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BIOLOGIA GEOLOGIA 11º ANO
Aula nº 2
ROCHAS MAGMÁTICAS
MAGMA
ROCHA
MAGMÁTICA
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
A diferenciação magmática é um processo que, a partir do mesmo
magma, ocorre formação de magmas com composição diferente.
Magma
basáltico
Magma
andesítico
Magma
riolítico
Em alguns vulcões verifica-se, por vezes,
variação do tipo de atividade vulcânica ao longo
do tempo. A episódios efusivos, com magmas
básicos, seguem-se fases explosivas,
associadas a magmas mais ácidos.
O magma é uma mistura complexa de
substâncias minerais - silicatos.
A cristalização ocorre a diferentes
temperaturas, uma vez que os minerais têm
distintos pontos de solidificação.
Durante o processo de cristalização formam-se
diferentes associações de cristais.
Ao longo do processo de cristalização resulta
um magma residual de composição
continuamente alterada.
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
•Durante o arrefecimento do magma, a temperatura de cristalização de
diferentes minerais vai sendo atingida sucessivamente.
• Os minerais ao cristalizarem, retiram do magma os elementos químicos
que os compõem.
• A composição do magma vai variando à medida que arrefece.
A génese dos minerais ocorre segundo uma
ordem definida que determina uma
diferenciação magmática, por CRISTALIZAÇÃO
FRACIONADA.
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA
Se considerarmos que num magma que se encontre a 1200ºC existem os
minerais A, B e C, com diferentes pontos de solidificação, qual seria a
sequência de cristalização?
Ponto de solidificação / Ponto de fusão:
A – 1000ºC
B – 800ºC
C – 950ºC
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
A
1000ºC
C
950ºC
B
800ºC
À medida que a temperatura do
magma diminui, os minerais solidificam
consoante atingem o seu ponto de
solidificação.
1200ºC 750ºC
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA
Composição = B
T = 800 °C
Composição = C
T = 700 °C
Composição = D
T = 600 °C
Composição = E
Evolução da composição do magma
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA
T = 1000 °C
Composição = A
UM MAGMA,
T = 900 °C
DIFERENTES
ROCHAS
Magma B
Magma A
Magma C
Magma D
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA
Magma E
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA
•Bowen, no início do século XX, investigou a
formação dos cristais e definiu a ordem pela qual
cristalizam nos magmas em arrefecimento.
•Bowen queria saber porque razão certos
minerais tendem a surgir juntos em certas rochas
e outros nunca aparecem associados.
•A sequência de formação dos minerais das
rochas magmáticas é representada pelas Séries
de Bowen.
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
Bowen reduziu rochas
magmáticas a pó e aqueceu
até à fusão, formando um
magma artificial.
Deixou arrefecer este magma,
de forma controlada.
Por exemplo, aquecia até aos
1600ºC e posteriormente deixava
arrefecer até aos 1200ºC durante
algum tempo. A esta temperatura
formam-se os minerais com ponto
de cristalização a essa
temperatura.
Arrefecia de forma brusca o
restante magma para não
formar mais cristais.
Identificou os minerais
cristalizados à temperatura
de 1200ºC.
Repetiu este processo,
arrefecendo progressivamente
este magma artificial,
ordenando os minerais pela
sequência do seu ponto de
solidificação.
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
Estas séries correspondem a fenómenos que
ocorrem simultaneamente à medida que a
temperatura do magma vai diminuindo.
SÉRIE DESCONTÍNUA
Existem duas
séries de reações:
SÉRIE CONTÍNUA
SÉRIE DESCONTÍNUA
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
Série descontínua ou dos minerais ferromagnesianos
Durante o arrefecimento, os minerais, ao
reagirem com o magma residual, originam
novos minerais com uma composição química
e uma estrutura cristalina diferentes.
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
Série descontínua ou dos minerais ferromagnesianos
•Durante o arrefecimento, na série descontínua,
primeiro formam-se as olivinas, cujo ponto de
solidificação é mais elevado.
•Posteriormente cristalizam as piroxenas, depois
as anfíbolas e, por fim, a biotite.
Todos os minerais desta
série possuem ferro (Fe2+)
e magnésio (Mg2+).
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
• Após a cristalização da olivina, a composição do magma fica
relativamente empobrecida em ferro (Fe2+) e magnésio (Mg2+).
•Com o arrefecimento progressivo do magma, atinge-se a temperatura
de cristalização da piroxena e a olivina formada previamente, reage
com o líquido residual formando piroxena.
•Atingida a temperatura de cristalização
da anfíbola, a piroxena formada reage
com o líquido residual, empobrecendo-o
em (Fe2+) e (Mg2+).
