174 Solucionario

17

Solucionario

Magmatismo y tectónica de placas

PUNTO DE PARTIDA: Volcanes y algo más

La imagen representa una erupción volcánica con emisión de gases, lavas y piroclastos (bombas, cenizas y otros materiales sólidos). Aparece también la zona de fusión en la que se origina el magma, que podríamosdenominar “las raíces” profundas de ese volcán.a) ¿Cómo se forma el magma?b) El magma no siempre alcanza la superficie. A veces se queda en la cámara magmática, allí se enfría y

solidifica. ¿Qué diferencias tendrá la roca así formada con la que se origina en la superficie porsolidificación de la lava?

c) En la imagen hay géiseres, son emanaciones de agua y vapor a alta temperatura. ¿Los géiseres puedenconsiderarse un tipo de actividad volcánica?

d) Atendiendo a lo que aparece en la imagen, ¿cómo crees que se originan los géiseres?

a) El magma se origina por fusión de las rocas en el interior terrestre, y esta fusión puede producirse por unareducción de la presión (es lo más frecuente), por un incremento de la temperatura o por la incorporación deagua que rebaja el punto de fusión de las rocas.

b) La roca formada en la cámara magmática se ha producido por un enfriamiento lento, lo que ha permitido quetodos sus minerales estén bien cristalizados (textura holocristalina), mientras que la originada en la superficieestará mal cristalizada o sin cristalizar (textura hipocristalina o vítrea).

c) El agua y el vapor que emiten los géiseres no son de origen volcánico, al menos no lo son mayoritariamente,sino que suelen proceder de aguas meteóricas. Sin embargo, para que haya un géiser es necesario que lastemperaturas sean altas a poca profundidad y esto sí está producido por el magmatismo. Puede decirse enconsecuencia, que los géiseres son una manifestación secundaria del magmatismo.

d) Se originan a partir de las aguas subterráneas que son calentadas y vaporizadas. El funcionamiento de ungéiser es similar al de una cafetera. Una zona subterránea se llena de agua, el agua se calienta y vaporiza,cuando alcanza suficiente presión es emitida al exterior.

1. ¿El punto de fusión del mineral más refractario de una roca será el punto de «solidus» o el de «liquidus»?

Será el punto de “liquidus”.

2. ¿Es necesario recurrir a un incremento anormal de temperatura para explicar la formación de magmas?

No, ya que puede originarse sin que haya modificación de la temperatura gracias a un descenso de la presión o ala incorporación de agua.

Cámara magmática

GéiseresBombas

Cenizas y otros piroclastosColumna eruptiva

ConductoVolcánico

Colada de lava

AcuíferoFractura

Corteza

Mantosuperior

Generaciónde magma

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3. Un magma cambiante

La imagen muestra tres cámaras magmáticas a las quesucesivamente van escapando magmas residuales. A medidaque el magma se enfría van cristalizando los minerales por esteorden: olivino, piroxenos, plagioclasa cálcica, anfíboles, biotita,ortosa, cuarzo, plagioclasa sódica.

a) ¿Cuántos tipos de rocas cabe esperar que se originen? ¿Por qué?

b) ¿En qué cámara se formarán las rocas integradas por olivinoy piroxenos?

c) ¿En qué cámara buscarías ortosa, cuarzo y plagioclasasódica?

a) Cabe esperar que se formen tres rocas diferentes, ya que habrácristalizaciones sucesivas (fraccionadas) en cada una de lascámaras magmáticas.

b) En la cámara 1.

c) En la cámara 3.

4. La cristalización fraccionada se produce en el magma que se encuentra en la cámara magmática, pero no en el emitido durante una erupción volcánica. ¿Por qué?

Porque la cristalización fraccionada solo se produce cuando tiene lugar un enfriamiento lento que permita ir alcanzando sucesivamente los puntos de solidificación de los diferentes minerales, y esto es posible en la cámara magmática, pero no en la superficie terrestre, donde el enfriamiento es muy rápido.

5. ¿Cuál es la causa de la diversidad de formas y tamaños de los conos volcánicos?

Fundamentalmente que predominen los piroclastos, las coladas de lava (la composición de estas) o que hayaalternancia de piroclastos y coladas.

6. Los diques son un tipo de masas tabulares que presentan tanto las rocas volcánicas como las plutónicas.¿Qué diferencias habrá entre unos y otros?

Las rocas que forman estos diques tendrán una textura diferente. En las plutónicas, su textura será holocristalina,mientras que en los diques volcánicos, las texturas serán hipocristalinas.

7. ¿Qué roca tengo?

