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04. Magmatismo y Metamorfismo
1. MagmatismoEl magmaEmplazamientos de las rocas magmáticasYacimientos mineralesMagmatismo y tectónica de placas
2. Rocas MagmáticasPrincipales rocas y sus usos
3. MetamorfismoFactores del metamorfismoProcesos metamórficosMetamorfismo y facies metamórficasMetamorfismo y tectónica de placas
4. Rocas MetamórficasUsos de las rocas metamórficas
El magma es una mezcla de materiales rocosos silicatados fundidos total o parcialmente, en cuyo seno se encuentran gases disueltos y cristales de minerales
en suspensión
Elementos más abundantes (98 %): Si, O, Al, Ca, Na, K, Mg y
Fe
Los gases provienen de gases originales contenidos en la mezcla, de nuevos gases formados por reacciones
químicas o de la evaporación de agua
Los gases están retenidos en la mezcla debido a las altas
presiones a las que está el magma en el interior del planeta, pero se liberan cuando el magma sale al
exterior
Los minerales funden a diferentes temperaturas, por eso,
según la temperatura a la que esté el magma, algunos estarán
fundidos y otros no
1. MagmatismoMagmatismo: procesos de formación, evolución y consolidación de los magmas
1. Magmatismo
Tipos de Magmas (según su composición)
Magma basáltico o básico o máfico (menos del 55% de Sílice)• Muy abundante y más fluido.• Se forma por la fusión de las peridotitas del manto.• Punto de fusión más alto (950-1200ºC).• Mayor densidad.• Formado por silicatos de Fe, Mg y Ca .• Puede ser:• Toleítico: rico en sílice. En dorsales oceánicas.
Su evolución dará basaltos y gabros de corteza oceánica.
• Alcalino: rico en Na y K. En puntos calientes y en fracturas que facilitan la salida de magma y zonas de subducción.
Magma andesítico o intermedio o calcoalcalino: (entre 55 y 65% de Sílice) • Se forma por la fusión parcial del basalto de la corteza oceánica.•Se encuentra en zonas de subducción a gran profundidad, por fusión parcial de la corteza oceánica.
Magma granítico o ácido o félsico:(más del 65% de sílice) •Se forma por la fusión de rocas de la corteza continental.•Más viscoso•Punto de fusión bajo (700-800ºC)•Menos pesado•Formado por silicatos de Al, Na, Ca, K y Fe
1. Magmatismo
1. Magmatismo
El flujo del magma•Cuando comienza la fusión parcial, sólo hay gotitas dispersas dentro de la roca.•Por encima del 5% las gotitas se conectan y pueden comenzar a ascender extracción (separación del magma de su roca fuente)•El magma forma bolsas llamadas cámaras magmáticas.
Tipos de rocas magmáticas(Según su localización)
1. Plutónicas o intrusivas2. Volcánicas o extrusivas3. Filonianas
1. Magmatismo
EVOLUCIÓN MAGMÁTICA
Diferenciación magmática:• Cristalización fraccionadaLos minerales van solidificando en función de sus puntos de fusión.• Diferenciación gravitatoriaSi los minerales que cristalizan son más densos, se irán al fondo de la cámara magmática• Transporte gaseosoLos gases pueden arrastrar iones hacia la parte superior de la cámara
Asimilación:El magma se contamina por fusión de la roca encajante: roca distinta al magma original.
Mezcla:Cuando se mezclan dos magmas distintos: rocas distintas al magma original.
