Roca ígnea
Antecedentes de las escuelas de Wikipedia
SOS Children hizo esta selección Wikipedia junto a otros recursos de escuelas . patrocinio SOS Niño es cool!
Escudo Plataforma Orógeno Cuenca Provincia ígnea grande Extended corteza | La corteza oceánica: 0-20 Mamá 20-65 Ma > 65 Ma |
Las rocas ígneas (derivado de los latinos ignis palabra que significa fuego) es uno de los tres principales tipos de rocas , los otros son sedimentarias y metamórficas . Las rocas ígneas se forma a través de la refrigeración y solidificación de magma o lava . Las rocas ígneas se puede formar con o sin cristalización, ya sea debajo de la superficie como intrusivo ( plutónico) rocas o en la superficie como extrusivas ( volcánicas) rocas. Este magma se puede derivar a partir de fundidos parciales de rocas pre-existentes, ya sea en un planeta 's manto o corteza . Por lo general, la fusión es causada por uno o más de tres procesos: el aumento de la temperatura, una disminución de la presión, o un cambio en su composición. Más de 700 se han descrito los tipos de rocas ígneas, la mayoría de ellos han formado bajo la superficie de la Tierra corteza 's.
Importancia geológica
Las rocas ígneas y metamórficas constituyen el 90-95% de los mejores 16 km de la corteza terrestre en volumen.
Las rocas ígneas son geológicamente importantes porque:
- sus minerales y química mundial dan información sobre la composición de la capa, de la que se extraen algunas rocas ígneas, y las condiciones de temperatura y presión que permitieron esta extracción, y / o de otra pre-existente roca que se fundió;
- sus edades absolutas se pueden obtener de diversas formas de datación radiométrica y por lo tanto se pueden comparar con geológica adyacente estratos, lo que permite una secuencia de tiempo de eventos;
- sus características son habituales dentro de un ambiente tectónico específico, permitiendo reconstituciones tectónicas (ver la tectónica de placas );
- en algunas circunstancias especiales que albergan importantes yacimientos minerales ( minerales): por ejemplo, tungsteno , estaño y uranio son comúnmente asociados con granitos y dioritas, mientras que los minerales de cromo y platino son comúnmente asociados con gabros.
Morfología y configuración
En cuanto a los modos de ocurrencia, rocas ígneas pueden ser intrusivas (plutónicas), extrusivas ( volcánica) o hypabyssal.
Intruso
Rocas ígneas intrusivas se forman a partir del magma que se enfría y se solidifica dentro de la corteza de un planeta. Rodeado de roca preexistente (llamado country rock), el magma se enfría lentamente, y como resultado de estas rocas son de grano grueso. El mineral granos en tales rocas generalmente se pueden identificar con el ojo desnudo. Rocas intrusivas también pueden clasificarse de acuerdo a la forma y el tamaño del cuerpo intrusivo y su relación con el otro formaciones en las que se entromete. Formaciones intrusivas típicos son batolitos , acciones, lacolitos, alféizares y diques.
Los núcleos centrales de las principales cadenas montañosas consisten en rocas ígneas intrusivas, generalmente de granito. Cuando se expone a la erosión, estos núcleos (llamadas batolitos ) pueden ocupar grandes extensiones de la superficie de la Tierra.
Grano grueso rocas ígneas intrusivas que se forman en profundidad dentro de la corteza se denominan como abisal; rocas ígneas intrusivas que forman cerca de la superficie se denominan hypabyssal.
Extrusive
Rocas ígneas extrusivas se forman en la superficie de la corteza como resultado de la fusión parcial de las rocas dentro de la manto y la corteza. Las rocas ígneas extrusivas enfriar y solidificar más rápido que las rocas ígneas intrusivas. Dado que las rocas se enfrían muy rápidamente, son de grano fino.
La roca fundida, con o sin cristales en suspensión y las burbujas de gas, se llama magma . Se eleva porque es menos denso que la roca de la que fue creado. Cuando el magma llega a la superficie de debajo de agua o aire, se le llama lava . Las erupciones de los volcanes en el aire se denominan subaérea, mientras que los que se producen bajo el océano se denominan submarino. Fumarolas negras y dorsal oceánica basáltica , son ejemplos de la actividad volcánica submarina.
