PETROLOGA IGNEA

PETROLOGA IGNEAGelogo AMAT DAVID ZULUAGA GUERRAPETROLOGA IGNEALa petrologa gnea estudia las rocas formadas a partir de la consolidacin de un magma. Magma; Es un sistema multicomponente, constituido por:

Una fase lquida que contiene todos los elementos en solucin, principalmente silicatos.

Varias fases slidas en suspensin.

Una fase gaseosa esencialmente de vapor de agua, con cantidades menores de CO2, HCl, HF, SO2 y H2BO3, entre otros. Las lavas andesititas y baslticas pueden alcanzar de 1000 a 1 250C. Los magmas granticos pueden tener 700 C, (Carmichael, Turner y Verhoogen 1974). CONCEPTOSPETROLOGA: Es la rama de la geologa que estudia a las rocas, entendiendo por roca cualquier agregado natural litificado de minerales o mineraloides. Es el estudio de las rocas basado principalmente en su modo de ocurrencia, origen, composicin mineralgica, clasificacin y la relacin que tienen las rocas en los procesos geolgicos. La Petrologa se apoya en observaciones de campo, conceptos geolgicos y anlisis de laboratorio, que caen en el mbito de la Qumica, Fsico-qumica, Mineraloga y Mineraloga ptica.

PETROGNESIS: Es el estudio del origen de las rocas y de los procesos fsico qumicos que tienen lugar dentro de el, as como de las caractersticas de su lugar de emplazamiento.

PETROGRAFIA: Descripcin desde el punto de vista de la textura, mineraloga y composicin qumica agrupadas en familias.

LITOLOGA: Estudia las caractersticas superficiales de una roca. HISTORIAScrope (1825) propuso que todas las rocas gneas provienen de la diferenciacin de un magma bsico primario. Bunsen (1851) propone dos magmas primarios, uno cido y otro bsico, a partir de los cuales o de sus mezclas se generaran todas las rocas gneas. Waltershausen (1853).-Los dos magmas de Bunsen no estn separados, sino que representan las partes superior e inferior de una cmara magmtica, cuya composicin vara gradualmente. Sorby fue el primero en utilizar en 1858 el microscopio polarizante. En 1870 se difundi la aplicacin de este instrumento, con los trabajos de Zirkel sobre un estudio microscpico de los basaltos. De 1870 a 1880 Zirkel, Rosenbusch, Fouqu y Michel-Lvy, desarrollaron la petrografa sistemtica. Clarke (1892, 1924) realizo estudios estadsticos en rocas de una provincia petrogrfica y calculo los promedios de los diferentes tipos de rocas. Bowen 1928 public The evolution of igneous rocks, se basa principalmente en datos experimentales, desarrollando el esquema de la diferenciacin de acuerdo con susseries de reaccin. Un magma basltico primario da lugar a todas las rocas gneas mediante el proceso de cristalizacin fraccionada. Fersman (1933 - 1939) enfatiza el valor de esos promedios y denomina clarke a la abundancia relativa de un determinado elemento en la cortezaConceptos bsicos de termodinmicaLey de la conservacin de la energa (1 Ley) La cantidad total de energa y masa de un sistema se conserva en cualquier proceso. Ejemplo.- Un meteorito cae en la tierra desde algn punto del espacio, se acelera por el campo gravitacional. Gana energa cintica y pierde potencial gravitacional, pero conserva la energa total.

Energa interna.- El trabajo que se realiza en un sistema puede causar otros cambios adems del aumento en las energas potencial y cintica. Por ejemplo en un calentamiento profundo, al efectuarse un trabajo refleja alguna forma de energa interna creada por la resistencia a la friccin y de esta manera el trabajo se transforma en otra forma de energa interna. La energa interna de un cuerpo incluye a las energas potencial y cintica de las partculas constituyentes. Debido a que la energa interna se manifiesta por la temperatura del cuerpo, se le denomina tambin energa trmica.

Energa trmica exterior .- (Balance de la energa en la tierra). La energa solar es la mayor fuente de energa que conduce los procesos terrestres. Es casi 5 000 veces mas que todas las dems fuentes juntas. El 30% de la energa solar se refleja y la restante se consume en el sistema hidrolgico, el movimiento de masas de aire, transporte de corrientes marinas, fotosntesis, etc.,. Energa trmica del interior de la Tierra.-( La energa trmica del interior de la Tierra (flujo calorfico ) es pequea comparada con la radiacin solar pero es suficiente para conducir los procesos geolgicos. Esta energa es 100 veces mayor que toda la energa proveniente del vulcanismo, terremotos, y otros procesos como el metamorfismo, plegamiento y fallamiento de las rocas. Despus de 4600 m.a. hay suficiente energa trmica para conducir los procesos geolgicos mayores

La energa gravitacional.- La Tierra es una mquina calorfica gigante, genera y consume energa trmica por fusin y magmatismo, movimiento de rocas, deformaciones etc. LA INTERACCIN ENTRE LAS ENERGAS TRMICA Y GRAVITACIONAL GOBIERNA LOS PROCESOS DEL MAGMATISMO, METAMORFISMO Y TECTONISMO. Los procesos geolgicos no funcionan sin la gravedad. La materia sera dispersada por los procesos trmicos de expansin, fusin y vaporizacin. La gravedad obra armoniosamente con la materia haciendo que sta ceda energa potencial gravitacional. Conceptos bsicos de termodinmicaPROCESOS TRMICOSEl calor se transfiere de tres maneras: 1.- Por conduccin, que implica transferencia entre cuerpos vecinos en contacto, debido a una diferencia en temperatura entre ellos. 2.- Por conveccin, movimiento del material fluido que, habiendo absorbido calor en cierto lugar, se mezcla con un fluido ms fro y cede calor. La conveccin puede ser: Natural, como debe ocurrir en las cmaras magmticas Forzada, como en las zonas de subduccin, donde la litsfera fuerza la conveccin en el manto adyacente Penetrativa, como cuando un magma se mueve a travs de los espacios existentes en una roca 3.- Por radiacin, que comporta una emisin de energa electro-magntica desde la superficie de un cuerpo caliente hacia su medio circundante ms fro.PROCESOS TRMODINMICOS O GEOLGICOS.1.- Procesos trmicos.- Los tres tipos de flujo calorfico mencionados son procesos trmicos (Conduccin conveccin y radiacin) 2.- Procesos mecnicos.- El trabajo es un proceso mecnico, en el cual la fuerza acta en un cuerpo a medida que se desplaza; por ejemplo, el plegamiento y fallamiento de las rocas, que las comprime a un volumen ms pequeo o les causa transformaciones mineralgicas ( andalucita-cianita). 3.-Procesos qumicos.- Si una transferencia de energa implica un cambio en la masa o concentracin de elementos qumicos, se tiene un proceso qumico. Los tres procesos anteriores se denominan en conjunto Procesos Termodinmicos y si estos tienen lugar en ambientes geolgicos entonces se denominan Procesos GeolgicosDefinicin de magma(del griego amasar) Con este trmino se identifica a la mezcla viscosa existente en el interior terrestre de materiales slidos, lquidos y gaseosos, de composicin variable (fundamentalmente silcea) y sometida a temperaturas y presiones elevadas (entre 750 C y 1500 C. Entre 1 y 5 kb). Los magmas Se generan por fusin parcial o total de los materiales del interior terrestre. Estos se encuentran inicialmente en estado slido, sometidos a presiones y temperaturas altas. Si se produce una liberacin de esa presin (comunicacin con la superficie) o la temperatura supera el punto de fusin, se produce el cambio de estado (slido a fluido) y aparece el denominado MAGMA. Como la composicin de dichos materiales terrestres es heterognea, el punto de fusin afecta de forma independiente a cada uno de ellos en un intervalo relativamente amplio de temperaturas (el comienzo de la fusin se denomina punto de solidus y la temperatura a que se produce la fusin total de todos los materiales se denomina punto de liquidus). FASES CRISTALINASA medida que un magma se va enfriando, pueden distinguirse tres etapas o fases en su consolidacin:

A- fase ortomagmtica. Es la fase principal. En ella se producen la diferenciacin magmtica, originndose adems otros minerales estables a temperaturas altas (circn, cromita..). Se mantiene hasta que desciende la temperatura hasta 500 C.

B- fase pegmattico-neumatoltica. En ella los gases constituyen un factor importante en el proceso de cristalizacin. Aparecen minerales como el cuarzo, los feldespatos y las micas (caractersticos de las rocas pegmatitas) y otros accesorios estables a temperaturas ms bajas (turmalina, fluorita, wolframita, galena, ...). La temperatura media de esta fase oscila en torno a 500 C.

C- fase hidrotermal. Es la fase en que cristaliza la solucin residual del magma, rica en voltiles y agua. Puede migrar a travs de grietas, formando depsitos con minerales como cinabrio, oro, plata, pirita... y si se produce emisin hacia la superficie, origina giseres, fumarolas, fuentes termales... La regla de las fases es importante para el estudio de la cristalizacin de los magmas por que determinan al numero mximo de minerales diferentes que pueden incurrir en equilibrio en una roca gnea dada. Sin embrago, durante el proceso de formacin de un mineral, la temperatura y la presin no son constantes. Por ejemplo el conjunto albita epidota clorita esfena que es muy comn, es estable en un amplio rango de temperatura y presin. En consecuencia la temperatura y la presin pudieran ser variables que corresponden a los llamados grados de libertad.

El equilibrio de las fases mineralgicas esta gobernado por la presin, la temperatura y la composicin qumica en un espacio y un tiempo dados. Un cambio en los estados de equilibrio generara nuevos minerales, a expensas de los antiguos y as, se podr determinar la historia de tales cambios al analizar la fbrica de una roca y compararla con la de otras. Tipos de equilibrioEquilibrio mecnico se alcanza cuando ya no hay fuerzas que balancear. Equilibrio qumico cuando ya no se producen reacciones. Equilibrio trmico cuando todas las partes del sistema se encuentran a la misma temperatura y ya no hay flujo calorfico.

SIN EMBARGO, UN SISTEMA PUEDE ESTAR EN EQUILIBRIO TRMICO, PERO EN UN ESTADO QUMICAMENTE INESTABLE.