Proceso muy complejo y lento, que termina en la formación de diferentes rocas magmáticas, por diferentes mecanismos:
OLIVINO Silicato de Fe y Mg
CRISTALIZACIÓN DEL MAGMA: SERIES DE BOWEN (Magma intermedio)
PLAGIOCLASA CÁLCICA O ANORTITA Silicato de Al y Ca
PIROXENO
PLAGIOCLASA SÓDICA O ALBITASilicato de Al y NaANFÍBOLES
BIOTITA O MICA NEGRA
FELDESPATO POTÁSICO U ORTOCLASA U ORTOSA
(con Na+ y K+)
MOSCOVITA O MICA BLANCA
CUARZO (SiO2)
Minerales básicos (poca sílice) (oscuros)Punto de fusión altoTemperatura elevada (1200ºC)
Minerales ácidos (mucha sílice) (claros)Punto de fusión bajoTemperatura menor (600ºC)
Tetraedros de sílice aislados
Tetraedros de sílice formando cadenas simples
Tetraedros de sílice formando planos paralelos (exfoliación)
Estructura tridimensional
Estructura tridimensional
Estructura tridimensional
Tetraedros de sílice formando planos paralelos
Tetraedros de sílice formando cadenas dobles
Mientras el magma asciende y se va enfriando, aquellos minerales que alcanzan su punto de solidificación (= punto de fusión) van cristalizando: diferenciación magmática
Las series de reacción de Bowen son el conjunto ordenado de cambios que tienen lugar en una masa magmática durante su cristalización
La cristalización de los diferentes minerales de la masa magmática sigue una pauta que depende de la temperatura y de la composición inicial del magma
Al consolidarse el magma, los elementos que participan en la cristalización de algún mineral son retirados de la masa magmática, con lo que la composición
química de la masa magmática restante va cambiando, por lo que ya no se podrán seguir formando los mismos minerales de antes
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La sustitución de un ión por
otro, cambia la composición química, pero
no la estructura cristalina
Un mineral ya formado reacciona
con el fundido residual,
originándose un nuevo mineral que puede sustituir al
anterior a añadirse a la fracción cristalizada
Magma máfico
Magma intermedio
Magma félsico
Las series no se
completan si falta algún
elemento químico
CRISTALIZACIÓN DEL MAGMA: SERIES DE BOWEN
1. Magmatismo
Fases de consolidación magmática
Fase hidrotermal: 374-100 ºC. Es el vapor de agua el que acabará depositando cationes
metálicos en grietas (yacimientos de oro, plata, cobre, etc.)
Fase pegmatítica-neumatolítica: 600 -374 ºC. Magma con fluidos escapa por las grietas y solidifica en forma
de filones ricos en cuarzo (SiO2) y yacimientos minerales (gangas) : Sn, W, Li, etc.
Fase ortomagmática: 1200-600 ºC. Es cuando tienen lugar las series de Bowen y la cristalización
de la mayoría de los minerales de la cámara magmática formándose rocas silicatadas.
Cono de piroclastos
Mesa
Caldera
Cámara magmática
Plutón
Plutón
Dique Colada
Pitón
Batolito
Enjambre de diques
LacolitoSill
Sill
EstratovolcánDiques concéntricos
1. Magmatismo
1.2 Emplazamientos de las rocas magmáticas
Lopolito
1. Magmatismo
1.2. Emplazamientos de las rocas magmáticas
LACOLITO: Masa de rocas concordante de forma lenticular, con base plana y techo abombado que se dispone entre dos capas.
SILL: Masa de rocas plutónicas en forma de tabla que se dispone paralelamente (concordante) a las estructuras de la roca encajante.
DIQUE O FILÓN: Masa tabular que corta las estructuras de la roca encajante (discordante). Se suelen asociar en enjambres de diques.
PIPA O CHIMENEA VOLCÁNICA: Dique por donde sale el magma de un volcán. Puede quedar formando una aguja.
CONO: Acumulación de materiales volcánicos. Si se forma por coladas y es bajo y aplanado se llama ESCUDO. Si lo es por materiales sólidos CONO DE PIROCLASTOS. Cuando alternan coladas y piroclastos ESTRATOVOLCÁN.
CALDERA: Depresión circular formada por hundimiento de un edificio volcánico, por explosión o por erosión.
PLUTÓN: Gran masa de rocas plutónicas. Si sus dimensiones son muy grandes se llama BATOLITO.
LOPOLITO: Masa de rocas concordante con base y techos cóncavos.
COLADAS DE LAVA: Mantos de lava solidificada en las laderas del cono volcánico. Si la lava es fluida se forman LAVAS CORDADAS y si es viscosa, LAVAS EN BLOQUE.