El volumen de roca extrusive estalló anualmente por volcanes varía con el ajuste de la tectónica de placas. Rocas extrusivas se produce en las siguientes proporciones:
- límite divergente: 73%
- límite convergente ( zona de subducción): 15%
- punto de acceso: 12%.
Magma que entra en erupción de un volcán se comporta de acuerdo a su viscosidad, determinada por la temperatura, composición, y el contenido de cristal. Magma de alta temperatura, la mayoría de los cuales es basáltica en la composición, se comporta de una manera similar a aceite espeso y, cuando se enfría, melaza. , Flujos de basalto delgadas largas con pahoehoe superficies son comunes. Magma composición intermedia como andesita tiende a formar conos de ceniza de entremezclado cenizas, toba y lava, y puede tener una viscosidad similar a la gruesa y fría melaza o incluso goma cuando estallaron. Magma Felsic tales como riolita se entró en erupción por lo general a baja temperatura y es hasta 10.000 veces más viscosos como el basalto. Volcanes con magma riolítica comúnmente entran en erupción explosiva y flujos de lava riolíticos típicamente son de alcance limitado y tienen márgenes escarpadas, porque el magma es tan viscosa.
Magmas félsicos e intermedias que hacen erupción a menudo lo hacen violentamente, con explosiones impulsados por la liberación de los gases disueltos del agua -en general, sino también el dióxido de carbono . Explosiva estalló material piroclástico se llama tefra e incluye toba, aglomerarse y ignimbrita. Ceniza volcánica fina también se hizo erupción y formas ceniza depósitos de toba, que a menudo pueden cubrir grandes áreas.
Debido a que la lava se enfría y cristaliza rápidamente, es de grano fino. Si el enfriamiento ha sido tan rápido como para evitar la formación de cristales pequeños incluso después de la extrusión, la roca resultante puede ser principalmente de vidrio (como la roca obsidiana). Si el enfriamiento de la lava pasó lentamente, las rocas serían de grano grueso.
Debido a que los minerales son en su mayoría de grano fino, es mucho más difícil distinguir entre los diferentes tipos de rocas ígneas extrusivas que entre los diferentes tipos de rocas ígneas intrusivas. Generalmente, los componentes minerales de las rocas ígneas extrusivas de grano fino sólo se pueden determinar mediante el examen de secciones delgadas de la roca bajo un microscopio , por lo que sólo una clasificación aproximada generalmente se pueden hacer en el campo.
Hipabisales
Rocas ígneas hipabisales se forman a una profundidad de entre el plutónico y rocas volcánicas. Estas se forman debido al enfriamiento y la solidificación del magma ascendente resultante justo debajo de la superficie de la tierra. Rocas hipabisales son menos comunes que las rocas plutónicas o volcánicas y con frecuencia forma diques, soleras, lacolitos, lopoliths, o phacoliths.
Clasificación
Las rocas ígneas se clasifican de acuerdo al modo de ocurrencia, textura, mineralogía, composición química y la geometría del cuerpo ígneo.
La clasificación de los muchos tipos de diferentes rocas ígneas nos puede proporcionar información importante acerca de las condiciones en que se formaron. Dos variables importantes que se utilizan para la clasificación de las rocas ígneas son del tamaño de partícula, que depende en gran parte de la historia de enfriamiento, y la composición mineral de la roca. feldespatos , cuarzo o feldespatoides, olivinas, piroxenos, anfíboles, y micas son todos los minerales importantes en la formación de casi todas las rocas ígneas, y que son básicos para la clasificación de estas rocas. Todos los otros minerales presentes son considerados como no esenciales en casi todas las rocas ígneas y se llaman minerales accesorios. Tipos de rocas ígneas con otros minerales esenciales son muy raros, y estos raros rocas incluyen aquellos con esenciales carbonatos .
En una clasificación simplificada, tipos de rocas ígneas son separados sobre la base del tipo de feldespato presente, la presencia o ausencia de cuarzo , y en las rocas sin feldespato o cuarzo, el tipo de minerales de hierro o magnesio presentes. Las rocas que contienen cuarzo (sílice en su composición) son sílice-sobresaturado. Rocas con feldespatoides son sílice undersaturated, porque feldespatoides no pueden coexistir en una asociación estable con cuarzo.
