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É de admitir que todo o
magma fundido compreende 2 partes: a
massa mineral que por solidificação dá origem à rocha magmática e os
elementos voláteis, dissolvidos no magma fluido e que se libertam
logo
que a temperatura passa abaixo de certo limite.
A presença de água no magma está provada por numerosos factos: os
minerais das rochas eruptivas especialmente o quartzo contêm muitas
vezes inclusões líquidas acompanhadas por vezes de anidrido
carbónico
ou de sais. Alguns minerais das rochas magmáticas como as micas,
contêm
água na sua constituição e esta água não pode deixar de ser devida
senão ao magma; no centro das drusas, isto é cavidades que não estão
completamente cheias e atapetadas de cristais, observa-se por vezes a
presença de zeolitos mais ricos de água que os constituintes normais
das rochas.
Além disso a acção dos magmas sobre os terrenos encaixantes não
deixa alguma dúvida sobre a intervenção dos gases que se escapam
da massa de fusão no momento do seu arrefecimento. Ao contacto do
maciço granítico de Clifton (Arizona), lindgren observou, em 600
metros
de largura aproximadamente, a transformação de um calcário e uma
rocha formada de granada por aproximação da sílica e do ferro; Lindgren notou que os cristais de quartzo deste granito contém
inclusões
microscópicas duma solução concentrada de cloreto sílica e dum composto de ferro.
É evidente que o ferro e a sílica provém do magma e
foram
transportados no calcário para reagir com ele graças aos elementos
voláteis.
O material donde deriva
uma rocha ígnea, isto é, o magma, pode considerar-se como uma
mistura mútua de sílica, anidrido titânico,
alumínio, oxido férrico, magnésio, cal, potassa e água, em
proporções variáveis. Deste magma fundido, os minerais cristalizam numa ordem
determinada pelas leis termodinâmicas das soluções, tendo em conta
a temperatura e a pressão.
Numerosas análises puseram em evidência a existência de dois
grupos fundamentais de rochas de origem magmática: no primeiro, dominam as alcalinas; o outro grupo é relativamente pobre em
alcalinas, sendo a deficiência compensada pelo aumento do teor de
cal. O primeiro
grupo é o das rochas alcalinas; as segundas são calco-alcalinas.
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PAPEL DOS ELEMENTOS VOLÁTEIS NOS MAGMAS
a) – Reduzem a viscosidade da massa em fusão que na sua ausência seria extremamente viscosa.
Isto pode-se demonstrar por uma observação directa: Day
estabeleceu que na cratera do Kilauea (Ilhas Hawai), a lava é ainda
susceptível de se mover à temperatura de 600º; para fundir esta lava no
laboratório é preciso levá-la a 1.300.º C. A acção dos elementos
voláteis está bem manifestada neste caso.
Atente-se ainda que as lavas no momento em que se escapam da
cratera perdem uma grande parte dos gases que continham. Se a parte
restante desses gases ainda tem uma acção tão notória, imagina-se a
importância das substâncias voláteis na fluidez dos magmas
profundos.
b) – Provocam a cristalização dos minerais.
Sabe-se que vários minerais constituintes das rochas magmáticas
não podem cristalizar por via seca; a água e os outros elementos
voláteis são necessários para provocar a cristalização do quartzo, dos
feldespatos alcalinos,. da mica, etc. A água pode intervir na
constituição
dos elementos ou tem simplesmente acção catalítica.
c) – Tem por efeito baixar o ponto de cristalização dos
minerais.
Demonstrou-se experimentalmente que por adição de água se obtêm
produtos que ficam líquidos abaixo do ponto de fusão dos minerais no
estado seco. Assim se explica que as partes dum magma, sendo as
últimas
a cristalizar o façam a uma temperatura bastante inferior à das
primeiras
porque o teor de água aumenta à medida que a matéria cristaliza.
FLUIDEZ DOS MAGMAS
Se bem que esta questão tenha sido muito discutida parece que
muitos magmas foram dotados duma grande fluidez no momento da sua
precipitação na espessura da crusta terrestre.
Logo que se pode observar o contacto do maciço eruptivo com
os terrenos encaixantes nota-se que esta superfície é por vezes
bastante
irregular; da massa principal da rocha magmática separam-se apófises
com a forma de fi Iões ou chaminés atravessando a estratificação ou
com
a forma de folhas intercaladas entre os bancos de rochas e mesmo no
estado de veios penetrando nas mínimas ranhuras do terreno
encaixante.
