tema 6_magmatismo y rocas igneas

INGENIERÍA DEL TERRENO
TEMA 5.- MAGMATISTIMO Y ROCAS
IGNEAS.
JESUS SANCHEZ VIZCAINO
MAGMATISMO Y
ESTRUCTURA DE LA TIERRA
Procesos magmáticos
•Fusión parcial del manto para dar
corteza oceánica
•Fusión parcial de corteza oceánica para
dar corteza continental
Este ciclo sólo se detendrá cuando en el
manto no queden elementos que se
fundan a las temperaturas del gradiente
geotérmico.
Esta hipótesis: teoría de los procesos
ígneos. Es una expresión sintética del
modelo global del ciclo tectónico de
Wilson.
El proceso magmático es el conjunto de
acciones mecánicas, químicas y térmicas,
así como de factores tectónicos, que
provocan y acompañan a la instalación y
consolidación de un magma en el interior
o superficie de la corteza terrestre, dando
lugar a las rocas ígneas.
MAGMATISMO: Forma en que se
produce la erupción volcánica, generando
magma y expulsando contenidos
volátiles, que se liberan en forma de
gases
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MAGMATISMO EN LA
TECTÓNICA DE PLACAS
CORTEZA TERRESTRE: conjunto de 7
grandes y rígidas placas y por algunas
otras mas pequeñas. Están en
continuo movimiento.
Las placas vienen separadas por una
serie de márgenes de placa.
LA FRAGMENTACION DE LA CORTEZA:
se debe al empuje entre placas
provocado por la transmisión de calor
interno terrestre:
- Calor primordial, de la creación
propia de la tierra
-Calor por desintegración de isótopos
radioactivos
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El magma
COMPOSICIÓN DEL MAGMA
No existe una composición química determinada para el magma, ya
que cualquier mineral es susceptible de fundirse y mezclarse con
otros. No obstante, en la corteza terrestre son más abundantes los
magmas ricos en silicio (Si). Otros componentes habituales son
oxígeno (O), aluminio (Al), calcio (Ca), hierro (Fe), magnesio (Mg),
sodio (Na) y potasio (K).
Se ha observado que el 99% de las rocas ígneas están constituidas por
los ocho elementos geoquímicas primarios y la fracción restante por
un gran número de elementos raros denominados elementos traza
como Ti, P, H, Zn, etc.
La composición global se expresa por la proporción existente entre
sílice, minerales alcalinos, entre éstos y minerales calcoalcalinos o
entre minerales potásicos.
-Sílice, es el óxido más abundante de las rocas ígneas,
constituye del 35-75% del total. La sílice se presenta en las rocas
ígneas unido a otros óxidos, dando lugar a minerales silicatados, si
existe exceso de sílice, ésta queda como sílice libre y cristaliza
formando cuarzo. El contenido en sílice permite clasificar las rocas
ígneas y por tanto el magma del que proceden en: Ácidas o
persilícicas (>65%), intermedias o neutras (55-65%), básicas (45-55%)
y ultrabásicas (<45%).
-Alúmina (Al2O8), es el otro componente más
abundante después del sílice. Alcanza un máximo del 18%,
correspondiendo los valores más altos a las rocas con contenido
intermedio de sílice. Puede sustituir al Si en las redes cristalinas de
feldespatos, feldespatoides, piroxenos, anfíboles y micas. Su papel
más importante es como constituyente de los feldespatos.
-Óxidos de Fe y Mg, se encuentran en los minerales
ferromagnesianos: olivinos, piroxenos, anfíboles y biotita, dándose
fundamentalmente en las rocas básicas y ultrabásicas.
-Cal (CaO), se da en minerales ferromagnesianos y en
las plagioclasas, aparecen en un 10% en las rocas básicas y
ultrabásicas, y en un 2% en rocas ácidas.
-Alcalis (K2O, Na2O), forman los feldespatos alcalinos,
son más abundantes en las rocas ácidas, aumentando su proporción
con la sílice y disminuyendo en las rocas básicas.
Composición Mineralógica
Los minerales fundamentales que constituyen casi
el total del volumen de las rocas ígneas se dividen
en:
-Leucocratos: Son minerales de
coloración clara que carecen de Fe y Mg, son típicos
de rocas ácidas ricas en sílice. Dentro de este grupo
se incluyen:
+Cuarzo.
+Feldespato potásico: Ortosa.
+Plagioclasas: Plagioclasa
cálcica
(anortita), Plagioclasa sódica
(albita)
+Feldespatoides: Leucita y
nefelina.
+Moscovita o mica blanca.
- Melanocratos: son minerales de
coloración oscura, ricos en Fe y Mg (minerales
ferromagnesianos) típicos de las rocas básicas
pobres en sílice. Entre ellos tenemos:
+Olivino.
+Piroxenos: augita.
+Anfíboles, hornblenda.
+Mica negra o biotita.
Propiedades Físicas de los Magmas.
Grado de Viscosidad.
• La mayor o menor movilidad de los magmas depende de su viscosidad que
está íntimamente relacionada con la presión y temperatura a la que se
encuentra un magma así como con su composición química.
•
-La viscosidad de un magma, disminuye al aumentar la temperatura
y el contenido en gases, esto hace que los magmas sean fluidos.
•
-La viscosidad aumenta con la presión, a mayor presión los magmas
presentan menor movilidad.
•
-Los magmas ácidos, ricos en sílice, son magmas viscosos con poca
movilidad, se generan a temperaturas entre los 700-900ºC, los gases se
acumulan durante la solidificación del magma en un volumen cada vez
menor de líquido, produciendo una gran presión que tiende a hacerlos
explosivos.
•
-Los magmas básicos, pobres en sílice, son magmas fluidos, poco
viscosos y se generan a temperaturas comprendidas entre los 12001300ºC.
