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Magma

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Informações de fundo

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Magma (Plurais: magmas e magmata) é fundido rocha que, por vezes, formas abaixo da superfície da Terra (ou qualquer outro planeta terrestre), que muitas vezes se acumula em um magma câmara. Magma pode conter cristais em suspensão e bolhas de gás. Por definição, todos rocha ígnea é formada de magma.

Hawaiian fluxo de lava (lava é o equivalente extrusive de magma * Pahoehoe)

O magma é uma substância de fluido de alta temperatura complexo. As temperaturas da maioria dos magmas são na gama de 700 ° C a 1300 ° C, mas muito raro derrete carbonatite pode ser tão legal quanto 600 ° C, e derrete komatiítica pode ter sido tão quente a 1600 ° C. A maioria são silicato de soluções .

Ele é capaz de intrusão em rochas adjacentes ou de extrusão na superfície como lava ejetada ou explosiva como tefra para formar rocha piroclástico.

Ambientes de formação de magma e composições são geralmente correlacionadas. Ambientes incluem zonas de subducção, continental zonas de rifte, cristas médio-oceânicas e, hotspots, alguns dos quais são interpretados como plumas do manto. Ambientes são discutidos na entrada em rocha ígnea . Composições de magma pode evoluir após a formação por cristalização fraccionada, contaminação, e mistura magma.

Contrariamente a algumas impressões, a maior parte da crosta terrestre e manto não é fundido. Em vez disso, a maior parte da Terra tem a forma de um rheid, uma forma de sólido que pode mover-se ou deformar-se sob pressão. Magma, como líquido, forma preferentally em alta temperatura, ambientes de baixa pressão dentro de vários quilômetros da superfície da Terra.

Fusão de rocha sólida

Fusão de rocha sólida para formar o magma é controlada por três parâmetros físicos: a sua temperatura, pressão, e composição. Mecanismos são discutidos na entrada para a rocha ígnea .

Temperatura

Em qualquer pressão determinada e para qualquer dada composição de rocha, um aumento da temperatura após o solidus irá provocar a fusão. Entre a terra sólida, a temperatura de uma rocha é controlada pela gradiente geotérmico eo decaimento radioativo dentro da rocha. As médias de gradiente geotérmico cerca de 25 ° C / km com uma vasta gama de um mínimo de 5-10 ° C / km dentro de fossas oceânicas e as zonas de subducção a 30-80 ° C / km sob cristas médio-oceânicas e ambientes de arco vulcânico.

Pressão

Como magma sobe alegremente cruzará o solidus-liquidus e sua temperatura irá reduzir em resfriamento adiabático. Neste ponto ele vai liquefazer e se entrou em erupção na superfície formarão lava. Fusão também pode ocorrer devido a uma redução na pressão por um processo conhecido como descompressão de fusão.

Composição

Geralmente é muito difícil alterar a composição grandes quantidades de uma grande massa de rocha, de modo que a composição é o controle de base sobre se uma pedra irá derreter a qualquer dada temperatura e pressão. A composição de uma rocha pode também ser considerado para incluir as fases voláteis tais como água e dióxido de carbono .

A presença de fases voláteis em uma rocha sob pressão pode estabilizar uma fração de fusão. A presença de apenas 0,8% de água pode reduzir a temperatura de fusão de até 100 ° C. Por outro lado, a perda de água e de materiais voláteis a partir de um magma pode causar a congelar ou solidificar essencialmente.

Fusão parcial

Quando as rochas derreter o façam de forma incremental e gradualmente; a maioria das rochas são feitos de vários sais minerais, os quais têm diferentes pontos de fusão, e o diagramas de fase que controlam derretimento comumente são complexas. Como uma rocha, derrete suas mudanças de volume. Quando rocha é derretida suficiente, os pequenos glóbulos de fusão (que ocorre, em geral, entre os grãos minerais) vincular-se e suavizar o rock. Sob a pressão no interior da terra, tão pouco quanto uma fracção de uma percentagem de fusão parcial pode ser suficiente para provocar a fusão para ser espremido a partir da sua fonte.

Derrete pode permanecer no local o tempo suficiente para derreter a 20% ou mesmo 35%, mas as rochas são raramente derretido em excesso de 50%, porque, eventualmente, a massa de rocha derretida se torna um cristal e derreter mush que pode então subir em massa como um diapir, que pode então causar ainda mais derretimento de descompressão.

Derrete primárias

Quando uma rocha derrete, o líquido é conhecido como um fundido primário. Derrete primários não foram sujeitas a qualquer diferenciação e representar a composição inicial de um magma. Na natureza, é raro encontrar derrete primários. Os leucossomas de migmatíticas são exemplos de derrete primárias. Derrete primários derivados do manto são especialmente importantes, e são conhecidos como derrete primitivas ou magmas primitivos. Ao encontrar a composição do magma primitivo de uma série de magma é possível para modelar a composição do manto de uma massa fundida que foi formado, o qual é importante para a compreensão da evolução manto.

