Processos magmticos
Processos magmticosDiferenciao magmtica Diferentes tipos de
magmas produzidos em diferentes regimes tectnicos dependem de 3
factoresComposio da fonte (rocha-me, rocha-fonte)Processos e
condies de fusoProcessos e condies de cristalizao Diferenciao
magmticaProcesso pelo qual um magma parental pode produzir rochas
gneas de diferentes composies, atravs da cristalizao de
minerais1Magma homogneoRocha ARocha BRocha CRocha B1Rocha B1Rocha
C1Rocha C1Rocha A1Rocha A2Diferenciao Magmtica
Diversidade derochas gneas Rochas relacionadas = rochas
co-magmticas (que tm a mesma origem) (rochas cogenticas)Magmas
Primrios magmas derivados directamente da regio fonte e que no
foram afectadas pelos processos de diferenciao2A composio da
rocha-fonteO grau de fuso da rocha-meA presso e a temperatura de
fusoPodem afectar o processode cristalizao
ABA composio da rocha-fonteO grau de fuso da rocha-meA presso e
a temperatura de fusoPodem afectar significativamente a composio do
fundido/magma produzidoA e BGrande variao na composio e textura das
rochas gneas3Enquanto o magma cristaliza vai ficando cada vez mais
empobrecido em certos elementos (que entram na estrutura cristalina
dos minerais que vo cristalizando)mudana de composio do magma com o
tempo Assim:Rocha/Magma originalVrias rochas gneas de composies
diferentesFuso parcialCristalizao fraccionada(Fonte nica)Podem
tambm sofrer Fuso parcial/ Cristalizao fraccionada4 Gnese de magmas
e sua evoluo
Evidncias geofsicas surgerem que excepo do ncleo externo, todas
as camadas que formam a Terra se encontram no estado slido. Para
explicar a produo do magma na Terra, admite-se hoje em dia, que em
condies favorveis, o material rochoso da crusta e/ou do manto pode
sofrer fuso e gerar magmas. As composies desses magmas no dependem
da natureza do material que funde e das condies de presso e
temperatura a que a se d a fuso.56 A figura mostra as geotermas
tpicas duma rea continental estvel, duma placa ocenica longe da
zona de rifte e duma crista mdia ocenica
Temperaturas e pressesEntende-se por gradiente geotrmico da
Terra, a variao da temperatura com a profundidade. A temperatura
tende a aumentar com a profundidade.7 A temperatura tende a
aumentar com a profundidade, mas enquanto nos 200 km mais
superficiais da Terra h uma diferena significativa de gradientes
geotrmicos, estes tendem a convergir a profundidades superiores a
200 km para um nico gradiente, prximo de 0.3/km.Os gradientes
trmicos em rochas situadas prximas da superfcie variam em
geralmente 20 e 40 /km, mas conhecem-se casos extremos desde 5 a
60/km.8Fuso parcialComo se deduz para figura abaixo, tanto sob a
crusta ocenica como sob a crusta continental a temperatura atinge
valores de cerca de 1000 C a profundidades relativamente pequenas
(aos 100 km manto superior).
9 Experincias laboratoriais mostram que a essas temperaturas, as
rochas esto completamente fundidas. No entanto, sabe-se que o manto
slido. Para explicar esta aparente contardio preciso recorrer ao
efeito da Presso. De facto, demonstra-se experimentalmente que o
aumento da Presso provoca um aumento na Tempertura de fuso (figura
anteior). Por outro lado, verifica-se ainda que em presena de gua
ou vapor de gua, a temperatura de fuso baixa, ou seja a Presso de
fluidos tem efeito contrrio ao da Presso Litosttica, e um mineral
anidro fundir a temperaturas mais 10 altas do que um mineral
hidratado, com a mesma composio. a Temperatura, a Presso e a Presso
de Fluidos vo ter ento um papel preponderante na fuso dos materiais
rochosos. Deve, alm disso, salientar-se que as rochas so
normalmente constitudas por diferentes minerais com temperaturas de
fuso distintas e por isso a fuso da rocha no se d a uma temperatura
especfica, mas ao longo dum intervalo de temperaturas. Fundem
primeiro os minerais com mais baixos ponto de fuso (Figura na pg.