1. Magmatismo
1.3. Yacimientos minerales de origen magmáticoDe segregación: se forman a partir de minerales que cristalizan a temperaturas superiores a 600ºC, en la fase ortomagmática. Ej.: Niquelina (mena de Ni), cromita (mena de Cr), magnetita (mena de Fe) y platino.
Pegmatíticos-neumatolíticos: se forman en esta fase. Ej.: Casiterita (mena de Sn), ambligonita (mena de Li), wolframita (mena de W), etc. o esmeralda.
Hidrotermales: son los más abundantes y se producen por precipitación de sulfuros metálicos disueltos en aguas calientes. Ej.: Galena (mena de Pb), blenda (mena de Zn), calcopirita (mena de Cu), cinabrio (mena de Hg), etc.
EN EL INTERIOR DE LAS PLACAS (8%)
EN BORDES CONSTRUCTIVOS O DORSALES (80%)
Magma basáltico que formará rocas de la
corteza oceánica
En profundidad (65%) se forma una roca
magmática plutónica: GABRO
En superficie (15%) se forma una roca
magmática volcánica: BASALTO
Vulcanismo intraplaca
En puntos calientes y zonas de grandes fracturas: magma
basáltico
EN BORDES DESTRUCTIVOS O
ZONAS DE SUBDUCCIÓN (12%)
Los más profundos son magmas graníticos que forman rocas plutónicas llamadas GRANITOS
Los superficiales son basálticos
que darán rocas volcánicas
Los magmas intermedios forman
rocas volcánicas (ANDESITAS) y
plutónicas (DIORITAS)
2. Rocas Magmáticas
Formadas fundamentalmente por silicatos. Los silicatos están formados por tetraedros de SiO4, que pueden tener cargas negativas que se compensarán con iones metálicos (Ca, Fe, Mg, Na, K, Mn, etc.), y a veces el Si es sustituido por el Al.
Minerales del grupo de los silicatos
Cuarzo: tectosilicato de SiO2,
incoloro en estado puro, puede adoptar numerosas tonalidades si lleva impurezas. El cuarzo es el mineral más abundante en la corteza terrestre, uno de los que en mayor proporción contribuyen a su composición.
Feldespatos: tectosilicatos de aluminio con potasio (Ortosa) o de sodio y calcio (Plagioclasas).
Cuarzo (cristal de roca)
Ortosa
Micas: filosilicatos de hierro y magnesio (Biotita o mica negra) o de aluminio y potasio (Moscovita o mica blanca) caracterizados por su fácil exfoliación en delgadas láminas flexibles, elásticas y muy brillantes,. Generalmente se las encuentra en las rocas ígneas tales como el granito y las rocas metamórficas como el esquisto.
Anfíboles: inosilicatos de cadena doble y de composición variada (ión hidroxilo-OH-, Ca, Mg, Fe, AL) el más típico es la Hornblenda.
