Magmatismul

Magma / Magmatism / Conditii de formareFormarea rocilor magmatice / corpuri magmaticeLava / Vulcanism / Conditii de formareImpactul activitatilor magmatice si vulcanice

Magmatism Magmatism - ansamblul de fenomene majore care au loc in scoarta terestra legate de formarea, deplasarea, evolutia si consolidarea topiturilor de roci = MAGME;

Magma = amestec topit de silicati, oxizi, sulfuri si substante gazoase, formate in anumite conditii de presiune si temperatura;*

Magmele se formeaza la diferite temperaturi si diferite zone din interiorul pamintului;

Formarea lor este conditionata de compozitia chimica, temperatura si presiune. Compozitii chimice diferite;Temperatura de topire difera functie de presiune (10000 C / 13000 C);Cantitatea de apa continuta (albit 8000C > apa / 10000 C cu

EFUSIV / EXTRUSIVINTRUSIVFilonianSUBVULCANIC= HIPOABISALPLUTONIC= ABISALVULCANIC

Compozitia magmelorContinutul chimic al magmelor este dominat de SiO2 si Al2O3 la care se adauga: Fe2O3 MgO, CaO, Mn2O, K2O, H2OCea mai mare pondere o are SiO2 - intre 40% si 80%

Functie de continutul in silice, rocile se impart in acide (65-80% SiO2)) (granitice)intermediare (55-65% SiO2), (andezitice)bazice (40-55% SiO2), (bazaltice)ultrabazice (sub 40% SiO2 );

Magmele bazice si ultrabazice pot fi considerate nesaturate in SiO2 denumite si mafice si cele saturate in SiO2 fiind magmele intermediare si acide, denumite si felsice

In toate rocile magmatice predomina feldspatii;

*MagmaMagma = roca topita +/- cristale, +/- gaze dizolvate (volatile)*functie de temperatura si continutul in apa

ProprietatiMaficeFelsiceCompozie50% SiO2 Mg, Fe, Al, Ca Mai putine volatile75% SiO2 Al, Ca, Na, K Mai multe volatileTemperatura1000-1200 C650-800 CDensitatea2.6 g/cm32.3 g/cm3Viscositatea*Mica Mare

Tipurile de magmaIn functie de locul de formare (oceanic/continental) si de adincimea de formare magmele pot fi grupate in urmatoarele tipuri:- Magme bazaltice (bazice) formate in zonele oceanice, chimism ultrabazic, anhidru, compusi feromagnezieni;- Magme andezitice (intermediare) formate in zone de subductie, mineralele sunt hidratate si contaminate prin asimilarea unor componente din sedimentele strabatute;- Magme granitice (acide) formate in zonele continentale, de orogeneza, chimism acid, determinat de inglobarea materialului sedimentar strabatut;

Caracteristicile magmelorTemperaturaMagmele bazice au temperaturi mai ridicate (1000 - 12000C);Lavele acide au temperaturi mai scazute (650 - 8000C)Temperatura evolueaza continuu pina la consolidarea totala in interiorul cuptorului magmatic.Viscozitatea magmelor condtionata de chimism si temperatura.Scaderea temperaturii duce la cresterea viscozitatiiMagmele si lavele bazice au viscozitate mai scazuta / viteze de deplasare de pina la 16km/oraMagmele si lavele acide au viteze mult mai mici;

Magmele formare deplasare ascensionala consolidareConsolidarea Fractiune cristalizata + Substante volatileRaportul Cristale/Volatile1. Etapa lichid magmatica (1000 600 C) (in zone profunde, silicati) holocristaline, echigranulare2. Etapa pegmatit pneumatolitica (injectarea in filoane, 600 350 C)Holocristaline, panidiomorfe, hipidiomorfe3. Etapa hidrotermala (

Diferentierea magmaticaEste procesul prin care o magma initiala, uniforma din punct de vedere compozitional, poate genera o varietate mare de roci functie de compozitia lor;

Cristalizare fractionata si acumulare gravitationalaolivina, piroxeni, amfiboli, mice, feldspatoizi, feldspat, curat. Mineralele cad gravitational. Topitura isi schimba compozitia magma bazica/adincime acida/suprafata