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•
Cristalización magmática: El magma se origina cuando en un lugar de la corteza
o del manto superior la temperatura alcanza un punto en el que los minerales
con menor punto de fusión empiezan a fundirse (inicio de fusión parcial de las
rocas). Sin embargo, la temperatura de fusión no depende sólo del tipo de roca,
sino también de otros factores como la presión a la que se encuentra o la
presencia o ausencia de agua. El incremento de presión en condiciones de
ausencia de agua dificulta la fusión, por lo que, con la profundidad, tiende a
aumentar la temperatura de fusión de las rocas. Por el contrario, fa presencia de
agua disminuye el punto de fusión.
•
Tras su formación, el magma asciende, pues es menos denso que las rocas que
lo rodean. Durante el ascenso se enfría y empieza a cristalizar, formándose
minerales cada vez de más baja temperatura, según una secuencia fija y
ordenada conocida como serie de cristalización de Bowen.
•
La serie de Bowen hace referencia a dos grandes líneas de cristalización. Una de
ellas indica el orden en que se forman los silicatos ricos en hierro y magnesio
(llamados ferromagnesianos). Se denomina serie discontinua porque los
cristales formados van siendo sustituidos por otros de estructura distinta y más
compleja medida que desciende la temperatura.
•
La otra serie de cristalización es la de las plagioclasas. Recibe el nombre de
serle continua porque los minerales formados sucesivamente tienen la misma
estructura y sólo cambia la proporción relativa de sodio y calcio.Al final de la
cristalización, a la vez que la plagioclasa sódica (albita> y las micas se forman el
cuarzo y la ortosa.
MAGMATISMO
DIFERENCIACIÓN MAGMÁTICA:
evolución del magma. A partir de un
fundido homogéneo, se forman magmas
muy distintos del original.
Algunas veces, a medida que se produce
la cristalización de un magma si la
diferencia de densidad entre los
minerales ya formados y el líquido
residual es alta y si la viscosidad de éste
es baja, los cristales recién formados
pueden quedar aislados del resto del
magma, que por tanto se verá
enriquecido progresivamente en sílice
De continuar el proceso, se obtendrá, a
partir de un solo magma, una serie de
rocas ígneas de distinta composición, por
cristalización fraccionada. Este proceso
es denominado diferenciación
magmática, y puede originaria formación
de rocas ácidas a partir de magmas
básicos o intermedios.
LOS PROCESOS MAGMÁTICOS:
•Explicados mediante la teoría de la
tectónica de placas
•Asociados a bordes de placas y zonas de
intraplaca
•También con la existencia de puntos
calientes del manto
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Fases de la Consolidación Magmática.
Estructuras volcánicas
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ESTRUCTURAS VOLCÁNICAS
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ESTRUCTURAS VOLCÁNICAS
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VOLCANES COMPUESTOS
O ESTRATOVOLCANES
Los estratovolcanes son grandes edificios
cónicos que pueden alcanzar mucha altura, y
en los que se acumulan lavas y piroclastos;
para su formación se requiere un largo
periodo de actividad eruptiva o la repetición
de numerosas erupciones en un área
restringida. La mayoría de los grandes
volcanes (Vesubio, Stromboli, Teide,
Fujiyama, Taal, Irazu, Merapi, las partes más
recientes del Etna y Hekla, etc.) pertenecen a
esta categoría.
Se caracterizan por la alternancia de coladas
de lava y material piroclástico. En una
primera etapa del estratovolcán las lavas
fluyen del mismo conducto central,
rellenando el cráter y desbordándose por las
laderas. Al elevarse progresivamente el cono,
la presión del magma no basta para que las
lavas alcancen el vértice del conducto y los
fundidos buscan su salida a través de
fracturas, abriendo conductos próximos a la
base del edificio; por esta razón la pendiente
es más suave en los niveles inferiores del
estratovolcán. Las ramificaciones del
conducto principal dan a su vez origen a
pequeños edificios en las faldas o
proximidades del estratovolcán que se
denominan conos adventicios o parásitos.
CONOS DE CENIZA
Estos conos se forman por el apilamiento
de escorias o ceniza durante las
erupciones basálticas, en las que
predominan los materiales calientes
solidificados en el aire, y que caen en las
proximidades del centro de emisión.
El crecimiento de un cono de ceniza
comienza alrededor del cráter con un
anillo circundante de detritos
piroclásticos compuestos de ceniza, lapilli
y materiales más gruesos. Esto se
denomina anillo de toba, particularmente
cuando está compuesto de materiales de
tamaño fino.
Las paredes del cono no pueden tener en
este caso pendientes muy altas, por lo
que generalmente tienen ángulos
comprendidos entre 300 y 400.
Estos conos raramente logran alturas
superiores a los mil metros. Un ejemplo
de este tipo de volcanes es el anillo de
toba de Koko Head, en la isla Oaku,
Hawaii.
VOLCANES EN ESCUDO
Los volcanes en escudo adquieren la forma
de una estructura amplia y abovedada de
base ancha, (similar a la forma del escudo).
Están formados principalmente por lavas
basálticas (ricas en hierro) y poco material
piroclástico.
Las primeras etapas de formación de los
volcanes en escudo consisten en erupciones
frecuentes de delgadas coladas de basaltos
muy líquidos. A medida que prosiguen las
erupciones también se producen erupciones
laterales. Normalmente con el cese de cada
fase eruptiva se produce el hundimiento del
área de la cima. En las últimas fases, las
erupciones son más esporádicas y la
erupción piroclástica se hace más frecuente.
A medida que esto sucede, las coladas de
lava tienden a ser más viscosas, lo que
provoca que sean más cortas y potentes.
Todo esto a su vez ayuda a aumentar la
pendiente de la ladera del área de la cima.