Minerales del grupo de los silicatos
Biotita
Hornblenda
Minerales del grupo de los silicatos
Minerales del grupo de los silicatos
Piroxenos: inosilicatos de cadena simple con silicatos de Ca, Mg, Fe y Al. El más importante es la Augita, muy abundante en el gabro y el basalto
Olivino: nesosilicato de Fe y Mg. Muy abundante en la corteza oceánica y principal constituyente del manto superior, en rocas peridotitas
Augita
Olivino
Minerales del grupo de los silicatos
De magma félsico
De magma intermedio
De magma máfico
De magma ultramáfico
De magma máfico
De magma intermedio
ROCAS PLUTÓNICAS
ROCAS VOLCÁNICAS
2. Rocas Magmáticas
VOLCÁNICA RIOLITA ANDESITA BASALTO KIMBERLITA
PLUTÓNICA GRANITO DIORITA GABRO PERIDOTITA
FILONIANA PÓRFIDO GRANÍTICO PÓRFIDO DIORÍTICO DIABASA
2. Rocas Magmáticas2.1. Principales rocas magmáticas
Texturas de rocas PLUTÓNICAS
GRANÍTICA PEGMATÍTICA
2. Rocas Magmáticas plutónicas
2. Rocas Magmáticas plutónicasRocas plutónicas o intrusivas:Cristalizan en profundidad, lentamente texturas cristalinas (granudas o pegmatíticas)
Texturas de rocas VOLCÁNICAS
VITREA MICROCRISTALINA
PORFÍDICA VACUOLAR
2. Rocas Magmáticas volcánicas
Según su cristalización pueden presentar las siguientes texturas:Vítrea: enfriamiento muy rápido, no se forman cristales (vidrio volcánico)Microcristalina: cristales muy pequeños no visibles a simple vistaPorfídica: con grandes cristales (fenocristales) en una matriz más o menos cristalizadaVacuolar: con cavidades o poros
2. Rocas Magmáticas volcánicas
2. Rocas Magmáticas
Rocas volcánicas o extrusivas:Solidifican en superficie, rápidamente texturas vítreas o microcristalinas. A veces también porfídicas y vacuolares
2. Rocas Magmáticas volcánicas
2. Rocas Magmáticas volcánicasRocas volcánicas o extrusivas:Solidifican en superficie, rápidamente texturas vítreas o microcristalinas. A veces también porfídicas y vacuolares
2. Rocas MagmáticasRocas filonianasCristalizan a profundidad intermedia, en diques o filones texturas aplíticas y porfídicas
2. Rocas Magmáticas
2.2. Usos de las rocas magmáticasSobre todo en la construcción: áridos, sillares de construcción, ornamentos.
3. Metamorfismo
• Cualquier roca se puede transformar en roca metamórfica
Ciclo de las rocas
• Cada mineral es estable en un intervalo de P y T• Si se superan esas condiciones, el mineral se transforma• Metamorfismo: Cambios físico-químicos que se producen en las
rocas por aumento de presión y/o temperatura, pero sin llegar a fundirse.
• Son procesos muy lentos (miles de años).
3. Metamorfismo
3.1. Factores del metamorfismo
Temperatura•Aumenta con la profundidad o por la cercanía a magmas.•Su efecto se ve favorecido por la pérdida de agua y la intervención de fluidos, que favorecen las reacciones químicas.•El intervalo de temperaturas oscila entre
unos 200º C y 800ºC.
Presión•Presión litostática, presión tectónica (presiones dirigidas) y presión de fluidos.•Suele producir la reorientación de los cristales: foliación.
Presencia de fluidos o volátiles•Agua y CO2, que facilitan las reacciones químicas y los cambios mineralógicos porque reducen la temperatura y presión necesarios para que se den esos cambios.
3. Metamorfismo 3.2. Procesos metamórficos
• Brechificación o roturaCuando la presión rompe la roca y adquiere una nueva textura. Son la brechas de fallas y/o milonitas.
• RecristalizaciónDebido a la temperatura (> 300ºC) (y en menor medida a las presiones dirigidas) se forman nuevos cristales sin que cambie la composición Ej. de las calizas se obtienen mármoles.
• Estructuras orientadas o reorientaciónPor presiones dirigidas los minerales se disponen en bandas paralelas: FOLIACIÓN O ESQUISTOSIDAD. Ej. se forman así pizarras y esquistos.
3. Metamorfismo 3.2. Procesos metamórficos
• Deshidratación y descarbonataciónCuando la temperatura es elevada, los minerales pierden agua y CO2 que se mezclan con fluidos y favorecen el metamorfismo. Ej. el yeso (CaSO4.2H2O) se transforma en anhidrita (CaSO4).
