05. introducere in geologie - prezentare 05 - petrologie magmatica

7/26/2019 05. Introducere in Geologie - Prezentare 05 - Petrologie Magmatica

http://slidepdf.com/reader/full/05-introducere-in-geologie-prezentare-05-petrologie-magmatica 1/35

Petrologia este o ramură a geologiei care se ocupă cu

studiul petrogenetic şi petrografic al rocilor:

- petrogeneza reprezintă un domeniu al petrologiei careabordeaz

ă problemele complexe ale genezei rocilor

magmatice, metamorfice şi sedimentare şi succesiuneaproceselor genetice care au condus la relaţ iile actuale dintreele;

- petrografia este o disciplină a petrologiei care are dreptobiectiv inventarierea, clasificarea şi descrierea rocilor dinpunct de vedere al constituţ iei mineralogice, al structurii şi

texturii lor.

NOŢIUNI DE PETROLOGIE

Prezentarea 05



Petrologia la rândul ei este divizată în funcţ ie de domeniulscoarţ ei terestre pe care-l studiază, în:

- petrologia sedimentar ă (studiul rocilor formate în bazinele

de sedimentare de la suprafaţ a topografică terestră);

- petrologia endogen ă (studiul rocilor formate subsuprafaţ a topografică terestră, în adâncime):

- petrologia rocilor magmatice:

- petrologia rocilor magmatice intruzive (plutonice);- petrologia rocilor magmatice extrusive (efuzive, vulcanice);

- petrologia rocilor metamorfice



Prin rocă se înţ elege un agregat eterogen , de regulă polimineral, format prin procese naturale în interiorul

scoarţ ei terestre sau la suprafaţ a acesteia, caracterizat princompoziţ ie mineralogică, structură şi textură bine definite.

ROCILE SCOAREI TERESTRTE



Criteriile utilizate în clasificările generale ale rocilor, celemai accesibile sunt:

- Pozi ia domeniului de formare a rocilor raportat ă la suprafa ţ a topografic ă;

- Natura proceselor genetice care controlează formarea acestora.

1. În funcţ ie de localizarea proceselor genetice raportată lasuprafaţ a topografică se deosebesc roci endogene şi roci exogene .

- rocile endogene se formează prin procese magmatice şi metamorfice ceau loc în interiorul litosferei sau în leg

ătur

ă cu acestea;

- rocile exogene se formează în bazinele de sedimentare de la suprafaţ aterestră sub controlul proceselor exogene.



2. Din punctul de vedere al naturii poceselor genetice, sedeosebesc:

- roci magmatice – sunt agregate de regulă poliminerale, silicatice,

formate prin consolidarea magmelor în interiorul scoarţ ei (roci intruzive ) saula suprafaţ a acesteia (roci efuzive ), sub controlul proceselor magmatice ;- roci sedimentare – sunt agregate care se formează în bazinele desedimentare de la suprafaţ a terestră, subacvatice sau subaeriene, sub

controlul proceselor exogene : fizice (dezagregare, transport,sedimentare, etc.), chimice (precipitare chimică, alterare, etc.) şi biotice

(biochimice, bioacumulare, etc.);- roci metamorfice – sunt agregate poliminerale sau monomineraleformate sub controlul proceselor metamorfice (transformarea în staresolidă a rocilor preexistente). De ex: prin recristalizarea rocilor preexistente(= blastez ă), sub acţ iunea factorilor dinamici (predominant presiunea),factorilor termici (predominant temperatura) sau factorilor dinamotermici (presiune şi temperatură);



DESPRE CIRCUITUL ROCILOR ÎN NATURĂ

Sursa: http://search.vadlo.com/b/q?rel=2&keys=PPT+in+Clastics



PROCESE ŞI ROCI MAGMATICE

1. Noţiunile de magmă şi lavă

2. Procese magmatice

2.1. Formarea magmelor

2.2. Diferen ţ ierea magmatic ă

2.3. Solidificarea magmelor



Magma este un sistem natural multicomponent, stabil la temperaturi de peste

6500C, format dintr-o faz ă lichid ă (asimilată cu compoziţ ia unei topituri de silicaţ i), ofaz ă gazoas ă (constituită din elementele volatile ) şi o faz ă solid ă.