El volcán de escudo más activo es el Kilauea,
localizado en la Isla de Hawaii al lado del
Mauna Loa, que es a su vez el volcán más
grande de la Tierra si se tiene en cuenta la
base desde el lecho marino. En el período
histórico el Kilauea ha entrado unas 50 veces
en erupción y es, por lo tanto, el volcán de
este tipo más estudiado
CALDERAS VOLCÁNICAS
Las calderas volcánicas son cráteres de grandes
dimensiones formados por el hundimiento del
terreno en la erupción de un volcán. Este hecho
se produce cuando las emisiones volcánicas son
muy fuertes y explosivas, lanzando decenas de
toneladas de magma a la superficie terrestre. Al
extraerse un volumen tan grande de magma de
una cámara magmática, el terreno se colapsa,
formando una enorme depresión que es lo que
llamamos caldera.
Puede ser de tres tipos: caldera de hundimiento,
originada por la salida rápida de gran cantidad de
material magmático desde la cámara, lo cual
produce un vacío en ésta que causa el
hundimiento de la estructura superior; caldera de
explosión, fruto de una gran explosión, capaz de
«volar» gran parte del cono volcánico; y caldera
de erosión, que proviene de la erosión del
edificio volcánico.
En ocasiones, tras la formación de una caldera, la
cámara magmática recibe nuevos aportes desde
zonas más profundas, y el interior de la caldera se
puede elevar. Es un fenómeno que se llama
resurgencia.
Un ejemplo de caldera volcánica es la Caldera
Aniakchak, en Alaska, o la Caldera de Bandama,
en Gran Canaria.
DOMOS DE LAVA
Los domos son acumulaciones de lava
muy viscosa que se emplaza sobre los
conductos de emisión de los volcanes.
En función de las características del
magma, tienen unas dimensiones y
evolución característica. Se disponen en
forma de cúpula que va aumentando de
tamaño a medida que aumenta la presión
interna de los gases. Este aumento de
presión puede terminar en un evento
explosivo de mayor o menor intensidad
que da lugar a la formación de brechas de
explosión que se dispersan a diferente
distancia del cráter. El colapso de los
domos puede también generar flujos
piroclásticos.
Pueden solidificarse en el interior del
terreno a poca profundidad o en el
exterior, formando elevaciones sin cráter.
Aunque la mayoría de los domos
volcánicos están asociados a conos
compuestos, algunos se forman de
manera independiente. Tal es el caso de
la línea de domos riolíticos y de obsidiana
en los cráteres Mono en California.
CHIMENEAS
EXHUMADAS
•
La chimenea de un volcán es el conducto de
emisión a través del cual asciende hasta la
superficie el magma responsable del
desencadenamiento de las erupciones
volcánicas. En las chimeneas se lleva a cabo
parte del proceso de separación del gas, así
como la nucleación y la fragmentación del
magma en las erupciones plinianas.
También en ellas tiene lugar el contacto
agua-magma que da lugar a las erupciones
freatomagmáticas.
Después
de
un
paroxismo eruptivo las chimeneas pueden
quedar parcial o totalmente bloqueadas
por el magma enfriado y molidificado.
A partir de la chimenea, podemos
encontrar como estructura volcánica la
chimenea exhumada. Ésta es el conjunto
del magma solidificado en el conducto de
salida de lava, que queda al descubierto
debido a la erosión, originando bellas
formas de relieve.
HOYOS DE EXPLOSIÓN:
Los hoyos de explosión son cráteres sin
cono, cuyo fondo es liso y de paredes bajas.
Su formación se produce por explosión.
MAAR:
Edificio volcánico generado en erupciones
freáticas y freatomagmáticas cuyo cráter se
sitúa por debajo de la superficie topográfica
original del terreno. El término "maar "
procede de la región del Eiffel en Alemania y
hace referencia a los lagos que ocupan
cráteres de antiguos volcanes.
MATERIALES VOLCÁNICOS
VULCANISMO: Fenómeno geológico
Comprende todos los procesos por los
cuales los materiales fundidos
generados en el interior de la Tierra
ascienden a la superficie
constituyendo una erupción volcánica.
Se trata de un proceso intermitente e
irregular.
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ESTRUCTURAS DE LAVAS
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TIPOS DE LAVAS
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PRODUCTOS SÓLIDOS EN BASE A SU TAMAÑO
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OTRAS MANIFESTACIONES VOLCÁNICAS
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ERUPCIONES FISURALES
•Originadas a lo largo de una fractura
de la corteza de varios kilómetros de
longitud
•Lava muy fluida
•Coladas horizontales de varios
kilómetros de extensión
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Las rocas ígneas (del latín igneus) o magmáticas se forman a partir de la solidificación de un fundido
silicatado o magma. Se puede definir el magma como toda materia rocosa móvil que se produce
naturalmente y que comprende en parte notable una fase líquida con composición de mezcla silicatada
fundida La solidificación del magma y su consiguiente cristalización puede tener lugar en el interior de la
corteza, tanto en zonas profundas como superficiales, o sobre la superficie exterior de ésta.
Textura de las rocas ígneas
MINERALES Y ELEMENTOS QUÍMICOS
• Las rocas ígneas están compuestas fundamentalmente por
silicatos, los cuales están constituidos mayoritariamente
por silicio (Si) y oxígeno (O). Estos dos elementos, junto con
el aluminio (Al), calcio (Ca), sodio (Na), potasio (K),
magnesio (Mg) y hierro (Fe), constituyen más del 98% en
peso de la mayoría de los magmas que al solidificarse
forman las rocas ígneas. Además los magmas contienen
pequeñas cantidades de muchos otros elementos como
azufre (S), oro (Au), plata (Ag) uranio (U), tierras raras,
gases en disolución, etc.
