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Il processo magmatico

Per studiare il processo magmatico sono utili due unità di misura: il gradiente geotermico, cioè l’aumento della temperatura con la profondità (circa 30 °C/km) e il gradiente geobarico, cioè l’aumento della pressione con la profondità (circa 1 kbar/3 km).
Il processo magmatico avviene a temperature elevate e a pressione variabile; le rocce che si originano a piccole profondità sono dette subvulcaniche. Le due rocce magmatiche più diffuse nella crosta terrestre sono il granito (felsica intrusiva) e il basalto (mafica effusiva).
Il magma è una sostanza con una composizione silicata e variabile; è composto da una parte liquida prevalente (il fuso), da uno o più minerali solidi e da una fase gassosa. I valori più bassi sono nei magmi di tipo granitico (rocce plutoniche), quelli più alti nei magmi di tipo basaltico (acidi ed esplosivi, come il magma nei vulcani).

La lava è il magma che trabocca sulla superficie e viene a contatto con l’aria e l’acqua. L’acqua e il gas presenti in un magma sono detti volatili (anidride carbonica, zolfo, azoto, argon, cloro, fluoro, ossigeno); l’emissione di questi volatili dal magma che trabocca in superficie è chiamata degassazione.
Altri caratteri del magma sono la densità e la viscosità: i magmi acidi sono a bassa densità (in quanto c’è tanta silice) e più viscosi, mentre i magmi basici sono ad alta densità (con poca silice) e meno viscosi. Ci sono di conseguenza diversi tipi di magmi:
- I magmi primari (a composizione basica) si originano con processi di fusione parziale (meno del 30%) di rocce del mantello superiore.
- I magmi anatettici (a composizione acida) si generano per fusione parziale di rocce della crosta. L’anatessi è il processo di fusione parziale di rocce crostali dovuto all’innalzamento del gradiente geotermico locale o per l’azione ad alta temperatura di gas o fluidi provenienti dalle parti più profonde della crosta.
I magmi basici, avendo una densità minore rispetto alle circostanti rocce del mantello, tendono a salire in superficie e, dato l’abbassamento di temperatura, subiscono la cristallizzazione. La successione ordinata di cambiamenti nella cristallizzazione magmatica è detta serie di reazione; la reazione può essere continua o discontinua:
- Continua: il minerale che si forma per primo cambia poi composizione al variare della temperatura. Per esempio il plagioclasio passa a essere da ricco di calcio a ricco di sodio.
- Discontinua: tipica dei minerali mafici, la cristallizzazione procede da una specie minerale all’altra.
Le due reazioni formano due filoni convergenti, descritti dalla serie di Bowen.

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