É provável, portanto, que o magma apresente uma grande fluidez para
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poder penetrar, desta maneira, nestes vazios tão estreitos. No
entanto, se considerarmos a pressão, a temperatura e a dureza, a
noção de fluidez pode aparecer muito diferente da que é para o observador que não
vê senão o resultado final do fenómeno geológico. Bearth, mostrou
com
um exemplo típico que a presença de finos intervalos de aparência
eruptiva no seio das rochas sedimentares não implica necessariamente
que
este material magmático estivesse realmente no estado fluido no
momento
da sua precipitação. Nos paragneisses do Monte Rosa (Alpes), nota-se
a presença de filões de granito; ou os leitos de cor avermelhada do
para
gneisses prolongam-se regularmente através dos fiIões graníticos, o
que
parece excluir toda a possibilidade de injecção do material
granítico no
estado fluído. No caso em que a fluidez fosse real, a alta
temperatura da massa em fusão é incontestavelmente uma das causas
principais dessa
fluidez, mas a presença dos elementos voláteis, é certamente um dos
factores mais importantes nesta matéria.
Nas rochas de profundidade de acidez marcada, como os granitos, a acção da água na fluidez dos magmas põe-se mais em evidência
uma vez que os cristais de quartzo destas rochas encerram muitas
vezes
inclusões líquidas formadas de água com cloreto sádico ou de
anidrido
carbónico.
Logo que o granito envia apófises nos terrenos encaixantes a
com posição da rocha modifica-se progressivamente; passa
primeiramente a
pegmatito e depois a quartzo; trata-se duma prova indiscutível da
intervenção da água, porque o quartzo não pode ter sido transportado no
estado de fusão seca, o que exigiria uma temperatura de 1.710º e
teria
abrandado a fusão das rochas encaixantes; sabe-se por outro lado que
a sílica é posta facilmente em solução com a água, logo fica
explicada a passagem progressiva do granito a pegmatito e a quartzo puro.
A fluidez dos magmas não é, portanto uma fluidez ígnea; é devida
sobretudo à presença de elementos voláteis e notoriamente água;
pode
ser mesmo do tipo hidrotermal; logo que a fluidez persiste abaixo de
um
certo limite, é de natureza aquosa.
A diferença entre a fluidez dos magmas profundos e a dos magmas
superficiais, acentua-se na seguinte observação; nos granitos
cristalizados
na profundidade as inclusões são gases ou líquidos; nas rochas
vulcânicas superficiais, os vacúolos nos cristais estão muitas vezes
cheios de
matéria vítrea; nas rochas solidificadas numa profundidade
intermédio
entre os grandes maciços profundos e os vindos à superfície, as
inclusões
são de natureza complexa. Explica-se perfeitamente que assim seja:
com efeito, logo que uma massa magmática chega à superfície, os
gases expandem-se facilmente e a fluidez ígnea toma então a
preponderância;
na profundidade os elementos voláteis ficam, ao contrário,
prisioneiros
nos terrenos e exercem melhor a sua acção.
TEMPERATURA DE CRISTALlZAÇÃO DOS MAGMAS
Sabe-se que a temperatura das lavas na cratera do vulcão é
provavelmente da ordem do 1.100º C. Deve-se admitir que se produz um
arrefecimento progressivo do magma à medida que se caminha da profundidade para a superfície.
É pois, perfeitamente correcto supor
que na
altura da subida através da crusta sólida do globo, um magma fundido
está a uma temperatura mais elevada que a das lavas. Nelas, como
anteriormente se disse, os constituintes voláteis baixam o ponto de
cristalização dos minerais das rochas magmáticas e por conseguinte o ponto
de fusão do magma.
Daqui resulta que pode haver uma grande diferença entre a
temperatura da massa fundida no momento em que penetra em direcção à
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crusta sólida do globo e a sua temperatura no momento em que solidifica. Quanto a este ponto de vista, os magmas que cristalizam na
profundidade encontram-se em condições muito diferentes daqueles que se
situam nas zonas superficiais da crusta terrestre ou na superfície
(como
as lavas).
Com efeito é preciso admitir a pressão suportada pelo magma; esta
depende da altura da coluna superior e aumenta com a profundidade;
disto resulta que os gases se libertam muito mais facilmente dos
afloramentos eruptivos próximos da superfície.
Este libertamento facilita a transformação do magma fundido numa
massa sólida. Uma lava pode assim suportar uma temperatura mais elevada que uma rocha profunda.
Como prova do que se acaba de afirmar temos a seguinte: o quartzo
transforma-se em tridimite logo que a temperatura se eleva a 870º
C.
A observação mostra que a tridimite é um constituinte comum das
lavas
ácidas; por outro lado este mineral nunca se encontra nas rochas
plutónicas cuja cristalização é feita nas zonas profundas.