• La composición de una roca ígnea dependerá, por tanto, de
la composición inicial del magma a partir del cual se ha
formado.
Grupos minerales en base a los
procesos magmáticos
•
•
•
•
Los ferromagnesianos denominados así por su alto contenido en hierro y
magnesio (olivino, piroxenos, anfíboles, biotita). Debido a su composición son
minerales de colores más oscuros. Forman una serie de cristalización discontinua y
cristalizan en un rango de temperaturas altas.
Las plagioclasas. Forman una serie de cristalización continua entre la anortita y la
albita. Cristalizan también en un intervalo de temperaturas altas - medias .
Silicatos no ferromagnesianos (cuarzo, moscovita y ortosa). Son los minerales que
cristalizan a menor temperatura. Estos minerales contienen una mayor proporción
de aluminio (Al), potasio (K), calcio (Ca) y sodio (Na), que de hierro y magnesio.
A las rocas con un alto contenido en minerales ferromagnesianos se les denomina
máficas (máficos, del latín magnesium y ferrum). Suelen tener un índice de color
alto (tonalidades oscuras). Y a las rocas con alto contenido en minerales no
ferromagnesianos (cuarzo, moscovita, feldespato K, plagioclasa y feldespatoides)
se les denomina félsicas (félsico, proveniente de feldespato y sílice). Son rocas con
un índice de color bajo (tonalidades claras).
MÉTODO (RECONOCIMIENTO DE VISU
DE ROCAS ÍGNEAS)
Para poder reconocer de visu y
clasificar una roca ígnea deberemos
basarnos fundamentalmente en las
siguientes características:
TEXTURA (grado de cristalinidad y
tamaño de los cristales) para
establecer si es una roca intrusiva o
extrusiva.
COMPOSICIÓN MINERÁLÓGICA
(índice de color y reconocimiento de
minerales).
Estableciendo estos parámetros en
una roca ígnea podemos clasificarla en
los principales grupos de rocas ígneas
que podemos establecer: FÉLSICAS
(GRANÍTICAS), INTERMEDIAS
(ANDESÍTICAS), MÁFICAS (BASÁLTICAS)
Y ULTRAMÁFICAS (PERODITÍTICAS).
MÉTODO (RECONOCIMIENTO DE VISU DE ROCAS ÍGNEAS)
granito
Roca ígnea de color claro y grano grueso
compuesta de cuarzo, feldespato alcalino
y mica ( biotita y/o moscovita).
DIORITA
• Roca ígnea intermedia de grano grueso,
• compuesta por cuarzo, plagioclasa , piroxeno y hornblenda
• GABRO
• Roca ígnea básica de grano grueso
• compuesta por plagioclasa rica en calcio
• (Ca), ortopiroxeno y clinopiroxeno.
• PERIDOTITA
•
•
•
•
•
Roca ígnea ultrabásica de grano grueso
compuesta por olivino rico en magnesio
(Mg), acompañado en menor cantidad
por otros ferromagnesianos como
el ortopiroxeno o el clinopiroxeno.
• RIOLITA
•
•
•
•
Roca ígnea extrusiva, de grano fino y compuesta
por cuarzo y feldespato alcalino como
minerales principales y
uno o más minerales ferromagnesianos.
• ANDESITA
• Roca volcánica de grano fino compuesta por
• plaglioclasa, ortopiroxeno y hornblenda.
• Química y mineralógicamente es similar a la Diorita.
• BASALTO
• Roca ígnea extrusiva de grano fino y color oscuro compuesta
por plagioclasa, piroxeno y magnetita, con o sin olivino
Rocas eruptivas, volcánicas o ígneas
•
•
Consolidación Rápida
Llamamos rocas volcánicas, específicamente, a aquellas rocas ígneas que has sido expulsadas o derramadas por la superficie formando
coladas.
•
Llamamos materiales piroclásticos a aquellas rocas volcánicas que han sido fragmentadas, como. El material puede ser
expulsado como lava fundida (bombas) o en forma sólida (escorias o cenizas).
Las bombas volcánicas son masa en estado líquido o plástico arrojadas por un volcán, que se solidifica en el aire, antes de alcanzar la
superficie. Su tamaño varía desde los cuatro milímetros hasta un metro. Las escorias volcánicas (o cinder) son bombas de diverso
tamaño y de aspecto esponjoso a causa de las burbujas de gases que contenía en el momento de la solidificación. Las escorias alcanzan
el suelo ya consolidadas. Las bombas más pequeñas se llaman lapilli.
La ceniza volcánica (o ash) es material sin consolidar, de grano fino (menor de cuatro milímetros) emitido por un volcán durante
una erupción.
Lava volcánica: movimiento en masa de magna expulsado por un volcán. Dependiendo de la viscosidad de las lavas, es decir de si
tienen una proporción mayor o menor de sílice pueden ser más o menos fluidas (riolitas y traquitas).
Las rocas volcánicas masivas presenta un relieve volcánico.
Consolidación lenta, (bajo superficie)
Llamamos rocas plutónicas a las rocas ígneas de origen profundo. Son rocas de grano grueso, ya que su enfriamiento y
cristalización ha sido muy lenta. Pueden formar batolitos y lacolitos.Diferenciamos las rocas intrusivas, el magma, de las rocas
encajantes, las rocas que presentan la fisura por la que se introduce el magma.
Llamamos rocas hipoabisales a aquellas formadas por una intrusión ígnea de pequeñas proporciones, tales como un sill o un dique de
tamaño intermedio entre los grandes asentamientos de rocas plutónicas y las rocas volcánicas extrusivas.Las rocas plutónicas e
hipoabisales masivas presentan un relieve sobre rocas metamórficas.
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Composición Química
•
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Según la cantidad de sílice pueden ser: ácidas, básicas o ultrabásicas.
