Introdução. Importância - 70 % das rochas da crosta terrestre são formadas a partir de magma

Introdução

• Importância - 70 % das rochas da crosta terrestre são formadas a partir

de magma

• Definições

Rochas ígneas = rochas formadas através da cristalização de magma

Magma _≈ “rocha fundida” termo impreciso

Magma = mistura complexa de substâncias que estão parcialmente no estado de fusão, suficiente flúida para apresentar uma mobilidade

relativamente elevada.

• O magma é consituído de:

– Fração líquida = material rochoso fundido

– Fração sólido = minerais cristalizados, ou fragmentos de rochas – Fração gasosa = elementos voláteis dissolvidos na fração líquida –

principalmente H₂O e CO₂

O magma

• Ele é à origem da crosta:

– oceânica nas dorsais oceânicas

– terrestre nas zonas de subdução e nos pontos quentes (“hot spot” = vulcanismo intra-placa independente do movimento das placas)

• Ele é a fase última de qualquer rocha pelo processo de

fusão em profundidade, sob altas pressão e temperatura

Ponto de partida e ponto de chegada das rochas,

ele constitui o coração do ciclo das rochas

O magma: composição

• As soluções complexas constituindo o magma podem ocupar vastos espaços, chamados câmaras magmáticas

• Compostos pouco voláteis (líquidos): percentagens numa faixa limitada

0-10% 0-4% K₂O 0-11% 2-5% Na₂O 0-16% 0-7% CaO 0-25% 0-4% MgO 0-13% 0-4% FeO- Fe₂O₃ 3-25% 13-19% Al₂O₃ 30-80% de 45 á 70% SiO₂ 99% das rochas ígneas possuem... 60% das rochas ígneas possuem.. Óxidos

• Elementos voláteis: água, e em quantidades menores: CO₂, CO, H₂, N₂, SO₂, S₂, SO₃, HCl, H₂S, dentro de outros

• Predominância de silicatos (minerais com base de silício).

• Tetraedro SiO₄: isolados, cadeias, placas...

Magma básicos: baixo percentagem de SiO₂, maior quantidade de tetraedros isolados _ magma mais flúido (menos viscoso)

Magma ácidos: alto percentagem de SiO₂, maior quantidade de cadeias e placas de tetraedros _ magma mais viscoso (menos flúido)

• A combinação entre os diferentes elementos (cristalização) obedece às leis da termodinâmica química, ocorre numa cronologia e ordem precisa

• Assim, o número de minerais que formam as rochas ígneas é bastante limitado

• Elementos alcalinos: Na+_-K+

• Elementos alcalinos-terrosos: Ca2+_-Mg2+_-Fe2+

 A presença (ou valor alto) de alcalinos coindice com a ausencia (ou valor baixo) de alcalino-terroso, e vice-versa

O magma: composição

Origem do magma?









o MANTO, cuja composição é suposta homogênea

O magma: cristalização

No entanto, as rochas ígneas

de

composição

química

diferentes



De

onde

vem

esta

diferenciação?

A cristalização

A matéria existe sob três estados: sólido, líquido e gasoso. Os dois fatores que controlam o estado da matéria são a pressão e a temperatura.

Este diagrama é chamada um diagrama de fase, neste caso da água pura H₂O.

O magma: cristalização

Ebulição no alto das montanhas (P menor)

Água ou sistema saturado em água

A cristalização

Diagramas de fase foram construídos para todos os minerais

Muito úteis para conhecer o estado destes minerais sob diferentes condições de pressão e temperatura (condições P-T) ocorrendo no interior da crosta terrestre e do manto.

Para uma dada condição P-T, cada mineral tem o seu próprio ponto de fusão (passagem do sólido ao líquido) que também corresponde a seu ponto de

cristalização (passagem do líquido ao sólido)

Vários minerais da crosta terrestre cristalizam a partir de um magma.

O magma: cristalização

A cristalização fracionada

5) Cristalização de minerais cujo ponto de cristalização corresponde a nova condição P-T

4) O magma sobe (junto os primeiros minerais) -Diminuição de P e T

3) Cristalização de minerais cujo ponto de cristalização corresponde a esta condição P-T

2) Introdução na crosta terrestre (pode subir

porque material menos denso porque quente),

diminuição da pressão e resfriamento progressiva

1) Temperatura do manto superior – 1200oC _ fase líquida, não há minerais

MOHO 1200o_C

800o_C

A cristalização fracionada

Exemplo de um magma que esfria numa câmara magmática

Câmara magmática Formação de cristais Rocha ígnea “A”

O magma: cristalização

A cristalização fracionada

Exemplo de um magma que esfria numa câmara magmática

Série discontínua de Bowen

O magma: cristalização

Magma máfico

O magma máfico contém minerais escuros que são silicatos de ferro e magnésio. Os minerais comuns são olivina, pirôxeno, hornblenda e amfibola.

