INFORME GEOLOGICO MAGMATISMO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ingeniería Geológica

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INTRODUCCION OBJETIVOS CAPITULO I 1. MAGMATISMO 1.1

¿Qué es un magma?

1.2

Origen de los magmas

1.3

Propiedades de los magmas

1.4

Tipos de magmas

1.5

Formación de magmas

1.6

Evolución de los magmas

1.7

Diferenciación magmática

1.8

Fases de consolidación magmática

1.9

Consolidación magmática

2. CRISTALIZACION 2.1

Series de Bowen

2.2

Cuerpos magmáticos

CAPITULO II 1. ROCAS ÍGNEAS

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El conocimiento y estudio del magmatismo es importante ya que nos da a conocer el porqué de la existencia de las rocas ígneas además de la generación de gran parte del planeta; no solo porque es componentes básicos de rocas ígneas sino también porque es el magma quien ayuda a mantener el equilibrio dl planeta. En el trayecto de este trabajo conoceremos más información acerca de los magmas sus tipos, formación y composición para luego entrar a las rocas ígneas que cuentan con características muy diferentes a las rocas metamórficas o sedimentarias.

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o

OBJETIVOS GENERALES:

Lograr conocer de manera exacta lo que se refiere a magmatismo ycristalizaciob.

o

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Explicar de manera precisa y entendible el tema asignado al grupo. Aprender los temas que se nos han propuesto. Diferenciar una roca ígnea de las demás.

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1. MAGMATISMO El concepto de magmatismo se refiere al estudio, el origen, evolucion y emplazamiento de los magmas.

1.1

¿Qué es un magma? Es una mezcla de material rocoso fundido, de composición preferentemente silícea que contiene gases agua y minerales sólidos dispersos. Magma es cualquier roca que se encuentre en estado líquido o parcialmente líquido en el interior de un planeta. En nuestro planeta, la Tierra, los magmas más comunes se forman a profundidades mayores a los 60 km, tienen temperaturas de entre 500 y 1200 °C y son mezclas complejas de compuestos químicos como silicatos y óxidos. Las rocas formadas por el enfriamiento de los magmas se llaman rocas ígneas. Si su enfriamiento y consolidación se producen en el interior de la tierra, reciben el nombre de plutónicas. Si ocurren en la superficie terrestre se llaman rocas volcánicas.

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1.2

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.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ingeniería Geológica 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. Otro factor es la adición de Agua; las moléculas de agua a elevada temperatura favorecen la fusión al romper los enlaces de los silicatos.

Los tres mecanismos pueden actuar por separado aunque lo normal es que actúen de manera conjunta.

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1.3

Propiedades de los Magmas  Acidez o Basicidad. Es un concepto clásico erróneo que se mantiene en uso por su comodidad y utilización. Define el contenido en sílice Si02 de un magma. Según el porcentaje que contengan los magmas se pueden clasificar en:

Tipo de magma

% de sílice Si02

Roca que origina

Ácido (félsico*)

> 66

Granito, Riolita

Intermedios

50 - 66

Diorita, Andesita

45 - 50

Basalto, Gabros

< 45

Peridotitas, Komatitas

Básicos (máficos*) Ultrabásicos (ultramáficos)

 Viscosidad. Es la resistencia que opone un magma al flujo. Depende de varios factores que se superponen: o La acidez influye ya que en los magmas ácidos se forman cristales de cuarzo y feldespatos que al rozar entre ellos dificultan el flujo. Los magmas básicos y ultra básicos son mucho más fluidos que los ácidos. o La temperatura: Las temperaturas altas hacen que los magmas se encuentren por encima del punto de líquidus con lo que poseen pocos minerales cristalizados, a medida que la temperatura baja los minerales van cristalizando y la viscosidad aumenta o Contenidos en gases: Cuanto mayor es el contenido en fluidos menor será su viscosidad ya que los gases y líquidos disminuyen su rozamiento interno.

