Els processos geològics i petrogenètics a la Universitat

Processos Geològics i Petrogenètics

1. Els processos geologics i petrogenètics 8. Els processos geològics i petrogenètics Font: Pixabay En aquest tema es tractaran els següents continguts:

• Magmatisme. Classificació de les roques magmàtiques. Roques magmatiques d'interès. El magmatisme en la tectonica de plaques.
• Metamorfisme: processos metamorfics. Fisicoquímica del metamorfisme, tipus de metamorfisme. Classificació de les roques metamorfiques. El metamorfisme en la tectònica de plaques.
• Processos sedimentaris. Les fàcies sedimentàries: identificació i interpretació. Classificació i gènesi de les principals roques sedimentàries. La deformació relacionada amb la tectònica de plaques.
• Comportament mecanic de les roques. Tipus de deformació: plecs i falles.

https://iedib.net/avirtual/mod/book/tool/print/index.php?id=15526 6/5/24, 9:43 Página 3 de 25

Magmatisme i Roques Magmàtiques

Classificació de les Roques Magmàtiques

1.1. Magmatisme. Classificació de les roques magmatiques. Roques magmatiques d'interès. 1.1 Magmatisme. Classificació de les roques magmatiques. Roques magmatiques d'interès

El Magma

1.1.1 El magma El magma és un material silicatat fos format per una fase líquida, gas i cristalls. S'origina per fusió parcial de masses rocoses, tant en l'escorça inferior com en el matell superior, generalment entre 10 i 200 km de profunditat. Hi ha tres factors que afavoreixen la formació del magma en profunditat: un increment de la temperatura, un descens de la pressió i la presència d'aigua i altres volàtils. Un augment de la temperatura provocarà que es sobrepassi el punt de fusió i en conseqüència la massa rocosa es fondrà total o parcialment. Si se manté la temperatura però hi ha un descens de la pressió, es donarà una fusió per descompressió. La presència de volàtils, principalment aigua, pot rebaixar la temperatura de fusió de les roques del mantell superior, el suficient per generar magma. El magma és un fluid menys dens que les roques circumdants i té la capacitat de migrar des del matell fins a zones altes de l'escorça. Durant aquest trajecte, pot assimilar part del material encaixant que envolta la intrusió magmàtica. La seva composició principal és Silice. Però també hi trobarem alumini, potassi, calci, sodi, ferro o magnesi, a part de petites quantitats d'altres elements. Els gasos més importants que hi trobam son el vapor d'aigua, el dioxide de carboni i el dioxid de sofre. La quantitat de Silice que té un magma condiciona les seves propietats físiques, com la viscositat, la densitat i la pressió. IMPORTANT

Tipus de Magmes

Tipus de magmes:

Magma Bàsic

Magma basic

• Baix contingut en Silice (45-53%).
• Elevada concentració de ferro i magnesi.

https://iedib.net/avirtual/mod/book/tool/print/index.php?id=15526 6/5/24, 9:43 Página 4 de 25

• El trobam a molt elevades temperatures (900-1200° C)
• Molt fluid i de baixa viscositat, pel que facilment arribarà a la superfície terrestre.
• Les roques que en resulten seran de colors obscurs, molt dures i d'elevada densitat.
• Exemples de roques: gabre i basalt.

Magma Àcid

Magma àcid

• Elevat contingut en Silice (>65%)
• Elevada concentració en sodi, alumini i potassi.
• El trobam a temperatures inferiors als 800℃.
• Molt viscos i flueix lentament, això fa que li costi arribar a la superfície i que moltes vegades solidifiqui a l'interior de l'escorça.
• Les roques resultants són de colors clars.
• Exemples de roques: granit i riolita.

Magma Intermig

Magma intermig

• Presenta características intermitjes entre els dos magmes anteriors (entre un 53% i un 65% de Silice).
• Les roques resultants mostren tonalitats variades i densitats mitjanes.
• Exemples de roques: diorita i andesita.

Magma Ultrabàsic

Magma ultrabàsic

• Molt baix contingut en Silice (<45%)
• Grans concentracions de magnesi i ferro.
• Molt fluid i a temperatures molt elevades.
• Les roques resultants són molt fosques i denses.
• Exemples de roques: peridotita i komatiita.

Evolució del Magma

1.1.2 Evolució del magma La major part del magma es forma en el mantell superior o en l'escorça inferior, acumulant- se en deposits coneguts com cambres magmatiques, que es troben a diferents profunditats en funció de la regió en la qual ens trobrem. Una vegada es forma la cambra magmatica el magma tendeix a pujar, ja que és menys dens que les roques del seu voltant i podrà, en part, arribar a la superfície.

https://iedib.net/avirtual/mod/book/tool/print/index.php?id=15526 6/5/24, 9:43 Página 5 de 25

Figura 1.1: Magma en superfície. Font: Pixabay El fet de que poguem trobar gran varietat de roques magmatiques implica l'existència de magmes de composició variable. Podem die que a partir d'un magma inicial es poden desenvolupar magmes secundaris o residuals, amb composicions diferents a l'inicial. Les sèries de reacció de Bowen, la diferenciació magmatica, l'assimilació i la mescla de magmes són els processos que justifiquen aquesta variació. Anomenades correctament, les series de reacció de Bowen, ens il.lustren com els processos de solidificació dels magmes no són homogenis, la composició química és complexa i els minerals als que es dona lloc cristal·litzen a diferents temperatures, profunditats i intervals de temps, en el que anomenam fases de cristal·lització. L'evolució d'un magma ve expressada en la serie de reacció de Bowen, i la seqüència de cristal·lització que expressa aquesta sèrie, partint d'un magma de composició basaltica, consta de dues branques convergents de reaccions: la sèrie contínua i la discontínua.