•Se ainda houver fração magmática e a
temperatura continuar a descer, forma-
se a biotite, o último mineral rico em
(Fe2+) e (Mg2+) a cristalizar.
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
Série descontínua ou dos minerais ferromagnesianos
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
Série contínua ou das plagioclases
Durante o arrefecimento, os minerais, ao reagirem
com o magma residual, originam novos minerais
com uma composição química diferente mas
com a mesma estrutura cristalina.
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
SÉRIE CONTÍNUA
•As plagioclases são feldspatos com percentagens
variáveis de sódio (Na+) e cálcio (Ca2+).
• Os iões de cálcio (Ca2+) e de sódio (Na+) podem
substituir-se na estrutura cristalina, formando
diferentes tipos de plagioclases.
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
Série contínua ou das plagioclases
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
Anortite
Albite
Plagioclase:
• 100% cálcica - ANORTITE
• 100% sódica - ALBITE
• Durante o arrefecimento, na série contínua, primeiro
forma-se a anortite, cujo ponto de solidificação é mais
elevado.
• À medida que a temperatura
vai diminuindo na rede
cristalina da anortite, o cálcio
pode ser progressivamente
substituído por sódio em todas
as proporções, originando a
série das plagioclases
sucessivamente mais ricas em
sódio.
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
Série contínua ou das plagioclases
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
Anortite
Albite
• As plagioclases cálcicas, uma vez formadas, reagem
com o magma residual, sendo o cálcio
progressivamente substituído pelo sódio, originando
plagioclases de composição gradualmente diferente,
mas que mantêm a sua estrutura interna – SÉRIE
ISOMÓRFICA.
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
Série contínua ou das plagioclases
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
Anortite
Albite
Os termos da série descontínua
cristalizam ao mesmo tempo que
os da série contínua, em virtude
de terem a mesma temperatura
de cristalização.
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
Anortite
Albite
O magma residual fica mais rico em potássio,
alumínio e sílica.
Com a diminuição da temperatura forma-se
feldspato potássico, moscovite e quartzo.
Ca2+ e Na+ utilizados ao longo da série
contínua.
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
O magma residual está empobrecido em Fe2+
e Mg2+ usados na série descontínua e em
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
O quartzo, sendo o último mineral a
cristalizar preenche os espaços deixados
pelos minerais já formados.
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
As últimas frações do magma
formadas por água com voláteis e
outras substâncias em solução
constituem soluções hidrotermais.
Filão de quartzo, que aflora na Serra da Freita,
geoparque deArouca - Aveiro
As soluções hidrotermais podem preencher fendas
das rochas, os materiais cristalizam e formam filões
com um ou vários minerais associados.
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
em olivina têm
piroxenas e plagioclases cálcicas
mas não possuem quartzo.
Rochas ricas em quartzo têm
plagioclases sódicas e feldspato
potássico mas não possuem olivina.
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
Rochas ricas
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
+SiO2
-SiO2
Define os minerais
que estão associados
às diferentes rochas
magmáticas.
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
•Segundo a série de Bowen é possível que um magma basáltico possa produzir
magmas diversificados, nomeadamente magmas riolíticos.
• Só 10% de um magma basáltico pode diferenciar-se em magma riolítico.
Os maciços graníticos atingem enormes volumes
da crusta continental e por isso não poderão ser
resultado apenas da cristalização fracionada.
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
Magma
basáltico
Magma
andesítico
Magma
riolítico
Os granitos ocorrem sempre na crusta continental, e
portanto se a sua génese se relacionasse apenas com
os magmas basálticos deveriam surgir na crusta
oceânica, onde os basaltos são mais comuns.
A maioria dos granitos resulta de magmas riolíticos,
resultante da fusão das rochas da crusta continental.
• 10% - forma-se por cristalização
fracionada de um Magma basáltico
• 90% - resulta da fusão das rochas
da crusta continental - Magma
riolítico
Granito
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
São mais instáveis à superfície quando
sujeitos à meteorização
Olivinas e Piroxenas Anortite
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
MINERAIS FORMADOS A ALTAS TEMPERATURA
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
São mais resistentes à meteorização
MINERAIS QUE CRISTALIZAM A BAIXAS TEMPERATURA
Quartzo
Cristais formados nos
primeiros estádios de
cristalização
Câmara
magmática
Migração dos cristais
para o fundo da câmara
magmática
Magma
residual
Rocha formada por diferentes camadas
resultantes da cristalização fracionada
Olivina Piroxena Plagioclase cálcica
Os cristais podem ser
separados do líquido residual
por diferenciação gravítica
– acumulação de cristais de
acordo com as suas
densidades.