Las rocas ígneas que tienen cristales lo suficientemente grandes como para ser visto a simple vista se llaman faneríticas; aquellos con cristales demasiado pequeños para ser vistos son llamados afanítica. En términos generales, faneríticas implica un origen intrusivo; afanítica uno extrusivas.
Una roca ígnea con grandes cristales, claramente discernibles embebidas en una matriz de grano fino se denomina pórfido. Textura porfídica se desarrolla cuando algunos de los cristales crecen a un tamaño considerable antes de que la masa principal del magma cristaliza en forma, material uniforme de grano fino.
Vamos a clasificar las rocas ígneas sobre la base de la textura y la composición. Textura se refiere al tamaño, forma y disposición de los granos minerales o cristales de los cuales la roca está compuesta.
Textura
La textura es un importante criterio para la asignación de nombres de rocas volcánicas. La textura de las rocas volcánicas, incluyendo el tamaño, forma, orientación y distribución de minerales granos y las relaciones intergranos, determinará si la roca se denomina toba, una lava piroclástico o un simple lava .
Sin embargo, la textura es sólo una parte subordinada de la clasificación de rocas volcánicas, como más a menudo es necesario que haya información química obtenida de rocas con grano extremadamente fino groundmass o desde airfall tobas, que se pueden formar a partir de cenizas volcánicas.
Criterios texturales son menos críticos en la clasificación de rocas intrusivas, donde la mayoría de los minerales será visible a simple vista o al menos utilizando una lupa, lupa o un microscopio. Rocas plutónicas tienden también a ser menos de textura variada y menos propensos a aumentar de tejidos estructurales. Términos de textura se pueden utilizar para diferenciar diferentes fases intrusivas de gran plutones, por ejemplo márgenes porfiríticas a grandes cuerpos intrusivos, stocks de pórfido y subvolcánico diques (apófisis). Clasificación mineralógica es la más utilizada para clasificar rocas plutónicas. Se prefieren las clasificaciones químicas para clasificar rocas volcánicas, con especies phenocryst utilizan como prefijo, por ejemplo, "picrite olivino de soporte" o "riolita-ortoclasa phyric".
- ver también Lista de texturas de rocas y Texturas ígneas
Clasificación química
Las rocas ígneas se pueden clasificar de acuerdo a los parámetros químicos o mineralógicas:
Química: contenido total de álcali-sílice ( Diagrama TAS) para clasificación de rocas volcánicas utiliza cuando modal o datos mineralógicos no está disponible:
- rocas ígneas félsicas que contienen un alto contenido de sílice, mayor que el 63% de SiO2 (ejemplos de granito y riolita)
- rocas ígneas intermedias que contienen entre un 52-63% de SiO2 (ejemplo andesita y dacita)
- rocas ígneas máficas tienen baja sílice 45 - 52% y por lo general alta de hierro - contenido en magnesio (ejemplo gabro y el basalto )
- ultramáficas rocas ígneas roca con menos de 45% de sílice. (ejemplos picrite, komatiite y peridotita)
- rocas ígneas alcalinas con 5-15% alcalinos (K 2 O + Na 2 O) o con un contenido relación molar de álcali a la sílice mayor que 1: 6. (ejemplos phonolite y traquita)
Clasificación química también se extiende a la diferenciación de las rocas que son químicamente similar según el diagrama TAS, por ejemplo;
- Ultrapotásicas; rocas que contienen K molar 2 O / Na 2 O> 3
- Peralcalinos; rocas que contienen molar (K 2 O + Na 2 O) / Al 2 O 3> 1
- Peraluminoso; rocas que contienen molar (K 2 O + Na 2 O) / Al 2 O 3 <1
Un mineralogía idealizada (la mineralogía normativo) puede calcularse a partir de la composición química, y el cálculo es útil para rocas demasiado de grano fino o demasiado alterados para la identificación de minerales que cristalizó a partir de la masa fundida. Por ejemplo, el cuarzo normativa clasifica como una roca de sílice-sobresaturado; un ejemplo es la riolita. En una sílice terminología antigua se llaman rocas sobresaturados silícico o ácido donde el SiO2 fue mayor del 66% y el plazo quartzolite familia se aplicó a la mayoría silícico. Una normativa feldspathoid clasifica una roca como sílice-undersaturated; un ejemplo es nephelinite.