Derrete dos Pais

Onde é impossível encontrar a composição do magma primitivo ou primária, muitas vezes é útil tentar identificar uma fusão parental. Uma fusão parental é uma composição a partir da qual o magma intervalo observado de químicas de magma foi derivada por os processos de diferenciação ígnea. Ele não necessita de ser um fundido primitivo.

Por exemplo, uma série de fluxos de basalto são assumidos para serem relacionados uns aos outros. A composição a partir da qual eles podiam razoavelmente ser produzidos por cristalização fracionada é chamado de fusão parental. Modelos cristalização fraccionada seria produzido para testar a hipótese de que eles compartilham uma fusão parental comum.

Implicações geoquímicas de fusão parcial

O grau de fusão parcial é crítico para determinar que tipo de magma é produzido. O grau de fusão parcial requerida para formar uma massa fundida pode ser estimada considerando o enriquecimento relativo dos elementos incompatíveis contra elementos compatíveis. Elementos incompatíveis geralmente incluem potássio , bário , césio , rubídio .

Os tipos de rochas produzidos por pequenos graus de fusão parcial do Manto da Terra são tipicamente alcalina ( Ca , Na ), potássica ( K ) e / ou peralkaline (alumínio de alta a proporção de sílica). Normalmente, derrete primitivos desta forma de composição lamprophyre, lamproite, kimberlito e às vezes rochas máficas-rolamento, tais como nefelina alcalinos basaltos e gabros essexite ou mesmo Carbonatítico.

Pegmatito podem ser produzidas por baixos graus de fusão parcial da crosta. Alguns granito magmas são -Composição eutética (ou cotectic) funde, e podem ser produzidos por baixo para um alto grau de fusão parcial da crosta, bem como por meio de cristalização fraccionada. No elevados graus de fusão parcial da crosta, como granitóides tonalite, granodiorite e monzonito pode ser produzido, mas outros mecanismos são tipicamente importante na sua produção.

No elevados graus de fusão parcial do manto, komatiítica e picrite são produzidos.

Composição e estrutura de fusão e propriedades

Derrete silicato são compostas principalmente por silício , oxigénio , de alumínio , álcalis ( sódio , potássio , cálcio ), de magnésio e de ferro . ?tomos de silício estão na coordenação tetraédrica com o oxigénio, como em quase todos minerais de silicatos, mas em ordem atômica derrete é preservada apenas em distâncias curtas. Os comportamentos físicas dependem de derrete suas estruturas atómicas, bem como da temperatura e da pressão e composição.

A viscosidade é uma propriedade chave derreter na compreensão do comportamento dos magmas. Mais derrete ricas em sílica são normalmente mais polimerizado, com mais ligação de sílica tetraedros, e por isso são mais viscoso. Dissolução de água reduz drasticamente a viscosidade de fusão. Derrete-temperatura mais elevada são menos viscoso.

De um modo geral, os magmas mais mafic, tais como aqueles que formam basalto , são mais quentes e menos viscoso do que os magmas mais ricas em sílica, tais como aqueles que formam riolito. Baixa viscosidade leva a mais suaves, erupções explosivas menos.

Características de vários tipos diferentes de magma são os seguintes:

Ultramáfico ( picrítica)
SiO2 <45%
Fe-Mg> 8% até 32% de MgO
Temperatura: até 1500 ° C
Viscosidade: Muito baixo
Comportamento eruptivo: suaves ou muito explosivas (kimberilites)
Distribuição: limites de placas divergentes, hot spots, limites de placas convergentes; komatiítica e outras lavas ultramáficos são principalmente Arqueozóico e foram formadas a partir de uma maior gradiente geotérmico e são desconhecidos no presente
Máfica ( basalto )
SiO2 <50%
De FeO e MgO tipicamente <10% em peso
Temperatura: até ~ 1300 ° C
Viscosidade: Baixo
Comportamento eruptivo: suave
Distribuição: divergente limites de placas, pontos quentes, limites de placas convergentes
Intermediário ( andesítica )
SiO 2 ~ 60%
Fe-Mg: ~ 3%
Temperatura: ~ 1000 ° C
Viscosidade: Intermediate
Comportamento eruptivo: explosivo
Distribuição: limites de placas convergentes
Felsic (rhyolitic)
SiO2> 70%
Fe-Mg: ~ 2%
Temp: <900 ° C
Viscosidade: alta
Comportamento eruptivo: explosivo
Distribuição: pontos quentes na crosta continental ( Yellowstone National Park ), fendas continentais, arcos insulares
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