Resumen Petrología (Parte 1-3) - Petrología Ígnea

Escrito por: Gino Figueroa - contacto: ginofigueroa@geoaprendo.com

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La petrología es el estudio de las rocas, incluyendo su ocurrencia, relaciones de campo, estructuras, origen e historia (petrogénesis), y su mineralogía y texturas (petrografía).

Podemos dividir en dos clasificaciones: la petrología endógena (petrología ígnea y metamórfica) y la petrología exógena (petrología sedimentaria).

ESTRUCTURA QUÍMICA DE LA TIERRA:

- Núcleo: Aleaciones metálicas Fe-Ni. Núcleo externo líquido (sin ondas S), núcleo interno sólido. Diferenciación.

*Discontinuidad de Gutenberg: Se encuentra a 2900 kilómetros, formación del campo magnético terrestre, circulación de Fe-Ni fundido, desaparecen ondas S, y ondas P bajan su velocidad.

- Manto: Peridotitas (rocas ultramáficas). Manto superior de olivino y espinela, contiene una capa de baja velocidad en los 60 - 220 kilómetros. Zona de transición de espinela, perovskita. Manto inferior de incremento en las velocidades.

*Discontinuidad de Mohortovicic: Aumento velocidades P y S, limite entre corteza y manto, corteza oceánica = 10 kilómetros y corteza continental = 35-70 kilómetros.

- Corteza: Máfica (magnesio + fierro), félsica (feldespato + sílice), rica en Si, Al, K, Na, Ca. Dos tipos: oceánica y continental.

Oceánica: 10 kilómetros, promedio densidad 3 g/cm3, uniformemente estratificada, serie ofiolítica (Sedimentos, basaltos almohadillados, diques basálticos, gabros masivos, rocas ultramáficas).

Continental: 20 - 90 kilómetros, promedio densidad 2,7 g/cm3, composición variable (promedio = granodiorita).

ESTRUCTURA MECÁNICA DE LA TIERRA:

- Mesósfera: existen otras discontinuidades de las velocidades sísmicas, cambios isoquímicos de la mineralogía. Limite entre manto inferior y superior.

- Astenósfera: Capa de baja velocidades dentro del manto superior, tiene un comportamiento plástico. Sobre ella se mueven las placas tectónicas, roca parcialmente fundida.

- Litósfera: Estado sólido, incluye a la corteza + parte del manto superior, dentro de está se encuentra la discontinuidad de Moho. Posee un espesor típico de 100 kilómetros, capa de densidad más baja y velocidades más lentas (2,7 - 3 g/cm3 y 6 - 8 km/s), isoterma 1.300 °C.

GRADIENTE GEOTÉRMICO Y GENERACIÓN DE MAGMA:

Se piensa que proviene de una zona parcialmente fundida de la corteza o el manto superior (astenósfera). Si se forma en el manto superior es a partir de peridotitas; si es en la corteza oceánica, a partir de rocas basálticas y en la corteza continental, a partir de granitos. En condiciones secas no hay fusión de roca.

El magma se puede formar desde:


- Aumento de la temperatura: por el calor de los elementos radioactivos de la Tierra (no es global). En zonas de subducción (fricción entre ambas placas). En zonas de colisión continental (engrosamiento cortical; la base de esta corteza desciende a zonas profundas y se puede calentar). En zonas de subducción, la placa que subduce, también puede entrar a zonas profundas.

- Descenso de la presión: en las dorsales, tenemos un manto, que al ascender, se descomprime; si el ascenso fuera lento y se pudiera equilibrar con lo del alrededor, no llegaría a fundir porque también descendería la temperatura. Sólo cuando el descenso es adiabático (sin descenso de temperatura), puede dar lugar a que la roca funda (ascenso rápido en las dorsales). También hay corrientes de convección (puntos calientes o plumas), donde el magma asciende aisladamente; se dan en intraplaca.

- Mayor contenido en volátiles: en las zonas de subducción, el agua entra en las rocas del fondo oceánico, que se alteran dando lugar a fases hidratadas (anfíbol, micas), y cuando llegan a la zona de subducción, se calienta y se va perdiendo el agua que se libera y asciende hacia el manto entre ambas placas, produciendo un aporte significativo y continuo de volátiles, por lo que las rocas por encima, fundirán.

MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR:

Los mecanismos conocidos para la transferencia de calor en la Tierra son:
- Radiación: Conversión de la energía en calor. Eficiente en ambiente vacío o materiales transparentes.

- Conducción: Transferencia de energía cinética por vibración y contacto, molécula a molécula, no ocurre en el vacío.

- Convección: Movimiento de material con temperaturas contrastantes, que cambian su densidad.

- Advección: Calor transportado por el flujo de líquidos o cuerpos viscosos a las áreas circundantes más frías.

MINERALES FORMADORES DE ROCA:

- Olivino: Silicatos de Fe-Mg, términos extremos Forsterita (sólo Mg) y Fayalita (sólo Fe).

- Piroxeno: Silicatos ferromagnesianos, Fe-Mg (ortopiroxeno, Ca-Fe-Mg (clinopiroxeno).

- Anfíbol: Similiar a piroxeno pero incluye un grupo OH en su estructura.

- Plagioclasa: Aluminosilicatos de Ca-Na, Anortita, Bitownita, Labradorita, Andesina, Oligoclasa, Albita.

- Biotita: Mica oscura (K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2)

- Muscovita: Mica blanca (KAl2(AlSi3O10)(OH)2)

- Feldespato Potásico: KAlSi3O8, Ortoclasa, Microclina y Sanidina.

- Cuarzo: SiO2.

FORMACIÓN DE MAGMA Y AMBIENTES TECTÓNICOS:

- Ambientes anorogénicos. Zonas de rift continental
- Zona de dorsal oceánica
- Ambientes orogénicos. Arco de isla
- Margen continental activo
- Colisión continental
- Magmatismo post-colisional

TRANSPORTE DE MAGMA:

La habilidad para formar una película interconectada depende del ángulo dihedral. El primer melt siempre tiene composición eutéctica, elementos mayores constante hasta que uno de los minerales de la fuente se consume (elementos trazas no se comportan de esta manera).

Diapirismo: Traslado de material rocoso liviano y móvil a través o dentro de una secuencia de rocas suprayacentes. El diapirismo puede envolver sal de roca y evaportias asociadas, arcillas subcompactas y magmas. Gatillado por la diferencia de densidad, observado en rocas graníticas.

Fracturamiento: Producto del aumento de volumen, baja viscosidad, ascenso rápido y evitar enfriamiento.

EVOLUCIÓN DEL MAGMA:

- Diferenciación: Grupo de procesos ígneos a través de los cuales se pueden formar dos o mas magmas.

a) Fraccionamiento de líquido y/o cristales: separación de una fase sólida como producto final, a partir de un producto original que es una fase líquida. Esto genera la serie de Bowen.

*Asentamiento gravitacional: estratificación dentro de la cámara magmática, cristales más densos quedan en el fondo.

b) Inmiscibilidad de los líquidos: en una cámara magmática pueden ocurrir dos magmas que se separan y nunca se mezclan: un magma pobre en sílice y otro rico en sílice.

c) Transporte de volátiles: separación de cristal y líquido desde el vapor, el agua que puede ser incorporada por la estructura de minerales no se encuentra presente porque escapo a la fase volátil.

d) Difusión: transporte de iones o de distintos elementos dentro del magma, conexión interna que produce que ciertos elementos se acumulen en sectores de la cámara.

- Mezcla de magmas:

a) Mixing: homogenización de composiciones muy diferentes, resulta una composición intermedia.

b) Mingling: yuxtaposición física de composiciones contrastantes con poca o sin homogenización química.

- Asimilación: incorporación de la roca de caja al magma.
*Xenolito: trozo incorporado en el magma de la roca de caja.
*Enclave: trozo incorporado en el magma que pertenece al mismo, pero es menos diferenciado.

REFERENCIAS:

• Universidad autónoma de Chihuahua, 2011. Apuntes de la cátedra de petrología y petrografía ígnea.
• Universidad Andrés Bello, 2014. Cátedra de Petrología.