Diferenciação e Evolução Magmática

A diferenciação magmática é o conjunto de processos pelos quais um magma inicialmente uniforme se diversifica em uma gama de composições de rochas ígneas.

Definition

Os processos, principalmente cristalização fracionada, assimilação e mistura de magmas, que produzem diversidade composicional a partir de um magma parental.

Scope

Este tópico abrange os mecanismos que alteram a composição do magma durante o resfriamento e a ascensão: cristalização fracionada e decantação de cristais, assimilação de rocha encaixante, mistura e miscigenação de magmas, imiscibilidade líquida e o uso de elementos-traço e isótopos para rastrear esses processos. Ele explica como os magmas basálticos primitivos evoluem para composições intermediárias e silícicas.

Core questions

• Como a cristalização fracionada impulsiona o magma em direção a composições silícicas?
• Que papel a assimilação e a mistura de magmas desempenham na diferenciação?
• Como os elementos-traço e os isótopos distinguem os mecanismos de diferenciação?
• Por que as intrusões estratificadas registram o acúmulo de cristais?

Key theories

Cristalização fracionada

A remoção progressiva de cristais formados precocemente de um magma em resfriamento, por decantação ou por separação do líquido, deixa fusões residuais enriquecidas em elementos incompatíveis e sílica, a causa dominante da diversidade ígnea.

Assimilação e mistura de magmas (AFC)

Os magmas também podem evoluir incorporando rocha encaixante fundida ou dissolvida e misturando-se com magmas composicionalmente distintos; modelos combinados de assimilação-cristalização fracionada explicam tendências químicas e isotópicas que a cristalização simples não consegue.

Clinical relevance

A diferenciação explica a diversidade química de províncias vulcânicas e intrusões, controla a concentração de elementos economicamente importantes em magmas formadores de minério e é essencial para reconstruir a história petrogenética registrada em suítes ígneas.

History

Bowen defendeu a cristalização fracionada como o processo mestre da evolução do magma na década de 1920; estudos posteriores de intrusões estratificadas, como a de Skaergaard, por Wager e Brown, documentaram diretamente o acúmulo de cristais, enquanto métodos de elementos-traço e isotópicos no final do século XX revelaram a importância da assimilação e da mistura.

Debates

Importância relativa da cristalização versus assimilação e mistura

Petrologistas há muito debatem se a diversidade de rochas ígneas surge principalmente da cristalização fracionada em sistema fechado, como Bowen argumentou, ou requer assimilação e mistura de magmas significativas em sistema aberto; dados isotópicos modernos apoiam uma visão combinada que varia de acordo com o ambiente.

Key figures

• Norman L. Bowen
• Lawrence Wager
• John D. Winter

Seminal works

• bowen1928
• winter2013

Frequently asked questions

O que é cristalização fracionada?

O processo pelo qual os cristais que se formam precocemente em um magma em resfriamento são separados do líquido restante, alterando progressivamente a composição da fusão residual.

Um único magma pode produzir basalto e granito?

A cristalização fracionada extensiva de um magma parental basáltico pode produzir pequenos volumes de fusão residual granítica, embora a maioria dos granitos também envolva fusão e assimilação crustal.