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

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1 MAGMATISMO

2 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 H 2 O e CO 2

3 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 A partir dele, são formadas as rochas ígneas ou magmáticas

4 O magma: composição As soluções complexas constituindo o magma podem ocupar vastos espaços, chamados câmaras magmáticas Compostos pouco voláteis (líquidos): percentagens numa faixa limitada Óxidos 60% das rochas ígneas possuem.. 99% das rochas ígneas possuem... SiO 2 de 45 á 70% 30-80% Al 2 O % 3-25% FeO- Fe 2 O 3 0-4% 0-13% MgO CaO Na 2 O K 2 O 0-4% 0-7% 2-5% 0-4% 0-25% 0-16% 0-11% 0-10%

5 O magma: composição Elementos voláteis: água, e em quantidades menores: CO 2, CO, H 2, N 2, SO 2, S 2, SO 3, HCl, H 2 S, dentro de outros Predominância de silicatos (minerais com base de silício). Tetraedro SiO 4 : isolados, cadeias, placas... Magma básicos: baixo percentagem de SiO 2, maior quantidade de tetraedros isolados magma mais flúido (menos viscoso) Magma ácidos: alto percentagem de SiO 2, maior quantidade de cadeias e placas de tetraedros magma mais viscoso (menos flúido)

6 O magma: composição 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: Ca 2+ -Mg 2+ -Fe 2+ A presença (ou valor alto) de alcalinos coindice com a ausencia (ou valor baixo) de alcalino-terroso, e vice-versa

7 O magma: cristalização Origem do magma? o MANTO, cuja composição é suposta homogênea No entanto, as rochas ígneas de composição química diferentes De onde vem esta diferenciação? DOIS processos fundamentais: 1) A cristalização fracionada 2) A fusão parcial

8 O magma: cristalização 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 H 2 O. Água ou sistema saturado em água Pressão (atmosfera) SÓLIDO Ponto de fusão a 1 atm Ponto triplo LÍQUIDO Ponto de ebulição a 1 atm VAPOR Ebulição no alto das montanhas (P menor) Temperatura ( o C)

9 O magma: cristalização Rochas Cristalização fracionada Solidificação completa

10 O magma: cristalização 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.

11 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 600 o C 800 o C MOHO 1200 o C 1) Temperatura do manto superior 1200oC fase líquida, não há minerais

12 O magma: cristalização A cristalização fracionada Exemplo de um magma que esfria numa câmara magmática Formação de cristais Rocha ígnea A Câmara magmática

13 O magma: cristalização A cristalização fracionada Exemplo de um magma que esfria numa câmara magmática Formação de cristais Vulcão Dike Câmara magmática secundária Rocha ígnea B Câmara magmática Rocha ígnea A

14 O magma: cristalização Série discontínua de Bowen Líquido ULTRAMÁFICO Mistura Sólido/Líquido MÁFICO INTERMEDIÁRIO FÉLSICO Sólido

15 Magma máfico O magma: cristalização 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.

16 O magma: cristalização 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

17 O magma: cristalização Magma félsico Os minerais constituintes são ricos em silica e em alumínio, geralmente de coloração clara

18 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)

19 Rochas ígneas Classificação pela composição Rochas félsicas + originárias de magma félsico + rochas ácidas (teor de SiO 2 >52%) Exemplos: granito, riolito Rochas máficas + originárias de magma intermédiario a máfico + rochas básicas (45< teor de SiO 2 <52%) Exemplos: diorita, andesita Rochas ultramáficas + originárias de magma ultrabásico + rochas ulrabásicas (teor de SiO 2 <45%) Exemplos: gabro, basalto

20 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: riolita, andesita,, 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: granito, diorito, gabro

21 Rochas ígneas - resumo Felspato-K Quartz Plagioclase Olivina Pirôxeno ORIGEM TEXTURA Biotita Amfibola EXTRUSIVA Afanítica RIOLITA ANDESITA BASALTO INTRUSIVA Fanerítica GRANITA DIORITA GABRO PERIDOTITA Félsico Intermediário Máfico Ultramáfico

22 Rochas ígneas - resumo EXTRUSIVA INTRUSIVA Afanítica RIOLITA ANDESITA BASALTO Félsico Intermediário Máfico Ultramáfico Fanerítica GRANITA DIORITA GABRO PERIDOTITA

23 Localização do magmatismo e das rochas ígneas Magmatismo de dorsal/rift Magmatismo de subducção Magmatismo de ponto quente

24 Magmatismo de dorsal Lava basáltica Cristalização fracionada nas paredes Convecção Estratificação Fusão parcial da peridotita

25 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.

26 Magmatismo de dorsal Lava basáltica (máfica) Sequência ofiolítica Basalto Crosta oceânica km Cristalização fracionada nas paredes Magma máfico Estratificação Complexo em filão Gabro massivo MOHO Manto Fusão parcial da peridotita (rocha ultramáfica Cumulado estratificado Peridotita

27 Magmatismo de dorsal 3 km Basalto (Rocha vulcânica) 15 km Complexo em filão (Rocha plutônica)

28 15 km Complexo em filão Gabro litificado (Rocha plutônica) 27 km Peridotita foliada (MANTO)

29 Magmatismo de zona de subducção Arco insular Sedimentos ricos em SiO 2 Magma intermediário Lavas andesíticas Lavas basálticas Magma máfico Fusão parcial de peridotitas +crosta +sedimentos

30 Magmatismo de zona de subducção Arco continental Lavas andesíticas a riolítica Magma intermediário Estoque granítico Basalto de planalto Prismo de acrecção Sedimentos Fusão parcial de peridotitas +crosta +sedimentos Magma máfico

31 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 Crosta 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 Manto Substrato do arco 3- Fusão parcial do manto. Formação de um magma basáltico e/ou andesítico 4- Transferência de flúidos no manto. 5- Desidratação da crosta afundando. Sedimentos (1) Basaltos (2) Gabros (3) Manto + crosta Litosfera afundando Profundidade (km)

32 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. Lava andesítica Litosfera Astenosfera Magma máfico