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
DIFERENCIAÇÃO GRAVÍTICA

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  • 1. BIOLOGIA GEOLOGIA 11º ANO Aula nº 2 ROCHAS MAGMÁTICAS
  • 3. DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA A diferenciação magmática é um processo que, a partir do mesmo magma, ocorre formação de magmas com composição diferente. Magma basáltico Magma andesítico Magma riolítico Em alguns vulcões verifica-se, por vezes, variação do tipo de atividade vulcânica ao longo do tempo. A episódios efusivos, com magmas básicos, seguem-se fases explosivas, associadas a magmas mais ácidos.
  • 4. O magma é uma mistura complexa de substâncias minerais - silicatos. A cristalização ocorre a diferentes temperaturas, uma vez que os minerais têm distintos pontos de solidificação. Durante o processo de cristalização formam-se diferentes associações de cristais. Ao longo do processo de cristalização resulta um magma residual de composição continuamente alterada. DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
  • 5. •Durante o arrefecimento do magma, a temperatura de cristalização de diferentes minerais vai sendo atingida sucessivamente. • Os minerais ao cristalizarem, retiram do magma os elementos químicos que os compõem. • A composição do magma vai variando à medida que arrefece. A génese dos minerais ocorre segundo uma ordem definida que determina uma diferenciação magmática, por CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA. DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
  • 6. CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA Se considerarmos que num magma que se encontre a 1200ºC existem os minerais A, B e C, com diferentes pontos de solidificação, qual seria a sequência de cristalização? Ponto de solidificação / Ponto de fusão: A – 1000ºC B – 800ºC C – 950ºC DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
  • 7. A 1000ºC C 950ºC B 800ºC À medida que a temperatura do magma diminui, os minerais solidificam consoante atingem o seu ponto de solidificação. 1200ºC 750ºC DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA
  • 8. Composição = B T = 800 °C Composição = C T = 700 °C Composição = D T = 600 °C Composição = E Evolução da composição do magma DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA T = 1000 °C Composição = A UM MAGMA, T = 900 °C DIFERENTES ROCHAS
  • 9. Magma B Magma A Magma C Magma D DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA Magma E
  • 10. CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA •Bowen, no início do século XX, investigou a formação dos cristais e definiu a ordem pela qual cristalizam nos magmas em arrefecimento. •Bowen queria saber porque razão certos minerais tendem a surgir juntos em certas rochas e outros nunca aparecem associados. •A sequência de formação dos minerais das rochas magmáticas é representada pelas Séries de Bowen. DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
  • 11. Bowen reduziu rochas magmáticas a pó e aqueceu até à fusão, formando um magma artificial. Deixou arrefecer este magma, de forma controlada. Por exemplo, aquecia até aos 1600ºC e posteriormente deixava arrefecer até aos 1200ºC durante algum tempo. A esta temperatura formam-se os minerais com ponto de cristalização a essa temperatura. Arrefecia de forma brusca o restante magma para não formar mais cristais. Identificou os minerais cristalizados à temperatura de 1200ºC. Repetiu este processo, arrefecendo progressivamente este magma artificial, ordenando os minerais pela sequência do seu ponto de solidificação. DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA
  • 12. DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen Estas séries correspondem a fenómenos que ocorrem simultaneamente à medida que a temperatura do magma vai diminuindo. SÉRIE DESCONTÍNUA Existem duas séries de reações: SÉRIE CONTÍNUA
  • 13. SÉRIE DESCONTÍNUA CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen Série descontínua ou dos minerais ferromagnesianos Durante o arrefecimento, os minerais, ao reagirem com o magma residual, originam novos minerais com uma composição química e uma estrutura cristalina diferentes. DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
  • 14. CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen Série descontínua ou dos minerais ferromagnesianos •Durante o arrefecimento, na série descontínua, primeiro formam-se as olivinas, cujo ponto de solidificação é mais elevado. •Posteriormente cristalizam as piroxenas, depois as anfíbolas e, por fim, a biotite. Todos os minerais desta série possuem ferro (Fe2+) e magnésio (Mg2+). DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
  • 15. • Após a cristalização da olivina, a composição do magma fica relativamente empobrecida em ferro (Fe2+) e magnésio (Mg2+). •Com o arrefecimento progressivo do magma, atinge-se a temperatura de cristalização da piroxena e a olivina formada previamente, reage com o líquido residual formando piroxena. •Atingida a temperatura de cristalização da anfíbola, a piroxena formada reage com o líquido residual, empobrecendo-o em (Fe2+) e (Mg2+). •Se ainda houver fração magmática e a temperatura continuar a descer, forma- se a biotite, o último mineral rico em (Fe2+) e (Mg2+) a cristalizar. CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen Série descontínua ou dos minerais ferromagnesianos DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
