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Petrología y rocas ígneas

Geosistemas ID 026671

Juan C. Benavides

Winter, John D. Principles of igneous and metamorphic petrology. Vol. 2. New York: Prentice Hall, 2010.

Las rocas

• Roca es un agregado de uno mas minerales

– Ígneas

– Metamórficas

– Sedimentarias

Las rocas

Magma y sus derivados

• La petrología de rocas ígneas es el estudio del magma y sus derivados

• El origen de las rocas ígneas es la cristalización del magma fluido

• El estudio de la formación de rocas ígneas solo en volcanes

http://danielwildi.com/wp-content/uploads/2012/11/Basalt_small_.jpg

Historia

• Magma una pasta que quedaba de la evaporación de las rocas (Dolomieu 1794)

• Plutonismo-James Hutton – Magma subterraneo forma

los depósitos de basalto

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/41/Cathedrale_vue_de_montjuzet_detail.jpg

Catedral de Notre Dam, Clermont

Tipos de rocas igneas

• Rocas extrusivas– Magma sale a la

superficie y se enfriarápidamente

– Volcanes

• Rocas intrusivas (plutónicas)– Magma permanece

debajo de la superficie y se enfría lentamente

http://static1.squarespace.com/static/51bbeba5e4b0510af19f26f7/t/51dc5285e4b083e539ef0117/1373393552981/extrusive-and-intrusive-rocks.jpg

Criterios para identificar una roca ígnea

• Criterios de campo

– Contexto

– Efectos de contacto

– Volcanes

Propiedades del magma

• Tres componentes

• Líquidos

• Solidos– Minerales silicatos

• Volátiles– Vapor de agua

– CO2

– SO2

Textura• Descripción de la

apariencia de la roca con minerales de diferente:

– Tamaño

– Forma

– Arreglo

Cristalización del magma

• Enfriamiento produce el arreglo sistemático y ordenado de los iones

• Los minerales silicatos se organizan de una manera predecible

• Textura

– Organizacion diferencial de los diferentes granos

– Granos grandes a mayor temperatura

– Granos pequeños al final del enfriamiento

Textura

• Tamaño del cristal determinado por:

– Porcentaje de sílice (SiO2)

– Gases disueltos en el magma

– Tasa de enfriamiento

• Lento: pocos cristales muy grandes

• Rapido: numerosos cristales pequeños

• Super rápido: vidrio volcánico

http://www.technology.org/texorgwp/wp-content/uploads/2015/10/Zircon_Arabie_S%C3%A9oudite-698x540.jpg

Criterios texturales

• Entrelazamiento de cristales de minerales– Cristales crecen dentro del

magma sin límite hasta cierto punto

– Cristales vecinos obstruyen el desarrollo de cristales existentes

– Nuevos cristales se desarrollan a temperaturas mas bajas

– Secuencia de cristalización

http://www.brooklyncollegegeology.com/fourth/images/phaneritic1.jpg

Textura• Rocas afaniticas (grano fino)

• Rocas faneríticas (grano grueso)

• Rocas porfiriticas (mezcla de granos)

• Vidriosas (sin granos)

• Piroclastos

• Pegmatitas

• Lava Aa

• Lava Pahoehoe

Textura• Rocas afaniticas (grano fino)

– Enfriamiento rápido

– Cristales microscópicos

– Vesículas (de las burbujas de gas)

• Rocas faneríticas (grano grueso)

– Enfriamiento lento

– Cristales visibles

TexturaRocas faneríticas (grano grueso)Rocas afaniticas (grano fino)

Textura• Rocas porfiriticas

– Fases de enfriamiento

– Minerales se forman a diferentes temperaturas

– Cristales grandes en una matriz de cristales pequeños

Textura• Piroclastos (tefra)

– Fragmentos producidos por erupciones volcánicas

– Parecen rocas sedimentarias

• Pegmatitas

– Rocas con granos gruesos

– Se forman en las fases finales del enfriamiento de magma graníticos

http://kawartharockandfossilclub.com/wp-content/uploads/2013/10/pegmatite-093.jpg http://www.pitt.edu/~cejones/GeoImages/2IgneousRocks/IgneousTextures/9Pyroclasticz/TuffOneFullRock.jpg

Textura• Piroclastos (tefra)

– Fragmentos producidos por erupciones volcánicas

– Parecen rocas sedimentarias

• Pegmatitas

– Rocas con granos gruesos

– Se forman en las fases finales del enfriamiento de magma graníticos

Photo Courtesy USGS Hawaiian Volcano Observatory

Composición química• Compuestas de silicatos

• Oscuras

– Silicatos ferromagnésicos

– Olivino, piroxeno, biotita

• Claras

– Silicatos no ferromagnésicos

– Cuarzo

– Moscovita

– Feldespatos

Composición química

Granitos vs basaltos

• Granitos

– Colores claros

– Felsicos=feldespato+cuarzo

– Alta proporción de silica (SiO2)

– Corteza continental

Granitos vs basaltos

• Basaltos

– Colores oscuros

– Feldespatos ricos en calcio

– Maficos=magnesio+hierro

– Alta densidad

– Corteza marina e islas volcánicas

Otros tipos de rocas ígneas

• Intermedias– Andesitas

– 25% de ferrosilicatos

• Ultramaficas– Alta concentración

de magnesio y hierro

– Silicatos ferromagnesicos

Composición química ígnea • Contenido de Silica

(SiO2)

– 45-72% en corteza

– Afecta comportamiento del magma

– Magmas graníticos

• > (alto) SiO2

• viscoso

– Magmas basálticos

• < (bajo) SiO2

• fluidos

http://www.gso.uri.edu/lava/Viscosity/viscosity.html

Clasificación de rocas ígneas por composición y textura

El origen del magma

• Magma a partir de roca solida

• Temperatura aumenta con la profundidad

– 20-30C por Km

• Rocas en la parte baja de la corteza y alta del manto están cerca a los puntos de fundición

Winter, John D. Principles of igneous and metamorphic petrology. Vol. 2. New York: Prentice Hall, 2010.