Seriile lui Bowen

*Rocile magmaticeImportanta:Formeaza >90% din crustaApar in toate planetele terestreGenereaza hazarde naturaleInteres economic - Cr, Ni, Co, Mo, Sn, W, Ti, Li, diamanteSe intilnesc:Manta (ultramafice, plutonice)Crusta oceanica (SIMA - mafice)Crusta continentala (SIAL intermediare si felsice)Tipurile de roci sunt corelate cu elementele de tectonica placilorVesuviu, Napoli

Clasificarea rocilor magmatice

Clasificarea rocilor magmatice Felsice Intermediare Mafice

Riolite Andesite Basalt Granite Diorite Gabbro

IntrusiveEfuzive

Formele de zcmnt ale rocilor magmaticeFormele de zacamint discordanteFormele de zacamint concordanteFenomenele vulcaniceAlcatuirea unui vulcan

XenolitBatolitDikeSillStockDikeNeckLacolit

Vulcan

Cenusa

LavaLopolit

Formele de zacamint discordanteStrabat rocile inconjuratoare fara sa tina seama de structura si dispozitia lorBATOLITE Cele mai importante forme de zcamintExtindere in suprafata Nu se cunoaste radacinaSTOCKURILEAsmanatoare cu batolitele dar de dimensiuni mai miciNECKURILECorpuri discordante cilindrice, verticale, legatura dintre rezervor si alte FILOANELECorpuri discordante subtiri, in sisteme de fisuri, relativ departe de rezervorDIKE-urileCorpuri discordante stratiforme, aproximativ verticale

BatolitAfloriment / blocuri granitice

NeckAgathie`s Needle (Kayenta Arizona, SUA) Neck bazalticCopyright RD Dallmayer

http://www.ga.gov.au/image_cache/GA9914.jpgDike

Filoanehttp://www.ga.gov.au/image_cache/GA9914.jpg

Formele de zacamint concordanteLACOLITELESunt paralele cu stratele in care sunt intruse, zona subvulcanicaForma de ciuperca sau lentila, dimensiuni km2LOPOLITE Asemanatoare lacolitelor dar cu partea superioara concavaSpecifice magmelor mai fluideFACOLITECorpuri intrusive in roci cu strate cutate si respecta curbura stratelorSILURILEIntruse intre doua strate necutate, pe suprafete foarte mari

Lacolitehttp://www.ga.gov.au/image_cache/GA9914.jpg

Sill

*copyright 2006 www.brainybetty.com; All Rights Reserved.*Cuvinte cheie

Batolit, Dyke, Lopolit, Lacolit, Facolit, Sill, FilonCircuitul rocilorRoci intrusive, roci efuziveSeriile BowenCristalizare, diferentiere magmaticaChimismul magmelor, compozitia magmelor

VulcanismulStructura geosistemului vulcanicTipurile de laveFenomenele vulcaniceProdusele vulcaniceGeohazarde (vulcanism)ImpactExemple din EuropaConcluzii

Lava si produsele vulcanice se acumuleaza si formaza un vulcanMagma se formeaza in astenosfera si incepe sa traverseze baza litosfereiMagma urca in crusta si se acumuleaza formind o camera magmaticaMagma urca spre spurafata si erupe, sub forma de lava, prin canale pricipale si secundareVULCANISMUL - mecanismul prin care magma ajunge la suprafata formind roci vulcanice, cu generarea unui relief specific) si degajind vapori de apa, gaze si cenusa Eruptia poate fi subaeriana sau subacvatica

Nor vulcanicCurgeri piroclasticeBombe vulcaniceCraterCos vulcanicCurgere de lavaCamera magmatica / vatra vulcanuluiCon secundarCanal secundarCaracteristicile unui aparat vulcanic

Tipuri de lave (I)Lave bazaltice (continut scazut de silice)Eruptii linistite, viteze mari de curgere (zeci de km/ora), temperaturi ridicate (800o C), distante mari de deplasare (zeci/sute de km), solidifica sub trei forme: pahoehoe, aa (subaerian) si pilowlava (subacvatic);Ex: Islanda, Hawaii.

