6 GEOQUIMICA

7/24/2019 6 GEOQUIMICA

1/68

EPIG-UNAP Gequimica4, MB 1

Cap4. MAGMATISMO Y ROCAS

IGNEAS

Preparado por: Miguel Calcina B.

Fuente: H. Rivera (cap 8), Krauskopf (cap 17),White (cap 12), IGC.USP, INGEMMET

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO PUNO

Escuela Profesional de Ingeniera Geolgica

Curso Geoqumica


2/68

Introduccin La corteza terrestre esta representado por cerca del 65% de

rocas gneas, rocas formadas a elevadas T, producto de laconsolidacin de magmas. Estas magmas se forman a distintosniveles de la litosfera segn la profundidad a que se solidificanformarn rocas plutnicas (profundas) hipabisales(intermedias) y cuando consolidan en la superficie forman las

rocas efusivas o volcnicas. Estas rocas gneas tienen una gran variabilidad, dependiendo

del lugar de su ocurrencia, composicin qumica, composicinmineralgica textura y origen.

La composicin qumica y mineralgica esta estrechamente

asociada a los ambientes de formacin. As por ejemploalgunos tipos ocurren predominantemente en los continentes,otros en los ocanos y algunos slo en las reas inestables.



3/68

Rocas igneas


Fig. 10-14. Seccin esquemticamostrando la relacin entre

placas tectnicas y la generacin

de magmas.


4/68

Magmatismo y Rocas Igneas Magmatismo, estudia el origen, evolucion y emplazamiento

de los magmas. Un magmapuede definirse como material rocoso mvil, que

consiste en una fase lquida de silicatos fundidos confracciones menores que son cristales en suspensin y una

fraccin voltil disuelta en el lquido. Es un sistemamulticomponente en estado viscoplstico (fluido muyviscoso) formado por:

La fase lquidaes la ms predominante, constituidaprincipalmente por soluciones aluminosilicicatos,

acompaadas de iones libres como Na, Ca, K, Mg entre otros. La fase slidase conforma de olivinos, piroxenos plagioclasas

y otros, diseminados en el lquido. La fase gaseosaest compuesta principalmente por agua y

cantidades menores de CO2, HF, HCI, SO2, H2BO3, etc.



5/68

Magma roca parcial o completamente

fundida, tipicamente silictico(menos comum, carbonattico);

Las variaciones en suspropriedades incluyen:

temperatura, densidad yviscosidad; puede contener fasesslidas y voltiles(principalmente, H2O y CO2);

Composicin qumica variable:flsica, intermedias y mficos;

Temperaturas ms comunes delos magmas silicticos entre 700 a

1300C;EPIG-UNAP Gequimica4, MB 5

Fuente: igc.usp.


6/68

Cuando los magmas se forman? Cuando las rocas sufren fusin.

Cuando las rocas funden?

Cuando la temperatura excede el punto de fusinde la roca o de un mineral dentro de la roca.

Viscosidad de magma La viscosidad de un magma o cualquier otro lquido,se refiere a la facilidad con que este puede fluir.

La viscosidad de un magma es controlada por un ciertonmero de factores incluyendo la T y la [ c] Ej. La viscosidad del magma (y de la lava) vara segn su

porcentaje de slice. 50 por ciento de slice y 50 por ciento deotros minerales, producir una lava poco viscosa, como elbasalto. La lava ms viscosa es la riolita, tpica de los

supervolcanes, y contiene aproximadamente entre un 70 y un75 por ciento de slice. Si el magma es basltico, y por lo tantomenos viscoso

Magmas ricos en slice son mucho ms viscosos q los pobresen ella.


. Fuente: igc.usp.


7/68



8/68

Fatores que afectan el punto defusin de un mineral o roca

Contenido de gua: H2O elpunto de fusin. Fusin enpresencia de agua puede ocurriren la corteza a prof. muy

superficiales, unos 25 Km. Composicin de la roca: Los

minerales felsicos presentan Tde form menores q los

minerales mficosEPIG-UNAP Gequimica4, MB 8

Fuente: IGC.USP

Presin: el aumento P eleva la Tfusin. Cuando una roca esenterrado, TyP aumentan. Cuandola curva de Fusin es intersectadala roca comienza a fundirse.


9/68

Magmas: Clasificacin

Magmas Toleticosrepresentan principalmente lavas baslticasen centros de expansin ocenico o dorsales o en arcosinsulares jovenes.

En estos ambientes ocurre fraccionamiento entre basaltos,andesitasbaslticas y en menor proporcin riolitas. Estosmagmas son generalmente bajos en K, con un contenidopromedio de slice del orden de 53%.