- Faza lichidă este constituită dintr -o topitura de silicaţ i de Al, Ca, Mg, Fe, Na, K,

etc. Componentul principal este silicea (SiO2), cu participări procentuale variabile,

ceea ce conferă magmelor caractere chimice diferite: acide , neutre , bazice şiultrabazice .

- Faza gazoasă provine din separarea substanţ elor volatile H2O, CO2, HCI, HF,H2S, SO2, SO3, etc., atunci când are loc scăderea temperaturii şi a presiunii.

- Faza solidă este reprezentată prin cristale ale unor minerale care apar în cazulcând magmele se găsesc la temperaturile limită de cristalizare sau datorită căderiiunor fragmente solide din pereţ ii rezervoarelor magmatice (= xenolite ).

1. Noţiunile de magmă şi lavă



Cele mai frecvente magme sunt cele silicatice (cu SiO2 peste 30%), dar înnatură se pot găsi în proporţ ii reduse şi magme carbonatice , sulfurice şioxidice .Magmele silicatice se clasifică în funcţ ie de conţ inutul în silice:

- magme acide cu conţ inuturi mai mari de 63% SiO2;

- magme neutre , cu 52 - 63% SiO2;

- magme bazice , 45 - 52% SiO2;

- magme ultrabazice , 30 – 45% SiO2.

Lava reprezintă o magmă care ajunge la suprafaţă şi se revarsă fisural saupunctiform, unde pierde o parte din elementele volatile şi își modifică o serie

de parametrii fizico-chimici.- prin solidificarea lavelor iau naştere rocile vulcanice (efuzive).- în mod similar magmelor, acestea pot fi acide , neutre sau bazice .- lavele bazice sunt mai fierbinţ i şi mai fluide, iar cele acide mai reci şi mai

vâscoase.



2. Procese magmatice

2.1. Formarea magmelor

În principal, se pot lua în considerare următoarele ipoteze privind geneza

magmelor:

a. Magma ar reprezenta un rest incandescent al materiei solareiniţ iale – cea mai veche ipoteză (R. A. Daly, 1935);

b. Compozi ţ ia magmei primare depinde de adâncimea la care seg ăse şte rezervorul :

- Kennedy (1933) separă: o serie alcalin ă (= bazalt-olivinică), localizată la

baza crustei şi o serie subalcalină (= tholeiitică), localizată în parteasuperioară a crustei



c. Tilley şi Yodder ( 1950) consideră că rocile magmatice

provin dintr-o magmă primară puternic aluminoasă dinmantaua superioară, în funcţ ie de temperatură:

- dacă diferenţ ierea are loc în apropiere de suprafaţ ă, vor

rezulta roci tholeiitice; - dacă diferenţ ierea are loc în partea superioară a mantaleisau în straturile inferioare ale scoarţ ei, vor rezulta roci alcaline.

d. Kuno (1950) pune în legă tură formarea tipurilor de magmă cu tectonica global ă, luînd în calcul procesele de subducţ ie(adâncimea de subducţ ie, temperatura, presiunea). În funcţ iede datele furnizate de vulcanismul cuaternar din Insulele

japoneze, a rezultat că:- magmele alcalibazice provin din domeniul oceanic;- magmele toleiitice sunt caracteristice domeniului

continental.