Eruptie linistita, liniara (Islandica)http://www.nat.is/travelguideeng/geology_volcanic_activity.htm

Curgeri de tip pahoehoe

Curgeri de tip aa

Coloane de bazalt / Orga de bazalt / Columnar joint basaltGiant's Causeway and Causeway Coast, UK, Irlanda de Nord (World Heritage List, UNESCO)http://en.wikipedia.org/wiki/File:Causeway-code_poet-4.jpg

Coloanele de bazalt de la Racos (Jud Brasov)

Tipuri de lave (II)Lave andezitice (continut mediu de silice)Se formeaza in zonele de subductie (arcuri insulare oceanice sau continentale);Au temperaturi mai scazute, pot fi foarte explozive si distrugatoare, datorita formarii unor dopuri de lava si expulzarea lor de acumularile de gaze si lichide (phreatic/steam eruptions)ex: Krakatau, 1883; Mt St Helen, 1980);

Vulcanul Krakatau(inainte de eruptie inceput de sec XIX si in timpul eruptiei, 1883)http://en.wikipedia.org/wiki/Krakatoa

Mt Saint Helen, 1980 (USA)

Tipuri de laveLave riolitice (continut ridicat de silice)Se formeaza in zonele cu crusta continentala; au temperaturi mai scazute (600o C), fluiditate scazute, viteze mici de deplasare (de zece ori mai mici decit cele bazaltice); eruptiile sunt foarte explozive;ex: Yellowstone.

Yellowstone area

Fazele eruptiilor vulcaniceTrei faze principaleFaza preeruptiva cutremure de mica adincime, derglari ale debitului apelor, izvoare termale, agitatia animalelorFaza eruptiva emisii de fum, emanatii de gaze, explozii, curgeri de lave. Eruptii succesive, intermitente, ploi acide, topirea ghetarilor din zonele inalte curgeri masive de cenusa si apa = LAHARLavele acide eruptii exploziveLavele bazice eruptii linistiteFaza post-eruptiva durata mare emanatii de gaze, izvoare termale, gaze

Produsele activitatilor vulcaniceFunctie de starea lor: solide, lichide, gazoaseProduse vulcanice solide = PIROCLASTICE ( foc), ( rupt, fragment)Blocuri vulcanice dimensiuni mariBombe vulcanice solidificare in momentul explozieiLapili dimensiuni centimetriceNisipuri si cenusa vulcanicaAcumularea produselor vulcanice = ROCI PIROCLASTICEBrecii (cimentarea blocurilor)Aglomerate (cimentarea bombelor)Ignimbrite (elemente semiincandescente sudate)Aglomerate lapiliceTufuri (cinerite) (acumularea cenusii vulcanice)Tufite mixte (material vulcanic si sedimentar)

Bombe vulcaniceLapiliCenusa vulcanica

Sectiune printr-un aparat vulcanicProduse piroclastice

Tuf si tufit / afloriment / La Grunj - Buzau

Produsele vulcanice lichideProduse vulcanice lichide : lava si apele juvenileLAVA - Temperaturi de peste 1200 kmLave acide (continut mai mare de SiO2)Lave bazice (sarace in SiO2)APELE JUVENILERezultata din chimismul lavelorPot antrena si APA VADOASA (din infiltrarile de la suprafata)Formeaza izvoare cu diverse tipuri de manifestareSOFFIONI permanente, T>100 grade, din lavaGEYSERELE izvoare fierbinti, intermitente, apa secundaraIZVOARE CARBONATICE apa vadoasa, termale sau reci

http://www.hanksville.org/daniel/geology/geysers.htmlGeysere

Produsele activitatilor vulcaniceProduse vulcanice gazoaseFUMAROLELE T > 200 CUSCATE T > 1000 C H2, Cl2, S, N2, O2, CH4ACIDE 270 1000 CCloruri, acizi, sulfatiALCALINE 270 200 C NH4OHSOLFATARE T 200 40 CMOFETELE T< 40C Bogate in CO2, N2, H2, CH4

Clasificarea vulcanilorDupa forma zonei de eruptieCratere centrale Eruptie liniara (in lungul unei fracturi)CalderePlatouri de lava / TrapeDupa locul eruptiei: subaerieni, subacvaticiDupa forma conului: de tip scut, stratovulcani, de cenusaDupa modul de manifestare a eruptieiLinistite lave baziceDe tip Islandic (linistite, lave bazice) IslandaDe tip Hawaiian (eruptie centrala, lave bazice)Exploziva lave acideDe tip Strombolian (eruptii continue)De tip VulcanianDe tip Peleean (cu nori de gaze Nuees Ardentes)De tip Vezuvian / Plinian CALDERADe tip Bandai lave acide consolidate in adincime si expulzate