El gráfico muestra los principales minerales que componen las rocas ígneas más frecuentes.

a) Una roca tiene más feldespato potásico que plagioclasas y entre ambos suponen más del 80 % del total.¿Qué roca puede ser?

b) En la fila superior figuran los nombres de las rocas plutónicas, mientras que en la inferior están lasvolcánicas. ¿Qué tendrán en común y en qué sediferenciarán una diorita y una andesita?

c) En el gráfico se han incluido los minerales quecaracterizan estas rocas y ayudan a diferenciarlas,pero no figuran todos los componentes.

¿Qué otros minerales forman parte importante deestas rocas?

a) Será una sienita.

b) Tendrán en común su composición química ymineralógica y se diferenciarán en su textura.

c) Las micas y los anfíboles.

Cámara magmática 1

Cámara magmática 2

Cámara magmática 3

Cuarzo Feldespato potásico Plagioclasas Piroxenos Olivino

RIOLITA TRAQUITA ANDESITA BASALTO

SIENITAGRANITO DIORITA PERIDOTITAGABRO

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8. Cada roca en su lugar

La imagen representa los procesos magmáticos que ocurren en la corteza terrestre, así como los productosresultantes, es decir, los diversos tipos de rocas ígneas.

Identifica cada roca y elabora una tabla en la que indiques el nombre, el tipo de roca (volcánica piroclástica,volcánica hipocristalina, filoniana o plutónica) y la textura que presenta cada una.

9. Dado que la composición de la obsidiana es muy variable y también lo es, aunque en menor medida, la de lapumita, puede ocurrir que una riolita, una pumita y una obsidiana tengan la misma composiciónmineralógica. ¿Cómo se diferenciarían en este caso?

Si la textura es vítrea compacta y de fractura concoidea, diremos que es una obsidiana. Si es vítrea pero vacuolar,diremos que es una pumita. Si no es ninguna de las dos anteriores, la llamaremos riolita.

10. Resume los argumentos a favor y en contra del origen de las Canarias como punto caliente.

A favor de un origen como punto caliente: disposición aproximadamente lineal, cierto orden en la edad de losepisodios magmáticos más antiguos.

En contra de este origen: la actividad volcánica reciente se da en los dos extremos del archipiélago y en el centro.Ha habido largos períodos de inactividad volcánica.

11. ¿Qué relación existe entre formación de fracturas y generación de magmas?

La formación de fracturas produce una descompresión de los materiales infrayacentes, circunstancia que puedehacer que dichos materiales fundan.

Cenizasvolcánicas

Roca 1

Roca 2 Roca 3

Roca 4 Roca 5

Roca 6

NOMBRE TIPO TEXTURA

Roca 1 Granito Plutónica Holocristalina

Roca 2 Toba Volcánica piroclástica Amorfa

Roca 3 Basalto Volcánica hipocristalina Hipocristalina

Roca 4 Sienita Plutónica Holocristalina

Roca 5 Diabasa Filoniana Holocristalina

Roca 6 Aplita Filoniana Holocristalina

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12. En el modelo térmico la presencia de magma es la causa que origina la separación continental, mientras queen el tectónico la formación de magma es la consecuencia de la separación. ¿En cuál de ellos es predecibleque se originen antes erupciones volcánicas?

En el modelo térmico.

13. De acuerdo con el ciclo de Wilson, ¿existe alguna relación entre la dimensión de un continente y lasposibilidades de que se fragmente?

Sí, ya que cuanto mayor sea un continente más dificultad habrá para que se disipe el calor bajo él. Laacumulación de este calor favorecerá la iniciación del proceso de fragmentación.

14. ¿El ciclo de Wilson supone que los continentes no se fragmentan hasta que no están todos unidos?

No. Aunque la representación simplista del ciclo de Wilson puede dar esta impresión, no hay duda de que uncontinente puede fragmentarse (como está ocurriendo en este momento) sin que esté en la fase de supercontinente.

15. Describe la textura que ofrece el basalto que se muestra con nícoles paralelos y nícoles cruzados. ¿Qué nombre darías a esa textura?

Los cristales que se observan tienen tamaños muy diferentes. Así, hay fenocristales de olivino envueltos en unamatriz microcristalina y vítrea.

Los cristales no muestran ningún tipo de orientación. Es una textura porfídica.

16. ¿Las dos imágenes de la columna de la derecha están tomadas con nícoles paralelos o cruzados?

Con nícoles cruzados.

17. ¿Qué características texturales se aprecian en las tres láminas delgadas fotografiadas que nos permitenafirmar que una de ellas es volcánica, otra plutónica y la otra metamórfica?

En la lámina delgada del basalto, la matriz microcristalina y vítrea es propia de una roca volcánica.