Yacimientos asociados a este tipo de magmatismo son los decromita platinoides (PGM), Bushveld, Sudfrica, yacimientos

de pirrotina pentlandita calcopirita, Sudbury, Ontario,yacimientos de magnetita ilmenita (vanaditina), LagoStanford, EEUU, entre otros.



10/68

Magmas: Clasificacin

De acuerdo acontenidosde alcalis(Na2O + K2O)y de slice(SiO2) seclasifican losmagmas entres grandes

grupos.


Alcalinos

Calcoalcalinos

Toleticos


11/68

Magmas Calcoalcalinosocurren en zonas de subduccin, en arcosinsulares maduros y en los mrgenes continentales, con rocas decomposicin desde gabro a granito (basalto a riolita).

En el caso de arcos insulares dominan las rocas volcnicas,principalmente de composicin andestica (SiO2del orden de 59%).Estos magmas son derivados de la fusin parcial de la cua delmanto y en menor medida corteza ocenica, con poca interaccinascedente.

En el caso de arcos continentales las rocas tienden a unacomposicin ms silicea, andesitas, dacitas y riolitas y susequivalentes intrusivos. Son derivados de fusin parcial de la cuadel manto y en menor medida corteza ocenica, con mayor omenor interaccin y asimilacin de corteza continental inferior.

Yacimientos asociados a este tipo de magmatismo son prfidoscuprferos, skarns, estratoligados, epitermales, entre otros.



12/68


origina andesitas, riolitas, dioritas y granitos

Origina basaltos alcalinos,

traquitas, riolitas


13/68

Magmas Alcalinosse dan en zonas de rifting intracontinental, enlas zonas de fallas transformacionales y en los trasarcos

magmticos de los margenes continentales. Se fraccionan en shoshonitas (zonas orognicas) y sienitas (zonas

cratnicas).

Son rocas bajas en SiO2respecto a Na2O + K2O alto. A este tipo de

magma se asocian rocas peralcalinas en zonas cratnicas,kimberlitas y lamprfiros (a los cuales se pueden asociardiamantes) y carbonatitas.

Yacimientos asociados a este tipo de magmatismo son apatito

magnetita, Sokli, Finlandia, apatito titanita, Lozovero, Rusia,magnetita apatito actinolita, Kiruna, Suecia, casiterita wolframita, Jos, Nigeria y diamantes, Sudfrica, entre otros.



14/68

Procesos que originan las rocas igneas

Fusin parcial Cristalizacin fraccionada

Procesos de mezcla

Asimilacin



15/68

Fusin Parcial Ocorre cuando algunos de los minerales presentes

en la roca presentan temperaturas de fusinmenores que otros minerales dentro de la misma roca.

Proceso por el cual se genera un lquido a partir de unslido preexistente.

La fusin permite que el liquido se forme en losespacios intergranulares de la roca madre, si elproceso esta en equilibrio el magma permanecer

hasta que la fraccin fundida alcance el valor mnimodonde comience la segregacin del residuo refractario.

Por contraste de densidad entre liq.silicatado y los

cristales se produce la segregacin Ej. Yac. SegregacinEPIG-UNAP Gequimica4, MB 15


16/68

Fuso parcial primeiro lquido =

composio euttica(E).

a composio emelementos maioresda fuso eutticapermanece constanteat que uma das

fases minerais dafonte seja totalmenteconsumida.


Mientras que la fusin tenga lugar en condiciones eutecticas ( E ) lacomposicin del lquido segregado ser la misma en lo que concierne a los

elementos mayores, cualquiera sea su extraccin.

PUNTO EUTECTICO es la mxima temperaturaa la que puede producirse la

mayor cristalizacindel solventey soluto, o tambin se define como la

temperatura ms baja a la cual puede fundir una mezcla de slidos A y B con

una composicin fija.

Fuente: IGC.USP
http://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cristalizaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Solventehttp://es.wikipedia.org/wiki/Solutohttp://es.wikipedia.org/wiki/Solutohttp://es.wikipedia.org/wiki/Solventehttp://es.wikipedia.org/wiki/Cristalizaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura


17/68


Fuente: IGC.USP

ib


18/68

Cristalizacin fraccionada

Una vez producida la segregacin, comienza el ascenso de las magmas hacia laszonas superficiales. En los primeros estadios del ascenso el movimiento es encondiciones adiabticos, por lo que no hay cristalizacin. Al entrar a la corteza

la menor densidad de este origina la paralizacin de ascenso y se origine lacmara magmtica. Dentro de la cmara el magma evoluciona en cond.Isobricas hasta cristalizar.