Historia de la clasificación
En 1902, un grupo de petrógrafos estadounidenses propuso que todas las clasificaciones existentes de las rocas ígneas deben ser desechados y reemplazados por una clasificación "cuantitativa", basada en el análisis químico. Mostraron cómo vaga ya menudo poco científica era mucha de la terminología existente y argumentaron que como la composición química de una roca ígnea era su característica más fundamental que debe ser elevado a una posición privilegiada.
Ocurrencia geológica, estructura, constitución los criterios hasta ahora aceptadas mineralógicas de la discriminación de la roca especies fueron relegados a un segundo plano. El análisis de rock completado es el primero en ser interpretado en términos de los minerales que forman rocas que se podría esperar que se forma cuando el magma cristaliza, por ejemplo, feldespato de cuarzo, olivino, akermannite, feldespatoides, magnetita, corindón y así sucesivamente, y las rocas se dividen en grupos estrictamente de acuerdo con la proporción relativa de estos minerales entre sí.
Clasificación mineralógica
Para rocas volcánicas, mineralogía es importante en la clasificación y denominación de lavas. El criterio más importante es la especies phenocryst, seguido por la mineralogía groundmass. A menudo, cuando la masa basal es afanítica, clasificación química debe ser utilizado para identificar adecuadamente una roca volcánica.
Contenido mineralógico - félsico frente mafic
- roca félsico, mayor contenido de silicio , con predominio de cuarzo, álcali feldespato y / o feldespatoides: los minerales félsicos; estas rocas (por ejemplo, el granito, la riolita) son por lo general de color claro, y tienen una baja densidad.
- rocas máficas, menor contenido de silicio con respecto a las rocas félsicas, con predominio de minerales máficos piroxenos, olivinas y cálcica plagioclasa; estas rocas (ejemplo, basalto, gabro) suelen ser de color oscuro, y tienen una mayor densidad que las rocas félsicas.
- roca ultramafic, menor contenido de silicio, con más de 90% de minerales máficos (por ejemplo, dunite).
Para intrusiva, plutónico y por lo general rocas ígneas faneríticas donde todos los minerales son visibles por lo menos a través de un microscopio, la mineralogía se utiliza para clasificar la roca. Esto suele ocurrir en diagramas ternarios, donde se utilizan las proporciones relativas de tres minerales para clasificar la roca.
La siguiente tabla es un simple subdivisión de rocas ígneas de acuerdo tanto a su composición y el modo de ocurrencia.
| Composición | ||||
|---|---|---|---|---|
| Modo de ocurrencia | Felsic | Intermedio | Máfica | Ultramáfica |
| Intruso | Granito | Diorite | Gabbro | Peridotita |
| Extrusive | Riolita | Andesita | Basalto | Komatiite |
| Silicatos formando roca Esenciales | ||||
|---|---|---|---|---|
| Felsic | Intermedio | Máfica | Ultramáfica | |
| Grano grueso | Granito | Diorite | Gabbro | Peridotita |
| De grano medio | Diabasa | |||
| De grano fino | Riolita | Andesita | Basalto | Komatiite |
Para una clasificación más detallada ver Diagrama QAPF.
Ejemplo de clasificación
El granito es una roca ígnea intrusiva (cristalizado en profundidad), con la composición félsico (rico en sílice y predominantemente de cuarzo más rica en potasio feldespato , más rica en sodio plagioclasa) y faneríticas, textura subeuhedral (minerales son visibles a simple vista y comúnmente algunos de ellos retienen formas cristalográficas originales).
Magma originación
Promedios corteza de la Tierra a unos 35 kilómetros de espesor bajo los continentes , pero los promedios sólo algunas 10.7 kilómetros por debajo de la océanos. La corteza continental está compuesto principalmente de rocas sedimentarias que descansan sobre basamento cristalino formado por una gran variedad de rocas metamórficas e ígneas incluidos granulita y granito. La corteza oceánica está compuesta principalmente por basalto y gabro. Tanto resto corteza continental y oceánica en peridotitas del manto.