Seguinte).11
(1) Fundido(2) Mistura de Fundido +Cristais12
Fuso anidra13
Fuso Anidraxx- marca o incio da fuso ou final da cristalizao
(temperatura solidus).yy- marca o final fuso ou o incio da
cristalizao (temperatura liquidus).Fuso em presena de fluidosA
presena de fluidos baixa o ponto de fuso e a influncia dos fluidos
aumenta com o aumento da presso.
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A figura ao lado, ilustra a fuso parcial num sistema de 3
componentes A, B e C em que as fases slidas a,b e c correspondem
aos componentes puros A, B e C.
(1) slido X composto por 40% de A, 30% de B e 30% de C a
temperaturas inferiores a E1 (1150C). (2) Fuso parcial comea a
1150C com produo dum lquido cuja composio E1.
15 (3) o processo de fuso continua a dar-se temperatura E1 at
que toda a fase b seja consumida. Mais lquido produzido . (4) o
lquido produzido escapa-se deixando um resduo com a e c nas
propores indicadas em x. Este resduo s fundir se a temperatura
atingir os valores indicados em E2.
Como se deduz da figura (pg. anterior) num processo de fuso
parcial geram-se lquidos (magmas) e resduos com composies distintas
entre si e diferentes da rocha-me.Concluso Se uma rocha A se
fundesse completamente, o magma resultante deveria ter a mesma
composio da rocha-me (A). Acontece, contudo, que a maioria das
rochas no sofre fuso total, uma vez que so compostas, em geral, por
16Uma mistura de minerais que no fundem mesma temperatura. Quando a
rocha atinge a temperatura a que a fuso se inicia, produz-se uma
composio distinta da da fonte e do material que no fundiu (resduo
refractrio). medida que a temperatura aumenta, um maior n de
minerais sofrer fuso e maiores quantidades de magma sero
produzidas. Se a dada altura, esse magma se separar da fonte, tanto
o magma como o resduo no-fundido tero composies diferentes entre si
e distintas da rocha-me. Este processo FUSO PARCIAL por isso um
importante mecanismo de fraccionamento.A composio dos magmas
formados por fuso parcial vai depender fundamentalmente da: -
composio da rocha-me- percentagem da fuso da rocha-me. Processos
que provocam a mudana de composio do magma : fuso parcialVrios
graus de fuso parcial da mesma fonte (rocha-me)Cristalizao
fraccionadaMistura de dois ou mais magmasAssimilao/contaminao de
magmas por rochas crustais Imiscibilidade de lquidos1718Cristalizao
fraccionada a cristalizao de um magma, tal como a fuso de uma
rocha, da-se ao longo de um intervalo de temperaturas e no a uma
temperatura especfica. a temperatura a que se inicia a cristalizao
chama-se TEMPERATURA LQUIDUS e a temperatura que marca o final da
cristalizao conhecida por TEMPERATURA SOLIDUS. Para temperaturas
entre o solidus e o lquidus os magmas so formados por misturas de
cristais mais lquido. o material slido (cristais) que existe em
equilbrio com o lquido entre as temperaturas solidus e lquidus no
tem a 19Mesma composio qumica que o lquido, concentrando apenas
alguns dos seus elementos:p.ex. a olivina em lquidos baslticos tem
mais Mg e menos Si do que o lquido de onde foi extrada. qualquer
mecanismo que consiga provocar a separao entre os cristais e o
lquido produz por isso uma modificao da composio qumica do magma.
Todos os mecanismos susceptveis de provocar tal separao esto
englobados num processo genricamente designado por Cristalizap
fraccionada. os processos de cristalizao fraccionada podem pois ser
encarados como o inversodos processos de fuso parcial medida que a
temperatura desce lentamente, o magma comea a consolidar, p.ex.,
cristalizam os primeiros minerais e o magma passa a ser constitudos
por cristais + lquido.
20Mecanismos de cristalizao fraccionadaCrystal setting/floating
Separao gravtica
Em geral, os cristais formados a partir do magma tm diferentes
densidades que a do lquido: Se os cristais tm uma densidade mais
elevada que a do lquido, tendem a cair para o fundo do corpo
magmtico; Se os cristais tm uma densidade mais baixa que a do
magma, eles tendem a flutuar ou a mover-se para cima.Os cristais
podem ser retirados do magma atravs de vrios mecanismos. 21separao
gravitativa ou separao por afundimento/flutuao os minerais
ferromagnesianos devido sua elevada densidade (que o magma) caem no
para o fundo da cmara magmtica, contrariamente aos minerais menos
densos (plagioclases) que flutuam ou so levados para cima. os
cristais so separados do magma por serem mais densos; efectivamente
tais cristais afundam na cmara magmtica. A velocidade de decantao
de cristais e controlada pela diferena de densidades entre os
cristais e o lquido, e pela viscosidade desse lquido e dada pela
lei de Stokes:t = dz/dt = 2g r2 / 9 (equao 13.4 , pagina 242.
