Geología

Procesos geológicos

Se denomina cristalización fraccionada a un proceso geológico idealizado donde cristales formados en un magma dejan de interactuar químicamentecon el magma.¹ Magma basáltico puede producir rocas distintas al basalto como la andesita, dacita y riolita mediante cristalización fraccionada, aunque la asimilación de rocas de la corteza también juega un rol importante en formación de estas rocas.

Principios de la cristalización fraccionada en un magma. Durante el enfriamiento la composición de un magma vaevolucionando porque, a partir de la masa fundida, cristalizan sucesivamente minerales diferentes. 1: cristaliza olivino; 2: cristalizan olivino y piroxeno; 3: cristalizan piroxeno yplagioclasa; 4: cristaliza plagioclasa. En el fondo de la cámara magmática se va formando un cúmulo de cristales.

Diferenciación por cristalización -Cristalización de un magma de silicatos Términos y Definiciones: Diferenciación: formación de magmas parciales de distintas composiciones. Fraccionamiento: separación de los minerales cristalizados del magma restante por gravitación por ejemplo. A partir del magma los cristales de silicatos se forman sucesivamente cuando la temperatura del magma llega a la temperatura de fusión típica para cada tipo de cristal. Los primeros cristales formados a altas temperaturas después pueden cambiar su composición o pueden disolverse nuevamente. De tal modo los cristales ya formados contribuyen con sus iones, moléculas y átomos al magma y se combinan nuevamente formando nuevos cristales cuya temperatura de fusión es más baja que la de los primeros cristales formados. Se dice que los nuevos cristales son estables a las temperaturas más bajas establecidas ahora. Estos procesos de cambio se llaman reacciones. Como ocurren varias reacciones sucesivas conforme disminuye la temperatura del magma la serie ordenada de reacciones se llama la serie de BOWEN en honor al científico estadounidense que formuló este concepto. Se distingue dos tipos de reacciones, la reacción continua y la reacción discontinua. Por reacción continua un cristal formado a altas temperaturas como una plagioclasa rica en el componente Ca2+ varía gradualmente su composición reemplazando una porción de los iones de Ca2+ por los iones de Na+ y una porción de los iones Al3+ por los iones de Si4+. Para mantener su neutralidad el reemplazo de Ca2+ por Na+ está acoplado con el reemplazo de Al3+ por Si4+. La serie de reacción continua parte de la plagioclasa rica en Ca2+, pasa por varias plagioclasas de composición intermedia hacia la plagioclasa rica en Na+. Por reacción discontinua un cristal máfico formado a alta temperatura reacciona con el liquido restante, una porción de los cristales formados a alta temperatura se disuelve y sus iones constituyen juntos con otros iones del magma otro mineral más rico en Si y estable a una temperatura más baja que la del primero mineral cristalizado. La serie de reacción discontinua inicia con la cristalización de olivino pasa hacia el piroxeno seguido por el anfíbol seguido por la biotita. La serie de BOWEN incluye las dos ramas convergentes de las series continua y discontinua. La plagioclasa rica en Na+ cristaliza casi simultáneamente con la biotita. Ambos siguen el feldespato alcalino, la moscovita y el cuarzo en el orden de la temperatura disminuyéndose. Considerando la estructura cristalina de los minerales máficos de la serie de reacción discontinua se observa a altas temperaturas la cristalización de las estructuras de tetraedros de (SiO4)4 - sencillas y con la temperatura sucesivamente disminuyéndose las estructuras de tetraedros de (SiO4)4 - se vuelven más complejos. El olivino, cuya estructura se constituye de los tetraedros de (SiO4)4- independientes cristaliza al primero a las temperaturas más altas, seguido por el piroxeno con cadenas simples de tetraedros de (SiO4)4-, seguido por el anfíbol con cadenas dobles de tetraedros de (SiO4)4 - y al final se forma la biotita con su estructura compleja de láminas de tetraedros de (SiO4)4 -.  