Rocas pueden derretirse en respuesta a una disminución de la presión, a un cambio en la composición tal como una adición de agua, a un aumento en la temperatura, o a una combinación de estos procesos.
Otros mecanismos, tales como la fusión de impacto de un meteorito, son menos importantes en la actualidad, pero impactos durante acreción de la Tierra llevó a una extensa fusión, y los exteriores de varios cientos de kilómetros de nuestra Tierra primitiva probablemente era un océano de magma. Los impactos de grandes meteoritos en los últimos cientos de millones de años se han propuesto como uno de los mecanismos responsables de la extensa magmatismo basalto de varios grandes provincias ígneas.
Descompresión
La fusión por descompresión produce debido a una disminución de la presión. La temperaturas solidus de la mayoría de rocas (las temperaturas por debajo del cual son completamente sólido) aumentan con el aumento de presión en la ausencia de agua. Peridotita en profundidad en el Manto de la Tierra puede ser más caliente que su temperatura de sólido en algún nivel más superficial. Si tales roca se eleva durante el convección del manto sólido, se enfriará ligeramente a medida que se expande en un proceso adiabático, pero el enfriamiento es sólo alrededor de 0,3 ° C por kilómetro. Los estudios experimentales de apropiado muestras de peridotita documentan que la temperatura solidus aumento de 3 ° C a 4 ° C por kilómetro. Si la roca se levanta lo suficiente, que comenzará a derretirse. Gotas de fusión puede unirse en volúmenes más grandes y ser entrometido hacia arriba. Este proceso de fusión de movimiento hacia arriba del manto sólido es crítico en la evolución de la Tierra.
La fusión por descompresión crea la corteza oceánica en dorsales oceánicas. También causa vulcanismo intraplaca en regiones como Europa, África y el fondo del mar Pacífico. Allí, se diversamente atribuirse tanto a la subida de plumas del manto (la "hipótesis de Plume") oa la extensión de intraplaca (la "hipótesis de la Plata").
Efectos de agua y dióxido de carbono
El cambio de composición de la roca más responsable de la creación de magma es la adición de agua. Reduce el Agua temperatura de sólido de rocas a una presión dada. Por ejemplo, a una profundidad de unos 100 kilómetros, peridotita comienza a derretirse cerca de 800 ° C en presencia de exceso de agua, pero cerca o por encima de aproximadamente 1500 ° C en ausencia de agua. El agua es expulsada de la oceánica litosfera en las zonas de subducción, y provoca la fusión en el manto por encima. Magmas hidratados de basalto y andesita composición se producen directa o indirectamente como resultado de la deshidratación durante el proceso de subducción. Tales magmas y los derivados de ellos se acumulan arcos de islas como las de la Anillo de Fuego del Pacífico. Estos magmas forman rocas de la serie calco-alcalina, una parte importante de la corteza continental .
La adición de dióxido de carbono es una causa relativamente mucho menos importante de la formación de magma de la adición de agua, pero génesis de algunos magmas sílice undersaturated se ha atribuido a la dominación de dióxido de carbono en el agua en sus regiones de origen manto. En la presencia de dióxido de carbono, los experimentos documentan que la temperatura solidus peridotita disminuye en aproximadamente 200 ° C en un intervalo de presión estrecha a presiones correspondientes a una profundidad de unos 70 km. A mayor profundidad, el dióxido de carbono puede tener más efecto: a profundidades de unos 200 km, la temperatura de fusión inicial de una composición peridotita carbonatada estaban decididos a ser de 450 ° C a 600 ° C más baja que para la misma composición sin dióxido de carbono. Los magmas de tipos de rocas como nephelinite, carbonatita, y kimberlita se encuentran entre aquellos que puedan generarse a raíz de una afluencia de dióxido de carbono en el manto a profundidades superiores a unos 70 km.