Philpots), 22Mecanismos de cristalizao fraccionada
Inward crystallization (Cristalizao para dentro)O magma mais
quente que as rochas encaixantes: o calor move-se em direco s
rochas encaixantes. Cristalizam primeiro os minerais situados mais
prximo da zona de contacto e a seguir em direco ao magma.23 Filter
pressing filtrao pressoMecanismo no qual grandes quantidades de
cristais imiscuidos com o lquido so retirados forosamente atravs
dos espaos intracristalinos por um tipo de presso/aperto tectnico
que move o lquido para o interior das fracturas ou outro lugar
livre, deixando para trs os cristais.Este mecanismo pode ser
explicado da seguinte maneira:Numa cmara magmtica, a certa altura,
quando se tem 50% de cristais e 50% de lquido, com o aumento da
cristalizao, a presso pode aumentar, possibilitando a libertao de
energia que por sua vez pode provocar um aumento da temperatura ou
da presso. Consequentemente, o lquido vai ferver (evaporar)
libertando o lquido, provocando desse modo a sua separao com os
cristais.24Assimilao e contaminao de magmas durante a sua asceno,
os magmas primrios atravessam (cortam) rochas de composies
diferentes da sua (especialmente magmas baslticos provenientes do
manto, passam por rochas silicas da crusta continental se as rochas
crustais so incorporadas no magma em asceno por fuso ou por
dissoluo parciais, diz-se que elas foram assimiladas pelo magma
ascendente e se o magma absorver parte das rochas crustais, diz-se
que houve contaminao crustal. tanto a assimilao como a contaminao,
produzem mudanas na composio qumica dos magmas, a menos que o
material adicionado tenha a mesma composio que o magma.25Cumulates
cumulate a acumulao de cristais produzida por cristalizao
fraccionada. as rochas cumulates, so rochas gneas constitudas por
minerais de cristalizao precoce acumulados durante os processos de
diferenciao magmtica.Tipos cumulates: orthocumulates,
mesocumulates, adcumulates, postcumulates Cumulus: so gros de
minerais num cumulateEx. Olivina, piroxena, plagioclase, cromite e
magnetite26A composio de certas rochas gneas difere
significativamente da composio dos magmas conhecidos que chegam a
superfcie como lavas. Estas rochas esto enriquecidas em minerais de
cristalizao precoce, e a sua textura d indicao obvia da concentrao
por acumulao. Estas rochas so designadas por cumulates. Estas
rochas acumularam-se por separao gravitacional, convexo ou um outro
processo. As camadas dos cumulates so horizontais ou suavemente
inclinadas que sugerem uma sedimentao magmtica (lembras do Complexo
Gabro anortostico de Tete) . Seja qual for o processo atravs do
qual os cristais se acumularam, certo que as cumulates formam-se
por cristalizao fraccional.27As cumulates tm texturas
caracteristicas definidas por dois tipos contrastantes de gros de
minerais: 1) cristais cumulus - so os mais abundantes, tendem a ser
euhdricos ou idiomorfos, e sobrepem-se uns sobre os outros .Estes
cristais formam-se na fase precoce de cristalizao. 2)ortocumulates
- pilha de cristais cumulus com cerca de 25 a 50% de porosidade
ocupados por cristais formados por lquidos intercomulus durante o
perodo post-cumulus .28 3) Mesocumulates quando os cristais
intercumulus perfazem um volume entre os 7 a 25% . 4)Adcumulates -
quando os cristais intercumulus perfazem < 7% do volume. Liquido
intercomulus o lquido que se acumula entre os cristais
cumulus..29Numa cmara magmtica, o magma entra em convexo devido a
diferena de densidade resultante das variaes de composio ou de
temperatura. este de convexo chama-se convexo livre. Por outro
lado, se a cmara magmtica estiver ligada a uma conduta
abastecedora, pode gerar outro tipo de convexo que designa de
convexo forada.
Convexo magmtica
