Cátedra de Geoquímica

Transcripción

1 Regla de Fases Cátedra de Geoquímica

2 PREMISAS para el análisis de formación de minerales en ambiente ígneo 1. La Tº del fundido disminuye y así se solidifica (rango Tº y P) 2. En ese proceso el número de cristales irá en aumento 3. Los minerales cristalizan en forma secuencial 4. Los minerales que cristalizan y su secuencia dependen de la composición del fundido 5. Una solución sólida (mineral) cambia su composición a medida que progresa el enfriamiento 6. La composición del fundido cambia durante la cristalización 7. La naturaleza y presión de los volátiles también pueden afectar a la composición mineral y la secuencia de cristalización

3 La serie de Bowen ºC Olivinas FUNDIDO Rico en Ca +2 (Anortita) U-Básico RA PERATUR TEMP Anfíboles Piroxenos Biotita Rico en Na +1 (Albita) A CIDEZ (re esp. SiO 2 2) Feldespato K ºC Cuarzo Ácido

4 4. Los minerales que cristalizan (así como la secuencia) dependen de la T y composición del fundido Requerimientos para la formación de minerales: Constituyentes Elementos o reactivos disponibles Nº de Componentes (c) Condiciones ambientales Temperatura (T ) Presión (P) Parámetros Intensivos

5 Sistemas de 1 COMPONENTE: A) H 2 O(líq) H 2 O(vap) H 2 O(sól) B) C (grafito) C (diamante) P y Tº : PARÁMETROS INTENSIVOS

6 H2O liq H2O vap H2O sól H2O liq H2O vap H2O sól Cómo plantearían la Regla de las fases?

7 B) C) Ky+Sil+And Polimorfos del Al 2 OSiO 4 (ambiente metamórfico)

8 Sistemas de 2 COMPONENTES: Diópsido-Anortita EMPEZAMOS A TRABAJAR CON PARÁMETROS DIFERENTES FIJAMOS LA PRESIÓN, O SEA QUE, AHORA TRABAJAMOS CON 1 SÓLO PARÁMETRO INTENSIVO

9 Pero cómo leemos un diagrama? TºF An PF PE TºF Dp Punto Eutéctico

10 Ejemplo Si la Presión es constante, el sistema depende de la composición inicial del fundido (X) y de la TºC X1 X2 X3 X1 X2 X3

11 El Px se forma antes que la plagioclasa Esto ocurre del lado IZQUIERDO del punto eutéctico (X1)

12 La plagioclasa se forma antes que el Px Esto ocurre del lado DERECHO del punto eutéctico (X3) Dique de diabasa con textura ofítica

13 4. Los minerales que involucran una solución sólida cambian su composición a medida que progresa el enfriamiento 5. La composición del fundido cambia durante la cristalización Fundido= Na, Ca, Al, SiO 2 Cristales = (Na,Ca) x Al y SiO 3 100% Albite 100% Anorthite NaAlSi 3 O 8 CaAl 2 Si 2 O 8

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15 7. La presión puede afectar a los tipos de minerales que se forman y la secuencia 8. La naturaleza y presión de los volátiles también pueden afectar a los minerales y su secuencia Aumento de presión

16 Aumento de presión

17 F+L = C+2 Regla de fases F+L= C+1 Regla de fases condensada F= Nº fases L= Grados de libertad C=Nº componentes = = Nº especies químicas Nº ecuaciones que las vinculan

18 SISTEMA An-Di CRISTALIZACIÓN A PARTIR DE UN FUNDIDO DE COMPOSICIÓN 18%An 82%Di

19 Al tocar la cotéctica, aparecen los primeros cristales La evolución del líquido se produce sobre la cotéctica, hacia el punto eutéctico. El líquido se enriquece en An (el componente en defecto)

20 El líquido sigue evolucionando hacia el eutéctico, a la vez que crecen y se desarrollan más y nuevos cristales de Di. Aún NO hay An.

21 Al pasar la Tº eutéctica, el líquido se consume, formando entonces cristales, cuya composición es IGUAL a la composición del fundido inicial.

22 Composición inicial del fundido: 18% An 82% Di Composición final del sólido (global): 18% An 82% Di L3L4LE L1=L2

23 Inicialmente, tenemos un fundido de composición: An 43

24 A medida que desciende la Tº, la composición de las plagioclasas va variando hacia términos más sódicos. El líquido también evoluciona en el mismo sentido. Nótese que ambas composiciones se marcan EN el diagrama.

25 Se consume todo el líquido. L4 L3 S4 L1 L2 S5 S3 S2

26 SISTEMA Ab-Or Volcánico Plutónico

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30 SISTEMA Ab-Or, A MAYOR PRESIÓN

31 SISTEMA Lc-Or-SiO2 PFI= PFI=Peritéctico: El punto de fusión incongruente es aquel en el que el sólido que funde lo hace dando, por un lado, un fundido y por otro, dejando atrás un residuo sólido, ambos de distinta composición a la del sólido inicial. (Fmáx y Lmín) Punto Eutéctico: El punto eutéctico corresponde a la menor temperatura a la que puede fundir una mezcla, y tiene una composición determinada de cada uno de los componentes. (Fmáx y Lmín)

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36 Diagramas Ternarios SISTEMA Or-An-SiO2

37 Por qué existe un Eutéctico Ternario?

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39 Cristalización X0 X4 X0 X4 Fusión

40 SISTEMA Di-Ab-AnAn

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44 Líq2 Líq ,1,4 Líq0 Líq1 Pg3 Pg4 Pg2 Pg1

45 SISTEMA SiO 2 -Ab-Or

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48 Pueden consultar el siguiente sitio: