13 il processo magmatico
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Il processo magmatico
Il processo magmatico, all’interno del ciclo litogenetico, dàorigine al magma, il quale, solidificandosi, forma le
rocce ignee o magmatiche
I magmi
Definizione: il magma è una massa fusa di composizione essenzialmente silicatica, ricca di gas disciolti e cristalli in sospensione, formatasi in profondità per fusione di masse preesistenti.
I magmi
La fusione del mantello dà origine al magma primario o basaltico, di composizione basica;
Esso dà origine a rocce ignee che derivano dai materiali eruttati in seguito ad una eruzione vulcanica: le rocce effusive (vulcaniti)
La più diffusa roccia effusiva: il basalto
I magmi
La fusione della crosta dà origine al magma anatettico o granitico, di composizione acida e più viscoso di quello basaltico;
Esso dà origine a rocce ignee che derivano da materiali che si solidificano nelle viscere della Terra: le rocce intrusive (plutoniti)
La più diffusa roccia intrusiva: il granito
I magmi
Vulcaniti e plutoniti si collocano in ambienti radicalmente diversi:
I basalti si trovano sul fondale oceanico… I graniti si trovano nella crosta terrestre.
Classificazione dei magmi in base all’acidità
Maggiore è la percentuale di silice (SiO2), più il magma è acido
Classificazione dei magmi in base all’acidità
La silice si organizza in tetraedri che conferisce maggiore viscosità.I magmi più acidi sono quindi anche più viscosi
1) Derivano da solidificazione del magma nel sottosuolo
2) Il raffreddamento avviene molto lentamente
3) Il raffreddamento avviene a pressioni molto elevate
4) Molti gas restano intrappolati nel magma (legge di Henry)
Questi fattori favoriscono la cristallizzazione e la formazione di unastruttura granulare, con cristalli visibili ad occhio nudo
Le rocce ignee intrusive o plutoniche
Una tipica roccia intrusiva con grossi cristalli di orneblenda:
Rocce ignee effusive o vulcaniche
1) Derivano dalla solidificazione di un magma eruttato
2) Il raffreddamento è brusco, a contatto con l’aria
3) Il calo della pressione è altrettanto brusco
4) Il calo della pressione determina una brusca degassazione
Questi fattori sfavoriscono la cristallizzazione. A volte si formano grossi fenocristalli, ma la struttura della roccia è amorfa o porfirica, con microcristalli invisibili ad occhio nudo.
Una tipica roccia effusiva: l’ossidiana
1) Si classificano in base a: colore, acidità, composizione mineralogica;
2) Ad ogni famiglia di plutoniti corrisponde una di vulcaniti: i minerali sono gli stessi ma diverse sono le modalità di formazione;
3) Le rocce magmatiche più abbondanti sono quelle della serie alcalicalcica.
Famiglie di rocce magmatiche
Il diagramma della serie alcalicalcica
- A sinistra troviamo le plutoniti, a destra le vulcaniti;- In alto troviamo le rocce acide, in basso le basiche, in mezzo le intermedie- I diversi colori rappresentano i minerali con le loro abbondanze percentuali- Le rocce in alto sono più chiare (sialiche o felsiche), quelle in basso sono scure (femiche o mafiche)
Rocce intrusive:
Graniti: acidi;le più diffuse nella crosta. Costituiscono i batoliti.
Granodioriti,acide; spesso rintracciabili nei plutoni.
Dioriti, neutre e di colore grigio, rare in Italia.
Rocce intrusive:
Gabbri, basici, di colore verde/grigio.
Peridotiti, ultrabasiche, di colore scuro.
Rocce effusive:
Rioliti (ossidiana): acide, stessa composizione mineralogica del granito.
Rioliti (pomice).Andesiti, neutre: sono i corrispondenti mineralogici delle granodioriti.
Rocce effusive:
Basalti (basici):corrispondenti ai gabbri.
Picriti, ultrabasiche: corrispondono alle peridotiti.
La risalita del magma
E’ dovuta al fatto che il magma, meno denso e più leggero dellerocce circostanti, risale verso la superficie.
Dopo essersi formato, il magma può raccogliersi dando una rocciaintrusiva, o una camera magmatica.
La risalita del magma
I magmi basaltici sono molto fluidi e riescono ad effondere molto facilmente…
1: curva di solidus dei magmi basaltici2: curva di solidus dei magmi granitici
La risalita del magma
I magmi granitici sono molto acidi, viscosi e in parte ancora solidi: hanno molta difficoltà a risalire in superficie.
1: curva di solidus dei magmi basaltici2: curva di solidus dei magmi granitici
I vulcani
I vulcani sono il risultato di una eruzione, cioè della fuoriuscita e delriversamento del magma sulla crosta terrestre.
Classificazione delle eruzioni
Il tipo di eruzione dipende dall’acidità del magma:
I magmi più acidi determinano una attività prevalentemente esplosiva.
I magmi più basici determinano una attività prevalentemente effusiva.
Fasi di un’eruzione esplosiva
1) Il magma ricco di gas e acqua risale e, raggiunto il livello di essoluzione, subisce una conseguente decompressione,
2) I gas si liberano violentemente dando origine ad una esplosione
Fasi di un’eruzione esplosiva
3) Si ha la frantumazione delle rocce del monte vulcanico e produzione di piroclasti (blocchi, bombe, lapilli, ceneri, ecc.)