Las observaciones petrogrficas y los sistemas experimentales indican que lacristalizacin de un magma no tiene lugar en forma simultnea, en general, la

aparicin de una fase es seguida por otra, al continuar el enfriamiento seaade una tercera, al llegar a una temperatura determinada y assucesivamente. Puesto que el fundido y los cristales q precipitan no tienen lamisma composicin, el quimismo del lquido residual se modifica.


H. Ribera pag 116

Es el principal responsable de la diferenciacin magmtica.


19/68

Cristalizacin Fraccionada

Proceso por el cual loscristales formados en unmagma en proceso deenfriamiento son segregados

del lquido restante.


Fuente: igc.usp.

H Rib 116


20/68

Serie de reacciones de Bowen

Los exper. de Bowen (1928) que la cristalizacin puedeser de dos tipos:a) Cristalizacin en equilibrio, los minerales que

precipitan reaccionan con el lquido y se reequilibrancon l, por lo que la roca resultante tendr la mismacomposicin que el fundido original.

b) Cristalizacin fraccionada, los minerales y el lquidoresidual se separan, por lo que ste se empobrece enlos elementos constituyentes de los minerales que se

han formado y se enriquece en aquellos otros que nohan entrado en dichos minerales y en consecuencialas diversas rocas que se originan tendrn unacomposicin ms o menos alejada del magmaoriginal.


H. Ribera pag 116


21/68

Srie de reao de Bowen

As duas sries convergem para a cristalizaofinal simultnea (associao euttica).


Fuente: igc.usp.

k


22/68

Fraccionamiento de magmas La cristalizacin fraccionada de

magmas puede resultar enmagmas residuales enriquecidosen ciertos elementos, que sepueden concentrarse en fases

pneumatolticas: Ej. Pegmatitas deuranio de Bancroft, Canad yRsling, Namibia.

Muchas de las piedras preciosas osemi-preciosas de uso en joyeraprovienen de pegmatitas.


FUENTE: Maksaev, 2007


23/68

Procesos de mezcla

La mezcla de magmas consiste en la combinacin dedos o ms magmas coetaneos de composicin ms omenos contrastada, cuyo resultante debe ser

homogeneo y su composicin intermedia. Los fenmenos de mezcla son + complejos q los

procesos magmticos e incluyen a: mezcla demagmas, la asimilacin, contaminacin, intercambio

isotpico. Asimilacin es la incorporacin y digestin de un

material preexistente por una magma.



24/68


Fuente: IGC.USP


25/68


Fuente: IGC.USP

Fuente: GEOCIENCIAS


26/68


Fuente: GEOCIENCIAS

Fuente: H Rivera


27/68

MAGMATISMO EN DIFERENTES AMBIENTESTECTNICOS

La Tectnica de placas proporciona un marco unitario deinterpretacin para el conjunto de Rocas Igneas.

Magmatismo en bordes de placas convergentes: son laszonas de subduccin de las placas donde se destruye la

litosfera; segn la evolucin tectnica puede ser zonas de arcoinsular y mrgenes continentales activos (orgenospericontinentales).

La friccin que se origina en el plano de Benioff genera gran

cantidad de calor que puede generar magmas y a unaprofundidad de >100 km puede producir fusin parcial de lacorteza ocenica subducente, formando dos tipos de magmasprimarios: a partir de materiales peridotticos del manto y apartir de la corteza ocenica subductada.


Fuente: H Rivera

F t H Ri


28/68

Magmatismo en bordes de placadivergentes

Se produce + 80% del magmatismo total del planeta.

Las dorsales representan zonas de ascenso demagmas originados x la fusin parcial del manto

peridottico subyacente. Las rocas de las dorsales y de los fondos ocenicos

son sistemticamente basaltos toleticos-olivinicostipo MORBMid Oceanic Ridge Basalts

El magmatismo en los dorsales se produce x ascensoconvectivo del material peridottico del manto desdezonas de elevado P y T hacias otras de menor.


Fuente: H Rivera

F t H Ri


29/68

Magmatismo en zonas de intraplacasOcenica y Continental

Constituye un basto dominio que contrasta marcadamentecon la linearidad de los limites entre placa. Los procesosmagmaticos son muy escasos y extremadamenteheterogeneos.

La principal hiptesis trmica sobre los procesos magmticosen el interior de las placas es la del punto caliente (hot spot omantle plummes) es una regin del manto inferior, en lasproximidades del ncleo, con una temperatura mayor en su

entorno, este punto caliente sera la fuente del ascensoconvectivo del material (pluma convectiva).

La fusin de este material genera magmas primarios denaturaleza toletica o de naturaleza alcalina.


