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Il processo magmatico è l’insieme dei fenomeni che per raffreddamento e solidificazione del magma portano alla formazione delle rocce ignee.

Il processo magmatico

Le rocce ignee , dette anche magmatiche o eruttive sono distinte in due grandi categorie:

Il processo magmatico

Le rocce vulcaniche , o vulcaniti , o rocce effusive , sono originate dalla solidificazione di un magma che giunge alla superficie terrestre. Rocce vulcanicheRocce vulcaniche le rocce vulcaniche e le rocce plutoniche.

Il processo magmatico

Rocce plutonicheRocce plutoniche Il processo magmatico è caratterizzato da temperature sempre elevate e da pressioni che variano da quelle presenti in ambiente subaereo (rocce vulcaniche), a pressioni medio-basse (rocce subvulcaniche) fino a elevate (rocce plutoniche). Rocce vulcanicheRocce vulcaniche

Il magma è costituito da una fase liquida prevalente, il «fuso», da una o più fasi solide minerali ed eventualmente da una fase gassosa  .

Il magma

Si presenta generalmente come un liquido incandescente caratterizzato da temperature variabili tra 650 e 1300 °C. Le temperature più basse si registrano nei magmi di tipo granitico, che originano le rocce plutoniche. Le temperature più elevate si registrano nei magmi di tipo basaltico, associati alle lave eruttate dai vulcani.  (^) Oltre all’acqua, un magma contiene generalmente alcuni elementi chimici essenziali, come Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, K, Ti, P, Mn, e altri, noti come elementi in tracce, presenti con percentuali in peso inferiori allo 0,1%.

Il magma che giunge sulla superficie terrestre, perde i gas disciolti e viene a diretto contatto con l’aria o con l’acqua prende il nome di lava.

Il magma

La lava presenta caratteristiche diverse dal magma da cui deriva.

Anche durante la salita verso la superficie terrestre, il magma subisce vari cambiamenti, sia fisici sia chimici:

Il magma

nuovi componenti possono essere prelevati dalle rocce crostali con le quali il magma viene in contatto. possono separarsi e cristallizzare alcuni componenti chimici, a causa della diminuzione di pressione e del raffreddamento; Ogni minerale ha un suo specifico punto di fusione, che però è influenzato da molti fattori tra cui la pressione. In profondità, per effetto del carico delle rocce sovrastanti, la temperatura di fusione dei minerali, e quindi delle rocce che li contengono, aumenta.

L’acqua e gli altri gas presenti in un magma sono indicati collettivamente con il nome di «volatili».

Il magma

Oltre all’acqua, i principali volatili sono: idrogeno, diossido di carbonio, zolfo, azoto, argon, cloro, fluoro. L’emissione dei volatili dal magma che trabocca in superficie è chiamata degassazione.

La densità e la viscosità di un magma ne determinano la fluidità e la mobilità, due fattori che influenzano il tipo di effusione e di apparato vulcanico.

Il magma

La densità  dipende dalla composizione chimica e dalle condizioni di temperatura e pressione. La viscosità   dipende dalla composizione chimica, in particolare dal contenuto in silice. I magmi acidi, ricchi di silice, sono meno densi e più viscosi; I magmi basici, poveri di silice, sono più densi e meno viscosi.  (^) La DENSITÀ di un corpo è definita come il rapporto tra la sua massa e il suo volume.   (^) La VISCOSITÀ è la resistenza di un fluido allo scorrimento.

La maggior parte dei magmi presenti in natura, di composizione basica, è costituita da magmi primari.

Genesi dei magmi

MANTELLO MAGMA PRIMARIO BASALTICO MAGMA PRIMARIO BASALTICO CROSTA Derivano dalla fusione parziale di rocce del mantello superiore, le peridotiti, costituite di olivina, pirosseni e minerali accessori (granato, anfibolo, mica). Queste rocce fondono tra i 1200- 1400 C in zone dove si verificano aumenti di temperatura. Ciò avviene mediamente intorno ai 100 km di profondità.

Una minoranza di magmi, di composizione acida, prende il nome di magmi anatettici.

Genesi dei magmi

Si generano per fusione parziale di rocce della crosta, grazie a un processo chiamato anatessi  crostale, spesso in corrispondenza dei limiti convergenti di placca. MANTELLO CROSTA MAGMA ANATETTICO GRANITICO MAGMA ANATETTICO GRANITICO Il magma granitico nasce dalla crosta terrestre per fusione delle rocce crostali già esistenti.  (^) L’anatessi (dal greco anatexis = fusione) si verifica per innalzamento del gradiente geotermico locale o per l’azione dei gas e dei fluidi ad alta temperatura in risalita da parti più profonde della crosta.

Genesi dei magmi

Magma basaltico Magma granitico Profondità di origine (km) 100 ÷ 150 Meno di 40 Temperatura (°C) 1200 ÷ 1400 650 ÷ 800 Viscosità Bassa Elevata Densità (g/cm^3 ) 2,6÷2,9 2,2÷2, Contenuto di SiO 2 Basso (magma basico) Elevato (magma acido) Temperatura di fusione Diminuzione in risalita Aumento in risalita Arrivo in superficie Molto frequente Molto raro Prodotti Basalto molto frequente Gabbro molto raro Riolite molto rara Granito molto frequente

Genesi dei magmi

Nei due tipi di magma, la pressione influisce sulla temperatura di fusione in modo opposto: il magma felsico (granitico) tende a solidificare avvicinandosi alla superficie; il magma mafico (basaltico) tende a raggiungere la superficie allo stato fluido. Per questa ragione tra le rocce ignee intrusive prevalgono di gran lunga i graniti, mentre tra quelle effusive prevalgono i basalti.

Cristallizzazione magmatica e differenziazione

La risalita dei magmi comporta il loro raffreddamento, che determina la progressiva cristallizzazione dei diversi minerali. (Man mano che la temperatura scende, i minerali formatisi per primi possono cambiare di composizione oppure essere riassorbiti e i loro ioni possono formare nuovi minerali).

Cristallizzazione magmatica e differenziazione

Se i minerali già cristallizzati vengono separati dalla restante massa fusa si parla di cristallizzazione frazionata. La cristallizzazione frazionata è il processo di separazione dei costituenti di un magma, in via di raffreddamento, in cristalli di minerali che si formano in momenti diversi e conseguente cambiamento continuo della composizione del fuso residuo.