Geneza mineralelor magmatice

Geneza mineralelor magmatice

Mineralele magmatice au luat nastere in procesul de consolidare a magmei. In raport cu adancimea, se modifica temperatura si presiunea, distingandu-se astfel urmatoarele moduri de formare a mineralelor de origine magmatica: formarea mineralelor direct din magma, formarea mineralelor pegmatitice pneumatolitice, formarea mineralelor in zonele de contact, formarea mineralelor din solutii hidrotermale si formarea mineralelor prin sublimarea gazelor emanate de vulcani.

a) Formarea mineralelor direct din magma

Magma reprezinta, dupa cum se cunoaste, o topitura fierbinte formata dintr-un amestec de silicati, oxizi si sulfuri saturate cu vapori de apa si diferite gaze (CO, CO₂, SO₂, H₂S, HCl, NH₃). In magma, elementele chimice se gasesc dispersate sub forma de ioni, iar prin ascensiunea magmei in timpul activitatilor magmatice, elementele chimice se combina dupa afinitatile lor chimice, formand molecule de diferite substante care apoi, prin cristalizare lenta, dau nastere mineralelor.

Fiecare mineral se formeaza la o anumita temperatura si presiune, iar fiecare substanta chimica are o anumita temperatura critica de cristalizare. Primele minerale care se individualizeaza prin cristalizare lenta direct din magma sunt cele accesorii din rocile magmatice - rutilul, zirconul, apatitul, magnetitul, pirita etc., dupa care urmeaza silicatii feromagnezieni - olivina, piroxenii, amfibolii, micele, silicatii aluminosi de potasiu (feldspatii ortoclazi) si la urma cuartul. Toate aceste minerale iau nastere direct din magma la temperaturi cuprinse intre 1200 si 650⁰C.

b) Formarea mineralelor pegmatitice-pneumatolitice - are loc in partile superioare, periferice ale masivelor magmatice, la cativa kilometri de la suprafata, unde presiunea este destul de ridicata pentru a contribui la mentinerea compusilor volatili din magma in stare dizolvata.

Sub actiunea magmelor reziduale, iau nastere minerale din compozitia rocilor numite pegmatite, iar sub actiunea compusilor volatili iau nastere minerale pneumatolitice care intra ca accesorii in compozitia pegmatitelor. Prin procese pegmatitice iau nastere: cuartul, feldspatii ortoclazi (ortoza, microclin), feldspatii plagioclazi (albit, anortit), mice (biotit, muscovit), iar prin procese pneumatolitice se diferentiaza din compusii volatili: topazul, turmalina, fluorina, berilul etc. Formarea mineralelor pneumatolitice are loc la temperaturi cuprinse intre 650 si 350⁰C.

c) Formarea mineralelor in zonele de contact

Zona din jurul rezervorului magmatic in care rocile preexistente sunt supuse unor transformari fizice si chimice se numeste aureola de contact. In aceasta zona se pot forma minerale metalifere si nemetalifere la temperaturi cuprinse intre 400 si 800⁰C, a caror compozitie chimica este influentata atat de magma cat si de natura rocilor vecine. Dintre mineralele caracteristice formate in acest mod, amintim: granatii (grosular, almandin, pirop), wolostanitul, epidotul, calcitul, amfibolii, piroxenii precum si unele minerale metalifere (hematitul, pirita, galena, blenda).

La noi in tara, zacaminte formate in acest mod se gasesc la Ocna de Fier si la Baita Bihor.

d) Formarea mineralelor din solutii hidrotermale

Vaporii de apa si componentele volatile din magma, datorita tensiunii, patrund prin crapaturile si fisurile rocilor din jur, se racesc pana ating punctul critic al apei (374⁰C) si se condenseaza transformandu-se in solutii fierbinti. Dintre aceste solutii fierbinti se depun, prin cristalizare, minerale hidrotermale formand filoane metalifere. Aceste filoane se formeaza la adancimi diferite, deosebindu-se: filoane hipotermale - formate la o adancime de 3-5 km, la o temperatura de 300-360⁰C si presiune de cateva sute de atmosfere; filoane mezotermale - formate la adancimi de 2-3 km, temperaturi de 200-300⁰C, presiune 140-400 atmosfere si filoane epitermale - formate la adancimi de 1-2 km, temperaturi de 100-200⁰C si presiuni de cateva zeci de atmosfere.

Compozitia mineralogica a filoanelor hidrotermale este variabila. In majoritatea cazurilor, filoanele sunt constituite dintr-o ganga alcatuita din cuart, calcit, dolomit, siderit, rodocrozit, baritina, fluorina, pirita, blenda, galena etc. Tot in filoane hidrotermale iau nastere aurul, argintul, cuprul, zincul precum si metalele rare (Wo, Mo, Sn, Bi, As, Hg, Ni, Co) si mineralele radioactive (U, Ra, Th).

e) Formarea mineralelor prin sublimare din gazele emanate de vulcani

Produsele gazoase rezultate din eruptiile vulcanice reprezentate prin CO₂, H₂S, S, SO₂, HCl, HF, FeCl₃ si vapori de apa, degajandu-se in atmosfera, intra in reactie unele cu altele sau cu alte gaze din atmosfera dand nastere la diferite minerale care se depun, prin sublimare, pe peretii craterelor vulcanilor, in fisurile lavelor racite si ale rocilor inconjuratoare.

In acest mod rezulta sulful in urma reactiei dintre H₂S si SO₂, care se depune sub forma unor eflorescente de culoare albicioasa:

H₂S + SO₂ = H₂O +O + 2S

In conditii asemanatoare se formeaza si hematitul:

2FeCl₃ + 3H₂O = Fe₂O₃ + 6HCl

Tot din gazele emanate de vulcani se mai pot forma: clorura de sodiu, auripigmentul, saruri de amoniu, minerale cu continut de bor etc.