13 il processo magmatico

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