La serie de magmas calcoalcalinos es una de las dos subdivisiones principales de la serie de magmas subalcalinos , siendo la otra serie de magmas subalcalinos la serie toleítica . Una serie de magmas es una serie de composiciones que describe la evolución de un magma máfico , que es rico en magnesio y hierro y produce basalto o gabro , a medida que cristaliza fraccionadamente para convertirse en un magma félsico , que es bajo en magnesio y hierro y produce riolita o granito . Las rocas calcoalcalinas son ricas en tierras alcalinas ( magnesia y óxido de calcio ) y metales alcalinos y constituyen una parte importante de la corteza de los continentes .
Los diversos tipos de rocas de la serie calcoalcalina incluyen tipos volcánicos como basalto , andesita , dacita , riolita y también sus equivalentes intrusivos de grano más grueso ( gabro , diorita , granodiorita y granito ). No incluyen rocas subsaturadas en sílice , alcalinas o peralcalinas .
Las rocas de la serie de magmas calcoalcalinos se distinguen de las rocas de la serie de magmas toleíticos por el estado redox del magma del que cristalizaron. Los magmas toleíticos se reducen y los magmas calcoalcalinos se oxidan, con fugacidades de oxígeno más altas . Cuando los magmas máficos (productores de basalto) cristalizan, cristalizan preferentemente las formas más ricas en magnesio y pobres en hierro de los minerales de silicato olivino y piroxeno , lo que hace que el contenido de hierro de los magmas toleíticos aumente a medida que la masa fundida se agota de cristales pobres en hierro. (El olivino rico en magnesio se solidifica a temperaturas mucho más altas que el olivino rico en hierro). Sin embargo, un magma calcoalcalino se oxida lo suficiente como para precipitar (simultáneamente) cantidades significativas de magnetita de óxido de hierro , lo que hace que el contenido de hierro del magma permanezca más estable a medida que se enfría que con un magma toleítico.
La diferencia entre estas dos series de magmas se puede ver en un diagrama AFM, un diagrama ternario que muestra las proporciones relativas de los óxidos de Na2O + K2O ( A ), FeO+Fe2O3 ( F) y MgO (M). A medida que los magmas se enfrían, precipitan significativamente más hierro y magnesio que álcali, lo que hace que los magmas se muevan hacia la esquina alcalina. En el magma toleítico, a medida que se enfría y produce preferentemente cristales ricos en magnesio, el contenido de magnesio del magma cae en picado, lo que hace que el magma se aleje de la esquina de magnesio hasta que se queda sin magnesio y comienza a moverse hacia la esquina alcalina a medida que pierde hierro y magnesio restante. Sin embargo, con la serie calcoalcalina, la precipitación de magnetita hace que la relación hierro-magnesio permanezca relativamente constante, por lo que el magma se mueve en línea recta hacia la esquina alcalina en el diagrama AFM.
Los magmas calcoalcalinos son típicamente hidratados .
Las rocas calcoalcalinas se encuentran típicamente en los arcos volcánicos por encima de las zonas de subducción , comúnmente en los arcos de islas y particularmente en aquellos arcos de la corteza continental.
Se cree que las rocas de la serie están relacionadas genéticamente por cristalización fraccionada y que derivan al menos en parte de magmas de composición basáltica formados en el manto de la Tierra . Las tendencias en la composición se pueden explicar por una variedad de procesos. Muchas explicaciones se centran en el contenido de agua y los estados de oxidación de los magmas . Los mecanismos de formación propuestos comienzan con la fusión parcial del material subducido y de la peridotita del manto (olivino y piroxeno) alterada por el agua y las masas fundidas derivadas del material subducido. Los mecanismos por los que luego evolucionan los magmas calcoalcalinos pueden incluir la cristalización fraccionada, la asimilación de la corteza continental y la mezcla con masas fundidas parciales de la corteza continental.
{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: postscript ( enlace )Dos de estos diagramas ampliamente utilizados son el diagrama de álcalis totales-sílice (TAS) y el diagrama triangular (Na 2 O + K 2 O)-FeO * -MgO (AFM), ninguno de los cuales tiene calcio como uno de los parámetros de trazado... No todas las andesitas orogénicas son calcoalcalinas, y no todas las andesitas calcoalcalinas son orogénicas.
Los términos calcoalcalino y calcoalcalino se definen y utilizan actualmente de formas múltiples y no equivalentes. En general, la variación del Fe total como FeO/MgO dentro de los conjuntos de rocas subalcalinas en evolución se considera como el carácter más distintivo de los conjuntos calcoalcalinos en comparación con los toleíticos, lo que refleja el momento relativo de la saturación de fases con óxidos de Fe–Ti, plagioclasa y silicatos ferromagnésicos. Se utilizan ampliamente otros esquemas de clasificación, incluida una minoría de partidarios de la definición formalizada original de "calcalcalino" de Peacock (1931, Journal of Geology 39, 54-67). Dado el uso contradictorio y confuso predominante de estos términos, que conduce a la falta de comunicación, se propone que el espectro de rocas subalcalinas se divida en conjuntos de alto, medio y bajo contenido de Fe, complementando las divisiones realizadas sobre la base de los contenidos de K. Los términos calcalalcalino y calcalalcalino deberían restringirse a los conjuntos de rocas que se ajusten a la definición de Peacock.