Eruptii centrale

Cratere Depresiuni formate in urma eruptiei materialului

Caldera Depresiuni largi formate in urma prabusirii / expulzarii tavanului camerei magmatice

Eruptii liniare

Platouri de lava - Formate in urma eruptiilor liniare (fisuri, crapaturi), au intinderi de mii de kmMorfologia zonei de eruptie

26 August 1883 Krakatau ("Krakatoa") in Indonesia / O insula practic necunoscuta Cenusa a ajuns in atmosfera blocind lumina soarelui / ajuns pina in New YorkExplozia a fost auzita pina la 5000 km / A generat tsunami mari valuri de 40 m observate in Oceanul Indian Ocean, Oceanul Pacific, Coasta de Vest a SUAVulcani subaerieniKRAKATAU: Cea mai mare eruptie?

Vulcani subacvaticipilow lava - actualepilow lava vechi, scoase la suprafata de miscarile tectonice

Volcani de tip aplatizat (shield)(Hawaii)Stratovolcani / Vulcani stratificati(Mt. St. Helens, Mt. Fuji)Vulcani de cenusa / scorie (cinder)9 - 150 km (Hawaii)

3 - 15 km (Vesuvius)

.3 - 1.5 kmForma conului

Vulcani stratificati

Vulcani aplatizati / ShieldProdomina curgerile de lavaPhotograph by J.D. Griggs on January 10, 1985http://hvo.wr.usgs.gov/maunaloa/Muana Loa cel mai mare vulcan din lume

Conuri de material piroclastic / cenusa

Modul de manifestare a eruptieiEste determinat de tipul exploziei si de dimensiunea coloanei de material expulzat

Eruptie linistita, liniara Tip Islandichttp://www.nat.is/travelguideeng/geology_volcanic_activity.htm

Eruptii dominate de curgerea lavelor

Lipsa unor coloane semnificative de cenusa

Explozii de dimensiuni redusehttp://www.google.com/search?hl=en&rlz=1W1GGLL_en&q=lava+classification+ppt&aq=f&oq=&aqi=

Eruptii Stromboliene (Stromboli)Explozii intermitente, fintini de lava bazaltica, un singur craterEliberari de gaze vulcanice la fiecare citeva minuteMaterialul vulcanic: cenusa, lapili, bombe

Eruptii de tip Vulcanian (Vulcan)Eruptii moderate, la intervale mari de timp. Material solid, de tip andezitic, magme gazoaseIn mitologie, atelierul zeului Hefaistos / Vulcan, originar din insula greceasca Lemnos

Similare celor de tip Vulcanian dar cu o cantitate mare de nori de gaze fierbinti

Nues ardentes / Mount Pelee1902)Eruptii de tip Peleean

Eruptii de tip Plinean / Vezuvian (Vezuviu)- Foarte explozive- Mari pauze intre eruptii\Coloane de material vulcanic ce ajung pina in stratosfera > 11 kmMaterialul poate ramine in stratosfera o perioada indelungataNumele dupa Vulcanul Vezuviu / Pliniu cel Tinar / Pliniu cel Batrin a murit in timpul eruptiei din anul 79 DC

Viziune artistica, din 1822, a eruptiei Vezuviului (79 AD)

http://en.wikipedia.org/wiki/Plinian_eruption

Pompeii

Formarea de caldereVulcanul Tambora (Indonezia) stratovulcan, activEruptia din 1815, 7/8 pe scara VEI, considerata

Eruptii de tip Bandai: Muntele Bandai (Japonia)

Relatia dintre vulcanism si tectonica placilor

Tip arc insularJava, IndoneziaTip hot spotHawaiiTip margine continentalaMt Ranier, USAArc insularSubductue CO/CODivergentaRiftVulcanism de hot spotSubductie continentalaCO / CCMafic intermediar (Intrusiv)Mafic intermediar (Efuziv)Arc vulcanic / SubductieRiftVulcani hot spotBazaltic (intrusiv)Bazaltic (extrusiv)Bazaltic (intrusiv)Bazaltic (extrusiv)Mafic - Felsic (intrusiv)Mafic - Felsic (extrusiv)Zona de subductieArc vulcanic continentalCrusta oceanicaPanase de manta(Hot spot)Topire partiala (manta superioara)Magama MantaLitosfera oceanicaLitosfera oceanicaCrusta continentalaLitosfera cont