El contenido en fluidos influye en la capacidad de ascenso de los magmas. Los fluidos debido a la temperatura ejercen una presión denominada presión de fluidos. Si está presión es mayor que la presión litostática (debida al peso de las roca de encima) el magma puede ascender. Cuando está presión de fluidos es menor que la litostática el magma sólo asciende si su densidad es menor que la de las rocas que lo rodean, entonces sólo puede subir fundiendo las rocas circundantes por lo que se enfría y cristaliza rápidamente.

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1.4

Tipos de magmas Para clasificar los magmas se emplean diferentes criterios, siendo el más habitual el que los diferencia según su origen en:  Magmas primarios. Son los magmas formados directamente por fusión de las

rocas de la corteza o del manto.  Magmas derivados. Son los que resultan de la evolución (cambios) de los

magmas primarios. Podemos clasificar los magmas primarios atendiendo a la cantidad de sílice en: o

Magma ácido o félsico. Es un magma que presenta un alto contenido en sílice (entre un 60 y 77%). Es rico en iones de sodio y potasio. Es un magma viscoso que suele consolidar en el interior de la corteza formando granito y riolita. Está asociado a las zonas de subducción.

o

Magma intermedio. Es un magma que posee entre el 50 y 60% de sílice. Es menos viscoso que el magma félsico. Sus lavas originan rocas como la andesita. Si cristaliza en el interior de la litosfera forma diorita.

o

Magma básico o máfico. Es el magma que posee menor proporción de sílice (menos del 50%). Son ricos en iones de calcio y magnesio. Es un magma fluido que se localiza en las zonas de dorsal y forma rocas como el basalto y el gabro.

Los magmas en su ascenso experimentan una evolución y rara vez alcanzan la superficie como magmas primarios. En este caso distinguimos: o

Magma toleítico. Se genera en las dorsales oceánicas a poca profundidad (entre 15 y 30 km de profundidad) como consecuencia de la fusión parcial de las peridotitas del manto. El magma llega a las capas superficiales rápidamente, por lo que no hay tiempo para su evolución o diferenciación. Forma basaltos toleíticos y gabros. El porcentaje en sílice (SiO2) en este tipo de magma es del 50%.

o

Magma Alcalino. Es un magma rico en metales alcalinos, especialmente sodio y potasio que se genera a partir de la fusión parcial de peridotitas en zonas

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ingeniería Geológica profundas. Suele aparecer en ambientes de rift continental y puntos calientesa una profundidad de entre 30 y 70 Km. El ascenso de los magmas desde la profundidad en la que se generan proporciona el tiempo necesario para que se produzca su diferenciación. Origina basaltos alcalinos, traquitas, riolitas entre otras rocas. Su porcentaje en sílice es menor del 45%. o

Magma Calcoalcalino. Se forma por fusión a gran profundidad (100 a 150 km) de la corteza oceánica subducida. Son magmas que no ascienden a la superficie por regla general debido a la profundidad en la que se forman, existiendo bastante tiempo para su diferenciación. Este magma origina andesitas, riolitas, dioritas y granitos. Su composición en sílice es del 60%.

La imagen muestra el lugar donde se generan estos magmas derivados

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1.5

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 solides, y el de final de fusión punto de liquides; entre ambos la roca estará parcialmente fundida.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ingeniería Geológica El 80% del magmatismo se produce en los bordes constructivos de las placas tectónicas, bajo las dorsales oceánicas, y el resto en zonas de subducción y en regiones localizadas en el interior de las placas, por efecto de puntos calientes.  Magmatismo de dorsales: la fusión bajo las dorsales puede deberse a la

disminución de la presión en las rocas como consecuencia de su ascenso por los movimientos convectivos, en sólido, del manto. El ascenso a la superficie de estos magmas primarios y sin diferenciar es el origen de las inmensas masas basálticas de los fondos oceánicos.  Magmatismo en zonas de subducción: la fusión se produce por el aumento

de la temperatura por la compresión de la litosfera que subduce y fricción con las rocas del manto, a lo que se añade el agua que libera y asciende, que disminuye el punto de solidus de las rocas superiores. Se forman los magmas que darán lugar a los batolitos típicos de las zonas orogénicas.  Magmatismo intraplaca: es debido a la acción de puntos calientes, tanto bajo

corteza continental como oceánica. Las grandes fracturas litosféricas intraplaca también pueden producir magmatismo por fusión de rocas del manto, como se observa por la asociación de estas fallas con la presencia de volcanes.

