Deriva Continental y Tectónica de Placas

Teoría de la Deriva Continental

Pangea: Hace 250 millones de años (m.a.) existía un supercontinente llamado Pangea, rodeado por el océano Panthalassa. A partir de hace 200 m.a., Pangea comenzó a fragmentarse y sus partes a migrar, dando origen a los continentes actuales.

Evidencias de la Deriva Continental:

• Similitud entre fósiles y rocas (fósiles idénticos en lugares separados por miles de kilómetros, rocas de edad y composición mineralógica similar).
• Distribución de los depósitos glaciares.
• Forma de los márgenes continentales.
• Historia geológica similar entre continentes.
• Distribución actual de animales.

Expansión de los Fondos Oceánicos

Los fondos oceánicos no son estáticos, sino que evolucionan. «La corteza oceánica se renueva y se consume incesantemente a una velocidad de algunos centímetros por año.» (Hess, 1962). La antigüedad de las rocas del fondo oceánico es menor a 160 m.a. La acreción de material y el movimiento se produce en la corteza y en la parte superior del manto (70 km).

Evidencias de la Expansión del Fondo Oceánico:

• Anomalías magnéticas.
• Edad de la litosfera (a mayor distancia de las dorsales, mayor antigüedad).
• Espesor de los sedimentos (mayor espesor al alejarse de las dorsales).
• Migración aparente de los polos según datos paleomagnéticos.

Dorsales Oceánicas

Son cordilleras volcánicas submarinas que se extienden a lo largo de los océanos. Están constituidas por un apilamiento de rocas volcánicas basálticas y poseen un alto flujo térmico. El material liberado se adhiere a la superficie de la corteza.

Elementos de la Tectónica de Placas

Rift valley: Surco longitudinal limitado por fallas que atraviesan la corteza. Su ancho es de decenas de kilómetros y su profundidad de centenares de metros.

Falla: Fractura en una roca, en un plano, a lo largo de la cual se produce movimiento.

Fallas de transformación: Son fallas transversales a las dorsales que las fragmentan.

Flujo térmico: Cantidad de calor emitido por unidad de tiempo por cada unidad de superficie.

Fosas abisales: Grandes depresiones que se encuentran en los márgenes de algunos océanos (océano Pacífico, en el Atlántico no hay) en las que hay un flujo térmico bajo, actividad volcánica asociada y sismicidad. Tienen miles de kilómetros de largo, con profundidades mayores a 10.000 m. Se forman donde las placas litosféricas densas se hunden en el manto.

Subducción: Proceso por el cual la litosfera oceánica desciende bajo la litosfera continental.

Teoría de la Tectónica de Placas

La tectónica de placas es la teoría que explica el movimiento de la litosfera por medio de los mecanismos de subducción y expansión del fondo oceánico.

• La teoría considera el comportamiento de la litósfera, que se apoya sobre la astenósfera.
• La litósfera está interceptada por franjas activas caracterizadas por volcanismo y sismicidad: Dorsales de expansión, Fosas de subducción, Fallas de transformación.
• La litósfera está dividida en 20 secciones irregulares llamadas placas, cuyos límites no coinciden con los de la litósfera oceánica y continental.
• El movimiento de las placas es impulsado por la distribución desigual del calor en el interior de la Tierra.
• Explica la generación y distribución de terremotos, volcanismo y la deformación de grandes masas de rocas.

Tipos de Movimientos de Placas:

• Divergentes: las placas se separan, produciendo un ascenso de material desde el manto, creando corteza oceánica.
• Convergentes: las placas se juntan, produciéndose el proceso de subducción, que causa la fusión de corteza.
• Transformantes: las placas se desplazan lateralmente una con respecto a la otra.

Márgenes de las Placas

• Márgenes constructivos o divergentes: Corresponden a las dorsales. Foco de sismos poco profundos. Emanaciones volcánicas.
• Márgenes destructivos o convergentes: Corresponden a las fosas.
  • Fosas-volcanes de arcos de islas: Dos placas oceánicas generan sismos poco profundos a profundos y actividad volcánica.
  • Fosas-cadenas montañosas volcánicas: Placa oceánica y continental generan sismos poco profundos a profundos y actividad volcánica.
  • Cadenas montañosas: Dos placas continentales generan volcanes muy escasos o inexistentes, sismos poco profundos muy comunes.
• Márgenes conservativos: Corresponden a fallas de transformación. Existe metamorfismo (generación de nuevos minerales). Hay actividad sísmica y poca actividad volcánica.