4) I piroclasti più pesanti ricadono al suolo a piccola distanza, quelli più leggeri a distanza molto maggiore.
Fasi di un’eruzione esplosiva
Una volta depositatisi al suolo i piroclasti danno origine a rocce chiamate piroclastiti:
cinerite tufo
Tipi di eruzione esplosiva
a) Se il magma contiene molto gas i piroclasti vengono proiettati con forza verso l’alto e poi si depositano al suolo per caduta gravitativa
Tipi di eruzione esplosiva
b) Se il magma contiene quantità minori di gas, si forma una nube ardente, composta da gas incandescenti e piroclasti
Tipi di eruzione esplosiva
c) Nell’eruzione con ondata basale, il gas e i piroclasti formano un fungo simile a quello delle esplosioni atomiche, accompagnato da una ricaduto di materiale lungo i fianchi.
Le eruzioni effusive
1) Derivano dall’emissione di magma basico e fluido
2) La formazione lavica che si origina dipende dal contenuto in gas
3) Importanti sono inoltre le condizioni e il luogo del raffreddamento della massa lavica
Lave scoriacee (lave aa)
Derivano da magmi basici ricchi di gas e presentano una superficie accidentata
Lave a corda (lave pahoehoe)
Derivano da magmi basici poveri di gas e presentano una pellicola sottile increspata dal movimento della lava sottostante
La fessurazione colonnare
E’ il risultato del
raffreddamento
di una lava basica
che subisce una
forte contrazione
del volume
Il selciato dei Giganti in Irlanda
La lava a blocchi
E’ il risultato del
raffreddamento di
una lava acida che
viene trascinata
dalla corrente
lavica.
I lahar
Detti anche colate
di fango, si
verificano quando
l’eruzione avviene
in un vulcano
coperto di neve.
Le lave a “pillows”
Sono il risultato di eruzioni in ambiente subacqueo. Il magmasolidifica a contatto con l’acqua e, a causa della notevole profonditàe pressione, la degassazione non avviene.Si formano quindi le caratteristiche strutture rotondeggianti.
Tipi di eruzioni
1) Lineari: derivano da estese fessure della crosta
2) Centrali: l’emissione di magma deriva dal condotto centrale di un vulcano
Eruzioni lineari
Danno origine alla
formazioni di estesi
plateaux basaltici, e
sono caratterizzate
da liberazione di
enormi volumi di
magma in tempi
brevi.
Eruzioni lineari
Il plateau basaltico del Deccan
Eruzioni centrali
Sono caratterizzate
da un’emissione
magmatica dal
condotto centrale di
un vulcano.
Tipi di eruzioni centrali
…dipendono dall’acidità del magma
Tipo Hawaiano
E’ caratterizzato da espandimenti di lave piuttosto fluide, da attività continua e tranquilla associata a rare esplosioni, da formazione di laghi di lava con fontane e getti di qualche decina di metri, da edificio vulcanico a scudo.
Tipo Hawaiano
Eruzione hawaiiana con fontana e colate di lava.
Un tipico vulcano a scudo: il Mauna Loa
Tipo Stromboliano
E’ caratterizzato magmi un po’ meno basici e dalla liberazione di magma alternato a piroclasti che si depositano sulle pendici del vulcano
Tipo Stromboliano
Eruzione stromboliana Un tipico stratovulcano: l’Etna
Tipo Vulcaniano
E’ caratterizzato da magma acido e viscoso che determina la formazione di una cupola di ristagno. Il magma solidifica all’interno del cratere e successivamente la pressione determina un’esplosione con lancio di piroclasti e una nuova fase effusiva
Tipo Vulcaniano
Una tipica cupola di ristagno: il vulcano St. Helens
Tipo Vesuviano
E’ caratterizzato da un’esplosione violenta, emissione di ceneri a notevole altezza, una successiva fase effusiva con la formazione di una caratteristica nube a forma di pino (eruzione pliniana).
Tipo Vesuviano
Una tipica eruzione pliniana: il vulcano Spurr, in Alaska
Tipo Peleeano
E’ caratterizzato da un magma molto acido che dà origine ad una cupola di ristagno, che a un certo punto esplode per la spinta di nuovo magma dando origine ad una nube ardente.
Tipo Peleeano
Il vulcano La Pelée, in Martinica
Le caldere
Derivano dal crollo della parte superiore di un vulcano in seguito ad una ingente emissione di magma:
Caldera di sprofondamento riempita da un lago ghiacciato in Alaska
Il vulcanismo secondario
Si manifesta con emissione in superficie di acqua e altri fluidi
Solfatare: getti di vapore alla temperatura di 130 °C /165 °C contenenti CO2 e H2S
Fumarole: emanazioni di acqua e CO2
Il vulcanismo secondario
Si manifesta con emissione in superficie di acqua e altri fluidi
Soffioni boraciferi: getti di vapore acqueo e acido borico ad alta temperatura e pressione Geyser: sorgenti termali intermittenti di
acqua contenente silice, carbonato sodico, solfati, cloruri, acido solfidrico.
Distribuzione geografica del vulcanesimo
Confronto con la mappa delle placche litosferiche