Cristalização fracionária (geologia) - Fractional crystallization (geology)
A cristalização fracionada , ou fracionamento de cristal , é um dos processos geoquímicos e físicos mais importantes que operam na crosta e no manto de um corpo planetário rochoso, como a Terra. É importante na formação de rochas ígneas porque é um dos principais processos de diferenciação magmática . A cristalização fracionada também é importante na formação de rochas evaporíticas sedimentares .
Rochas ígneas
Cristalização fracionada é a remoção e segregação de um fundido de precipitados minerais ; exceto em casos especiais, a remoção dos cristais altera a composição do magma. Em essência, a cristalização fracionada é a remoção de cristais formados precocemente de um magma originalmente homogêneo (por exemplo, por sedimentação por gravidade) de modo que esses cristais sejam impedidos de reagir posteriormente com o fundido residual. A composição do fundido remanescente torna-se relativamente empobrecida em alguns componentes e enriquecida em outros, resultando na precipitação de uma sequência de diferentes minerais.
A cristalização fracionada em fundidos de silicato ( magmas ) é complexa em comparação com a cristalização em sistemas químicos com pressão e composição constantes, porque mudanças na pressão e na composição podem ter efeitos dramáticos na evolução do magma. A adição e perda de água, dióxido de carbono e oxigênio estão entre as mudanças composicionais que devem ser consideradas. Por exemplo, a pressão parcial ( fugacidade ) da água nos fundidos de silicato pode ser de importância primordial, como na cristalização quase sólida de magmas de composição granítica . A sequência de cristalização de minerais óxidos , como magnetita e ulvospinel, é sensível à fugacidade de oxigênio dos fundidos, e a separação das fases de óxido pode ser um importante controle da concentração de sílica no magma em evolução e pode ser importante na gênese do andesito .
Os experimentos forneceram muitos exemplos das complexidades que controlam qual mineral é cristalizado primeiro quando o fundido esfria após o liquidus .
Um exemplo diz respeito à cristalização de fundidos que formam rochas máficas e ultramáficas . As concentrações de MgO e SiO 2 nos fundidos estão entre as variáveis que determinam se a forsterita olivina ou a enstatita piroxênio são precipitadas, mas o teor de água e a pressão também são importantes. Em algumas composições, em altas pressões sem água, a cristalização da enstatita é favorecida, mas na presença de água em altas pressões, a olivina é favorecida.
Magmas graníticos fornecem exemplos adicionais de como derretimentos de composição e temperatura geralmente semelhantes, mas a diferentes pressões, podem cristalizar diferentes minerais. A pressão determina o conteúdo máximo de água de um magma de composição granítica. A cristalização fracionada em alta temperatura de magmas de granito relativamente pobres em água pode produzir granito de feldspato alcalino único , e a cristalização em temperatura mais baixa de magma relativamente rico em água pode produzir granito de feldspato duplo.
Durante o processo de cristalização fracionada, os fundidos tornam-se enriquecidos em elementos incompatíveis . Portanto, o conhecimento da sequência de cristalização é fundamental para entender como as composições de fusão evoluem. As texturas das rochas fornecem informações, conforme documentado no início de 1900 pela série de reações de Bowen . Um exemplo dessa textura , relacionada à cristalização fracionada, são as texturas intergranulares (também conhecidas como intercúmulos) que se desenvolvem sempre que um mineral cristaliza mais tarde do que a matriz circundante, preenchendo assim o espaço intersticial restante. Vários óxidos de cromo, ferro e titânio apresentam tais texturas, como a cromita intergranular em uma matriz siliciosa. Os diagramas de fase determinados experimentalmente para misturas simples fornecem informações sobre os princípios gerais. Os cálculos numéricos com software especial tornaram-se cada vez mais capazes de simular processos naturais com precisão.
Rochas sedimentares
A cristalização fracionada é importante na formação de rochas evaporíticas sedimentares.
Veja também
- Rocha acumulada
- Bandas de fluxo - faixas ou camadas que às vezes podem ser vistas na rocha formada por magma
- Cristalização fracionada (química) - Método para refinar substâncias com base nas diferenças em sua solubilidade
- Diferenciação ígnea - processos pelos quais magmas sofrem alterações químicas em massa durante o processo de fusão parcial, resfriamento, colocação ou erupção
- Intrusão em camadas