En la del granito, la textura holocristalina, homométrica y de grano medio nos remite a una roca plutónica.

En el esquisto, la orientación preferencial que muestran las micas nos indica que se trata de una roca metamórfica.

De síntesis

18. Relaciona las rocas plutónicas y volcánicas de este mapa conceptual que tengan similar composiciónmineralógica.

Basalto. Granito. Esquisto.

BASALTO ANDESITA TRAQUITA RIOLITA

GRANITO SIENITA GABRO PERIDOTITA

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19. Introduce en el mapa conceptual las rocas filonianas.

20. Completa este mapa con los modelos de división continental.

21. Resume las texturas básicas y cita en cada caso una roca que la posea.

MAGMACERCA

SUPERFICIETERRESTRE

ROCASFILONIANAS

PÓRFIDOGRANÍTICO

APLITA DIABASA

INTERIORTERRESTRE

SUPERFICIETERRESTRE

puede solidificar en

formando

como

DIVISIÓNCONTINENTAL

MODELOTECTÓNICO

MODELOTÉRMICO

que es explicadapor el

GRANITO BASALTO OBSIDIANA GABRO DIORITA APLITA ANDESITA PÓRFIDO

TEXTURAS BÁSICAS

se establecen según

GRADO CRISTALIZACIÓN TAMAÑO CRISTALES RELACIÓN DE TAMAÑOS

puede serpuede serpuede ser

HOLOCRISTALINA VÍTREA

HIPOCRISTALINA

GRANOGRUESO

GRANO FINO

HOLOMÉTRICA

HETEROMÉTRICA

PORFÍDICAGRANOMEDIO

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Cuestiones breves

22. Al referirse a las rocas se habla más de intervalo de fusión que de punto de fusión. ¿Por qué?

Los planos de estratificación ofrecen un buen referente para identificar con facilidad la presencia de unadeformación, pero, como no puede ser de otro modo, cualquier tipo de roca puede verse sometida adeformaciones tectónicas.

23. ¿Qué hace subir al magma desde el lugar en el que se origina hasta la cámara magmática?

La menor densidad del magma y su contenido en gases.

24. ¿Qué diferencias y similitudes hay entre un magma granítico y uno andesítico?

Ambos se originan en los bordes subductivos. Se diferencian en su composición: el magma granítico es ácido, rico en sílice, mientras que el andesítico es neutro y más pobre en sílice. También se diferencian en las rocas a partir de las cuales suelen formarse: la corteza oceánica que subduce, en el caso del magma andesítico, y la propia corteza continental, en el granítico.

25. ¿Cómo se explica que a partir de los materiales densos que se encuentran en el manto puedan originarseotros mucho menos densos que se sitúan en la corteza continental?

La explicación es la que ofrece el proceso ígneo en dos etapas. No es toda la peridotita del manto la que se fundepara formar el magma emitido en las dorsales, sino una parte de ella (fusión parcial) que en general coincide con los minerales menos densos. El mismo proceso vuelve a repetirse con la corteza oceánica en la zona de subducción.

26. Conociendo la composición del granito, el gabro y la peridotita, así como las zonas terrestres en las que másabundan, ¿sabrías decir cuál de estas rocas tiene mayor densidad y cuál menor?

De estas tres rocas, la de mayor densidad es la peridotita y la de menor, el granito.

27. ¿Qué similitudes y diferencias hay entre una diabasa, un basalto y un gabro?

Son similares su composición química y mineralógica. Se diferencian en la textura: holocristalina en el caso delgabro e hipocristalina o vítrea en el basalto.

28. No todos los puntos calientes se sitúan en zonas intraplaca. Islandia es un punto caliente y está ubicada enla dorsal atlántica. ¿Debemos considerar casual que la dorsal atlántica emerja precisamente en Islandia?

No, no es casual. La gran actividad volcánica propia de un punto caliente proporciona la suficiente cantidad demateriales como para que ahí emerja la dorsal.

De aplicación y relación

29. Identifica las formas de las masas ígneas representadas en el esquema, así como los tipos de fallas.

Colada Estratovolcán

Cámaramagmática

Falla normal

Fallainversa

Dique

Diques

Sill

Lacolito

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30. Identifica la textura de estas rocas.

A: Textura vítrea porque tiene aspecto de vidrio.

B: Textura vacuolar característica de rocas volcánicas.

C: Textura holocristalina, pues se observa que toda la muestra está constituida por cristales.