Aumento de la temperatura
Aumento de la temperatura es el mecanismo más típica para la formación de magma dentro de la corteza continental. Estos aumentos de temperatura pueden ocurrir debido a la intrusión de magma hacia arriba desde el manto. Las temperaturas también pueden exceder el solidus de una roca de la corteza terrestre en la corteza continental engrosada por compresión a un límite de placas . El límite de placas entre las masas continentales de la India y de Asia es un ejemplo bien estudiado, como el Meseta tibetana, justo al norte de la frontera tiene corteza a unos 80 kilómetros de espesor, aproximadamente el doble del espesor de la corteza continental normal. Estudios de eléctrica resistividad deducida a partir de datos magnetotelúricos han detectado una capa que parece contener silicato derrita y que se extiende por al menos 1.000 kilometros dentro de la corteza media a lo largo de la margen sur de la meseta tibetana. Granito y riolita son los tipos de roca ígnea comúnmente interpretados como producto de la fusión de la corteza continental, debido a los aumentos de temperatura. Los aumentos de temperatura también pueden contribuir a la fusión de litosfera arrastrado en un zona de subducción.
Magma evolución
La mayoría de los magmas sólo se derriten por completo para pequeñas partes de sus historias. Más típicamente, son mezclas de masa fundida y cristales, y algunas veces también de burbujas de gas. Derretir, cristales y burbujas suelen tener diferentes densidades, y para que puedan separar como magmas evolucionan.
Como el magma se enfría, minerales típicamente cristalizar a partir del fundido a diferentes temperaturas ( cristalización fraccionada). Como minerales se cristalizan, la composición de la masa fundida residual típicamente cambia. Si los cristales se separan de la masa fundida, a continuación, la masa fundida residual será diferente en composición de la matriz magma. Por ejemplo, un magma de composición gabbroic puede producir una masa fundida residual de granítica composición si cristales temprana formados se separan de la magma. Gabbro puede tener un liquidus temperatura cerca de 1200 ° C, y el derivado de granito composición de fusión pueden tener una temperatura de liquidus tan baja como aproximadamente 700 ° C. Elementos incompatibles se concentran en los últimos residuos de magma durante la cristalización fraccionada y en las masas fundidas primera producidos durante la fusión parcial: o proceso puede formar el magma que cristaliza a pegmatita, un tipo de roca comúnmente enriquecido en elementos incompatibles. Series de Bowen es importante para entender la secuencia idealizada de cristalización fraccionada de un magma.
Composición del magma se puede determinar por procedimientos distintos de la fusión parcial y cristalización fraccionada. Por ejemplo, los magmas comúnmente interactúan con las rocas que se entrometen, tanto por la fusión de esas rocas y reaccionando con ellos. Los magmas de diferentes composiciones se pueden mezclar uno con el otro. En casos raros, se derrite pueden separar en dos masas fundidas inmiscibles de composiciones contrastantes.
Hay relativamente pocos minerales que son importantes en la formación de las rocas ígneas comunes, debido a que el magma de la cual los minerales cristalizan es rica en sólo ciertos elementos: silicio , oxígeno , aluminio , sodio , potasio , calcio , hierro y magnesio . Estos son los elementos que se combinan para formar el minerales de silicato, que representan más del noventa por ciento de todas las rocas ígneas. La química de las rocas ígneas se expresa de forma diferente para elementos mayores y menores y de oligoelementos. Contenido de elementos mayores y menores se expresan convencionalmente como óxidos ciento en peso (por ejemplo, 51% de SiO2, y 1.50% de TiO2). Abundancias de elementos traza se expresan convencionalmente como partes por millón en peso (por ejemplo, 420 ppm de Ni, y 5,1 ppm Sm). El término "elemento traza" típicamente se utiliza para los elementos presentes en la mayoría de las rocas en las abundancias de menos de 100 ppm o menos, pero algunos elementos traza puede estar presente en algunas rocas en abundancias superiores a 1000 ppm. La diversidad de composiciones de rock ha sido definido por una enorme masa de analítica de datos en más de 230.000 análisis de roca se puede acceder en la web a través de un sitio patrocinado por la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos (véase el Lazo externo a EarthChem).
Etimología
La palabra "ígneo" se deriva de los latinos ignis, que significa "de fuego". Las rocas volcánicas se nombran después Vulcano, el romano nombre para el dios del fuego. Las rocas intrusivas también se les llama "rocas plutónicas", el nombre de Plutón, el dios romano del inframundo.