Se distinguen algunos pocos tipos primarios de magmas como por ejemplo el magma basáltico. Entre otras causas la diferenciación magmática se debe al descenso de los cristales precipitados temprano y de mayor densidad en comparación con el magma restante, tales minerales como olivino, piroxeno y espinela. El descenso de estos cristales es en gran parte un efecto de la gravitación. Por esto se habla de una diferenciación gravitativa. Los cristales precipitados temprano se acumulan en el fondo de la cámara magmática. La acumulación de los cristales se denomina cúmulos. Los cúmulos son ricos en los elementos Mg, Fe, Cr y Ni. El magma restante es rico en los elementos Si, Al, Na y K. Ocasionalmente algunos minerales relativamente livianos precipitados tempranos se separan del magma restante más denso y suben hacia arriba. Este proceso se ha observado en la chimenea del volcán Vesuvio, Italia, donde los cristales menos denso de leucita se precipitaron temprano, se separaron del magma restante más denso y subieron. Durante un enfriamiento paulatino del magma el proceso de la diferenciación gravitativa entre el cúmulo de cristales y el magma restante puede ocurrir varias veces supuesto que los cristales sean separados del magma restante. Las fábricas de cúmulo están realizadas principalmente en los cuerpos plutónicos máficos y ultramáficos y se las llaman 'layered intrusions' o es decir intrusiones estratificadas. La 'layered intrusion' la más grande es el complejo de Bushveld, África del Sur y es un cuerpo magmático de 450 x 350km de 9 km de espesor, compuesto de estratos de peridotita, piroxenita, gabro, norita y anortosita. En su parte inferior se sitúan 15 bandas de cromita de espesores hasta 1m suprayacentes por 25 bandas de magnetita. Otros cúmulos son la intrusión de Skaergard en Groenlandia y el complejo de Stillwater en Montana, EE.UU..		Apuntes Geología GeneralContenido Índice de términos ◄════► Capítulo 4 Intro: Las rocas ígneas Diferenciación y Bowen Secuencia magmática Denominación por SiO2Diagrama STRECKEISEN Clasificación por máficos Nombres especialesintrusivas hipabisales volcánicas piroclásticas Geoquímica  magmática Contenido I. Introducción 1. Universo - La Tierra 2. Mineralogía 3. Ciclo geológico ►  4. magmático 5. sedimentario 6. metamórfico 7. Deriva Continental 8. Geología Histórica 9. Geología Regional 10. Estratigrafía - perfil y mapa 11. Geología Estructural 12. La Atmósfera 13. Geología económica Depósitos Minerales Intramagmático Trabajos históricos Walther (1908) - Formación de un granito (diferenciación)
Fig. Serie reacciones de Bowen	La formación de magmas parciales se explica por   a)  La diferenciación gravitativa  b)  El principio de reacción de BOWEN (véase figura izquierda): Las reacciones de los minerales cristalizados temprano con el magma restante se puede describir esencialmente con los dos siguientes sistemas sencillos de modelo:  Forsterita (Mg2SiO4) - SiO2 apropiado para los minerales máficos como olivino y piroxeno:  Cristalización del olivino  →  separación parcial del magma restante por gravitación (acumulación del olivino en el fondo de la cámara magmática) o por la formación de una aureola de piroxeno alrededor del olivino, la cual funciona como un escudo de protección impidiendo que el olivino reaccione con el magma →  magma restante enriquecido en SiO2 y en Fe2+, más pobre en MgO respecto al magma originario →   descenso de la temperatura →   formación de (Mg, Fe) piroxeno →  (Mg, Fe) Ca-piroxeno → hornblenda → biotita. Los minerales cristalizados relativamente tarde como hornblenda y piroxeno incorporan grupos de OH en su estructura.	Bibliografía / Citas Módulo de citas Magma - Petrografía de rocas ígneas general