31. Analizando una colada basáltica que tiene un grosor importante, observamos que la textura de las rocas en su parte superior no coincide con la que se presenta en la zona media de la colada. En una de estaszonas el basalto está constituido por fenocristales envueltos en una matriz vítrea, mientras que en la otra los fenocristales se encuentran envueltos por una matriz microcristalina.

a) ¿A qué zona corresponderían cada una de estas texturas? ¿Por qué?

b) ¿Cómo se explica que en ambos casos haya fenocristales?

a) La matriz vítrea indica un enfriamiento más rápido; en consecuencia será la textura que presente la colada ensu zona más alta, que se encuentra en contacto directo con el aire. En el interior de esa colada, el enfriamiento,aunque rápido, lo es mucho menos que en la zona superior, por lo que puede formarse una matrizmicrocristalina.

b) La presencia de fenocristales indica que esos minerales cristalizaron en un momento en el que el enfriamientoera más lento, es decir, en la cámara magmática. Cuando se produjo la erupción el magma llevaba ya esoscristales bien formados.

32. Las islas de la Sociedad conforman un archipiélago de origen volcánico situado en el océano Pacífico. En la tabla siguiente se recogen algunos datos relevantes de estas islas.

a) ¿Cuál puede ser su origen?

b) ¿Cómo se explica la distribución de las edades?

c) ¿Y las diferencias de altitud existentes?

a) Se han formado en un punto caliente.

b) La distribución de sus edades responde perfectamente al esquema de un punto caliente. Maupiti fue la primeraque se formó y, a medida que se ha ido desplazando la placa oceánica, nuevas zonas han caído sobre lapluma mantélica y se han ido formando, por este orden, Bora-Bora, Tahoa, Huahine, Moorea, Tahití y Mehetia.

c) La subsidencia térmica, ayudada quizá de procesos erosivos, es la causa del declive progresivo de las alturasde las islas.

A B C

ISLADISTANCIA A

MEHETIA (KM)ALTITUD MÁXIMA (M)

EDAD MEDIA ENMILLONES DE AÑOS

Mehetia 0 435 < 0,2

Tahití 180 2235 1,0

Moorea 230 1207 1,5

Huahine 368 669 2,1

Tahaa 425 590 2,9

Bora-Bora 458 727 3,2

Maupiti 495 380 4,3

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De profundización

Copia y completa el siguiente cuadro, e indica si en las rocas ígneas existe alguna relación general entre elcolor y la composición mineralógica.

Existe una estrecha relación entre el color de la roca y su composición mineralógica. Las rocas ácidas y neutrassuelen tener colores claros, mientras que las básicas y ultrabásicas los tienen oscuros.

34. Los geólogos suelen diferenciar dos grupos entre los silicatos que constituyen la casi totalidad de las rocasígneas: félsicos y máficos. Los minerales félsicos (de feldespato y sílice) son de color claro y densidad baja:cuarzo, feldespato potásico, plagioclasas y moscovita. Los minerales máficos (de magnesio y férrico) son de color oscuro y densidad alta debido a que en su composición entran el magnesio y el hierro: olivino,piroxenos, anfíboles y biotita. Los términos félsico y máfico se utilizan también para las rocas ígneas. A la vista del cuadro anterior, ¿qué rocas serían félsicas? ¿Y máficas?

Dentro de las félsicas incluiríamos las rocas ácidas y las neutras, tanto plutónicas como volcánicas, mientras queentre las máficas se incluyen las rocas básicas y ultrabásicas.

35. El texto resume la erupción del monte Santa Elena (Estados Unidos) ocurrida en 1980.

Tras una serie de terremotos y fumarolas premonitorios, el St. Helens hizo erupción con increíble violencia enla mañana del 18 de mayo, causando 60 muertos y convirtiendo un área de 600 km2 en un paisaje gris ydesolado.

(Adaptado de T. Lewis: Los volcanes.)

a) ¿Qué son las fumarolas? ¿Cómo puede explicarse que se originen antes de la erupción?

b) Ordena de más antigua a más moderna las siguientes imágenes que simbolizan la erupción del SantaElena.

a) Emisiones de gases y vapores a elevada temperatura, procedentes de un conducto volcánico o de un flujo delava. Porque antes de originarse una erupción, hay un aumento de la temperatura interior, se forman estosgases que al ser menos densos que los sólidos tienden a escaparse por las grietas del volcán.

b) El orden es: B, A, D y C.

33.

ÁCIDA NEUTRA BÁSICA

Roca volcánica Riolita Traquita, Andesita Basalto

Color roca volcánica Claro Claro. Gris Oscuro

Color roca plutónica Gris claro o rosado Rosado. Gris Oscuro

Roca plutónica Granito Sienita, Diorita Gabro, Peridotita (ultrabásica)

A B DC

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