Diferenciació Magmàtica, Assimilació i Mescla de Magmes

1.1.3 Diferenciació magmatica, asimilaciói mescla de magmes Quan s'ha format el magma, la seva comoposició pot variar per la diferenciació magmatica en la que intervé principalment la cristal·lització fraccionada i la sedimentació de cristalls, el que implica la separació física dels minerals mitjançant cristal·lització i deposit gravitacional. Com a resultat es poden formar varis magmes secundaris a partir de l'original. En la sèrie discontínua de Bowen, l'olivina és el primer mineral que es forma, tendrà una densitat major que el magma remanent, per tant tendirà a enfonsar-se. Així, aquest magma remanent es fa més ric en silici, sodi i potassi. Minerals com el ferro i el magnesi ja foren

https://iedib.net/avirtual/mod/book/tool/print/index.php?id=15526 6/5/24, 9:43 Página 6 de 25

elimintas en la cristal·lització de l'olivina i el piroxé. Es produeix una separació de cristalls que segons la seva densitat i moment de formació donaran lloc a deposits amb els minerals més densos al seu interior. Aquest procés anterior, no explica la formació de roques que provenen de magmes àcids, es dedueix que altres processos en són responsables. La composició del magma també canvia per assimilació, procés en el qual el magma reacciona amb la roca pre-existent amb la qual entre en contacte. Algunes d'aquestes roques es poden fondre totalment o parcial, per efecte de la calor del magma, sempre que la seva temperatura de fusió sigui menor a la del magma. Com que aquestes roques no tendran la mateixa composició que el magma, aquest variarà en quan a aquest aspecte. Aquest fet es comprova en les inclusions, que són fragments de roques incloses en les roques magmatiques que no es varen fondre completament. Un tercer procés és la mescla de magmes que, evidentment, variarà la composició de tots els magmes que entrin en aquesta equació. El magma resultant d'una mescla d'altres dos tendrà una composició concreta que diferirà dels dos inicials.

Les Roques Ígnies

1.1.4 Les roques ígnies Les roques ígnies o magmatiques procedeixen del refredament i solidificació del magma. Es classifiquen en:

• Intrusives. Las que experimenten refredament i solidificació a l'interior de la Terra. Podran ser plutòniques i filonianes (solidifiquen dins grans cruis).
• Extrusives o volcaniques. Es formen quan el magma arriba a la superfície terrestre.

https://iedib.net/avirtual/mod/book/tool/print/index.php?id=15526 6/5/24, 9:43 Página 7 de 25

TEXTURA Fanerítica Afanítica Porfídica Vitre Granito Riolita Pórfido granítico Obsidiana Ácida Pumita Granodiorita Dacita Pórfido andesítico COMPOSICIÓN Intermedia Diorita Andesita Gabro Basalto Pórfido basáltico Básica Peridotita Komatiita Ultrabásica

Figura 1.2: Tipus de roques ígnies. Font: Wikimedia

https://iedib.net/avirtual/mod/book/tool/print/index.php?id=15526 6/5/24, 9:43 Página 8 de 25

Metamorfisme i Processos Metamòrfics

Fisicoquímica i Tipus de Metamorfisme

1.2. Metamorfisme: processos metamorfics. Fisicoquímica del metamorfisme, tipus de metamorfisme. Classificació de les roques metamorfiques. 1.2 Metamorfisme: processos metamorfics. Fisicoquímica del metamorfisme, tipus de metamorfisme. Classificació de les roques metamorfiques El metamorfisme és la transformació d'un tipus de roca en un altre. Les roques metamorfiques es formen a partir de roques ígnies, sedimentàries o, fins i tot, d'altres roques metamorfiques. Totes les roques metamorfiques tenen una roca mare: la roca a partir de la qual es van formar. El metamorfisme és un procés que provoca canvis en la mineralogia, la textura i sovint en la composició química de les roques. El metamorfisme te lloc quan les roques es sotmeten a un ambient físic o químic significativament diferent al de la seva formació inicial: increments de temperatura, pressió i alteració per fluids químicament actius. En resposta a aquestes noves condicions , les roques canvien gradualment fins assolir un nou estat d'equilibri amb el nou ambient. La majoria dels canvis metamorfics tenen lloc a les pressions i temperatures existents a pocs quilòmetres per sota de la superfície terrestre i s'estén fins al mantell superior. IMPORTANT El metamorfisme progressa de forma incremental, des de canvis lleugers (metamorfisme de baix grau) a canvis notables (metamorfismes d'alt grau). En ambients metamorfics molt extrems, les temperatures es poden aproximar a les temperatures de fusió de les roques, ara bé, durant el metamorfisme, la roca ha de romandre essencialment en estat solid, ja que si es produeix la fusió completa, entrem en l'àmbit del magmatisme. Quan la roca es troba parcialment fosa (zona de transició entre el metamorfisme i el magmatisme) es parla de migmatisme. En general es considera que el metamorfisme és un procés isoquímic (no hi ha introducció de components externs a la roca) i que es produeix per canvis de pressió i temperatura. Però en determinades situacions, en les que a les elevades pressions i temperatures s'afegeix també la introducció de components estranys a la roca, com és el cas de fluids circumdants, es parla de metamorfisme aloquímic o metasomatisme, i en aquest cas s'hi produeixen canvis en la composició química de la roca.

Agents Metamòrfics

1.2.1 Agents metamorfics

https://iedib.net/avirtual/mod/book/tool/print/index.php?id=15526 6/5/24, 9:43 Página 9 de 25