1. Vulcani din zone divergente / RiftRift medio-atlantic(submarin)Roci bazaltice (intrusive)Roci bazaltice (extrusive pillow lava)Topire partiala (manta superioara)Magama PlacaeurasiaticaPlaca Nord- americanaRift medio-atlantic(subaerian Islanda)

Arc inslarSubductie placa oceanica placa oceanicaRoci mafice intermediare(Plutonic / Vulcanic)Vulcani de tip arc-insularZona de subductieLitosfera oceanica2. Vulcani de tip arc insular

3. Vulcani de margine continentala Arc vulcanic continental

Hot - spotRoci bazaltice extrusiveRoci bazaltice intrusivesVulcan de tip hot-spotPanas de manta(hot spot)Manta4. Vulcani de tip hot spot / puncte fierbinti

Distributia vulcanilor de tip hot-spot / puncte fierbinti

2/3 dintre vulcani Cercul de Foc al Pacificului

Impactul vulcanismului

Asupra evolutiei geologice a Pamintului Asupra comunitatilor umane Hazard natural Risc natural

Magmatism / Vulcanism (90% din crusta)Corpuri magmaticeMuntii vulcaniciNAMIBIA IN AFRICACrearea continentelorSurse de viata (venturile hidrotermale)Aparitia / evolutia speciei umane?Crearea atmosferei & si oceanelorRol activ in miscarea placilorSchimbari climatice / extinctii

Pamintul la inceputul formarii atmosferei si oceanului plantar reconstructie

Provincii magmatice mari (Large Igneous Province LIP), in domeniile continental si oceanic

PLATOURI OCEANICE curgeri masive de lave

Supervulcani submarini, curgeri masive intr-un timp relativ scurt (mii/milioane de ani)

Shatsky Rise(> 400.000 kmp,

Provincii magmatice mari (Large Igneous Province LIP), in domeniul continental

Curgeri masive de lave (TRAPE)

ExtinctiiK/T (Cretacic / Tertiar); Permian / Triasichttp://news.nationalgeographic.com/news/bigphotos/Deccan Traps / Platoul Deccan India3,500 metri grosime de curgeri vulcanice Cresterea temperaturii globale cu 4 7 grade Celsius.

A contribuit / a determinat disparitia dinozaurilor500,000 kmp intr-un interval de timp de 1 milion de ani

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Extent_of_Siberian_traps_german.png Curgerile vulcanice din Siberia (trape)

Virsta 250 m.a; Durata curgerilor 1 m.a.; Suprafata = Europa de WestCombinatie de curgeri si eruptii explozive)Posibil impact extinctia de la limita Pz/Mz (90% din specii) (Great Dying)

Izvoare submarine fierbinti / Venturi / Originea vietii ?Impact asupra evolutiei vietii

Evolutia hominidelor stabilita pe baza descoperirilor paleontologice (Zona Riftului African) / Ipoteza unei corelatii intre evolutie si existenta zonei de rift / activitate vulcanica

Impactul asupra comunitatilor umaneThe Last Day of Pompeii, Karl Briulov (1830-33)

Potential distructiv foarte mare

Principalii vulcani activi / potential de eruptie

Nuclee ardente (curgeri piroclastice)Bombe vulcaniceGazeLahars (curgeri de noroi)Alunecari de terenTsunamiCutremureSchimbari climatice

Masurarea intensitatii unei eruptii vulcanice

- Indice de explozivitate vulcanica

(Volcanic Explosivity Index(VEI))

- Identificarea intensitatii eruptiilor maridin ultimele 400 m.a. (supervulcani

48 supervulcani (VEI - 8)http://volcanoes.usgs.gov/Imgs/Jpg/Photoglossary/VEIfigure.jpg