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1.6

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.

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1.7

Diferenciación magmática. Si un magma permanece en reposo da origen a una roca de igual composición química que la del magma inicial. Sin embargo lo normal es que los magmas se muevan y asciendan y la composición inicial del magma vaya cambiando a lo largo del tiempo, se va empobreciendo en los minerales ya sólidos que van quedando atrás y se va enriqueciendo en los que aún queda fundidos. El resultado del proceso hace que la composición final de un magma sea muy diferente de la inicial. Este proceso explica la existencia de series de rocas ígnea que van variando su composición entre dos extremos. Teóricamente de un magma basáltico (básico) se podría formar granito (roca ácida). Se han propuesto varios mecanismos para explicar la diferenciación:  Diferenciación por gravedad: Los minerales de mayor densidad son los que cristalizan primero y se van al fondo de la cámara magmática por gravedad.  Filtrado a presión: Un magma en solidificación es como una esponja con partes sólidas y otras fundidas, estos minerales debido a la presión a la que están sometidos se escapan de la cámara magmática.  Asimilación: El magma funde parte de las rocas que lo rodean y cambia su composición.  Mezcla de Magmas: En ocasiones un cuerpo magmático puede mezclarse con otro y originar un magma de composición química diferente. Esto puede ocurrir cuando un magma poco denso que sube más rápidamente alcanza a un magma que asciende con más lentitud.

1.8

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.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ingeniería Geológica  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.

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1.9

Consolidación magmática. Es el conjunto de procesos por los que un magma se convierte en roca. Podemos distinguir los siguientes. o Cristalización fraccionada: Cuando la temperatura de un magma va descendiendo los diferentes minerales que lo componen van alcanzando sus condiciones de estabilidad y cristalizan poco a poco, primero los minerales de punto de fusión más alto y por último los que funden a bajas temperaturas. A este proceso se le denomina Cristalización fraccionada.

El orden de cristalización fue determinado en el laboratorio por Bowen que definió dos series de cristalización denominadas series de Bowen. Una serie es discontinua en la que los minerales van cambiando su estructura y otra es continua en la que no cambia su estructura interna van cambiando gradualmente de composición

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2. CRISTALIZACION 2.1

REACCIONES EN EL MAGMA Y LAS SERIES DE BOWEN Bowen demostró que, conforme se enfría un magma basáltico, los minerales tienden a cristalizar con un determinado orden que está en función de sus puntos de fusión. Durante el proceso de cristalización la composición del fundido cambia continuamente. El fundido carecerá casi por completo de hierro magnesio y calcio. La eliminación de esos elementos hará que se enriquezca en sodio, en potasio y en aluminio. La cantidad de sílice del fundido se enriquece conforme evoluciona el magma. Bowen demostró también que si los componentes sólidos de un magma permanecen en contacto con el fundido restante, reaccionarán químicamente y evolucionarán. Esta disposición de minerales fue reconocida como serie de reacción de Bowen. Hay dos ramas: ▪

Serie de reacción discontinua. La rama izquierda de la serie de reacción de Bowen demuestra que, conforme un magma se enfría, el olivino reaccionará con el fundido restante para formar piroxeno.

▪

Serie de reacción continua. La rama derecha de la serie de reacción, muestra que los cristales de plagioclasa rica en calcio reaccionan con los iones sodio en el fundido para enriquecerse progresivamente en ellos.