Puntos Calientes (Hot Spots)

Áreas volcánicas generadas por la existencia de una pluma (zona columnar) ascendente de material desde el manto, que al llegar cerca de la superficie (baja presión) se funde.

Plano de Wadati-Benioff

Zona de distribución de los hipocentros de los sismos, corresponde a una zona inclinada que desciende desde la fosa hacia el interior de la astenósfera.

Procesos Ígneos y Vulcanismo

Volcanes

Volcán: Apilamiento sobre la superficie terrestre de material arrojado desde el interior de la Tierra.

Magma: Roca fundida al interior de la Tierra. Es una mezcla silicatada viscosa (45-50% SiO₂ del peso). Posee Si, O, Al, K, Ca, Na, Fe, Mg en estado iónico y gases a temperaturas de 900-1400°C (principalmente vapor de agua). Se forma a profundidades variables entre la corteza y la parte superior del manto (15-100 km), por fusión parcial.

Lava: Material fundido arrojado a la superficie relativamente empobrecido en gases y producto consolidado de esta materia. Posee una temperatura que varía entre 600-1200°C, la cual está en función de la composición y el contenido de gases. Pueden ser:

• Lavas ácidas: Son lavas viscosas con composición de SiO₂ mayor al 60%. Poseen temperaturas entre 800-1000°C. Características de un volcán explosivo.
• Lavas básicas: Son lavas fluidas con composición de SiO₂ menor al 60%. Poseen temperaturas entre 1100-1200°C. Características de un volcanismo pasivo.

Gases volcánicos: Compuesto por vapor de agua (60-90% del volumen de gases), CO₂, S₂, N₂, Ar, CO, gases sulfurados (dióxido de azufre SO₂), Fluoruros, Cl, S, H.

Productos piroclásticos: Fragmentos de roca y minerales arrojados violentamente, por las explosiones volcánicas, al aire en estado sólido o plástico, que se depositan a distancias del foco de erupción según su tamaño.

Formación de un Volcán

El magma, roca fundida, junto al vapor de agua generan fumarolas y sismos, pudiendo originar una explosión que provoca la salida de coladas de lava y emisión de gases, con lo que posteriormente habrá caída de piroclastos, formándose el volcán con este material.

Tipos de Erupciones

• Erupciones de tipo central: Son erupciones que se producen a través de una chimenea, corresponden a volcanes con cono y cráter.
• Erupciones de tipo fisural: Son erupciones de lava básica en que el derrame de lava se produce a lo largo de fisuras de la corteza terrestre, dando origen a las plataformas basálticas. Es el caso de las dorsales.

Nubes ardientes o flujo de piroclastos: Densa suspensión a alta temperatura (mayor a 300°C) de gases y fragmentos sólidos incandescentes. Están asociados a erupciones violentas de lava básica.

Tipos de Erupción Volcánica:

1. Hawaiano: Erupción tranquila sin explosiones. Lava básica muy fluida. Se generan pompas de lava fundida. Caldera con lava directamente expuesta, en estado incandescente.
2. Stromboliano: Lava se encuentra en el cráter bajo una costra sólida. Explosiones benignas y expulsión de gran cantidad de piroclastos. Se forman conos de ceniza. Puede existir emisión de lava (basáltica) acompañada de una nube blanca de vapor de agua.
3. Vulcaniano: La lava es más viscosa (lava ácida). La lava se solidifica en la parte alta del conducto, donde se forma un tapón. Explosión violenta que puede romper el cráter. Grandes nubes eruptivas oscuras, con forma de coliflor, que se elevan a gran altura (3000 m).
4. Vesuviano: Explosiones extremadamente violentas en un inicio. El magma asciende a gran velocidad, formando una gigantesca nube de diminutas gotas (de magma). Forma nubes muy densas a altas temperaturas que precipitan a corta distancia del centro emisor, especialmente cenizas.
5. Pliniano: El gas sale del conducto con tal fuerza y velocidad que se eleva por algunos kilómetros (30 km), se expande en una gran nube de la cual precipitan grandes cantidades de fragmentos de lava vitrificada. Se genera una nube ardiente.
6. Peleano: Erupción más violenta. Magma muy viscoso (ácido) rico en gases. Lava de alta viscosidad en temperaturas relativamente bajas (600-800°C). La lava sale del conducto casi sólida y forma una torre de algunos metros (domo), como un tapón. Forman calderas por hundimiento del cono. Nube ardiente que se desliza a lo largo de la ladera del volcán.

