Petrologia ígnea

Álcali total (Na₂O+K₂O) versus sílice (SiO₂), o TAS, sistema de classificació de roques ígneas

La petrologia ígnea és l'estudi de les roques ígneas, és dir, aquelles que es formen a partir de magma. Com a branca de la geologia, la petrologia ígnea està estretament relacionada en la vulcanologia, la tectonofísica i la petrologia en general. L'estudi modern de les roques ígneas utilisa una série de tècniques, algunes d'elles desenrollades en els camps de la química, la física o unes atres Ciències de la Terra. La petrografia, la cristalografia i els estudis isotòpics són métodos comuns utilisats en petrologia ígnea.

Métodos

Determinació de la composició química

La composició de roques i minerals ígneos es pot determinar per mig d'una varietat de métodos de diferent facilitat, cost i complexitat. El método més senzill és l'observació de mostres grans a simple vista i/o en una lupa. Açò es pot utilisar per a medir la composició mineralógica general de la roca, lo que dona una idea de la composició. Una forma més precisa, pero encara relativament econòmica, d'identificar minerals (i, per tant, la composició química general de la roca) en un microscopi petrográfico. Estos microscopis tenen plaques polarizadoras, filtres i una lent conoscópica que permeten a l'usuari medir una varietat de propietats cristalográficas. Un atre método per a determinar la mineralogia és utilisar la difracció de rajos X, en la que una mostra en pols es bombardeja en rajos X i l'espectre resultant d'orientacions cristalográficas es compara en un conjunt d'estàndarts. Una de les formes més precises de determinar la composició química és per mig de l'us d'una microsonda electrònica, en la que es prenen mostres de chicotetes taques de materials. Els anàlisis en microsonda electrònica poden detectar tant la composició massiva com la composició d'elements traça.

Métodos de datació

La datació de les roques ígneas determina quàn el magma es solidificó en roca. Els isòtops radiogénicos s'utilisen freqüentment per a determinar l'edat de les roques ígneas.

Datació potassi-argón

En este método de datació, la cantitat de ⁴⁰Ar atrapada en una roca es compara en la cantitat de ⁴⁰K en la roca per a calcular la cantitat de temps que el ⁴⁰K deuen haver estat descomponent-se en la roca sòlida per a produir el ⁴⁰Ar present.

Datació rubidi-estronci

La datació rubidi-estronci es basa en la desintegració natural del ⁸⁷ Rb a ⁸⁷ Sr i el diferent comportament d'estos elements durant la cristalisació fraccionada del magma. Tant el Sr com el Rb es troben en la majoria dels magma; no obstant, a mida que es produïx la cristalisació fraccionada, el Sr tendirà a concentrar-se en cristals de plagioclasa,mentres que el Rb permaneixerà en la massa fosa durant més temps. El ⁸⁷Rb es desintegra de modo que cada 1.42×10¹¹ anys la mitat es convertix en ⁸⁷Sr. Coneixent la constant de desintegració i la cantitat de ⁸⁷Rb i ⁸⁷Sr en una roca, és possible calcular el temps que el ⁸⁷Rb deu haver necessitat ans que la roca alcançara la temperatura de tancament per a produir tot el ⁸⁷ Sr, considerant encara que va haver ⁸⁷Sr no produïda per ⁸⁷ Rb en el cos magmático. Els valors inicials de ⁸⁷ Sr, quan el magma va iniciar la seua cristalisació fraccionada, podrien estimar-se coneixent les cantitats de ⁸⁷ Rb i ⁸⁷ Sr de dos roques ígneas produïdes en diferents moments per un mateix cos magmático.

Atres métodos

Els principis estratigráficos poden resultar útils per a determinar l'edat relativa de les roques volcàniques. La tefrocronología és l'aplicació més comuna de la datació estratigráfica en roques volcàniques.

Métodos de termobarometría

En petrologia, el mineral clinopiroxeno s'utilisa per a calcular la temperatura i pressió del magma que va produir la roca ígnea que conté este mineral. La termobarometría de clinopiroxeno és un de varis geotermobarómetros. Dos coses fan que este método siga especialment útil: primer, el clinopiroxeno és un fenocristal comú en roques ígneas fàcil d'identificar; i en segon lloc, la cristalisació del component jadeíta del clinopiroxeno implica un creiximent del volum molar sent, per tant, un bon indicador de pressió.

Petròlecs ígneos notables

• Norman L. Bowen
• Nicolas Desmarest
• Louis Cordier
• Harry von Eckermann
• Alfred Lacroix
• Akiho Miyashiro
• Paul Niggli
• Hans Ramberg
• Jakob Sederholm
• Albert Streckeisen
• Marjorie Wilson
• Peter John Wyllie
• Lawrence Wager