Históricamente la acidez de una rocas se clasificó en función de la cantidad de sílice presente: ácidas más 66%, intermedias entre el 55 y
el 66%, básicas entre el 45 y el 52%, y ultrabásicas, menos del 45%. Pero en la actualidad se considera:
Rocas ácidas: aquellas rocas ígneas que tienen más de un 10% de cuarzo libre.
Rocas básicas: aquellas rocas ígneas con cuarzo libre que contienen feldespatos, más cálcicos que sódicos.
Rocas ultrabásicas: aquellas rocas ígneas que están formadas, fundamentalmente, por minerales ferromagnesianos, con un
porcentaje pequeño de sílice y feldespatos. La mayor parte de las rocas ultrabásicas son plutónicas, por ejemplo la peridotita.
Granitos: roca ígnea de grano grueso de origen plutónico, formada fundamentalmente por feldespatos alcalinos y normalmente una
mica. Las grandes masas de granito se llaman batolitos.
Feldespatos: es el grupo de minerales más abundante en una roca, constituido por silicatos de aluminio junto con los de calcio, potasio
o sodio.
Peridotita: roca ultrabásica formada, fundamentalmente, por olivino (de aquí su color verdoso).
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Las principales estructuras son muy variadas pudiéndose destacar debido a su
alto interés volcanológico las siguientes:
Identificación de rocas
•
LÁMINAS DELGADAS E IDENTIFICACIÓN DE ROCAS
•
Las rocas ígneas se clasifican en función de su composición mineral y de su textura. Cuando analizan las muestras
los geólogos las examinan de cerca para identificar los minerales presentes y determinar el tamaño y la
disposición de los cristales ensamblados. Este examen microscópico es importante, y dado que las rocas no son
transparentes, es preciso realizar un corte muy delgado de la roca conocido como lámina delgada. Una vez
elaborada esta sección, se examina con un microscopio llamado petrográfico. Los constituyentes minerales se
identifican por sus peculiares propiedades ópticas.
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Las rocas ígneas en las que predominan el granito, el feldespato y el sílice, se dice que tienen una composición
granítica, o también llamada félsica.
Las rocas ígneas intermedias contienen minerales encontrados cerca de la mitad de la serie de reacción de
Bowen. El anfíbol y las plagioclasas Na-Ca son los principales constituyentes de este grupo, denominado de
composición andesítica (o intermedia).
Aunque identificamos estos tres grupos, según minerales determinados, también podemos encontrar en ellos
otros minerales pero en cantidades menores.
Otra roca ígnea importante, la peridotita, contiene esencialmente olivino y piroxeno, y al estar compuesta casi por
completo por ferromagnesianos, se hace referencia a su composición química como ultramáfica.
Otro aspecto importante de la composición química de las rocas ígneas es su contenido en sílice (SiO2). La
mayoría de los minerales encontrados en las rocas ígneas contiene algo de sílice. Éste contenido oscila entre un
porcentaje por debajo del 50% en las rocas basálticas, y un porcentaje por encima del 70% en las rocas graníticas.
Este porcentaje de sílice varía de una manera sistemática y paralela a la abundancia de los otros elementos, por lo
tanto, la composición química de una roca ígnea puede deducirse directamente de su contenido en sílice.
A continuación vemos ejemplos de los diferentes grupos de rocas.
ROCAS FÉLSICAS (GRANÍTICAS)
El granito es la más conocida de las rocas ígneas, debido en
parte a su belleza natural, y la más abundante de la corteza
continental.
Es una roca fanerítica constituida esencialmente por cuarzo,
feldespato, y mica, y por otros constituyentes como la moscovita y
algunos silicatos oscuros. Cuando el feldespato es dominante y su
color es rosa oscuro, el granito adquiere un color casi rojizo; pero
normalmente, el color del feldespato oscila entre blanco y gris, por
lo que la roca tiene un color gris claro.
El granito se produce cuando magma con alto contenido en sílice
es creado bajo los continentes por fusión de las rocas que los
forman, sometidas estas al calor del manto. Como este magma
contiene menos magnesio incluso que la corteza continental, tiene
menor peso específico y por ello asciende a través de esta en
unas estructuras características en forma de gota invertida que
suelen solidificarse antes de llegar a la superficie. Para que la roca
que se forme sea granito es necesario que se solidifique
lentamente y a gran presión. El tamaño de los feldespatos es un
indicativo de la velocidad de solidificación y, cuanto más grandes
son, menor fue esta. Estas estructuras solidificadas aparecen en
superficie por la acción de la erosión y son llamadas batolitos. A
causa de su gran dureza, es frecuente que terminen siendo la
cima de una montaña que se distingue por su típica forma
redondeada.
ROCAS FÉLSICAS (GRANÍTICAS)
La riolita es una roca ígnea afanítica que se produce por
la violenta salida al exterior de la Tierra de magma. El
rápido enfriamiento que soporta hace que la roca
cristalice de tal manera que sus cristales no se aprecien
a simple vista. Por tanto, esta roca tiene una textura
vítrea.
La riolita, es en realidad el equivalente volcánico de
grano fino del granito, y está compuesta por silicatos de
color claro, lo que explica su color que suele ser de
marrón claro a rosa, o a veces un gris muy claro.
Es una roca bastante infrecuente. La mayor
concentración de riolita se encuentra en Nueva Zelanda.
ROCAS FÉLSICAS (GRANÍTICAS)
La obsidiana, llamada a veces vidrio volcánico, tiene un elevado
contenido en sílice. Su composición es más semejante a la de las
rocas ígneas claras, como el granito, que a las rocas oscuras de
composición basáltica.
La obsidiana no es un mineral, porque al contrario que en éstos, los
iones se encuentran desordenados.
