólico s activos durante cientos de años sin actividad magmática superficial. Las fumarolas pueden ser de diversos tipos: cloruradas: emiten vapor de agua, ácido clorhídrico, cloruros volátiles, anhídrido sulfuroso y anhídrido carbónico, a temperaturas superiores a los 800ºC. Acidas: emiten vapor de agua, ácido clorhídrico y anhídrido sulfuroso a te mperaturas entre 300ºC y 400ºC. Alcalinas: emiten cloruro amónico y ácido sulfhídrico a te mperaturas entre 100ºC y 200ºC. Solfataras: fumarolas en las que se desprenden gases sulfurosos que dejan en el suelo depósitos de azufre explotables industrialmente. Mofetas: fumarolas frías en las que se desprenden anhídrido carbónico y óxido de carbon o. Otro fenómeno asociado con erupciones es la formación de tsunamis que a veces coi ncidieron con explosiones registradas, pero su verdadera causa puede haber sido más el hundimiento del fondo marino durante la formación de una caldera submarina ( Krakatoa, 1883 ) PRODUCTOS VOLCÁNICOS. MATERIALES PIROCLÁSTICOS Los materiales piroclásticos consisten en piroclastos, es decir, de fragmentos de rocas y minerales arrojados por la chimenea volcánica bajo la presión de los gases. Cuando son arrojados al aire, los fragmentos son sólidos o están en un estado plástico . Los piroclastos se clasifican en término del tamaño de los fragmentos en piropsefi tas, piropsamitas y piropelitas. Ver Cuadro Nº 2 Elaboró: Noemí Nélida Casali Página 14 de 18
TEMA: Procesos Magmáticos. Rocas Igneas Cuadro Nº 2 El Cuadro Nº 3 es una Clasificación introducida por Fisher donde se observ a un cambio en el límite del tamaño granulométrico entre lapillo y bomba. Cuadro Nº 3 El término tefra se refiere a todo el material piroclástico, cualesquiera sea su tamaño. Las acumulaciones de tefra (depósitos piroclásticos) forman una clase i ntermedia entre las rocas ígneas y las rocas sedimentarias. Según Fisher (1961) las rocas compuestas por partículas mayores de 64 mm reciben el nombre de brechas y es tán formadas por bloques y bombas. Estas últimas presentan formas aerodinámicas debido a su enfriamiento en el aire al ser despedidas por el volcán. Lapilli es el nombr e que se le da a las partículas de entre 2 y 64 mm, y la roca lapillita. Ceniza y Toba son términos que se refieren a partículas menores de 2 mm, la primera es un agr egado inconsolidado y la segunda una roca. Las cenizas pueden dividirse en finas , denominadas polvo y gruesas (límite 62 µm); los agregados inconsolidados de las pr imeras se denominan tobas finas o Chonitas. Los componentes de las rocas piroclást icas son: VÍTREOS, CRISTALINOS y LÍTICOS: Vítreos: los distinguen de las rocas epiclásti cas. Pueden hallarse vitroclastos básicos (eyectos de color negro, negruzco, grisáce o, morado, rojizo) y vitroclastos ácidos (coloraciones claras y Elaboró: Noemí Nélida Casali Página 15 de 18
TEMA: Procesos Magmáticos. Rocas Igneas composición riolítica, dacítica o traquítica). Cabe mencionar que existen todas las tran siciones composicionales y morfológicas posibles. Cristalinos: son los menos frecu entes en la fracción gruesa ya que sólo integran las fracciones granulométricas más fina s. Poseen formas euhedrales, combinadas con engolfamientos y alta fracturación, co rrespondiendo a las mismas especies minerales presentes en las lavas. Los minera les félsicos más comunes son plagioclasas, sanidina, anortoclasa, cuarzo y ceolitas. Las especies minerales pesadas corresponden a piroxenos, hornblenda, biotita, o livinos, circón, apatita, epidotos. Suelen aparecer excepcionalmente, por contamin aciones magmáticas, sillimanita, andalucita y hasta muscovita Líticos: corresponden a la fracción más gruesa, constituidos mayormente por litoclastos volcánicos y más raram ente por rocas no volcánicas. Elaboró: Noemí Nélida Casali Página 16 de 18
TEMA: Procesos Magmáticos. Rocas Igneas Cuadro de Clasificación de las Erupciones Volcánicas (de Macdonald,1972) Elaboró: Lic. Noemí Nélida Casali Página 17 de 18
TEMA: Procesos Magmáticos. Rocas Igneas OBSERVACION La información proporcionada es una simple guía para estudio. De ninguna manera se pretende reemplazar a los libros y se invita a todos aquellos interes ados en el tema presentado, que que consulten la bibliografía citada para ampliar sus conocimientos. BIBLIOGRAFÍA EMPLEADA EN LA ELABORACIÓN DEL APUNTE Apuntes extraídos de páginas WEB. Ciencias de la Tierra. Una introducción a la Geología Física. Edward J.Tarbuck, frederick K.Lutgens, 1999. Editorial Prentice Hall Eleme ntos de Geología Aplicada. C.S Petersen y A.F.Leanza, 1979. Editorial NIGAR, S.R.L . Elementos de Volcanología. Editor :Dr.José Luis Díez Gil. Serie Casa de los Volcanes Nº 2. Geología de los cuerpos ígneos. Eduardo J. Llambías, 2003. Asociación Geológica Argen tina-Serie BDidáctica y Complementaria Nº 27 e Instituto Superior de Correlación Geológi ca-Serie Correlación Geológica Nº 15. Geología Física. .Arthur N. Strahler, 1992. Editoria l Omega. Introducción a la Geología. Martín H.Iriondo, 1993. Editado por Universidad N acional de Río Cuarto. Petrografía Básica: Texturas, clasificación y nomenclatura de roc as. Antonio Castro Dorado. Madrid, 1989. Editorial Paraninfo. Prevención y mitigac ión de Desastres. Volumen I.Aspectos Vulcanológicos. NACIONES UNIDAS, Ginebra, 1976. Elaboró: Lic. Noemí Nélida Casali Página 18 de 18
