13 il processo magmatico
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Il processo magmatico
Il processo magmatico, all’interno del ciclo litogenetico, dàorigine al magma, il quale, solidificandosi, forma le
rocce ignee o magmatiche
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I magmi
Definizione: il magma è una massa fusa di composizione essenzialmente silicatica, ricca di gas disciolti e cristalli in sospensione, formatasi in profondità per fusione di masse preesistenti.
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I magmi
La fusione del mantello dà origine al magma primario o basaltico, di composizione basica;
Esso dà origine a rocce ignee che derivano dai materiali eruttati in seguito ad una eruzione vulcanica: le rocce effusive (vulcaniti)
La più diffusa roccia effusiva: il basalto
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I magmi
La fusione della crosta dà origine al magma anatettico o granitico, di composizione acida e più viscoso di quello basaltico;
Esso dà origine a rocce ignee che derivano da materiali che si solidificano nelle viscere della Terra: le rocce intrusive (plutoniti)
La più diffusa roccia intrusiva: il granito
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I magmi
Vulcaniti e plutoniti si collocano in ambienti radicalmente diversi:
I basalti si trovano sul fondale oceanico… I graniti si trovano nella crosta terrestre.
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Classificazione dei magmi in base all’acidità
Maggiore è la percentuale di silice (SiO2), più il magma è acido
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Classificazione dei magmi in base all’acidità
La silice si organizza in tetraedri che conferisce maggiore viscosità.I magmi più acidi sono quindi anche più viscosi
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1) Derivano da solidificazione del magma nel sottosuolo
2) Il raffreddamento avviene molto lentamente
3) Il raffreddamento avviene a pressioni molto elevate
4) Molti gas restano intrappolati nel magma (legge di Henry)
Questi fattori favoriscono la cristallizzazione e la formazione di unastruttura granulare, con cristalli visibili ad occhio nudo
Le rocce ignee intrusive o plutoniche
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Una tipica roccia intrusiva con grossi cristalli di orneblenda:
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Rocce ignee effusive o vulcaniche
1) Derivano dalla solidificazione di un magma eruttato
2) Il raffreddamento è brusco, a contatto con l’aria
3) Il calo della pressione è altrettanto brusco
4) Il calo della pressione determina una brusca degassazione
Questi fattori sfavoriscono la cristallizzazione. A volte si formano grossi fenocristalli, ma la struttura della roccia è amorfa o porfirica, con microcristalli invisibili ad occhio nudo.
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Una tipica roccia effusiva: l’ossidiana
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1) Si classificano in base a: colore, acidità, composizione mineralogica;
2) Ad ogni famiglia di plutoniti corrisponde una di vulcaniti: i minerali sono gli stessi ma diverse sono le modalità di formazione;
3) Le rocce magmatiche più abbondanti sono quelle della serie alcalicalcica.
Famiglie di rocce magmatiche
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Il diagramma della serie alcalicalcica
- A sinistra troviamo le plutoniti, a destra le vulcaniti;- In alto troviamo le rocce acide, in basso le basiche, in mezzo le intermedie- I diversi colori rappresentano i minerali con le loro abbondanze percentuali- Le rocce in alto sono più chiare (sialiche o felsiche), quelle in basso sono scure (femiche o mafiche)
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Rocce intrusive:
Graniti: acidi;le più diffuse nella crosta. Costituiscono i batoliti.
Granodioriti,acide; spesso rintracciabili nei plutoni.
Dioriti, neutre e di colore grigio, rare in Italia.
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Rocce intrusive:
Gabbri, basici, di colore verde/grigio.
Peridotiti, ultrabasiche, di colore scuro.
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Rocce effusive:
Rioliti (ossidiana): acide, stessa composizione mineralogica del granito.
Rioliti (pomice).Andesiti, neutre: sono i corrispondenti mineralogici delle granodioriti.
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Rocce effusive:
Basalti (basici):corrispondenti ai gabbri.
Picriti, ultrabasiche: corrispondono alle peridotiti.
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La risalita del magma
E’ dovuta al fatto che il magma, meno denso e più leggero dellerocce circostanti, risale verso la superficie.
Dopo essersi formato, il magma può raccogliersi dando una rocciaintrusiva, o una camera magmatica.
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La risalita del magma
I magmi basaltici sono molto fluidi e riescono ad effondere molto facilmente…
1: curva di solidus dei magmi basaltici2: curva di solidus dei magmi granitici
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La risalita del magma
I magmi granitici sono molto acidi, viscosi e in parte ancora solidi: hanno molta difficoltà a risalire in superficie.
1: curva di solidus dei magmi basaltici2: curva di solidus dei magmi granitici
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I vulcani
I vulcani sono il risultato di una eruzione, cioè della fuoriuscita e delriversamento del magma sulla crosta terrestre.
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Classificazione delle eruzioni
Il tipo di eruzione dipende dall’acidità del magma:
I magmi più acidi determinano una attività prevalentemente esplosiva.
I magmi più basici determinano una attività prevalentemente effusiva.
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Fasi di un’eruzione esplosiva
1) Il magma ricco di gas e acqua risale e, raggiunto il livello di essoluzione, subisce una conseguente decompressione,
2) I gas si liberano violentemente dando origine ad una esplosione
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Fasi di un’eruzione esplosiva
3) Si ha la frantumazione delle rocce del monte vulcanico e produzione di piroclasti (blocchi, bombe, lapilli, ceneri, ecc.)
