Magmatismo e rochas Magmáticas Susana Prada. Modo de jazida das rochas magmáticas. Rochas magmáticas: resultam da consolidação do magma

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1 Magmatismo e rochas Magmáticas Susana Prada Rochas magmáticas: resultam da consolidação do magma Magma: mistura de rocha fundida, gases dissolvidos (H 2 O, CO 2, SO 4, etc) e cristais (que não chegaram a fundir e/ou cristalizados precocemente) Ambiente magmático: caracterizado por T elevadas > 600 C e P variáveis em função da profundidade Lava: magma parcialmente desgaseificado que atinge a superfície Modo de jazida das rochas magmáticas PLUTÓNICAS ou INTRUSIVAS: consolidam lentamente em profundidade, muito abaixo da superfície, a altas temperaturas, constituem grandes intrusões magmáticas do tipo batólitos e lacólitos. Têm textura fanerítica ou granular.

2 Rochas intrusivas da Madeira: Gabros do Porto da Cruz HIPABISSAIS: consolidam em intrusões de menores dimensões, situadas mais perto da superfície, em chaminés vulcânicas, filões ou diques, soleiras - filão camada. Têm textura afanítica.

3 VULCÂNICAS ou EXTRUSIVAS: consolidam rapidamente, à superfície. Podem ser subaéreas ou submarinas. Podem ter textura afanítica, vesicular ou vítrea. Rochas vulcânicas Erupções EFUSIVAS Erupções EXPLOSIVAS EFUSIVAS: Escoadas, são fluxos de lava EXPLOSIVAS: Piroclastos, os salpicos de lava projectada

4 Texturas das rochas magmáticas FANERÍTICA: resulta de um arrefecimento lento do magma (centenas a milhares de anos), em profundidade. Os minerais crescem o suficiente para serem vistos macroscópicamente. Todos os componentes da rocha se individualizam a olho nu (>1mm) AFANÍTICA: resulta de um arrefecimento rápido do magma à superfície (dias a semanas). Os minerais não têm tempo suficiente para crescer, são microscópicos. Os constituintes não se individualizam nem com lupa VÍTREA: se o arrefecimento for muito rápido (horas a dias) os elementos constituintes não têm tempo para se organizarem sob a forma cristalina, o resultado são rochas amorfas, os vidros vulcânicos Obsidiana VESICULAR: textura especial típica das rochas vulcânicas que arrefeceram rapidamente a partir de um magma que continha muitos gases. Resulta da libertação dos gases que se expandem, dentro da massa viscosa de lava, originando cavidades de forma sensivelmente esférica Pedra pomes

5 PORFÍRICA: fenocristais (cristais grandes) destacados de uma matriz mais fina, fanerítica ou afanítica. Implica dois tempos de cristalização Composição mineralógica Minerais mais comuns nas rochas magmáticas Cor das rochas magmáticas (função da % minerais máficos presentes na rocha) LEUCOCRATAS: < 35% máficos MESOCRATAS: entre 35 a 65% máficos MELANOCRATAS: entre 65 e 95% máficos ULTRAMÁFICAS: > 95% máficos

6 % sílica total (SiO2) na rocha magmática Rochas ácidas: > 65% Rochas intermédias: 65 e 52% Rochas básicas: 52 e 45% Rochas ultrabásicas: < 45% É o somatório da sílica incorporada nos silicatos e no quartzo, quando este existe, é determinada por análise química Como se origina um magma 1. Por descompressão ( pressão) 2. Por perturbação térmica ( temperatura) 3. Por adição de voláteis (+ H2O) 1. Descompressão A convecção do manto faz ascender materiais oriundos de zonas mais profundas para a superfície onde a pressão é menor. A diminuição da pressão provoca a fusão dos materiais da astenosfera. Origem do magma basáltico