Factores importantes de la diferenciación del magma son: - la temperatura, - la composición del magma restante variándose, - la presión parcial del gas de H2O a partir de la cristalización de los minerales caracterizados por grupos de OH.      véase: Basalto / Andesita / Traquita / Riolita / Gabro / Diorita / Sienita / Granito  El contenido mineral modal de las magmatitas varia ampliamente con los contenidos en los óxidos. La variabilidad de las rocas magmáticas se basa en los procesos de su formación mencionados en lo siguiente: a) Formación de magmas primarios diferentes en el manto superior. b) Formación de magmas en la corteza oceánica profundamente hundida. c) Diferenciación de estos magmas por cristalización fraccionada. d) Interacción de los magmas de origen profundo con las rocas de la corteza terrestre y su evolución por medio de diferenciación y otros procesos. la cristalizacion fraccionada:a mdida ql magma s enfria,sus cmponnts comienzan a cristalizar y ls gass qcntienn s cndnsan.ls minrsals n cristalizn al msmo tiempo sino sucsivamnt,amdida q la tmp y la prsion qdan x dbajo d lasd sus punts d fusion.(cristalizacion fraccionada) y acq en cualkier momnt dla consolidacion dun magma, coexistan 1a fase solida(fromada x minrals cn punts d fusion +lvads qla tmp.ala q s encuentral magma)y 1a fase likida(frmada x minrals fndi2,agua y gass)-difrnciacion magmatica:sil magma prtnc en rposo y ls cristals no s sparan a mdida q s frman la roca fnal tndra lamisma composicion ql magm.pro lo + frcuent sqs sparn ls fass solidas o migrn flui2 atravs ed fisuras yql likido magmatico rsidual qd emponbrcido en lslmnts ya cristaliza2.(difrnciacion magmatica)da lugar a magm dstints dls originals.-laasimilacion dla roca encajant:cuandol magma calient fnd ls rcas encajants dlas pards dlacamara magmatica,ls componnts d stas s incorxan al magma,lo qprovoca q cambie su composicion qmka original.-lamzcla d mag+:si 2 camaras magmatcas d magms d difnt composicion s comunican,ls mag+ s mzclan, y s originan 1 magma nuevo cn 1a cmposicion difrnt ala dls originals.Tipos de erupcions y edificios volcanicos:-Diferenciacion xmigracion de fluids-asimilacilon(fragments asimilads delaroca encajante)-mezcla magmatica-diferenciacion x separacion de las fases solidas.los efects del metamorfimo:-cambios en la textura:esel conjunto de caracteristicas relacionads cn el tmaño y la frma delos cristals o grans qlaconstituyen.Los prncipls cambios q provoca el metamorfsmo en la textura delas rocas se debea un aumento dela presion y afectan ala orientacion dels minerals yasu empaketamiento.-cambios en la estructura:esla dstribucion deloso cristales dentro dela roca.Las estrc tipicas delas rcas metamorficas tb se debn a ls aumnts de presion yse denomnan foliacion(tipo de estrct q cnsiste en 1a orientacion en laminas delos minerals q cmponen la roca.Grads de foliacion:-esqistosidad: mas ondulada ylos cristals son de mayor tmaño.se produce con 1 metamorfsmo de mayor intensidad-Gneísica:tiene lugar en casos de metamorfismo muy intenso.Los cristales se agrupan em bandas alternas de colors claros y oscuros,entre las q se disponen cristales de mayor tamañoqel resto-pizarrosidad:los crsitals definen 1a estructura hojosa.Metamorfsmo de untensidad baja.- Cambios enla mineralogia: ls minerals de las rocas smetidasa metamrfismo se vuelven inestabls,demanera q se rmpen ls enlacs entre ls atomos yse liberan iones q pueden reaccionar entre si y con las estructuras delos minerals y ocasionar 3 tipos de cambios:-cambios isokimicos:originan cristals cnla msma composicion kimica pro cn diferents reds cristalinas(polimorfos)-Recristalizacion:provoca el aumento del tamñode ls crstales(blastesis)qtenia la roca original.-Formacion de nuevos minerals:debid als cambios kimics producids xls fluids circulars,q,al aportr iones nuevos generan minerals cn composicions dferent alas del origen.Los tips de metamorfsmo:-decontacto:seproduce x aument dela temp.Seorigina cuand 1magma asciende y se emplaza en 1a zona.las rocas dels alrededres sufren alteracionesdebido al calentamiento direct cnel magma.Este metamorfism selimita ala zona de cntacto y forman las denominadas aureolas metamorficas enlas q las rocas aparecen +alteradas cuant mayor es la temp dl magma y cuant +cerca an estad del durant el proceso.-regional:xel efecto simultaneo de1 aument dela presion y dela tmp durant largs perpiods de tiempo.Afecta a grands areasdela corteza terreste como znas de subduccion u orogens de colision.Laintensidad de est metamfsmo es muy variable y depend de su localizacion.lamyor parte dels rocas metamrfcas se originan x este tipo de metamorfsmo.-dinamico:el fact dominant esla presion.Seprodce en zonas de falla cn mivimients entre ls blokes.