Rochas Magmáticas - Diferenciação Magmática

Existindo apenas 3 tipos de magmas, podemos encontrar várias famílias de rochas magmáticas.
Sendo que um só magma pode produzir diferentes tipos de rochas, por ser constituído por uma mistura complexa, que se solidificando, vai originar a formação de diferentes associações minerais, como a cristalização desses minerais ocorre a temperaturas diferentes, vai haver a formação de diferentes uniões de cristais e de um magma residual.
O arrefecimento do magma provoca a separação de fluidos e materiais sólidos, bem como a diferenciação magmática (processo que conduz à formação de magmas com composição química diferente a partir do mesmo magma).

Um dos processos envolvidos na diferenciação magmática é a cristalização fraccionada.

Cristalização Fraccionada: Quando o magma arrefece, minerais diferentes cristalizam a temperaturas diferentes, numa sequência definida que depende da pressão e da composição do material fundido.
A fracção cristalina separa-se do restante líquido, por diferenças de densidade ou efeito da pressão, deixando um magma residual diferente do magma original. Assim, um mesmo magma pode originar diferentes rochas.
Se a pressão comprime o local onde se formam os cristais, o líquido residual tende a escapar por pequenas fendas, enquanto que os cristais ficam no local da sua génese.

O primeiro cientista a compreender a importância da diferenciação magmática foi Bowen, que investigou a ordem pelos quais os cristalizam os magmas. Assim em trabalhos laboratoriais estabeleceu a sequencia de reacções que ocorrem no magma durante a diferenciação e criando a Série Reaccional de Bowen.

Esta série traduz a sequência pela qual os minerais cristalizam num magma em arrefecimento. Segundo Bowen, existem duas séries de reacções que se designam, respectivamente, por série dos minerais ferromagnesianos (série descontínua) e série das plagióclases (série contínua).
Na série descontínua, à medida que se verifica o arrefecimento, o mineral anteriormente formado reage com o magma residual, dando origem a um mineral com uma composição química e uma estrutura diferente, e que é estável nas novas condições de temperatura.
No ramo contínuo, verifica-se uma alteração nos iões da plagióclase, sem que ocorra alteração da estrutura interna dos minerais. São várias as formas pelas quais os cristais originados podem ser separados do líquido residual.
Através desta série é possível constatar as associações de minerais mais previsíveis, como por exemplo as olivinas com as plagioclasses cálcicas, as anfíbolas com a biotite e as plagioclases sódicas.
Também vemos porque é pouco provável a ocorrência de quartzo, pois o quartzo vai cristalizar a baixas temperaturas e o basalto é uma rocha que consolida a temperaturas elevadas e, por isso, é constituído essencialmente por minerais ferromagnesianos e plagioclasses cálcicas que são os minerais que têm temperatura de consolidação mais elevada.
Vemos as composições minerológicas de um diorito, que são as anfíbolas, biotite e plagioclases sódicas.
Podemos ver os factos que constituem a ocupação do espaço deixado pelos restantes minerais que constituem as rochas magmáticas com quartzo, sabendo-se que é o último mineral a cristalizar e, por esse motivo, ocupa o espaço deixado pelos outros minerais já cristalizados.
Deste modo, ao longo da diferenciação magmática formam-se diversas rochas.

Assim, podemos imaginar um magma em que, numa primeira fase de arrefecimento, se formam cristais de olivina, piroxenas e algumas plagióclases calcossódicas que se vão acumulando no fundo da câmara magmática por ordem da sua formação e das suas densidades, formando uma rocha chamada gabro. O magma residual, magma com gabro, fica mais rico em sílica, alumínio e potássio, porque a maior parte do magnésio, ferro e cálcio foi consumida na formação da olivina, piroxenas e plagióclases calcossódicas. O arrefecimento deste magma com gabro pode dar origem à formação de uma rocha como o granito, composta essencialmente por quartzo, micas (moscovite e biotite) e feldspato potássico. Neste caso a diferenciação magmática opera-se num magma de natureza basáltica.


Outro processo de diferenciação magmática é a diferenciação gravítica em que os cristais, são mais densos ou menos densos do que o líquido residual, e como tal eles deslocam-se para o fundo ou para o cimo da câmara magmática, respectivamente. Assim sendo acumulam-se por ordem da sua formação e das suas densidades.



Outro processo esta relacionado com o facto de os magmas terem mobilidade e se encontram a elevada temperatura, tendo por isso menor densidade que rochas sobrejacentes – Assimilação magmática. Como tal, têm tendência para subir para os níveis mais elevados da crosta ou mesmo até à superfície. A ascensão do magma dá-se ao longo de falhas, fracturas ou outras descontinuidades, como os planos de estratificação, ou através de um processo conhecido como desmonte magmático, através do qual o magma interage com as rochas com as quais contacta, envolvendo-as e, eventualmente, fundindo-as, no que se designa como assimilação magmática.
A assimilação conduz à modificação da composição química do fundido e conduza à formação de condutas que facilitam o movimento ascensional do magma. A densidade e a viscosidade controlam o tipo de deslocação magmática.
Assim, os fluidos residuais do magma, ricos de elementos com baixo ponto de fusão (boro, flúor, lítio, etc.) desempenham um papel importante. Estes fluidos escapam-se do magma e sobem pelas fracturas (falhas) das rochas encaixantes chegando, por vezes, a atingir a superfície crusta terrestre. Em simultâneo vão arrefecendo, dando origem a novos minerais que preenchem as fracturas (falhas). A este tipo de formação de minerais chama-se solução hidrotermal.

Actualmente, pensa-se que o processo de diferenciação é bem mais complexo do que anteriormente se admitia:

• Os magmas não arrefecem uniformemente. Podem existir transitoriamente diferenças de temperatura dentro da câmara magmática, podendo causar variações locais da composição do magma.
• Alguns magmas são imiscíveis, não se misturam com outros.Quando tais magmas coexistem na mesma câmara magmática, cada um forma os seus cristais.
• Magmas imiscíveis podem dar origem a cristais diferentes daqueles que dariam isoladamente.
• Os magmas, ao consolidarem, podem assimilar materiais das rochas encaixantes que modificam a sua composição.