El origen del magma• Presion

– Altas presiones aumentan la temperatura necesaria para fundir la roca

• Volatiles– Agua disminuye la

temperatura a la cual se funde la roca

– Corteza oceánica se funde mas rápido que la corteza continental

Winter, John D. Principles of igneous and metamorphic petrology. Vol. 2. New York: Prentice Hall, 2010.

Evolución del magma

• Un solo volcán produce diferentes tipos de lava

• Cada erupción volcánica tiene una marca geoquímica única (distribución única de elementos)

• Serie de reacción de Bowen

– Los minerales se cristalizan de una manera sistematicadependiendo de sus puntos de fundición

– Durante la cristalización la constitución química del magma cambia

Evolución del magma-Bowen

Textura de las rocas ígneas

https://s-media-cache-ak0.pinimg.com/originals/61/dd/d0/61ddd0c94f259dbdc87a6e1d98c1c33f.jpg

Evolución del magma

• Diferenciación magmática

– Separación de una fundición de cristales formados previamente

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/06/Fractional_crystallization.svg/2000px-Fractional_crystallization.svg.png

Evolución del magma

• Asimilación

– Cambio en la composición del magma al incorporar las rocas vecinas

http://rallen.berkeley.edu/teaching/F04_GEO302_PhysChemEarth/Lectures/lec9.pdf

Evolución del magma• Mezcla

– Magmas de diferente origen o estado se mezclan y producen un magma diferente

Plutonismo

• Distribución de magmas en la corteza

Winter, John D. Principles of igneous and metamorphic petrology. Vol. 2. New York: Prentice Hall, 2010.

Tipos de magma

Magmas basálticos

– Rocas ultramáficas de la corteza oceánica

– Erupciones de magma basáltico son comunes en la tierra

http://www.geology.sdsu.edu/how_volcanoes_work/Images/Lava/Deccan_Hetu_l.jpg

500.000 km22.000 m grosor

Tipos de magma

• Magmas andesiticos

– Interacción de magmas basálticos y corteza continental

– También por diferenciación magmática

https://continentalriff.files.wordpress.com/2012/03/image4.jpg

Tipos de magma

• Magmas graniticos

– Al final de la cristalización de magma andesitico

– Son viscosos y no alcanzan a llegar a la superficie

– Estructuras plutonicas

https://continentalriff.files.wordpress.com/2012/03/image4.jpg

Rocas ígneas en el paisaje

http://rallen.berkeley.edu/teaching/F04_GEO302_PhysChemEarth/Lectures/lec9.pdf

Stock

Rocas ígneas en el paisaje

• Dique: lamina de magma que corta a través de otras rocas en un angulodiferente

• Lacolito: Intrusión laminar que deforma estratos superiores

• Sill: intrusión tabular de magma entre capas de roca concordante

http://rallen.berkeley.edu/teaching/F04_GEO302_PhysChemEarth/Lectures/lec9.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=6loGYTCBVqo

Rocas ígneas en el paisaje• Batolito: porción

considerable de rocas ígneas que se forma cuando el magma se enfriadentro de la corteza terrestre

• Stock: batolito de menos de 100 km2

http://rallen.berkeley.edu/teaching/F04_GEO302_PhysChemEarth/Lectures/lec9.pdf

Otros batolitos famosos

Otros batolitos famosos

https://en.wikipedia.org/wiki/Mount_Rushmore#/media/File:Mt._Rushmore_Early_Morning.jpg

Y el mas famoso de todos

La piedra del Peñol

La roca mas antigua de la tierra

• Zircon 4.4 Billones de años

• Granito que tomo 100 m.a. en enfriarse

• La roca rodeando los cristales de zircón fue erosionada

• Zircones depositados en sedimentos

http://www.senckenberg.de/images/content/forschung/abteilung/zoologie/palaeozoolgeologie/forschung_1en_landeskrone-profil.jpg

La roca mas antigua de la tierra

• 160 m.a. luego de la formación de la tierra

http://http://news.nationalgeographic.com/content/dam/news/photos/000/768/76887.adapt.590.1.jpg

Rocas ígneas en Colombia

http://www.mat.unb.br/~ayala/geocol2.gif

Clasificación de las rocas ígneas

• International Union of Geological Sciences (IUGS)

• Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks (1960)

• Clasificación basada en componentes minerales

Winter, John D. Principles of igneous and metamorphic petrology. Vol. 2. New York: Prentice Hall, 2010.

Clasificación de las rocas ígneas

Winter, John D. Principles of igneous and metamorphic petrology. Vol. 2. New York: Prentice Hall, 2010.

Clasificación de las rocas ígneas

Winter, John D. Principles of igneous and metamorphic petrology. Vol. 2. New York: Prentice Hall, 2010.

Rocas ígneas faneriticas con mas de 10% de cuarzo