Cursul 10-11 GF I Procese magmatice 2021 PDF

Cursurile 10 - 11 Procesele magmatice Tipurile de magme, cristalizarea Rocile magmatice  Litosfera...

Cursurile 10 - 11 Procesele magmatice Tipurile de magme, cristalizarea Rocile magmatice  Litosfera Astenosfera Mantaua Cum apar magmele in interiorul Pământului? superioară Solid Mantaua inferioară Adâncime (km) Gradientul geotermic și curba solidus in interiorul Pământului Topit Nucleul extern - In cea mai mare parte valoarea curbei solidus este mai mare decât valoarea temperaturii interne; - Cu roz este marcata astenosfera, cele două curbe sunt apropiate (are loc o topire parțială (%)); - Pentru nucleul extern valoarea temperaturii depășește curba solidus (topire / Nucleul extern este lichid). Nucleul intern Sursa: http://eqseis.geosc.psu.edu/cammon/HTML/Classes/IntroQuakes/Notes/earth_origin_lecture.html Temperatură (C) UNDE SE FORMEAZĂ MAGMELE? Ce poate determina începerea topirii rocilor din manta? Trei scenarii principale, exemplificate pe curba S/L A - scăderea presiunii – zone hot spots / panașe de manta B - aport de apă – in zonele de subducție C - creșterea temperaturii – curenții de convecție ce aduc căldură suplimentară – zonele divergente https://opentextbc.ca/geology/chapter/3-2-magma-and-magma-formation/  Caracteristicile magmelor In functie de compozitie, sunt trei tipuri de magme: bazaltice (mafice) | andezitice (intermediare) | riolitice (felsice) bazaltice (mafice) andezitice (intermediare) riolitice (felsice) Compoziția magmei depinde de rocile care se topesc si de condițiile de topire. Toate magmele au diferite proporții de hidrogen, carbon si sulf ce sunt convertite in gaze precum vaporii de apa, dioxid de carbon si hidrogen sulfurat, in momentul in care magmele încep sa se răcească. https://openpress.usask.ca/physicalgeology/chapter/7-2-crystallization-of-magma-2/ https://opentextbc.ca/geology/chapter/3-2-magma-and-magma-formation/ Magmele bazaltice (mafice) Câteva caracteristici: Conținut de silice 45 - 55% Conținut mic de gaze dizolvate Curg mai ușor si cu viteze mari; Erupția este liniștita, foarte rar exploziva Au cel mai ridicat punct de topire (>1300 C) http://www.oldearth.org/curriculum/geology/geology_chapter_11.htm Magmele andezitice (intermediare) Conținut de silice 55 - 65% Conținut mediu de gaze dizolvate Uneori generează erupții explozive Temperatura de topire este in jur de 1000 C Eruptie de lave andezitice Vulcanul Shiveluch, Kamciatka, Rusia http://www.photovolcanica.com/VolcanoInfo/Shiveluch/Kam2013_0991.JPG Magmele riolitice (acide) Conținut ridicat de silice (65 -75%); Conținut ridicat de gaze dizolvate; Au vâscozitate mare (viteza de curgere este mică); Erupțiile sunt explozive si produc mari pagube; Punctul de topire este sub 900 C Chaiten volcano in Chile. http://scienceblogs.com/eruptions. Mount Cleveland volcano in Alaska. NASA image. Caracteristicile diferitelor tipuri de magme Tipuri de SiO2 Al2O3 FeO CaO MgO Na2O K2O Conținut Tip de Exemple magma de gaz erupție Felsice 65-75% 12-16% 2-4% 1-4% 0-3% 2-6% 3-5% 1-2% Linistita Hawaii (acide) Andezitice 55-65% 14-18% 4-8% 4-7% 2-6% 3-7% 2-4% 3-4% Medie St Helena (intermediare) Basaltice 45-55% 14-18% 8-12% 7-11% 5-9% 1-3% 0.5-3% 4-6% Exploziv Yellowstone (mafice) a  Există o strânsă corelație intre tipurile de magme și tectonica plăcilor litosferice http://www.geologyin.com/2015/01/the-relationship-between-igneous-rocks.html  (Subduction related Basalts) / Arc-related Basalts ) (Subduction related Basalts) / Arc-related Basalts ) (Mid-Ocean-Ridge Basalts) (Intraplate Basalts) (Oceanic-Island Basalts) (Petit-spot Basalts ) Geodynamics of magmatism on Earth. Caption MORB stands for Mid-Ocean-Ridge Basalts, OIB for Oceanic-Island basalts, SRB/ARC stands for Arc-related basalts that are formed during subduction, PSB stands for Petit-spot basalts and IB means intraplate basalts. OIB and IB are related to hotspot upwellings, which sample lower mantle material, while MORB, Petit-spots and SRB sample material from the upper mantle (sometimes called the asthenosphere) https://www.researchgate.net/publication/349232306_The_Diverse_Planetary_IngassingOutgassing_Paths_Produced_over_Billions_of_Years_of_Magmatic_Activity/figures?lo=1 Cristalizarea magmei / Formarea rocilor magmatice (plutonice și vulcanice) Diferențierea magmatică - Este procesul prin care o magma inițială, uniformă din punct de vedere compozițional, poate genera o varietate mare de roci , in funcție de compoziția lor; Cristalizarea fracționată și acumulare gravitațională – răcirea magmei – punctele de topire ale unor minerale: – cristalizare – ordinea de cristalizare este cea inversă topirii: olivină, piroxeni, amfiboli, mice, feldspatoizi, feldspat, curaț – Mineralele cad gravitational. Topitura isi schimba compozitia – magma bazica/adincime – acida/top Licuația – separații de fractii lichide – pături suprapuse; Diferențierea prin contact și asimilare – schimb cu rocile inconjurătoare  Cristalizare fracționată și acumulare gravitațională https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fractional_crystallization.svg Cristalizare fractionata (compozitie mafica) Temperaturile de cristalizare / topire depind de compoziția chimică https://jonathanlms96.files.wordpress.com/2017/03/3be82-fig_4_2_1.jpg Exemple de produse magmatice si adâncimea de formare Sursa: http://www.geologyin.com/2014/07/texture-of-igneous-rocks.html  Exemple de roci magmatice MAFICE INTERMEDIARE FELSICE EFUZIVE INTRUZIVE Exemple de roci magmatice https://geologictimepics.files.wordpress.com/2017/10/intro-1-ig-rx-cs4.jpg Clasificarea rocilor magmatice / Identificarea compoziției rocilor magmatice / Determinarea tipului de rocă, in funcție de compoziția mineralogică https://www.911metallurgist.com/blog/igneous-rocks  EXERCIȚIU Datele de analiză chimică a unor roci sunt prezentate in tabelul 1. Luând in considerare compoziția chimică a magmelor, prezentata in tabelul 2, determinați tipurile de roci (respectiv,: felsice, intermediare sau mafice). SiO2 Al2O3 FeO CaO MgO Na2O K2O Tipul de roca? 55% 17% 5% 6% 3% 4% 3% Tabelul 1 74% 14% 3% 3% 0.5% 5% 4% 47% 14% 8% 10% 8% 1% 2% 65% 14% 4% 5% 4% 3% 3% Tipuri de SiO2 Al2O3 FeO CaO MgO Na2O K2O Conținut Tip de Exemple magma de gaz erupție Felsice 65-75% 12-16% 2-4% 1-4% 0-3% 2-6% 3-5% 1-2% Linistita Hawaii (acide) Tabelul 2 Andezitice 55-65% 14-18% 4-8% 4-7% 2-6% 3-7% 2-4% 3-4% Medie St Helena (intermediare) Basaltice 45-55% 14-18% 8-12% 7-11% 5-9% 1-3% 0.5-3% 4-6% Exploziv Yellowstone (mafice) a  Vulcan Cenusa Lava Lacolit Neck Formele de zăcământ ale Lopolit rocilor magmatice / Dike dispunerea spațială Stock Dike Sill Xenolit Batolit Formele discordante - Strabat rocile inconjuratoare fara sa tina seama de structura si dispunerea spațială BATOLITE – Cele mai importante forme de zcamint – Extindere in suprafata – Nu se cunoaste radacina STOCKURILE – Asmanatoare cu batolitele dar de dimensiuni mai mici NECKURILE – Corpuri discordante cilindrice, verticale, legatura dintre rezervor si alte FILOANELE – Corpuri discordante subtiri, in sisteme de fisuri, relativ departe de rezervor DIKE-urile – Corpuri discordante stratiforme, aproximativ verticale  Batolit Afloriment / blocuri granitice Neck Agathie`s Needle (Kayenta Arizona, SUA) – Neck bazaltic Copyright RD Dallmayer Dike http://www.ga.gov.au/image_cache/GA9914.jpg  Filoane http://www.ga.gov.au/image_cache/GA9914.jpg Formele de zăcământ concordante LACOLITELE – Sunt paralele cu stratele in care sunt intruse, zona subvulcanica – Forma de ciuperca sau lentila, dimensiuni km2 LOPOLITE – Asemanatoare lacolitelor dar cu partea superioara concava – Specifice magmelor mai fluide FACOLITE – Corpuri intrusive in roci cu strate cutate si respecta curbura stratelor SILURILE – Intruse intre doua strate necutate, pe suprafete foarte mari Lacolite https://www.shutterstock.com/image-photo/laccolith-rock-formation-lunda-wick-opposite-1531425620 Sill  Tefra Curgeri piroclastice St Hellen, USA, mai, 1980 http://www.tdn.com/app/helens/ Mt.Pinatubo , Philipine, 17 iunie, 1991.  Cuvinte cheie Batolit, Dyke, Lopolit, Lacolit, Facolit, Sill, Filon Circuitul rocilor Roci intrusive, roci efuzive Seriile Bowen Cristalizare, diferentiere magmatica Chimismul magmelor, compozitia magmelor 1/18/2022 copyright 2006 www.brainybetty.com; All Rights Reserved. 30 Surse folosite 1. Press, F., Siever, R., 1998 – Understanding Earth, WH Freeman and Company, 682 p 2. http://images.google.com/imgres?imgurl=http://ocw.ceu.edu/geology/geology 3. http://pcwww.liv.ac.uk/~hiatus/Resources/index.htm 4. www.scotese.com 5. http://www.nasa.gov/offices/education/about/index.html 6. https://qrius.si.edu/teachers/online/science-teaching-resources/volcanoes-and-plate-tecton ics