Clasificación del Volcanismo según Tipo de Magma

• Volcán Basáltico: Es pacífico, tiene una emisión lenta de lava fluida y básica. Este volcanismo está alimentado por magmas básicos procedentes del manto. Se encuentran en zonas de expansión, principalmente submarino. Genera roca basáltica. Asociado a hot spots.
• Volcán Andesítico: Explosivo, de magma ácido y viscoso. Se encuentran en zonas de compresión (choque de placas), subaéreo. Genera roca andesita.

Morfología Volcánica

1. Plataformas basálticas: Erupción fisural (basaltos columnares), pueden cubrir centenares de km² y miles de metros de espesor. Las lavas básicas se enfrían and contraen generando prismas hexagonales.
2. Coladas de lava (rocas efusivas o volcánicas):
   • Lavas pahoehoe: Son lavas básicas de aspecto rugoso. Se solidifica la parte superficial, y el material que escurre al interior produce que se «arrugue» la parte superficial al ser plástica, no rígida.
   • Lavas aa (en bloques): Lavas que al solidificarse, al ser rígidas, escurre material al interior y va quebrajando la parte superior, con ayuda además de los gases que están siendo liberados al exterior.
   • Pillow lavas: Lavas en almohadilla. Se generan cuando las coladas de lava se enfrían en el agua generando verdaderos almohadones.
3. Volcanes (formación):
   • Conos de escoria o ceniza (material piroclástico): Morfología generada por la erupción característica al generar gran cantidad de material piroclástico, que se va acumulando y formando el volcán).
   • Volcanes en escudo (lavas basálticas): Volcanes que se generan por lavas básicas que son fluidas, abarcando mayores distancias, causando que la pendiente del volcán sea mucho menos brusca. Cono de diámetro muy amplio y altura baja.
   • Cúmulovolcanes (domo de lavas ácidas y viscosas): Se genera por volcanismos del tipo peleano. Hay presencia de un domo de lavas ácidas.
   • Estratovolcanes (lava y material piroclástico): Generada por emisión de lavas y material piroclástico.

Actividad Volcánica Secundaria

• Géiseres: Son surtidores intermitentes and periódicos de agua and vapor de agua a elevadas temperaturas, que salen por una grieta con considerable fuerza.
• Fuentes termales: Emanaciones de agua, vapor de agua and anhídrido carbónico a elevadas temperaturas.
• Fumarolas: Emanaciones gaseosas.
• Lahar: Flujo de fango volcánico. El material piroclástico que se acumula en el talud de un volcán se mezcla con el agua.

Rocas Ígneas (según Modo de Ocurrencia)

• Rocas Volcánicas o Efusivas: Se generan cuando el magma en forma de coladas de lava se enfría en superficie (también se llaman extrusivas). Se forman de las coladas de lava.
• Rocas Intrusivas: Rocas que se forman a partir del magma, cuando se enfría bajo la superficie and se solidifica dando origen a una roca intrusiva o también llamada plutónica.
• Rocas Piroclásticas o Volcanoclásticas: Se forman cuando fragmentos de diferentes tamaños (bombas hasta ceniza) son expulsados al aire durante una erupción explosiva. Es el producto de la consolidación del material piroclástico.

Origen de las Rocas Intrusivas

Cristalización: Proceso por el cual el magma se solidifica, cambio de líquido a sólido.

La variedad de rocas ígneas depende de:

• La composición del magma.
• Condiciones bajo las cuales se produce la cristalización.

Los iones, que estaban en estado líquido, al descender la temperatura, forman los primeros minerales, zona en la cual se tiene líquido, minerales and gases. Sigue disminuyendo la temperatura, ocurre una sustitución and un cambio de condiciones que causan que el magma se solidifique, formando una roca ígnea.

