O documento discute processos magmáticos como a diferenciação magmática e a cristalização fracionada. A diferenciação magmática produz rochas ígneas de diferentes composições através da cristalização de minerais. A cristalização fracionada causa mudanças na composição do magma à medida que os minerais cristalizam e são removidos, empobrecendo o magma remanescente em certos elementos.

1. Processos magmáticosDiferenciação magmática-> Diferentes tipos de magmas produzidos em diferentes regimes tectônicos ↔ dependem de 3 factoresComposição da fonte (rocha-mãe, rocha-fonte)

2. Processos e condições de fusão

3. Processos e condições de cristalizaçãoDiferenciação magmáticaProcesso pelo qual um magma parental pode produzir rochas ígneas de diferentes composições, através da cristalização de minerais1

4. Diferenciação MagmáticaDiversidade derochas ígneasRocha A1Rocha ARocha A2Magma homogêneoRocha B1Rocha BRocha B1Rocha C1Rocha CRocha C1 Rochas relacionadas = rochas co-magmáticas (que têm a mesma origem) (rochas cogenéticas)Magmas Primários -> magmas derivados directamente da região fonte e que não foram afectadas pelos processos de diferenciação2

5. APodem afectar significativamente a composição do fundido/magma produzido•A composição da rocha-fonte•O grau de fusão da rocha-mãe•A pressão e a temperatura de fusão->BPodem afectar o processode cristalização•A composição da rocha-fonte•O grau de fusão da rocha-mãe•A pressão e a temperatura de fusão->Grande variação na composição e textura das rochas ígneasA e B->3

6. Assim:Enquanto o magma cristaliza vai ficando cada vez mais empobrecido em certos elementos (que entram na estrutura cristalina dos minerais que vão cristalizando)mudança de composição do magma com o tempo Fusão parcialRocha/Magma originalVárias rochas ígneas de composições diferentesCristalização fraccionada(Fonte única)Podem também sofrer Fusão parcial/ Cristalização fraccionada4

7. Génese de magmas e sua evolução Evidências geofísicas surgerem que à excepção do núcleo externo, todas as camadas que formam a Terra se encontram no estado sólido. Para explicar a produção do magma na Terra, admite-se hoje em dia, que em condições favoráveis, o material rochoso da crusta e/ou do manto pode sofrer fusão e gerar magmas.

8. As composições desses magmas não dependem da natureza do material que funde e das condições de pressão e temperatura a que a se dá a fusão.5

9. Temperaturas e pressõesEntende-se por gradiente geotérmico da Terra, a variação da temperatura com a profundidade. A temperatura tende a aumentar com a profundidade.

10. A figura mostra as geotermas típicas duma área continental estável, duma placa oceânica longe da zona de rifte e duma crista média oceânica 6

11. 7 A temperatura tende a aumentar com a profundidade, mas enquanto nos 200 km mais superficiais da Terra há uma diferença significativa de gradientes geotérmicos, estes tendem a convergir a profundidades superiores a 200 km para um único gradiente, próximo de 0.3°/km.

12. Os gradientes térmicos em rochas situadas próximas da superfície variam em geralmente 20° e 40° /km, mas conhecem-se casos extremos desde 5° a 60°/km.8Fusão parcialComo se deduz para figura abaixo, tanto sob a crusta oceânica como sob a crusta continental a temperatura atinge valores de cerca de 1000 °C a profundidades relativamente pequenas (aos 100 km – manto superior).

13. 9 Experiências laboratoriais mostram que a essas temperaturas, as rochas estão completamente fundidas. No entanto, sabe-se que o manto é sólido. Para explicar esta aparente contardição é preciso recorrer ao efeito da Pressão.

14. De facto, demonstra-se experimentalmente que o aumento da Pressão provoca um aumento na Tempertura de fusão (figura anteior).

15. Por outro lado, verifica-se ainda que em presença de água ou vapor de água, a temperatura de fusão baixa, ou seja a Pressão de fluidos tem efeito contrário ao da Pressão Litostática, e um mineral anidro fundirá a temperaturas mais 10 altas do que um mineral hidratado, com a mesma composição. a Temperatura, a Pressão e a Pressão de Fluidos vão ter então um papel preponderante na fusão dos materiais rochosos.

16. Deve, além disso, salientar-se que as rochas são normalmente constituídas por diferentes minerais com temperaturas de fusão distintas e por isso a fusão da rocha não se dá a uma temperatura específica, mas ao longo dum intervalo de temperaturas. Fundem primeiro os minerais com mais baixos ponto de fusão (Figura na pág. Seguinte).11(1) Fundido(2) Mistura de Fundido +Cristais

17. 12Fusão anidra

18. 13Fusão Anidraxx´- marca o início da fusão ou final da cristalização (temperatura solidus).

19. yy´- marca o final fusão ou o início da cristalização (temperatura liquidus).Fusão em presença de fluidosA presença de fluidos baixa o ponto de fusão e a influência dos fluidos aumenta com o aumento da pressão.

20. 14A figura ao lado, ilustra a fusão parcial num sistema de 3 componentes A, B e C em que as fases sólidas a,b e c correspondem aos componentes puros A, B e C.(1) – sólido X composto por 40% de A, 30% de B e 30% de C a temperaturas inferiores a E1 (1150°C).

21. (2) – Fusão parcial começa a 1150°C com produção dum líquido cuja composição é E1.15(3) – o processo de fusão continua a dar-se à temperatura E1 até que toda a fase b seja consumida. Mais líquido é produzido .

22. (4) – o líquido produzido escapa-se deixando um resíduo com a e c nas proporções indicadas em x´. Este resíduo só fundirá se a temperatura atingir os valores indicados em E2.Como se deduz da figura (pág. anterior) num processo de fusão parcial geram-se líquidos (magmas) e resíduos com composições distintas entre si e diferentes da rocha-mãe.ConclusãoSe uma rocha A se fundesse completamente, o magma resultante deveria ter a mesma composição da rocha-mãe (A). Acontece, contudo, que a maioria das rochas não sofre fusão total, uma vez que são compostas, em geral, por

23. 16Uma mistura de minerais que não fundem à mesma temperatura. Quando a rocha atinge a temperatura a que a fusão se inicia, produz-se uma composição distinta da da fonte e do material que não fundiu (resíduo refractário). À medida que a temperatura aumenta, um maior nº de minerais sofrerá fusão e maiores quantidades de magma serão produzidas. Se a dada altura, esse magma se separar da fonte, tanto o magma como o resíduo não-fundido terão composições diferentes entre si e distintas da rocha-mãe. Este processo – FUSÃO PARCIAL – é por isso um importante mecanismo de fraccionamento.A composição dos magmas formados por fusão parcial vai depender fundamentalmente da: - composição da rocha-mãe - percentagem da fusão da rocha-mãe.

24. Processos que provocam a mudança de composição do magma :fusão parcial

25. Vários graus de fusão parcial da mesma fonte (rocha-mãe)

26. Cristalização fraccionada

27. Mistura de dois ou mais magmas

28. Assimilação/contaminação de magmas por rochas crustais

29. Imiscibilidade de líquidos17