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IV – DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA

Biologia e Geologia – 11º ano

Prof. Nuno Meia-Onça

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Abundância dos diferentes tipos de magmatismo

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Diferentes rochas, o mesmo magma

Se a maioria dos magmas são de natureza basáltica, como explicar a enorme quantidade de granitos existente no planeta?

A enorme diversidade de rochas magmáticas não é compatível com poucos tipos magmáticos.
Uma vez formados, os magmas tendem a evoluir quimicamente, através de um conjunto de processos, ditos diferenciação magmática.
Só assim se explica, como por exemplo, que os granitos resultem não só da consolidação de magma riolítico, como também de magmas basálticos.

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Diferenciação magmática

Processos que explicam a diversidade de rochas magmáticas formadas a partir do mesmo magma original

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Cristalização fraccionada

Diferenciação gravítica

Migração Magmática

Assimilação magmática

Mistura de magmas

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O magma é composto por silicatos fundidos (SiO₂), acompanhados por diversos óxidos metálicos como Al₂O₃, FeO/Fe₂O₃, MgO, CaO, Na₂O e K₂O, e elementos voláteis dissolvidos, principalmente H₂O, CO₂ e SO₂,

Os minerais magmáticos apresentam diferentes pontos de solidificação.

A cristalização desses minerais a temperaturas diferentes, altera a composição inicial do magma

CRISTALIZAÇÃO FRACCIONADA

Diferentes rochas, o mesmo magma

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Cristalização fraccionada

Quando um magma (basáltico) começa a arrefecer, ocorre a génese dos minerais segundo uma ordem definida, da qual resulta uma diferenciação magmática por cristalização fraccionada.
A diferenciação magmática é um processo que, a partir do mesmo magma, conduz à formação de magmas com composição diferente.

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Magma basáltico

Magma andesítico

Magma riolítico

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Cristalização fracionada: Série de Bowen

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Norman Bowen

Canadá

1887 - 1956

Bowen demonstrou a sequência pela qual os minerais magmáticos cristalizam durante o arrefecimento do magma, em função dos seus pontos de cristalização/fusão – Série de Bowen.

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Cristalização fracionada: Série de Bowen

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As experiências de Bowen permitiram-lhe concluir que existem duas séries de reações distintas:

Série descontínua ou

série dos minerais ferromagnesianos

Série contínua ou

série isomorfa das plagióclases

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Cristalização fracionada: Série de Bowen

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Alta temperatura

Baixa temperatura

Peridotito

Basalto Gabro

Andesito Diorito

Riolito Granito

Olivina

Piroxena

Anfíbola

Biotite

Anortite (+ Ca²⁺)

Feldspato potássico /ortóclase

Moscovite

Quartzo

500ºC

Série Descontínua

Plagióclases

Albite (+ Na⁺)

Série Contínua

cristalização

Temperatura de fusão

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Série 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 diferente

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Todos os minerais desta série possuem ferro (Fe) e magnésio (Mg).

(Mg,Fe)₂SiO₄

(Mg,Fe)SiO₄

(Ca,Na)₂–₃(Mg,Fe,Al)₅(Si,Al)₈O₂₂(OH)

K(Mg,Fe)₃AlSi₃O₁₀(OH)₂

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Série de Bowen:�Série contínua ou das plagioclases

As plagióclases, uma vez formadas, reagem com o magma residual, sendo o cálcio progressivamente substituído pelo sódio, originando plagióclases de composição gradualmente diferente, mas que mantêm a sua estrutura interna – Minerais Isomorfos.

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Anortite

Albite

CaAl₂Si₂O₈,

NaAlSi₃O₈

Teor em Sílica

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Série de Bowen

Após a cristalização dos minerais das duas séries, o magma residual apresenta um baixo teor em Fe e Mg e um elevado teor em sílica (SiO₂), K⁺ e Al 🡪 forma-se o feldspato potássico, moscovite e quartzo.
O último mineral a cristalizar, o quartzo (ponto de fusão mais baixo), ocupa os espaços existentes entre os minerais já formados. Por cristalizar a temperaturas mais próximas das condições da superfície é o mais estável neste contexto.

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Feldspato

Potássico

Moscovite

Quartzo

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Série de Bowen

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Diferenciação gravítica

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Minerais cristalizam

Separam-se do magma

Depositam-se no fundo da câmara magmática, de acordo com a sua densidade

Originam novas frações magmáticas com composição química distinta do magma inicial parental

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Diferenciação gravítica

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Migração Magmática

Nem sempre o magma cristaliza no mesmo local, movendo-se lateralmente e em direção à superfície, através de fissuras ou dos espaços resultantes da fusão das rochas.

Os minerais já cristalizados, em particular os de maiores dimensões ficam muitas vezes retidos, separando-se do magma original.

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Migração Magmática

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As últimas frações do magma (água, voláteis, sílica e outros solutos minerais) – soluções hidrotermais podem preencher fendas das rochas e solidificar, originando filões.

Filão

Praia de Ribeira D´Ilhas

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Assimilação magmática

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Xenólitos de granito (arrancados durante a ascensão de magma) em basalto

O magma pode incorporar substâncias químicas que se dissolveram, provenientes das rochas encaixantes, o que pode alterar a sua composição, ou fragmentos de rochas que não fundiram, e dar, assim, origem a encraves ou xenólitos.

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Mistura de magmas

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Xenólitos de granito (arrancados durante a ascensão de magma) em basalto

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Mistura de magmas

A mistura de magmas acontece por exemplo em zonas orogénicas, quando ocorre a mistura de diferentes materiais em fusão, por exemplo magmas primários, basálticos, que se misturam com magmas secundários, de composição granítica.

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Classificação das Rochas Magmáticas

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Classificação das Rochas Magmáticas

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Classificação das Rochas Magmáticas

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Classificação das Rochas Magmáticas

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Mistura de magmas

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