7 2. Perturbação térmica Aumento da temperatura da crosta continental por intrusão de um magma basáltico, muito quente (1400 C ou mais), e consequente fusão parcial da crosta continental. Origem do magma granítico/riolítico 3. Adição de voláteis A presença de água faz diminuir o ponto de fusão das rochas. Nos limites convergentes a crosta oceânica basáltica, enriquecida em água, mergulha e funde parcialmente. Características dos diferentes tipos de magma Onde se geram os diferentes tipos de magma? Tipo de Magma Rochas Composição química Temperatura Viscosidade Conteúdo em voláteis Basáltico* Basalto Gabro 45-55% SiO 2 ; rico em Fe, Mg, Ca, pobre em K, Na 1000 a 1250 o C Baixa Baixo (0,3 a 3%) Andesítico Andesito Diorito 55-65% SiO 2 ; intermédio em Fe, Mg, Ca, Na, K 800 a 1000 o C Intermédia Intermédio Granítico** Riolito Granito 65-75% SiO 2 ; pobre em Fe, Mg, Ca, rico em K, Na 650 a 800 o C Alta Alto (2 a 20%) * Fonte: Mantélica ** Fonte: Crustal

8 Porque existem vários tipos de magma? I. Por terem origens diferentes II. Por evolução magmática Causas da evolução magmática: 1.Cristalização fraccionada 2. Contaminação crustal 3. Mistura de magmas 1. Cristalização fraccionada Nem todos os minerais cristalizam ao mesmo tempo Primeiro cristalizam os que têm ponto de fusão mais alto (olivinas e feldspatos cálcicos) Bowen definiu a ordem de cristalização dos minerais no magma À medida que certos minerais vão cristalizando o magma vai ficando empobrecido nesses elementos e cada vez mais diferente do magma original ou primário. À medida que volume de magma diminui, a % relativa de sílica aumenta. Séries de reacção de Bowen Uma vez cristalizados os primeiros minerais, as olivinas, (Mg, Fe) 2 SiO 4, mais densas (3,8 g/cm 3 ) do que o líquido magmático (2,85 g/cm 3), precipitam, acumulando-se na base da câmara magmática. Assim, sucessivamente, vão cristalizando os minerais e o magma remanescente, com menor volume, enriquece relativamente em sílica.

9 2. Contaminação crustal Ocorre nas zonas de subducção, quando os sedimentos continentais depositados sobre a crosta oceânica, ricos em sílica (ácidos), são subductados e fundem juntamente com a litosfera oceânica, de natureza basáltica, originando um magma andesítico que consolida numa rocha de composição intermédia - Andesito 3.Mistura de magmas Da mistura entre dois magmas diferentes obtém-se um magma de composição intermédia entre os dois primeiros Ocorre (1) nos vulcões intraplaca continental; (2) nos rifts continentais; (3) nas zonas de subdução oceano/continente. Da fusão parcial da crosta continental, os líquidos magmáticos enriquecem em sílica gerando-se magmas andesíticos.

10 Vulcanismo Vulcão: é uma estrutura geológica constituída pelas condutas que permitem a ascensão de magma até à superfície terrestre e pela acumulação dos produtos extruídos, depositados em torno do centro eruptivo. Erupção vulcânica: Extrusão de material vulcânico (lava e gases essencialmente) para a superfície da Terra, através de uma conduta ou de um grupo de condutas. Tipo de condutas vulcânicas: Filões As erupções podem ser alimentadas através de condutas tubulares, cilíndricas, as chaminés; ou através de condutas fissurais ou fracturas, os filões

11 Chaminés vulcânicas Distribuição do magmatismo actual Fronteiras divergentes 75% Fronteiras convergentes 15% Intraplaca Oceânica 7% Intraplaca Continental 3% Localização do vulcanismo 1. dorsais oceânicas 2. riftes intracontinentais 3. arcos insulares 4. no bordo de continentes 5. bacias pós-arco insular 6. Hot spot em litosfera oceânica 7. Hot spot em litosfera continental Vulcanismo interplaca Vulcanismo intraplaca Características das erupções vulcânicas Factores que controlam o tipo de erupção Composição do magma e quantidade de gases nele existente (factor intrínseco): >teor em Sílica >Viscosidade >Explosividade <teor em Sílica <Viscosidade <Explosividade Ambiente (factor extrínseco): Subaéreo ou subaquático: a presença de água superficial (mar, lago, rio, neve) ou subterrânea, aumenta a explosividade da erupção