Nuee ardente:Mt. Pelee, 8 mai, 1902St. Pierre, Martinica

LAHAR

fum, cenusa, caldura

2 supravietuitori

Caldera / distrugei dupa eruptie

Impact asupra climatului / vietii / extinctiiVulcanul Toba (Indonezia) Cea mai mare eruptie (VEI 8) din ultimul milion de ani / Scaderea temperaturii cu 3 5o C, o racire globala pentru 1000 de ani, reducerea populatiei umane (blocaj genetic) (Toba catastrophe theory)

Anul fara vara (1816)Eruptia vulcanului Tambora, Indonezia, 1815

Tsunami

gaze: H2O, SO2, H2S, CO2Lake Nyos, Camerun, 1986maare

Jet streamCurent puternic de aer, la limita dintre troposfera si stratosferaDescoperit dupa explozia vulcanului Krakatau (1883)A influentat raspindirea cenusii vulcanului Eyjafjallajkull si orpirea zborurilor in 20 de state (2010)

Eruptia vulcanului Eyjafjallajkull (Islanda)

Aprilie Octombrie 2010 / Vulcanul este situat intr-o zona acoperita de gheata

Mai multe faze Faza 1 lave bogate in olivina, bazalt, andezit; Faza 2 exploziva cenusa bogat in sticla vulcanica. Valoare 4 VEI

Sursa hidrotermaleAsh, SO2, CO2, aerosoliSursa de calduraExtinctii ?

Observatii:Deplasarea Deformarea crusteiMasuratori satelitare

GazeleSO2/CO2ColectareMonitorizare continua

Seismicity:

Fuji / Japonia

StromboliLesvosVulcania / AuvergnePompeiCapadociaVulkaneifelMesselHategRacosSf Ana

European Geoparks Network2000 2012 (4 la 52 geoparcuri)

Stromboli / Insulele Eoliene

Originals: Naturmuseum Senckenberg, Frankfurt/M.; Hessisches Landesmuseum, DarmstadtMessel Pit: o fereastra in istoria Pamintului, 47 maUli Premival horse Messel Pit

IdaDarwinius masillae

Messel Pit Educational Centre

Vulkaneifel Geopark - Germania / Maar

Willi Bazalt familyRodolpho Phacops, Gabi Pyroxen, Anna Sandalina, Oscar Dolomit,Theo Limestone, Elvira Rugosa, Hansi Sandstein, Lisa Maar.

SigriMytiliniPetrified ForestParkLesvos Petrified Forest Geopark

Vulcaniawww.vulcania.com Auvergne (Clermont Ferrand), Franta

ConcluziiMagmatismul Vulcanismul geoprocese majore la nivelul mantalei scoartei terestre recircularea materialului din interior si impact asupra continutului crustei, atmosferei, hodrosferei;

Diferite tipuri de magme si lavel - chimism diferit influntat de temperatura de cristalizare/topire a mineralelor, presiune, locul de formare;

Corelatie directa intre tectonica placilor litosferice si procesele magmatice / vulcanice

Vulcanismul are un impact major asupra evolutiei Pamintului / Comunitatilor umane (aport de material, extinctii / speciatii, hazard, sursa de materii prime / suport pentru viata

Fenomen geologic spectaculos a generat o parte din patrimoniul geologic mondial

Pentru examenMagma / magmatism / cristalizareTextura rocilor dimensiunea cristalelor pentru rocile intrusive e.g., granite) a rocilor extrusive Ie.g. bazalt)Lavele / tipurile de lava Vulcanii. Clasificare, produsele vulcaniceRoci mafice, felsice, intermediareTabelul (relatia temperatura A,Q, P +/- Fe, Mg, Ca tipurile de roci)Forma corpurilor magmaticeVulcanismul si placile tectonice (compozitia)Impactul vulcanismului

Surse utilizatePress, F., Siever, R., 1998 Understanding Earth, WH Freeman and Company, 682 phttp://images.google.com/imgres?imgurl=http://ocw.ceu.edu/geology/geologyhttp://pcwww.liv.ac.uk/~hiatus/Resources/index.htm

Surse folositePress, F., Siever, R., 1998 Understanding Earth, WH Freeman and Company, 682 phttp://images.google.com/imgres?imgurl=http://ocw.ceu.edu/geology/geologyhttp://pcwww.liv.ac.uk/~hiatus/Resources/index.htmwww.scotese.comhttp://www.nasa.gov/offices/education/about/index.html

******************