Su color oscuro, consecuencia de la presencia de iones metálicoses,
puede variar según la composición de las impurezas del verde oscuro
al claro, al rojizo y estar veteada en blanco, negro y rojo. El hierro y el
magnesio la colorean de verde oscuro a marrón oscuro. Tiene la
cualidad de cambiar su color según la manera de cortarse. Si se la
corta paralelamente su color es negro, pero cortada
perpendicularmente su color es gris.
ROCAS FÉLSICAS (GRANÍTICAS)
La pumita es una roca magmática volcánica vítrea, con
baja densidad (flota en el agua) y muy porosa,
encontrada principalmente en la zona de Puzzoli en la
península itálica. En su formación la lava proyectada al
aire sufre una gran descompresión. Como consecuencia
de la misma se produce una desgasificación quedando
espacios vacíos separados por delgadas paredes de
vidrio volcánico.
La pumita y la obsidiana pueden encontrarse a menudo
en la misma masa rocosa, alternando capas.
ROCAS INTERMEDIAS (ANDESÍTICAS)
Andesita es una roca ígnea de origen
volcánico, de composición intermedia y
textura porfídica. Su composición mineral
comprende generalmente cuarzo. Biotita,
hornblenda y piroxeno son minerales
asociados frecuentemente.
La clasificación de andesitas puede ser
refinada de acuerdo al fenocristal más
abundante. Por ejemplo, la andesita olivina
es llamada de esta forma en tanto que la
olivina es el principal componente mineral.
Puede ser considerada como el equivalente
extrusivo de la diorita plutónica. Como las
dioritas, la andesita es característica de las
áreas de subducción tectónica en márgenes
oceánicos marinos, como la costa de América
del Sur. Su nombre deriva de los Andes,
cordillera montañosa que corre paralela a las
costas desde Venezuela hasta Patagonia.
ROCAS FÉLSICAS (GRANÍTICAS)
La diorita es una roca compuesta fundamentalmente por
plagioclasa rica en sodio y anfíbol.
Muestra una gran variabilidad de tamaños y formas más
equidimensionales. Tiene un aspecto similar al granito, pero puede
distinguirse de éste por la ausencia de cristales de cuarzo visibles
a simple vista.
El grado de alteración en la roca es muy bajo, tanto como en
feldespatos como en ferromagnesianos.
ROCAS MÁFICAS (BASÁLTICAS)
El basalto es una roca de grano fino y composición máfica,
es decir, con un alto contenido de hierro. Se compone
mayormente de piroxeno y olivino, conteniendo cantidades
menores de feldespato y cuarzo.
De color oscuro (desde verde hasta negro), se forma por
enfriamiento rápido del magma expulsado del manto por
los volcanes. Por esta razón suele presentar vacuolas y
cubrir extensas áreas.
Es común que la roca expuesta a la atmósfera se
meteorice. Sin embargo, también es común que el material
procedente de bancos sanos sea de muy buena calidad y
adecuado para su uso en construcción, lo que se verifica
mediante ensayos.
ROCAS MÁFICAS (BASÁLTICAS)
El gabro es el equivalente intrusivo del basalto. De
color entre verde oscuro y negro, está compuesto
fundamentalmente por piroxeno y plagioclasa rica en
calcio.
Aunque no es un constituyente común en la corteza
continental, si constituye un porcentaje significativo de
la corteza oceánica. Aquí, grandes proporciones del
magma que formó los depósitos subterráneos que
una vez alimentaron las erupciones basálticas
acabaron por solidificar en profundidad, formando
gabros.
ROCAS PIROCLÁSTICAS
Las rocas piroclásticas están compuestas por fragmentos expulsados
durante una erupción volcánica.
Una de las más comunes es la Toba, que se compone fundamentalmente
de diminutos fragmentos del tamaño de cenizas que se cementaron
después de su caída. En situaciones donde las partículas de cenizas
permanecieron lo suficientemente calientes como para fundirse, la roca se
denomina toba soldada. Ésta, puede contener fragmentos de pumita y
otras rocas.
Las rocas piroclásticas compuestas fundamentalmente por partículas de
tamaño mayor que la ceniza se denominan brechas volcánicas. En éstas,
las partículas pueden consistir en fragmentos con perfil aerodinámico que
solidificaron en el aire, bloques que se rompen de las paredes de la
chimenea, cristales y fragmentos vítreos.
Los términos toba y brecha volcánica, suelen ir acompañados de un
calificador, ya que su nombre no indica composición mineral.
Bombas volcánicas: productos sólidos de tamaño medio/grande,
de formas variadas, resultado de la solidificación de magma que
sale despedido tras una explosión, solidificado en el vuelo.
GLOSARIO
Calderas volcánicas: grandes cráteres de varios kilómetros de
diámetro y paredes de gran altura, en cuyo interior está el cono
volcánico más reciente.
Chimeneas exhumadas: constituidas por el relleno del conducto
de salida de un volcán, cuyas laderas han sido erosionadas.
Coladas de lava: capa de lava formada en un momento y lugar
determinado. La lava fluye y al solidificarse, forma una colada.
Cristal: sólido en el cual sus átomos o moléculas están ordenados
en el espacio según un patrón geométrico estructural, que se
repite en las tres direcciones del espacio.
Cristalización del magma de silicatos: en el magma, conforme
disminuye la temperatura y se produce la cristalización, tienen
lugar reacciones según una serie de reacción. La reacción puede
ser continua, como en los feldespatos, o discontinua, como en el
par de reacción olivino-piroxeno. La serie de reacción de Bowen
describe la serie de un magma de silicatos típicos. El
fraccionamiento puede conducir a la separación de minerales
previamente cristalizados, de lo que resulta la diferenciación
magmática.
62
Diferenciación magmática: proceso por el cual los magmas cambian de
composición mineralógica y química respecto de su composición original,
desde el momento de su formación hasta que se consolida.