Estes minerais formam rochas como basalto ou gabro.

Magma intermediário

Chamado também de magma andesítico. Os minerais cristalizados são hornblenda, pirôxeno, felspato, muscovita, quartz, e biotita. Rochas oriundas do magma intermédiario: sinetia, trachita

O magma: cristalização

Magma félsico

Os minerais constituintes são ricos em silica e em

alumínio, geralmente de coloração clara

O magma: fusão parcial

 A fusão parcial é o mecanismo inverso da cristalização fracionada

 Quando uma rocha já formada (qualquer rocha) é submetida de novo às altas temperaturas, uma parte vai ser fundida, formando de novo um magma

 De acordo com a série de Bowen, os primeiros cristais a dereter vão ser muscovita, felspato e quartz

 O magma oriunda da fusão parcial será um magma félsico.

 Se este magma tornar a solidificar de novo, terá formação de um novo tipo de rocha (rocha félsica)

Rochas ígneas

Classificação pela composição

Rochas félsicas

+ originárias de magma félsico + rochas ácidas (teor de SiO₂>52%)

Exemplos: granito, riolito

Rochas máficas

+ originárias de magma intermédiario a máfico + rochas básicas (45< teor de SiO₂<52%)

Exemplos: diorita, andesita

Rochas ultramáficas

+ originárias de magma ultrabásico + rochas ulrabásicas (teor de SiO₂<45%)

Rochas ígneas

Classificação pela textura

Vulcanismo

Vulcão: deus romano do fogo

Magmatisma de superfície formando vulcões. Formação extrusiva das rochas.

A rapidez da solidificação do magma leva a formação de rochas de textura afanítica, isto é sem cristais (matrice vitrosa)

Exemplos:

Exemplos: riolitariolita, , andesitaandesita, basalto, basalto

Plutonismo

Plutão : deus romano dos infernos subterrâneas Magmatismo subterrâneo formando plutões. Formação intrusiva das rochas.

A lenta solidificação do magma leva a formação de rochas de textura fanerítica, com cristais distintos ao olho nú)

Exemplos:

Exemplos: granito, granito, dioritodiorito, , gabrogabro

Rochas ígneas - resumo

EXTRUSIVA

INTRUSIVA

ORIGEM TEXTURA

Afanítica

Fanerítica _{GRANITA DIORITA GABRO PERIDOTITA}

BASALTO ANDESITA RIOLITA Olivina Pirôxeno Plagioclase Amfibola Biotita Felspato-K Quartz

Rochas ígneas - resumo

EXTRUSIVA

INTRUSIVA

Afanítica

Fanerítica _{GRANITA DIORITA GABRO PERIDOTITA}

BASALTO ANDESITA

RIOLITA

Félsico Intermediário Máfico Ultramáfico

•

Magmatismo de dorsal/rift

•

Magmatismo de subducção

•

Magmatismo de ponto quente

Magmatismo de dorsal

• Dorsais oceânicas: zonas muito importantes onde ocorre o magmatisme. A litosfera se genera perpetualmente

• Tem fusão parcial do manto, formado de peridotita, devido ao acúmulo de calor abaixo da dorsal.

• Índices indiretos da origem do magma:

 

 Grandes cadeias de montanhas onde podem ser achados

fragmentos de litosfera oceânica (ofiólitos). Na base destes fragmentos, acha-se peridotitas.

 

 Composition química da crosta oceânica. A fusão parcial das peridotitas explica esta composição.

Magmatismo de dorsal

Magmatismo de dorsal

3 km

15 km

Basalto (Rocha vulcânica)

Complexo em filão

27 km 15 km

Complexo em filão

Gabro litificado (Rocha plutônica)

Magmatismo de zona de subducção

Arco insular

Magmatismo de zona de subducção

Arco continental

C ro s ta M a n to S u b s tr a to d o a rc o L it o s fe ra a fu n d a n d o n to + c ro s ta S e d im e n to s ( 1 ) G a b ro s ( 3 ) B a s a lt o s ( 2 ) ro fu n d id a d e ( k m )

1- Misturas de magmas: o magma de origem mantélica

provoque durante sua ascensão um aumento da temperatura na base da crosta. Isto pode levar a fusão parcial da crosta. Os magmas oriundos do manto e da base da crosta se misturam

2- Incorporação de elementos químicos da crosta e do manto atravessados – Fenômeno de contaminação. Na presença de uma crosta oceânica, as

rochas formadas são menos ricas em silício do que na presença de uma crosta continental espessa

3- Fusão parcial do manto. Formação de um magma

basáltico e/ou andesítico

Magmatismo de ponto quente

O magmatismo de ponto quente é responsável pela formação

dos vulções

intraplacas, principalmente dos vulcões

intraplacas oceânicos, como aqueles do Pacífico.

Astenosfera Litosfera Magma máfico Lava andesítica