Em conclusão:
É preciso fazer uma distinção nítida entre a temperatura do magma
no momento em que ele penetra na crusta terrestre e a sua
temperatura
no momento em que solidifica para dar origem às rochas magmáticas,
mas não seria certo dizer que os granitos, rochas de profundidade,
foram
formadas a uma temperatura mais baixa que a das lavas, isto seria
exprimir de maneira incompleta um fenómeno complexo, é mais exacto
dizer:
A colocação das grandes inclusões em geral, e notoriamente dos
maciços graníticos, é feita a uma temperatura pelo menos igual – e
mais
provavelmente superior – à das lavas uma vez que a temperatura vai
aumentando com a profundidade, mas a cristalização dos maciços profundos é feita a uma temperatura inferior à da solidificação das
lavas,
porque os elementos voláteis desempenham aí um papel capital.
Segue-se um quadro resumo com as condições de temperatura
e consoante essas condições os produtos que se formam.
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CONDIÇÕES |
PRODUTOS |
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Temperatura de solidificação elevada
acima de 700º.
Água quase nunca presente. |
Lavas |
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Temperatura de solidificação
entre
700º - 500º.
Água em quantidades notáveis. |
A maior parte das rochas intrusivas. |
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Temperatura de cristalização modelada
500º - 300º
A água tem papel importante
na composição do magma. |
Rochas granulares, muitos feldspatos alcalinos e
quartzo. |
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Temperatura de consolidação baixa
(inferior a 300º). Solução aquosa quente. |
Veios de quartzo e a maior parte dos jazigos metalíferos. |
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A SOLlDIFICAÇÃO DOS MAGMAS ESTRUTURA DAS ROCHAS MAGMÁTlCAS
As rochas magmáticas podem-se distinguir pela sua estrutura: serão
holocristalinas quando todos os elementos estão cristalizados; serão
criptocristalinas quando a rocha é formada por cristais imperfeitos
associados a partes vítreas; a textura diz-se vítrea quando a massa
consolidou (e não: cristalizou) à maneira do vidro. Por comparação
com o que se observa nas torrentes de lava pode-se pensar que a
estrutura duma rocha cristalina depende da velocidade de
arrefecimento. As rochas assumirão estruturas holocristalinas para
pequenas velocidades de arrefecimento, criptocristalinas para
velocidades médias de arrefecimento durante o qual as malhas dos
minerais não se puderam individualizar completamente e vítrea para
grandes velocidades de arrefecimento.
AS FASES SUCESSIVAS NA SOLlDIFICAÇÃO DOS MAGMAS
Para compreender os fenómenos que se passam no decorrer da
solidificação, convém lembrar que um magma no estado de fusão ígnea
pode ser considerado como uma solução complexa de silicatos e de
sílica com elementos voláteis.
Quando se dá o arrefecimento desta mistura complexa os elementos
minerais tendem a cristalizar e à medida que a cristalização se
produz, a proporção dos elementos voláteis aumenta em relação à
massa em fusão. Ao princípio a sua influência é mínima, consistindo
sobretudo em baixar o. ponto de fusão dos minerais. À medida que a
sua proporção aumenta a sua influência torna-se preponderante e a
fusão transforma-se numa solução.. de silicatos e de sílica nos
elementos voláteis. Ao mesmo tempo a tensão do vapor destes últimos aumenta muito rapidamente e eles são capazes de se
introduzir nos mínimos interstícios das rochas levando com eles as
matérias minerais que contêm em dissolução. Continuando a
temperatura a baixar, as matérias cristalizam, tornando-se a
mistura cada vez mais fluida ao mesmo tempo que a tensão do vapor
diminui.
Segundo Niggli a consolidação dos magmas far-se-ia em 3 fases:
ortomagmática, pegmatitica-pneumatolítica e hidrotermal.
a) – Fase ortomagmática
– No decorrer da qual cristalizam os
elementos que formam a massa principal da rocha magmática; os elementos voláteis, em fraca proporção agem principalmente para
diminuir a viscosidade, baixar o ponto de fusão e alterar o
equilíbrio químico do magma.
b) – Fase pegmatítica e pneumatolítica
– No curso da qual os elementos voláteis têm uma influência muito marcada porque estão
a alta temperatura, a sua acção dissolvente é enorme, a sua tensão de
vapor considerável.
c) – Fase hidrotermal
– Onde o arrefecimento é mais rápido; a maior
parte das substâncias dissolvidas pelos elementos voláteis é precipitada. A solução torna-se mais fluida; é uma solução aquosa
não contendo senão os minerais mais solúveis.
José Manuel Zagallo
Mário Jorge Pinho
Manuel Senos de Oliveira
(Alunos do 6.º Ano - F2)
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