Domos de lava: formados por lava viscosa, estructuras que crecen por
aportes de lava desde un punto, de forma concéntrica. Si se solidifican en
el interior del terreno a poca profundidad o en el exterior, forman
elevaciones sin cráter.
Erupción: proceso por el cual un volcán o una grieta de la corteza
terrestre expulsa al exterior cantidades de magma.
Escudos volcánicos: estructuras formadas por la superposición de capas
de coladas de lava fluida. Tienen pendientes suaves debido a que la lava
fluye hasta grandes distancias desde el punto de emisión. Son estructuras
aplanadas, de base ancha.
Fumarolas: emisión de gases a temperaturas más o menos elevadas
Gases: vapor de agua procedente del magma, de agua que entra en
contacto con el magma cuando asciende, o de agua marina. Produce un
vulcanismo freático, muy violento y explosivo.
Géiseres: el agua que se calienta con energía geotérmica sale por grietas
en el terreno formando fuentes de vapor de agua a gran presión.
Hoyos de explosión: cráteres sin conos, de fondo liso y paredes bajas.
Formadas por explosión.
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Lapilli: producto sólido, de tamaño sólido, formado por pequeñas cantidades de
lava enfriada en el aire y consolidada, como por efecto de salpicaduras de lava.
Lava: material fundido, predominantemente de carácter básico, aunque pueda
encontrarse de cualquier composición, que sale del interior de la Tierra y entra en
contacto con el aire. Es el magma cuando ha salido a la superficie. Puede formar
coladas.
Magma: mezcla compleja de silicatos fundidos, en el interior de la Tierra, a
temperaturas entre 700 y 1.200º C. Contiene agua y otros compuestos volátiles
disueltos en el material fundido.
Magmatismo: conjunto de acciones mecánicas, químicas y térmicas, así como de
factores tectónicos, que provocan y acompañan la instalación y consolidación del
magma en la superficie de la corteza terrestre, dando lugar a rocas ígneas.
Materiales piroclásticos: fragmentos arrojados por un conducto volcánico.
Meseta basáltica: cuando un magma sale a superficie por una grieta en la corteza,
forma estructuras de gran espesor, en capas horizontales, de basalto.
Mineral: sustancia natural, inorgánica, en estado sólido, de composición química
fija, que posee una estructura característica interna basada en una ordenación
tridimensional y sistemática de iones, átomos o moléculas que componen su
estructura química.
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Minerales melanocratos: minerales de color oscuro, ricos en Fe y Mg.
Típicos de rocas pobres en sílice.
Mofetas: manifestación volcánica consistente en la emisión de CO y CO2
Pitones o espinas: estructura volcánica de forma cilíndrica o irregular, que
se eleva sobre un cráter o domo.
Puzolanas: producto sólido, de tamaño arenoso, compuesto por material
silíceo. Cuando se ha machacado finamente y están en presencia de agua
reacciona químicamente con el hidróxido de calcio a temperatura
ambiente para formar compuestos con propiedades cementantes. Por
ejemplo, las cenizas volcánicas, la piedra pómez, las tobas, la escoria y
obsidiana.
Viscosidad:Viscosidad, propiedad de un fluido que tiende a oponerse a su
flujo cuando se le aplica una fuerza. Los fluidos de alta viscosidad
presentan una cierta resistencia a fluir; los fluidos de baja viscosidad
fluyen con facilidad. La fuerza con la que una capa de fluido en
movimiento arrastra consigo a las capas adyacentes de fluido determina su
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Viscosidad:Viscosidad, propiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo
cuando se le aplica una fuerza. Los fluidos de alta viscosidad presentan una cierta
resistencia a fluir; los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad. La fuerza con
la que una capa de fluido en movimiento arrastra consigo a las capas adyacentes
de fluido determina su
Rift valley: falla desde el Mar Rojo hasta el interior de África
Plano de Benioff: zona sísmica de borde de placa que se extiende junto a uno de
los lados de una fosa oceánica. Es llamada a veces zona de Benioff-Wadati, en
honor de Hugo Benioff y Kiyoo Wadati, los dos geólogos que independientemente
observaron su existencia. Cuando la litosfera oceánica subduce, lo hace por un
plano inclinado, que corta a la superficie siguiendo un arco marcado por la
presencia de una fosa oceánica. Donde la placa que subduce roza con la opuesta
se producen terremotos de manera regular, cuyos focos quedan proyectados en el
mapa en el lado interno o cóncavo del arco dibujado por la fosa, es decir, por la
línea de subducción. Esa zona rica en terremos es la que se llama propiamente
zona de Benioff.
Andesitas: rocas volcánicas especiales, intermedias entre granitos y basaltos.
Equivalente plutónico: diorita. Uno de los mejores áridos. Usadas como mortero
seco.
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ROCAS PLUTÓNICAS
¿Qué es el PLUTONISMO?
•Es el proceso de formación de las rocas plutónicas que ocurre en el interior de la tierra a grandes profundidades.
•Este proceso tiene lugar cuando el magma queda emplazado en niveles relativamente profundos de la corteza.
•El enfriamiento del magma es lento( el contraste con la temperatura de las rocas en las que encajan es aún menor), lo
que favorece la formación de cristales regulares y de grano medio o grueso
ROCAS PLUTÓNICAS
Formación de las rocas plutónicas
1.
2.
3.
4.