2.2. Diferen ţ ierea magmatic ă

Prin diferen ţ iere magmatic ă se în ţ elege procesul prin caredintr-o magm ă parental ă iau na ştere, în timpul consolid ării,frac ţ iuni cu o compozi ţ ie chimic ă diferit ă fa ţă de ceaoriginar ă, frac ţ iuni care coexist ă şi se succed în timp;

Diferen ţ ierea magmatic ă conduce la formarea unei marivariet ăţ i de roci magmatice, din aceea şi magm ă parental ă;

Principalele c ăi de diferen ţ iere magmatic ă sunt urm ătoarele:



a. Diferen ţ ierea prin licua ţ ie – se formează fracţ iuni lichideimiscibile, din care cristalizează asociaţ ii mineralogice

distincte: de ex. acumulări de sulfuri (pirotina) alături deasociaţ ii de silicaţ i;

b. Diferen ţ ierea prin separare gravita ţ ional ă – separarea

iniţ ială a unor minerale cu greutate specifică mare (de ex.olivina din magmele bazaltice), conduce la acumulareagravitaţ ională (pe fundul camerei magmatice) a mineralelormafice, rezultând roci femice (de ex. dunitul); topiturareziduală are o compoziţ ie mai acidă;

c. Diferen ţ ierea prin difuzie şi convec ţ ie termic ă – datorită

diferenţ elor de temperatură se produce o difuzie selectivă care modifică omogenitatea corpului de magmă; astfel, înzonele marginale, prin concentrarea Ca2+, Mg2+, Fe2+ seformează asociaii de roci bazice;



d. Diferen ţ ierea prin transport de gaze (pneumatolitic ă ) – întimpul răcirii magmei, componenţ ii volatili ies din soluţ ieantrenând o serie de molecule de silicaţ i, care intră în reacţ ie curocile înconjurătoare;

e. Asimilarea (amestecul) – în cursul ascensiunii, sau lacontactul magmei cu pereţ ii camerei magmatice, o serie de rocipot fi topite şi asimilate în magmă, rezultând o magmă cu

parametrii influenţ aţ i de chimismul rocilor asimilate;



2.3. Solidificarea magmelor

- Pentru a se explica procesul de consolidare a magmelor

s-au făcut experimente în laborator, pe amestecuri deminerale în stare topită;

- Cel mai simplu amestec de studiat este cel binar , alcătuitdin doi componeni;

- De ex. un amestec de:

- anortit (20%) - An = CaSi2O8Al2,

şi

- diopsid (80%) - Di = CaMgSiO3;



Din aceste experimente s-a constatat:

1. Într-o topitură supusă procesului de răcire, nu

cristalizează toi componenii simultan; cristalizarea estefracionată şi depinde de compoziia chimică a topiturii şide mineralul care iese primul din topitură;

2. În timpul răcirii, chimismul magmei se modifică prinieşirea din soluie a unor minerale, până se ajunge la

compoziia amestecului eutectic; din acest punct detemperatură (= punctul eutectic) încep să cristalizezesimultan toi componenii topiturii;



1. Faza magmei supraîncălzite (t = mai mare de 12000C) – întreg

bazinul magmatic conţ ine magmă lichidă;

Având în vedere rezultatele experimentale ob ţ inute s-auseparat 5 faze principale în evolu ţ ia şi consolidarea

magmelor primare bazaltice:



2. Faza lichid-magmatică (ortomagmatică); t = 1200 – 7500

C;(presiune în creştere)

– se produce cristalizarea fracţ ionată, magmele transformîndu-

se în funcţ ie de temperatură şi presiune, în sensul: gabroică(bazaltică) – dioritică (andezitică) – granodioritică (dacitică) – granitică (riolitică);

- la sfârşitul acestei faze cca. 90% din rocile magmatice suntformate;

- ordinea de cristalizare frac ţ ionat ă şi modificarea succesivă acompoziţ iei unei magme bazaltic-gabroică este următoarea:



- ini ţ ial magma este gabroic ă ( bazaltic ă ): se separă olivină, piroxeni, anortit,

bytownit, labradorit, etc., până când cristalizează cca. 50% din topitură;rezultă roci bazaltice;

- din acest moment magma este dioritic ă ( andezitic ă ): se separă piroxeni,hornblendă, andezin, etc., până când cristalizează cca. 75% din topiturainiţ ială; rezultă roci intermediare;

- din acest moment magma este granodioritic ă (dacitic ă ): se separăhornblenda, ortoza, oligoclazul, etc, până la cca. 85-90% din topitura iniţ ială;rezultă roci acide;

- din acest moment magma este granitic ă (riolitic ă ): se separă hornblenda,biotitul, albitul, cuarţ ul, feldspaţ i potasici; rezultă roci acide.