12 Classificação das erupções Erupção explosiva: emissão violenta sob a forma de piroclastos - são projecções de fragmentos de lava líquida. Os gases ao ascenderem expandem-se o originam a explosão da lava (magmas graníticos e andesíticos) Erupção efusiva: na ausência de gases, a emissão da lava faz-se de modo calmo sob a forma de um líquido que escorre, originando escoadas lávicas (magmas basálticos) Produtos expelidos pelos vulcões Escoadas (Pahoehoe e aa) Tubos de Lava Piroclastos Designação Dimensão das partículas Depósitos piroclásticos consolidados Cinzas < 2 mm tufo Lapilli (areões) 2 a 64 mm tufo de lapilli Bombas (deformação plástica) Blocos (fragmentos de rocha) > 64 mm aglomerados e brechas

13 Estilos eruptivos Os estilos eruptivos têm o nome das erupções clássicas. Estão descritos desde o menos explosivo para o mais explosivo: Havaiano Característico dos vulcões Mauna Loa e Kilauea, no Havai. Grandes cones pouco inclinados Havaiano (básico, efusivo) Estromboliano Vulcaniano Surtseiano Peleano Pliniano (ácido, o mais explosivo) As erupções caracterizam-se por emissão de lava basáltica muito fluída, de modo efusivo Trata-se do estilo eruptivo menos violento A emissão de piroclastos é diminuta acumulando-se em torno do centro eruptivo Estromboliano Característico do Stomboli, em Itália Lavas basálticas, com emissões, intermitentes, de piroclastos projectados a dezenas de metros de altura Trata-se de actividade vulcânica pouco perigosa

14 Vulcaniano Característico do Vulcano, vulcão numa ilha do arquipélago das Éolicas, em Itália. Trata-se de um velho cone erodido que deu o nome a todos os vulcões e ao deus romano, sua actividade foi intensa no apogeu da cultura romana. As erupções são mais violentas e explosivas que o estromboliano. Envolve lavas mais evoluídas, de composição andesítica, com maior viscosidade. Actividade explosiva de pequena magnitude Produzem-se grandes quantidades de piroclastos finos, em colunas eruptivas muito altas (10 a 20km) Surtseiano Em 1963 a formação de uma nova ilha, Surtsey, ao largo da Islândia, deu nome a este estilo eruptivo. Caracteriza-se pela existência de interacção entre água (mar, rios, lagos, água subterrânea ou glaciares) e magma. Têm grande explosividade devido à presença de água. Podem envolver magmas básicos ou ácidos. Também chamadas erupções hidromagmáticas ou freatomagmáticas. Vulcão dos Capelinhos

15 Peleano Característico da Montanha Pelée, na Martinica, durante a erupção de 1902, que destruiu a capital, matando pessoas. Actividade explosiva de magnitude intermédia, lavas ácidas. Caracterizam-se pela formação de nuvens ardentes resultantes da explosão de domas ou agulhas de lava ácida, viscosa. As nuvens ardentes são fluxos piroclásticos, incandescentes, que se deslocam rente ao solo com poder altamente destruidor. Pliniano Característico da erupção do Vesúvio que destruiu as cidades de Pompeia e Herculano, no ano 79. O nome deriva de Plinio o Novo que descreveu a erupção. Caracteriza-se por actividade explosiva de grande magnitude, associada a magmas ácidos. Geram escoadas piroclásticas (320km/h), depósitos de pedra pomes e cinzas que em função da altura da coluna eruptiva, 45km, sofrem grande dispersão.