• Cambios mineralógicosDebido al aumento de presión y temperatura los minerales pueden:Cambiar de estructura sin cambiar su composición (POLIMORFISMO). Ej. El grafito y el diamante.Formar nuevos minerales a partir de otros. Ej. La calcita (CaCo3) y cuarzo (SiO2) reaccionan y dan wolastonita (SiO3Ca)
3. Metamorfismo
3.3. Metamorfismo y Facies metamórficasP y T pueden tener un gran rango de variación, por lo que tenemos distintos grados de metamorfismo
Facies metamórfica: Conjunto de minerales que definen las condiciones de P y T a la que se forma una determinada roca
3. Metamorfismo3.4. Tipos de Metamorfismo y Tectónica de Placas
Según los valores de P y T:• Dinámico o de presión o dinamometamorfismo:
• La presión actúa en mayor proporción que la temperatura.• Se da en zonas poco profundas de la corteza donde hay fallas.• Se produce esquistosidad y brechificación: se forman rocas llamadas
brechas de falla y milonitas.
• Térmico o de contacto: • Aumenta mucho la temperatura y poco la presión.• Se da alrededor de las masas de magma formándose una aureola de
contacto.• Se produce recristalización, formándose pizarras mosqueadas
(recristalización parcial) o cornubianitas (recristalización total).
• Regional o termodinámico o dinamotérmico: (muy importante)• Aumenta tanto la presión como la temperatura, y se da generalmente en
zonas de subducción.• Se produce esquistosidad y nuevos minerales.• Con tres tipos: de grado bajo (pizarras), medio (esquistos) y alto (gneises y
migmatitas)• El metamorfismo de enterramiento es de baja T y alta P, en zonas
profundas del prisma de acreción de fosas oceánicas.
3. Metamorfismo
3. Metamorfismo
METAMORFISMODINÁMICO
METAMORFISMOTÉRMICO
METAMORFISMOREGIONAL
4. Rocas metamórficas
4. Rocas metamórficas
Los minerales de las rocas se pueden: Reorientar o reorganizar, sin cambiar de composición. Recristalizar, es decir, aumentar de tamaño. Formarse de nuevo al reaccionar entre sí los minerales de las
rocas preexistentes
Los nuevos minerales variarán dependiendo de: La composición mineralógica de la roca original El tipo de metamorfismo El grado de metamorfismo
4. Rocas metamórficas
Así pues, las rocas metamórficas se diferencian entre sí por su textura y por su composición mineralógica, que depende de la composición química de la roca original:
CUARCITAS METAMÓRFICAS
Areniscas cuarzosasArcillas Limolitas Areniscas
PIZARRAS
ESQUISTOS
GNEISES
Rocas silicatadas (cuarzo y otros silicatos)
SERIE DE LA ARCILLA
MIGMATITAS
Rocas carbonatadas(carbonato cálcico)
MÁRMOL
4. Rocas metamórficas (texturas orientadas)
4. Rocas metamórficas (texturas no orientadas)
4. Rocas Metamórficas
4.1. Usos de las rocas metamórficas
Mármol: esculturas, adornar monumentos, edificios y en cocinas, cuartos de baño, etc. No recomendable en exteriores.Gneises y esquistos: piedras ornamentales.Pizarras: tejados de países fríos y húmedos.Cuarcitas y pizarras cuarzosas: en construcción de muros, paredes exteriores y como áridos.
El ciclo de las rocas
La formación de las rocas con Gea
Interpretación de cortes geológicos
Interpretación de cortes geológicos
http://cienciasnaturales.es/ANIMACIONESGEOLOGIA.swf
http://www.bioygeo.info/AnimacionesGeo1.htm#Tectonica_placas
Geología
Actividades interactivas
Minerales
Magmatismo
Rocas
Volcanes y vulcanismo
Metamorfismo y rocas metamórficas
Ejercicios autocorrectivos sobre magmatismo
Ejercicios autocorrectivos sobre metamorfismo
http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material082/actividades/tecto_estructura/actividad.htmhttp://www.educa.madrid.org/web/cc.nsdelasabiduria.madrid/Ejercicios/Tema3_4eso/deformaciones.htmhttp://docentes.educacion.navarra.es/metayosa/1bach/tierraejer3.htmlhttp://www.educa.madrid.org/web/cc.nsdelasabiduria.madrid/ejercicios1b.htm#15http://ieslamadraza.com/webpablo/web4eso/2procesosinternos/guiaprocesosinternos.htmlhttp://ieslamadraza.com/webpablo/index.html