3. Faza pegmatitică (t = 750 – 5500 C; presiune ridicată) – rezultă o topitură cu omare fluiditate datorită îmbogăţirii în elemente volatile, care este injectată pefisurile, contactele dintre roci, falii; se formeaz

ă filoane pegmatitice, cu

minerale foarte larg dezvoltate: feldspaţi potasici (ortoză), mice, turmalină,cuarţ;

4. Faza pneumatolitică (t = 550 – 3720

C; presiune în scădere) – soluţiilereziduale (rămase după cristalizarea în fazele anterioare) sunt în stare devapori, cu o concentraţie slabă de silicaţi; soluţiile foarte mobile pătrund înrocile din pereţii camerelor magmatice şi produc fenomene de metasomatoză,rezultând în cazul maselor calcaroase rocile denumite skarne şi o serie de

minereuri de ZnS, Fe2O3, etc.;

5. Faza hidrotermală (t = 372 – 500 C; presiune scăzută) – rămân soluţii apoasediluate, cu o compoziţie chimică complexă; soluţiile circulă pe fisuri, pe

contactele dintre masele de roci sau falii şi depun mineralele hidrotermale:sulfuri de Pb, Zn, Sn, Sb, Cu, Au, Ag, etc., cuarţ, etc.



3.1.Mecanismele care determină ascensiunea magmelor

- diferen ţ a de densitate dintre topitura magmatică şi rocile înconjurătoare.

Această diferenţă duce în general la erupţ ii neexplozive (comportamentdiapir al topiturilor magmatice);

- energia de expansiune a gazelor din lav ă se eliberează în momentuldestinderii gazelor, datorită scăderii presiunii odată cu urcarea lavei către

suprafaţă. De regulă dau naştere la erupţ ii însoţ ite de explozii;

- presiunea hidrostatic ă de z ăc ământ determină împingerea topiturii pefracturile ce se deschid. Procesul este însoţ it şi de tendinţ a de coborâre și

prăbușire a acoperişului bazinului magmatic;

-presiunea transmis ă fluidelor intracrustale de mişcările tectoniceverticale sau orizontale.

3. Ascensiunea magmelor spre suprafaţă

și formarea lavelor



3.2. Structuraaparatului vulcanic

(Sursa: http://ro.wikipedia.org/)



3.3. Clasificarea rocilor magmatice



1 – roci bazaltice de tip MORB (Basalts on Mid-Ocean Ridges;magmatism asociat rifturilor și dorsalelor medio-oceanice)

2 – formaiuni vulcanogen-sedimentare (magmatism asociat rifturilorcontinentale)

3 – roci intermediare și bazaltice (magmatism asociat zonelor de subducie;

de tip arc insular)4 – roci intermediare și acide (magmatism asociat zonelor de subducie;de tip arc continental)

5 - roci bazice (bazin back-arc)6 – roci bazaltice de tip OIB (Ocean Island Basalts;

magmatismul asociat domurilor de manta = hot-spot = puncte fierbini;

magmatism intraplacă cu scoară oceanică) .



Plăcile litosferice majore și principalele aliniamente structurale:-rifturi ocenice;- aliniamente de subduc

ie

- Falii transformante

(Sursa: http://ro.wikipedia.org/)

Compoziia chimico mineralogică a seriilor magmatice plutonice și efuzive




Compoziia chimico-mineralogică a seriilor magmatice plutonice și efuzive



Bazalt

Diorit

Dacit

Structură porfirică

Granit




Clasificarea mineralogică

05. introducere in geologie - prezentare 05 - petrologie magmatica

Documents