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La serie de reacción de Bowen nos muestra que los primeros minerales en cristalizarse tienen una composición de magma basáltica. El primer mineral en cristalizarse de un magma basáltico es el mineral ferromagnético “olivino”. Al continuar enfriándose el magma, se van formando los minerales “piroxeno” y “feldespato de plagioclasas rico en calcio”. Según baja la temperatura se siguen formando minerales y va alterando la química del magma. Pueden ocurrir dos situaciones:  Segregación de los cristales que se van formando  Que no se segreguen y continué la Serie de reacción de Bowen

El magma evoluciona según los minerales se van cristalizando. El magma original tiene en su composición todos los minerales, pero según los primeros minerales se cristalizan la química del magma cambia. Los primeros minerales en

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ingeniería Geológica cristalizarse son ricos en hierro, magnesio y calcio dejando un magma rico en sodio, potasio y sílice. Al continuar bajando la temperatura piroxeno continua reaccionando para formar anfíbol. El cual con disminución en temperatura formara biotita

2.2

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

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ingeniería Geológica 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.

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ROCAS ÍGNEAS Las rocas ígneas se forman por el enfriamiento y la solidificación de materia rocosa fundida, el magma. Según las condiciones bajo las que el magma se enfríe, las rocas que resultan pueden tener granulado grueso o fino. Las rocas ígneas se subdividen en dos grandes grupos: 

Las rocas plutónicas o intrusivas fueron formadas a partir de un enfriamiento lento y en profundidad del magma. Las rocas se enfriaron muy despacio, permitiendo así el crecimiento de grandes cristales de minerales puros. Ejemplos: granito y sienita.



Las rocas volcánicas o extrusivas, se forman por el enfriamiento rápido y en superficie, o cerca de ella, del magma. se formaron al ascender magma fundido desde las profundidades llenando grietas próximas a la superficie, o al emerger magma a través de los volcanes. El enfriamiento y la solidificación posteriores fueron muy rápidas, dando como resultado la formación de minerales con grano fino o de rocas parecidas al vidrio. Ejemplos: basalto y riolita.

Existe una correspondencia mineralógica entre las rocas plutónicas y volcánicas, de forma que la riolita y el granito tienen la misma composición, así como el gabro y el basalto. Sin embargo, la textura y el aspecto de las rocas plutónicas y volcánicas son diferentes. Las rocas ígneas, compuestas casi en su totalidad por silicatos, pueden clasificarse según su contenido de sílice. Las principales categorías son ácidas o básicas. En el extremo de las rocas ácidas o silíceas están el granito y la riolita, mientras que entre las básicas se encuentran el gabro y el basalto. Son de tipo intermedio las dioritas y andesitas Aquí algunos tipos de rocas ígneas:

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Gabro es una roca ígnea, el equivalente intrusivo de basalto. No tiene cuarzo, casi toda la roca está compuesta de piroxeno y olivino (minerales oscuros).

La diorita, aunque parecida al granito, no tiene cuarzo visible a simple vista (pero si en cristales microscópicos). Los cristales blancos son feldespato de plagioclasas ricos en sodio y los negros son anfíbol. También tiene el mineral biotita

El granito está compuesto por feldespato de potasio, plagioclasas rica en sodio y cristales de cuarzo. En adición tiene cristales de moscovita y puede tener en pequeñas cantidades biotita

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La riolita está compuesta por silicatos de colores claros como los feldespatos de potasio y cuarzo. Fluye bien lento formando franjas o capas de flujo.

La obsidiana se forma cuando un magma rico en sílice es extruida y se enfría rápidamente

Roca volcánica de textura vidriosa. Ocurre cuando un magma con alta cantidad de gases escapa a la superficie generando una especie de espuma. Esta se forma cuando los gases comienzan a escapar de la solución formando burbujas. Está asociada con erupciones explosivas-

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El magmatismo es importante porque más allá de mantener la gravedad normal en el mundo logra crear y formar minerales que son importantes y poseen un valor de cambio. Este fenómeno con cada una de sus características tiene una importancia en

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INFORME GEOLOGICO MAGMATISMO

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