5. DIFERENCIACIÓN

8/15/2019 5. DIFERENCIACIÓN

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Capítulo 5

Diferenciación y

fraccionamiento del magma


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FUSION 1

FUSION

RESIDUAL

+

CRISTALES

ROCA 1

FUSION 2

FUSION

RESIDUAL

+

CRISTALES

FUSION 3

ROCA 2


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Cristalización sucesiva de

minerales con temperaturas

de cristalización cada vez

menores.

Los elementos

constituyentes de ellos sedesprenden del fundido y

por ende la composición de

este varía gradualmente.

A. Cristalización fraccionada

ROCA 1

FUSION 2


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FPKsOrtosa, Sanidina, Microclina

KAlSi3O8

Olivino(Fe,Mg)2SiO4

Clino-PXs

Diópsido(Mg,Fe)CaSi2O6

ANFs

Hornblenda(Mg,Fe)4Ca2Al(Si,Al)8

O22(OH,F)2

Orto-PXs

Enstatita-Ferrosilita(Mg,Fe)2Si2O6

BiotitaK(Mg,Fe)3(Al,Fe)

Si3O10(OH,F)2

Anortita

(An > 90)

Bytownita

(An 70-90)

Albita

(An < 10)

Labradorita

(An 50-70)

Andesina

(An 30-50)

Oligoclasa(An 10-30)

NaAlSi3O8

CaAl2Si2O8

CuarzoSiO2

Serie de

Bowen

Orden de

cristalización

de los

minerales

formadores de

rocas ígneas


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B. Separación por gravedad

(hundimiento y ascenso)

La densidad de los cristales formados es

notoriamente diferente a la del magma residual.

El hundimiento de cristales pesados es un mecanismo

que se verifica principalmente en las primeras etapas,

cuando la fase líquida es aún la dominante y no estodavía demasiado viscosa como para impedir el

hundimiento.


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Complejo de Bushveld (Sudáfrica)

Cuerpo magmático de 450 km de largo por 350 km

de ancho y 9 km de espesor, compuesto de estratos

de peridotita, piroxenita, gabro, norita y anortosita.

http://sorcerer.ucsd.edu/erth10/lectures/lecture25/bushveld.gifhttp://sorcerer.ucsd.edu/erth10/lectures/lecture25/bushveld.gifhttp://sorcerer.ucsd.edu/erth10/lectures/lecture25/bushveld.gifhttp://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=LAYERED%20INTRUSIONS%20BUSHVELD&source=images&cd=&cad=rja&docid=UIoJ8skB0zZCTM&tbnid=NdaoIllEbtarZM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.turnstone.ca%2Fug-2chr.htm&ei=hlzqUZ6XOYW44APr2oGgAQ&bvm=bv.49478099,d.dmg&psig=AFQjCNEA95sGj8vp0zbHlwzeicGBeC7dig&ust=1374399998286021http://sorcerer.ucsd.edu/erth10/lectures/lecture25/bushveld.gif


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C. Reacción entre cristales y fundido.

En algunos sistemas mineralógicos, como olivino-

piroxeno y leucita-ortosa, los minerales formados a

alta temperatura entran en desequilibrio con el

fundido remanente y se disuelven total o

parcialmente, sus elementos constituyentes pasan a

formar nuevamente parte del fundido, de donde más

adelante se formarán minerales más diferenciados yestables a temperatura más baja que la de los

primeros.


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D. Fraccionamiento de elementos traza

Elementos

compatibles e

incompatibles.

Indicadores de

condicones de

formación.


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- Modificación de la

composición química delfundido. Perturbaciones en

cristalización fraccionada

normal y reacciones

complejas entre la nueva

fase fundida y los cristales

ya formados.

- Relictos no fundidos

Xenolitos.

http://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=XENOLITOs&source=images&cd=&cad=rja&docid=TyNZRaGpCMe-CM&tbnid=N9DknesAtSOMbM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.geolocation.ws%2Fv%2FL%2F5000063865%2Fxenolitos-en-granito-hercnico-gerena%2Fen%3Fmobile%3D1&ei=QWbqUYWMFe6o4AOe9IH4Dw&psig=AFQjCNEHnBYfZlqoY2XZzCK-BXVAfI8z_w&ust=1374402444763534


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En los estadíos avanzados

de cristalización del

magma se tienen ya

formados cristales de una

serie de minerales

quedando, hacia la parte

superior de la cámara,

restos del fundido

silicatado enriquecido en

volátiles y metales.

E. Ebullición o exsolución de volátiles


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Conforme disminuye la

temperatura y principalmente la presión,

baja drásticamente la

solubilidad del agua en el

fundido y se separan del

fundido en forma gradual

burbujas de solución acuosa

en estado supercrítico,fenómeno conocido como

“primera ebullición”.

6

5

4

3

2

1

0 8642 10

H2O % W

B

G

T=1000ºC

FUNDIDO

FUNDIDO

+

AGUA


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Altas condiciones de P y T:

Alta solubilidad del agua

Disminuye P y T

(intrusión cerca de superficie)Separación del agua:

Primera ebullición

y fracturación de la roca caja


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Por las fracturas ascienden

las soluciones.

En los magmas félsicos, por

su mayor solubilidad deagua, la primera ebullición

se verifica a menor

temperatura que en los

magmas máficos.

Soluciones

Fuente


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En las últimas etapas de

cristalización del magma seacelera la formación de cuarzo,

feldespatos y otros minerales

mayormente anhidros, con lo que

se incremente el contenido de

agua en el fundido residual.

Esto provoca una nueva exsolución por enfriamiento

adiabático, conocida como “segunda ebullición” o“ebullición retrógrada”, más masiva, violenta y efectiva

que la primera.


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Este proceso se hace más

rápido y violento a mayor

velocidad de cristalización;

es decir en las últimas fases

de la cristalización.


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La solución hidrotermal

particionada está constituida

por una fase vapor (CO2 y

en menor proporción H2S,

HCl, NH4+

y O2, entreotros) y una fase acuosa

líquida salina (H2O con

disoluciones de Cl-, Na+ y

en menor proporción K + yCa+2).


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Bajo condiciones normalesde cristalización, metales

como el Cu, Zn, Pb, Au, Ag,

etc. son incorporados a la

fase cristalina como trazasen minerales formadores de

roca.


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La presencia de moléculas complejas cloruradas osulfuradas en las soluciones acuosas posibilitan que los

metales sean incorporados al líquido y transportados

con este.


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- Entonces la separación masiva y violenta de una

fase hidrotermal con contenidos de complejos

capaces de capturar a los metales permitirá que estos

migren con las soluciones.

- Mientras menos cristalizado este un magma antesde que comience la cristalización masiva y rápida,

mejor probabilidad de extraer altos contenidos de

metal existen.


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P US

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