4) I piroclasti più pesanti ricadono al suolo a piccola distanza, quelli più leggeri a distanza molto maggiore.
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Fasi di un’eruzione esplosiva
Una volta depositatisi al suolo i piroclasti danno origine a rocce chiamate piroclastiti:
cinerite tufo
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Tipi di eruzione esplosiva
a) Se il magma contiene molto gas i piroclasti vengono proiettati con forza verso l’alto e poi si depositano al suolo per caduta gravitativa
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Tipi di eruzione esplosiva
b) Se il magma contiene quantità minori di gas, si forma una nube ardente, composta da gas incandescenti e piroclasti
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Tipi di eruzione esplosiva
c) Nell’eruzione con ondata basale, il gas e i piroclasti formano un fungo simile a quello delle esplosioni atomiche, accompagnato da una ricaduto di materiale lungo i fianchi.
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Le eruzioni effusive
1) Derivano dall’emissione di magma basico e fluido
2) La formazione lavica che si origina dipende dal contenuto in gas
3) Importanti sono inoltre le condizioni e il luogo del raffreddamento della massa lavica
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Lave scoriacee (lave aa)
Derivano da magmi basici ricchi di gas e presentano una superficie accidentata
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Lave a corda (lave pahoehoe)
Derivano da magmi basici poveri di gas e presentano una pellicola sottile increspata dal movimento della lava sottostante
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La fessurazione colonnare
E’ il risultato del
raffreddamento
di una lava basica
che subisce una
forte contrazione
del volume
Il selciato dei Giganti in Irlanda
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La lava a blocchi
E’ il risultato del
raffreddamento di
una lava acida che
viene trascinata
dalla corrente
lavica.
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I lahar
Detti anche colate
di fango, si
verificano quando
l’eruzione avviene
in un vulcano
coperto di neve.
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Le lave a “pillows”
Sono il risultato di eruzioni in ambiente subacqueo. Il magmasolidifica a contatto con l’acqua e, a causa della notevole profonditàe pressione, la degassazione non avviene.Si formano quindi le caratteristiche strutture rotondeggianti.
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Tipi di eruzioni
1) Lineari: derivano da estese fessure della crosta
2) Centrali: l’emissione di magma deriva dal condotto centrale di un vulcano
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Eruzioni lineari
Danno origine alla
formazioni di estesi
plateaux basaltici, e
sono caratterizzate
da liberazione di
enormi volumi di
magma in tempi
brevi.
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Eruzioni lineari
Il plateau basaltico del Deccan
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Eruzioni centrali
Sono caratterizzate
da un’emissione
magmatica dal
condotto centrale di
un vulcano.
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Tipi di eruzioni centrali
…dipendono dall’acidità del magma
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Tipo Hawaiano
E’ caratterizzato da espandimenti di lave piuttosto fluide, da attività continua e tranquilla associata a rare esplosioni, da formazione di laghi di lava con fontane e getti di qualche decina di metri, da edificio vulcanico a scudo.
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Tipo Hawaiano
Eruzione hawaiiana con fontana e colate di lava.
Un tipico vulcano a scudo: il Mauna Loa
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Tipo Stromboliano
E’ caratterizzato magmi un po’ meno basici e dalla liberazione di magma alternato a piroclasti che si depositano sulle pendici del vulcano
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Tipo Stromboliano
Eruzione stromboliana Un tipico stratovulcano: l’Etna
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Tipo Vulcaniano
E’ caratterizzato da magma acido e viscoso che determina la formazione di una cupola di ristagno. Il magma solidifica all’interno del cratere e successivamente la pressione determina un’esplosione con lancio di piroclasti e una nuova fase effusiva
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Tipo Vulcaniano
Una tipica cupola di ristagno: il vulcano St. Helens
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Tipo Vesuviano
E’ caratterizzato da un’esplosione violenta, emissione di ceneri a notevole altezza, una successiva fase effusiva con la formazione di una caratteristica nube a forma di pino (eruzione pliniana).
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Tipo Vesuviano
Una tipica eruzione pliniana: il vulcano Spurr, in Alaska
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Tipo Peleeano
E’ caratterizzato da un magma molto acido che dà origine ad una cupola di ristagno, che a un certo punto esplode per la spinta di nuovo magma dando origine ad una nube ardente.
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Tipo Peleeano
Il vulcano La Pelée, in Martinica
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Le caldere
Derivano dal crollo della parte superiore di un vulcano in seguito ad una ingente emissione di magma:
Caldera di sprofondamento riempita da un lago ghiacciato in Alaska
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Il vulcanismo secondario
Si manifesta con emissione in superficie di acqua e altri fluidi
Solfatare: getti di vapore alla temperatura di 130 °C /165 °C contenenti CO2 e H2S
Fumarole: emanazioni di acqua e CO2
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Il vulcanismo secondario
Si manifesta con emissione in superficie di acqua e altri fluidi
Soffioni boraciferi: getti di vapore acqueo e acido borico ad alta temperatura e pressione Geyser: sorgenti termali intermittenti di
acqua contenente silice, carbonato sodico, solfati, cloruri, acido solfidrico.
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Distribuzione geografica del vulcanesimo
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Confronto con la mappa delle placche litosferiche