EVOLUCIÓN MAGMÁTICA

Diferenciación (según Bowen)• Separación gravitacional (hundimiento de iones o moléculas pesadas,

Migración de iones por gradientes térmicos).• Desmezcla• Transferencia gaseosa (H2O, CO2)• Transporte gaseoso (Concentración de H2O en zonas de menor presión

y temperatura, Concentración de volátiles)• Cristalización Fraccionada (separación de fracciones cristalinas de la

fracción líquida residual)•Diferenciación gravitatoria (hundimiento de cristales pesados)•Ascenso gravitatorio (ascenso de cristales livianos).•Flujo gaseoso (arrastre de cristales por gas)•Relleno de estructura. Autointrusión. Filtrado a Presión.•Elutriación.•Reacción cristal – líquido (cristales zonados).

AsimilaciónMagmas sobrecalentadosLiquido sobresaturadoReacción minerales de alta temperatura – baja temperatura. Fundido, reacción y arrastre de los minerales de baja temperatura.Mezcla de magmas

BUSHVELDCromitas y piroxenitas

Esquema de una cámara magmática y de los procesos de diferenciación. (Anguita y Moreno, 1991).

Principales modos de aparición de las rocas ígneas (plutónicas, volcánicas e hipoabisales o subvolcánicas)

CLASIFICACIÓN Y NOMENCLATURA DE LAS

ROCAS ÍGNEAS

SERIES DE ROCAS

ZONA DE SUBDUCCIÓN

Tectónica de placas y generación de magmas primarios diferentes. (Modificado de Girod, 1978)

Sección esquemática de una zona de subducción en un margen continental activo donde se observa la deshidratación de la placa oceánica subductada,

la hidratación y fundido de la cuña de manto,

ROCAS THOLEÍTICAS

ARCOS DE ISLAS

Sección esquemática a través de una zona de rift pasivo (por pluma).

DIAGRAMAS PARA CLASIFICACIÓN DE ROCAS

• DIAGRAMAS TAS (Sílice - Álcalis total)• DIAGRAMAS DE VARIACIÓN

DIAGRAMAS

TERNARIOS

DIAGRAMAS

DE

VARIACIÓN

OTROSDIAGRAMAS

USO DE LOS ELEMENTOSTRAZAS

Geoquímica de los Elementos Traza

• Objetivos:– Analizar el comportamiento de los

elementos traza en rocas magmáticas– Introducir métodos matemáticos para

modelar su comportamiento

¿Por qué son importantes?

• Mayor variación en concentración que los elementos mayores

• Generalmente hay 10-12 mayores y más de 70 trazas

• Tienen propiedades químicas únicas

• Registran procesos que no se observan en los elementos mayores

Importancia de los Elementos Traza

Utilidad y Aplicaciones

• Formación y diferenciación de la tierra

• Procesos y dinámica de fusión en el manto

• Formación de yacimientos minerales e hidrocarburos

• Cambios climáticos y circulación oceánica

• Contaminación Ambiental

Control de la distribución de los elementos trazas

COEFICIENTE DE PARTICIÓN O DE REPARTO

kM = [M] mineral / [M] magma

• Los elementos que tienen valores k – Menores de 1

• para el común de los minerales cristalizados durante los prolongado estados de fraccionamiento del magma son denominados Incompatibles debido a que ellos no son incorporados en los cristales.

• Ejemplo de algunos elementos incompatibles durante la etapa temprana e intermedia de fraccionamiento de un magma basáltico son el Ba, REE (excluyendo Eu) y U. Ellos se encuentran enriquecidos en los productos tardíos del fraccionamiento. El término Elemento Higromagmatófilo se usa como sinónimo de elemento incompatible y fue aplicado inicialmente a los elementos Ta Nb, La, Th, y Hf, todos de los cuales poseen bajo coeficiente de partición cristal /líquido para el común de los minerales.

• Otro término - Large ion lithophile el cual abreviado es LIL- es aplicado a los elementos litófilos (ej. Ba, La, U) los cuales tienen radio iónico más grande que el común de los elementos formadores de rocas.

Textura porfídica

                            

Textura Equigranular

                            

Los elementos alcalinos y alcalino-térreos

• Alcalinos=Li, K, Rb y Cs• Alcalino-térreos: Be, Sr y Ba• Electronegatividades bajas y valencias de

1 y 2• Tienden a forman enlaces iónicos• Su comportamiento está gobernado por el

radio iónico y la carga (POTENCIAL IÓNICO):– Bajo potencial iónico (carga/radio)– Se les llama “Elementos litófilos de radio

iónico grande” o “Large Ion lithophile elements” (LILE)

– Son altamente solubles en agua– Se movilizan durante el intemperismo y el

metamorfismo– Su radio iónico grande no les permite entrar

en las estructuras cristalinas– Tienen afinidad por la fase fundida en los

magmas: ELEMENTOS INCOMPATIBLES• Tienden a concentrarse en la corteza y

están empobrecidos en el manto.

Magnesio (MgMagnesio (Mg2+2+): 65 pm): 65 pm

Calcio (CaCalcio (Ca2+2+): 99 pm): 99 pm

Estroncio (SrEstroncio (Sr2+2+): 118 pm): 118 pm

Bario (BaBario (Ba2+2+): 137 pm): 137 pm

Radio IónicoRadio Iónico

Los Elementos LILE

PI=carga/radio

Los elementos de alto potencial iónico

• También llamados High Field Strenght o por sus siglas HFSE: Zr, Hf, Nb y Ta

• Tienen alta carga (+4 y +5) y radio iónico pequeño: Alto potencial iónico (carga/radio):– Son insolubles en fluidos acuosos

– No se movilizan durante el intemperismo y/o el metamorfismo

– Nb-Ta (+5) son altamente incompatibles

– Zr-Hf (+4) son moderadamente incompatibles

• La incompatibilidad en este caso es función de la alta carga y no del radio iónico

Izu-Bonin Glasses

0.1

1

10

100

1000

Cs

Rb

Ba

Th U

Nb

Ta

K2

O La

Ce

Pb Pr

Sr

Nd Zr

Hf

Sm Eu

Gd

Tb

Dy

Ho Er

Yb Y

Lu

Sa

mp

le/P

M

Los de alto potencial iónico (HFS)

DIAGRAMAS

SPIDER

Ambientes tectónicos reconocibles usando criterio geológico

• Cordilleras Oceánicas.Cordilleras de cuencas de retro-arcoCordilleras de cuencas de ante-arco

• Arco volcánico

• Ambiente colisional

• Ambiente de intraplaca.

NORMALIZACIÓN