El magma se enfría paulatinamente en la
corteza terrestre profunda
Por el levantamiento las rocas pueden llegar
a la superficie terrestre
En la superficie están expuestas a la
meteorización y a la erosión
Como consecuencia , las rocas están
desarmadas, es decir, trituradas en
fragmentos de rocas y minerales y/o
disueltas por reactivos químicos
ROCAS PLUTÓNICAS
Las rocas plutónicas son el producto de la cristalización de magmas a profundidades considerables
en la corteza terrestre. Son rocas caracterizadas por texturas granudas, de grano medio-grueso, y
con una mineralogía variable, que permite su clasificación detallada, al ser estudiada mediante
microscopía petrográfica. En concreto, su clasificación se lleva a cabo mediante el cálculo de una
serie de parámetros de abundancia mineralógica, y el empleo de diagramas de clasificación, los más
usuales de los cuales son los de Streckeisen (1966), que se muestran (simplificados) en las figuras
abajo expuestas. Los parámetros utilizados son:
M: % de minerales ferromagnesianos (Sumaolivino+piroxeno+anfíbol+biotita)
Q: Contenido (%) de cuarzo, recalculado a 100% con los parámetros A y P
A: Contenido en feldespato alcalino (Sumaalbita + feldespato potásico) recalculado a 100% con los
parámetros Q y P (si la roca contiene cuarzo) o F y P (si contiene feldespatoide)
P: Contenido en plagioclasa, recalculado a 100% igual que el parámetro A
F: Contenido en feldespatoide recalculado a 100% igual que el parámetro Q
ROCAS PLUTÓNICAS
Las rocas con parámetro M igual o mayor a 90% se clasifican como ultramáficas, y su
clasificación detallada se basa en los contenidos en olivino, ortopiroxeno y cliropiroxeno
ROCAS PLUTONICAS
Si el valor del parámetro M es inferior al 90% se clasifican en el doble triángulo QAPF
ROCAS PLUTONICAS
Principales rocas plutónicas
• Granito
• Sienita
• Diorita
• Gabro
• Peridotita
ROCAS PLUTONICAS
GRANITO
CARACTERISTICAS DEL GRANITO
•
•
•
•
•
•
Es una roca relativamente escasa
Si su tonalidad es clara recibe el nombre de granitoide
Composición mineralogica: El granitoide tiene un alto
contenido en cuarzo, además de contener biotitay
feldespato
Textura granítica:es una textura holocristalina,
hipidiomorfa, granular de grano medio, en la que la
plagioclasa y la biotita o anfíbol suelen ser idiomorfos, y
el cuarzo y el feldespato xenomorfos e intergranulares,
debido a la secuencia de cristalización
En el campo el granito forma macizos rocosos con
contornos curvilineos
Un relieve característico es el berrocal, formado como
consecuencia del proceso de meteorización favorecido
por la fracturación de este tipo de rocas
ROCAS PLUTÓNICAS
•
•
•
•
•
•
APLICACIONES DEL GRANITO
En la industria de la construcción, en forma de placas
pulidas para revestimiento de exteriores e interiores
En grandes bloques se utiliza como elemento
arquitectónico de tipo sillería
Triturado de forma natural por la tectónica se emplea
como árido e incluso como balasto para líneas férreas
Elaboración de estructuras como puentes, muros de
contención y escolleras en puertos
Material base en la construccion de las carreteras y en la
construcción de cortinas de presas
ROCAS PLUTÓNICAS
•
•
•
•
•
SIENITA
CARACTERISTICAS DE LA SIENITA
Es un granetoide pobre en cuarzo y con
claro predominio del feldespato alcalino
Composición mineralógica: suele contener
algún mineral ferro magnesiano como la
biotita o anfíbol
Textura granítica: textura granular
epidioforma heterogranular(el feldespato
constituye los granos mayores y el resto
como la biotita suelen ser de menor
tamaño
ROCAS PLUTONICAS
•
•
•
•
•
APLICACIONES DE LA SIENITA
Fuentes de alúmina
Fuente de sílice y álcalis
Industria del vidrio
Industria de la cerámica
•
•
•
•
•
•
DIORITA Y GABRO
CARACTERISTICAS DE LA DIORITA Y EL
GABRO
Son rocas semejantes y su diferenciación
se realiza mediante microscopia
petrográfica
Composición mineralogíca: están
formadas mayoritariamente por augita (
plagioclasa y clinopiroxeno) En la diorita pueden
aparecer cuarzo, biotita y anfíbol, en los gabros
tenemos ortopiroxeno
Los gabros suelen aparecer en el campo
formando macizos intrusivos
Textura granítica: están formados por colores
mayoritariamente oscuros
• APLICACIONES DE LA
DIORITA Y EL GABRO
•
•
•
Su explotación industrial se ve dificultada
porque sus afloramientos están afectados por
una fracturacción relativamente densa
Por sus tonalidades oscuras son apreciados
tanto para construccion
Combinado con otros colores para el arte
funerario
•
•
PERIDOTITA
CARACTERISTICAS DE LA PERIDOTITA
•
•
Es una roca ultramafica
Composición mineralógica:formada por más de un 90%
de minerales ferromagnesianos, oscuros, que suelen ser
olivino y piroxeno (orto- y clino-). Además pueden
contener algo de plagioclasa, y minerales metálicos
como cromita, que puede llegar a concentrarse en
yacimientos de interés económico.
Textura granítica:la textura es variable en función de
tipo de perdotita. Encontramos texturas cumulíticas en
la que uno de los minerales ( el olivino) aparece
formando el armazón de la roca con otros minerales
intergranurales y también texturas holocristalina equi- o
ligeramente inequigranular, hipidiomorfa, con piroxeno
subidiomorfo y olivino xenomorfo.
Aparecen formando parte de láminas ofiolíticas o bien
formando macizos de grande extensión encajados
tectonimente en niveles muy superficiales de la corteza
•
•
CANTERA DE GRANITO
PAISAJE GRANÍTICO
LACOLITOS
DIQUES
DOQUE-FALLA
SILL
SILL
DISYUNCION COLUMNAR EN
COLADA DE BASALTOS
GRANITO. TEXTURA FANERÍTICA
DACITA CON XENOLITO O GABARRO