O problema do quartoEditar
A fonte final do magma é o derretimento parcial da rocha no manto superior e na crosta inferior. Isto produz magma que é menos denso que a sua fonte de rocha. Por exemplo, um magma granítico, que é elevado em sílica, tem uma densidade de 2,4 Mg/m3, muito inferior aos 2,8 Mg/m3 de rocha metamórfica de alta qualidade. Isto dá ao magma uma enorme flutuabilidade, de modo que a ascensão do magma é inevitável uma vez acumulado magma suficiente. No entanto, a questão de saber exactamente quão grandes quantidades de magma são capazes de empurrar para o lado as rochas do campo para criar espaço para si próprias (o problema do quarto) é ainda uma questão de investigação.
A composição do magma e das rochas do campo e as tensões que afectam as rochas do campo influenciam fortemente os tipos de intrusões que têm lugar. Por exemplo, onde a crosta está a sofrer extensão, o magma pode facilmente elevar-se em fracturas de tensão na crosta superior para formar diques. Quando a crosta está sob compressão, o magma a pouca profundidade tenderá a formar laccoliths, com o magma a penetrar nos leitos menos competentes, tais como os leitos de xisto. Os diques de anéis e os lençóis de cone só se formam a pouca profundidade, onde um tampão de rocha sobrejacente pode ser levantado ou baixado. Os imensos volumes de magma envolvidos nos batholiths só podem forçar o seu caminho para cima quando o magma é altamente silícico e flutuante, e provavelmente fazem-no como diapirs na crosta profunda dúctil e através de uma variedade de outros mecanismos na crosta superior quebradiça.
Intrusões múltiplas e compostasEditar
Intrusões graves podem formar-se a partir de um único evento magmático ou de vários eventos incrementais. Evidências recentes sugerem que a formação incremental é mais comum para grandes intrusões. Por exemplo, a Palisades Sill nunca foi um único corpo de magma com 300 metros de espessura, mas foi formado a partir de múltiplas injecções de magma. Um corpo intrusivo é descrito como múltiplo quando se forma a partir de injecções repetidas de magma de composição semelhante, e como composto quando se forma a partir de injecções repetidas de magma de composição diferente. Um dique composto pode incluir rochas tão diferentes como a granofilia e o diabásio.
Embora haja frequentemente poucas provas visuais de múltiplas injecções no campo, há provas geoquímicas. O zoneamento zircónico fornece provas importantes para determinar se um único evento magnético ou uma série de injecções foram os métodos de colocação.
Intrusões félicas grandes que se formam provavelmente a partir do derretimento da crosta inferior que foi aquecida por uma intrusão de magma mafioso do manto superior. As diferentes densidades de magma félico e mafioso limitam a mistura, de modo que o magma silícico flutua sobre o magma mafioso. Uma mistura tão limitada como a que ocorre resulta nas pequenas inclusões de rochas mafiosas comumente encontradas em granitos e granodioritos.
CoolingEdit
Uma intrusão de magma perde calor para a rocha do campo circundante através da condução de calor. Perto do contacto do material quente com o material frio, se o material quente for inicialmente uniforme em temperatura, o perfil de temperatura através do contacto é dado pela relação
T / T 0 = 1 2 + 1 2 erf ( x 2 k t ) {\displaystyle T/T_{0}={\frac {1}{2}}+{\frac {\frac {1}{2}}{2}}operatorname {erf} ({\frac {x}{2{\sqrt {kt}}}})}
{\i1}displaystyle T/T_{0}={\i1}frac {\i}+{\i}frac ({\frac {x}{2{\sqrt {kt}}}})}”>p>where T 0 {\displaystyle T_{0}}
é a temperatura inicial do material quente, k é a difusividade térmica (tipicamente perto de 10-6 m2 s-1 para a maioria dos materiais geológicos), x é a distância do contacto, e t é o tempo desde a intrusão. Esta fórmula sugere que o magma próximo do contacto será rapidamente arrefecido enquanto a rocha do campo próxima do contacto é rapidamente aquecida, enquanto o material mais afastado do contacto será muito mais lento a arrefecer ou a aquecer. Assim, uma margem arrefecida é frequentemente encontrada no lado da intrusão do contacto, enquanto uma auréola de contacto é encontrada no lado da rocha do campo. A margem refrigerada é muito mais fina do que a maioria da intrusão, e pode ser diferente na composição, reflectindo a composição inicial da intrusão antes da cristalização fraccionada, a assimilação da rocha do campo, ou outras injecções magmáticas modificaram a composição do resto da intrusão. Isotérmicos (superfícies de temperatura constante) propagam-se para longe da margem de acordo com uma lei de raiz quadrada, de modo que se o medidor externo do magma levar dez anos a arrefecer até uma dada temperatura, o próximo medidor interno levará 40 anos, o próximo levará 90 anos, e assim por diante.
Esta é uma idealização, e processos como a convecção do magma (onde o magma arrefecido ao lado do magma de contacto se afunda no fundo da câmara do magma e o magma mais quente toma o seu lugar) podem alterar o processo de arrefecimento, reduzindo a espessura das margens arrefecidas enquanto se acelera o arrefecimento da intrusão como um todo. Contudo, é evidente que diques finos arrefecem muito mais rapidamente do que intrusões maiores, o que explica porque pequenas intrusões perto da superfície (onde a rocha do campo é inicialmente fria) são frequentemente de granulação quase tão fina como a rocha vulcânica.
As características estruturais do contacto entre a intrusão e a rocha do campo dão pistas sobre as condições sob as quais a intrusão teve lugar. As intrusões catazonais têm uma auréola espessa que se classifica no corpo intrusivo sem margem cortante, indicando uma reacção química considerável entre a intrusão e a rocha campestre, e têm frequentemente amplas zonas migmatites. As foliações na intrusão e na rocha campestre circundante são aproximadamente paralelas, com indicações de deformação extrema na rocha campestre. Tais intrusões são interpretadas como tendo sido colocadas a grande profundidade. As intrusões mesozonais têm um grau muito inferior de metamorfismo nas suas auréolas de contacto, e o contacto entre a rocha do campo e a intrusão é claramente discernível. As migmatites são raras e a deformação da rocha do campo é moderada. Tais intrusões são interpretadas como ocorrendo a uma profundidade média. As intrusões epizonais são discordantes com as rochas do campo e têm contactos agudos com margens arrefecidas, com apenas um metamorfismo limitado numa auréola de contacto, e contêm frequentemente fragmentos xenolíticos de rocha de contry, sugerindo uma fractura frágil. Tais intrusões são interpretadas como ocorrendo a pouca profundidade, e são geralmente associadas a rochas vulcânicas e estruturas de colapso.
CumulaEdit
Uma intrusão não cristaliza todos os minerais de uma só vez; em vez disso, existe uma sequência de cristalização que se reflecte na série de reacção Bowen. Os cristais formados no início do arrefecimento são geralmente mais densos que o magma restante e podem assentar no fundo de um grande corpo intrusivo. Isto forma uma camada cumulativa com textura e composição distintas. Tais camadas acumuladas podem conter valiosos depósitos de minério de cromite. O vasto Complexo Ígneo Bushveld da África do Sul inclui camadas de cumulação do tipo de rocha rara, cromite, composto de 90% de cromite,