  • 16. CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen Série contínua ou das plagioclases Durante o arrefecimento, os minerais, ao reagirem com o magma residual, originam novos minerais com uma composição química diferente mas com a mesma estrutura cristalina. DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA SÉRIE CONTÍNUA
  • 17. •As plagioclases são feldspatos com percentagens variáveis de sódio (Na+) e cálcio (Ca2+). • Os iões de cálcio (Ca2+) e de sódio (Na+) podem substituir-se na estrutura cristalina, formando diferentes tipos de plagioclases. CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen Série contínua ou das plagioclases DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA Anortite Albite Plagioclase: • 100% cálcica - ANORTITE • 100% sódica - ALBITE
  • 18. • Durante o arrefecimento, na série contínua, primeiro forma-se a anortite, cujo ponto de solidificação é mais elevado. • À medida que a temperatura vai diminuindo na rede cristalina da anortite, o cálcio pode ser progressivamente substituído por sódio em todas as proporções, originando a série das plagioclases sucessivamente mais ricas em sódio. CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen Série contínua ou das plagioclases DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA Anortite Albite
  • 19. • As plagioclases cálcicas, uma vez formadas, reagem com o magma residual, sendo o cálcio progressivamente substituído pelo sódio, originando plagioclases de composição gradualmente diferente, mas que mantêm a sua estrutura interna – SÉRIE ISOMÓRFICA. CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen Série contínua ou das plagioclases DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA Anortite Albite
  • 20. Os termos da série descontínua cristalizam ao mesmo tempo que os da série contínua, em virtude de terem a mesma temperatura de cristalização. CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA Anortite Albite
  • 21. O magma residual fica mais rico em potássio, alumínio e sílica. Com a diminuição da temperatura forma-se feldspato potássico, moscovite e quartzo. Ca2+ e Na+ utilizados ao longo da série contínua. CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen O magma residual está empobrecido em Fe2+ e Mg2+ usados na série descontínua e em DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
  • 22. O quartzo, sendo o último mineral a cristalizar preenche os espaços deixados pelos minerais já formados. DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
  • 23. As últimas frações do magma formadas por água com voláteis e outras substâncias em solução constituem soluções hidrotermais. Filão de quartzo, que aflora na Serra da Freita, geoparque deArouca - Aveiro As soluções hidrotermais podem preencher fendas das rochas, os materiais cristalizam e formam filões com um ou vários minerais associados. DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
  • 24. em olivina têm piroxenas e plagioclases cálcicas mas não possuem quartzo. Rochas ricas em quartzo têm plagioclases sódicas e feldspato potássico mas não possuem olivina. CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen Rochas ricas DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
  • 25. +SiO2 -SiO2 Define os minerais que estão associados às diferentes rochas magmáticas. DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
  • 26. CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen •Segundo a série de Bowen é possível que um magma basáltico possa produzir magmas diversificados, nomeadamente magmas riolíticos. • Só 10% de um magma basáltico pode diferenciar-se em magma riolítico. Os maciços graníticos atingem enormes volumes da crusta continental e por isso não poderão ser resultado apenas da cristalização fracionada. DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA Magma basáltico Magma andesítico Magma riolítico
  • 27. Os granitos ocorrem sempre na crusta continental, e portanto se a sua génese se relacionasse apenas com os magmas basálticos deveriam surgir na crusta oceânica, onde os basaltos são mais comuns. A maioria dos granitos resulta de magmas riolíticos, resultante da fusão das rochas da crusta continental. • 10% - forma-se por cristalização fracionada de um Magma basáltico • 90% - resulta da fusão das rochas da crusta continental - Magma riolítico Granito DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
  • 28. São mais instáveis à superfície quando sujeitos à meteorização Olivinas e Piroxenas Anortite CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen MINERAIS FORMADOS A ALTAS TEMPERATURA DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA São mais resistentes à meteorização MINERAIS QUE CRISTALIZAM A BAIXAS TEMPERATURA Quartzo
  • 29. Cristais formados nos primeiros estádios de cristalização Câmara magmática Migração dos cristais para o fundo da câmara magmática Magma residual Rocha formada por diferentes camadas resultantes da cristalização fracionada Olivina Piroxena Plagioclase cálcica Os cristais podem ser separados do líquido residual por diferenciação gravítica – acumulação de cristais de acordo com as suas densidades. DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA DIFERENCIAÇÃO GRAVÍTICA