Composición del Magma

• Si el magma proviene de la parte superior del manto, tendrá una composición básica, de temperatura elevada (1200-1400ºC), de tal manera que puede ascender a la superficie antes de cristalizar.
• Si el magma proviene de la fusión parcial de la corteza continental tendrá una composición ácida, de temperatura entre 600-700ºC, viscosos and se mueven con dificultad. Éstos tienden a cristalizar en profundidad formando los batolitos graníticos.

Serie de Bowen

Los silicatos se pueden ordenar en 2 series de cristalización. Cada uno de los minerales que integran las dos series de cristalización derivan del mineral precedente, como resultado de una reacción química con el líquido remanente. Los minerales que se separan primero son ricos en Fe and Mg, el líquido residual siempre es más rico en Si, Al, K.

Serie discontinua (Ferromagnesiana): Olivino→Piroxenos (Augita)→Anfíboles (Hornblenda)→Biotita→Ortoclasa (Feldespato potásico)→Muscovita→Cuarzo.

Serie continua (Plagioclasas): Anortita→Bitownita→Labradorita→Andesina→Oligoclasa→Albita→Ortoclasa→Muscovita→Cuarzo. Sustitución Ca→Na

Fraccionamiento: Cambio de composición del magma durante su enfriamiento por separación física de minerales cristalizados de la mezcla fundida.

El Magma Varía su Composición por Varios Procesos:

• Diferenciación magmática: Los minerales formados en el magma pueden ir separándose (por gravedad, por corrientes, etc.) de la parte fundida. El magma residual se empobrece en los elementos químicos ya utilizados para formar minerales.
• Asimilación magmática: El magma, en su ascenso, integra en su interior rocas de las paredes de la cámara magmática and, al fundirlas, incorpora sus elementos.
• Mezcla de magmas: La sucesiva generación de magmas puede hacer que se mezclen magmas de diferentes composiciones.

Clasificación de Rocas Ígneas según Textura y Composición

Textura:

• Fanerítica: Cristales visibles a simple vista (rocas intrusivas).
• Afanítica: Cristales no visibles a simple vista (rocas extrusivas).
• Porfídica: Cristales de mayor tamaño inmersos en una masa fundamental afanítica. Mezcla de cristales.

% Sílice:

• Rocas ácidas: Composición mayor a 66% de SiO₂.
• Rocas intermedias: 66-52% de SiO₂.
• Rocas básicas: 52-45% de SiO₂.
• Rocas ultrabásicas: < 45% de SiO₂.

Modos de Yacimientos de Rocas Ígneas Intrusivas

Plutón: Cuerpo rocoso intrusivo que se forma cuando el magma se solidifica dentro de la corteza terrestre.

• Batolito: Plutón discordante de grandes dimensiones, cuyo tamaño aumenta con la profundidad and su base o fondo no se puede determinar. Tiene una extensión mayor a 100 km².
• Stock: Plutón discordante de menores dimensiones que un batolito (menor a 100 km²), con características similares al batolito.
• Lacolitos: Plutón concordante (paralelo en forma horizontal) con la roca encajadora. Se forma cuando el magma se introduce entre capas sedimentarias and se acumula formando una masa lenticular que deforma los estratos superiores (su altura es 1/10 del ancho).
• Sills o Filón manto: Plutones tabulares concordantes formados cuando el magma es inyectado a lo largo de superficies de estratificación. De grosor relativamente uniforme and de gran extensión lateral.
• Dique: Plutón tabular discordante producido cuando el magma es inyectado en fracturas. El ancho varía de centímetros a muchos metros.
• Cuello volcánico: Plutón que corresponde a la chimenea de un volcán and presenta una sección circular.

Rocas Ígneas Piroclásticas

Son rocas formadas por la compactación and cementación de piroclastos (cenizas volcánicas, polvo volcánico, lapilli, bloques, bombas).

• Bloques: Fragmentos de roca provenientes del cono o masas granulares desprendidas de la roca que obstruye el conducto.
• Bombas volcánicas: Masa de lava eyectada en estado semiconsolidado, que termina de consolidarse en el aire.