Fuente: H Rivera


30/68

En las zonas continentales es mas dificil de la existenciade un punto caliente debido al espesor de la litosferacontinental; si esta no es excesivamente gruesa y laanomala trmica es importante puede registrarsefenmenos volcnicos importantes como (Yellostone,kimberlitas de Afr. Occ.). Si la placa est esencialmenteinmovil, el punto caliente puede ocacionar la fusin dela corteza continental, dando lugar a plutones granticos(granitos anorognicos).

Las rocas emitidas en estos contextos corresponde a dosgrupos: Basaltos de intraplaca ocenica u Ocean islandBasalts (OIB) --- > OIT (Basaltos toleticos) y OIA(basaltos alcalinos).

Basaltos intraplaca continental Continental Flood

Basalts (CFB)EPIG-UNAP Gequimica4, MB 30


31/68

Fusin en el manto y la corteza

Variabilidad qumica de los magmas primarios generados en elmanto y en la corteza, es la naturaleza de la roca fuente. Sedenominan magmas primarios, aquellos en los que no se hanproducido procesos de separacin de cristales desde laindividualizacin del magma.

La fusin del manto superior peridottico, compuestoprincipalmente por olivino, piroxeno y minerales alumnicos(plagioclasa, espinela y granate), da lugar a magmas decomposicin basltica

La fusin de la corteza continental, formada por sedimentoshidratados y por sus equivalentes metamorfizados (esquistos,gneises, etc), produce magmas granticos.



32/68

A mayores temperaturas, aumenta el porcentaje defusin, y los magmas se hacen progresivamente

ms ricos en elementos refractarios (Mg,Cr,etc.),diluyndose los elementos incompatibles en losnuevos fundidos y evolucionando los magmasbaslticos a composiciones picrticas.

En el manto, los incrementos de temperatura y de latasa de fusin produce rocas ricas en Mg. LasKomatitas son lavas muy ricas en Mg queprcticamente se encuentran solo.

En terrenos precmbricos se originaron por tasas defusin del manto muy elevados (aprox 50%) a lastemperaturas muy altas que se registraban en elmanto durante las etapas iniciales de la evolucin

de la Tierra.EPIG-UNAP Gequimica4, MB 32


33/68

MAGMAS VOLATILES

Muchos magmas silicatados, solidifican sobre unrango de temperatura considerable: Latemperatura en la cual comienza a cristalizar y elrango sobre la cual contina, depende en granmedida sobre la cantidad de agua disuelto en elmagma.

El ltimo material para cristalizar consiste de unfluido principalmente de agua ms constituyentesde feldespatos alcalinos como: Na, K, Al, y Si

comnmente, pero no universalmente, si la sliceesta en exceso de una cantidad necesario paraformar feldespato, as que la cristalizacin delfluido residual da un material slido con unacomposicin general de granito.



34/68

Algunos granitos denominados como de tipo S, se

forman por fusin de sedimentos y metasedimentosen niveles profundos de la corteza continental Estosgranitos tienen altos D18O (9-15 por mil), que indicanque sus materiales fuentes se formaron a baja

temperatura y en presencia de agua. Los granitos I, ms del 25% del Fe est en forma de

Fe+3, el Sr tiene menos componente radiognico y elNd tiene ms componente radiognico, lo que indica

que su gnesis se produce en niveles ms profundosque los correspondientes a la formacin de losgranitos S.



35/68

PROCESO DE DIFERENCACION Y EVOLUCION

MAGMATICA

Durante el proceso de ascenso, los fundidos se enfran porcontacto con las paredes y alcanzan los lmites desolidificacin. As, en los basaltos,a altas presiones, el primermineral que cristaliza es el olivino, seguido del clinopiroxenoy de la plagioclasa.

La mayora de los OIB (salvo las situadas en dorsales oprximas a ellas), sufren diferenciaciones a presinintermedia y permanecen subsaturados en plagioclasa, loque se manifiesta que en los diagramas de variacin frente andices de diferenciacin (FeO/MgO o Mg), el Al203 tienecomportamiento incompatible y aumenta en los magmasms diferenciados.

Por el contrario, en los basaltos de dorsales ocenicas, elfraccionamiento de la plagioclasa determina el descenso delAl203 en los diferenciados, y el aumento del FeO y el TiO2,que no entran en la composicin de este mineral.



36/68

Los elementos compatibles (Ni, Cr, Sc, Sr) son buenosindicadores del proceso de cristalizacin fraccionada

debido a que presentan grandes variaciones conpequeos grados de fraccionamiento. El Ni escontrolado por la cristalizacin de olivino, Sc por la declinopiroxeno. El Eu y el Sr por la de plagioclasa porejemplo la cristalizacin de un 10% de OL que tiene

un coeficiente de reparto (Kd) de 15 para el Ni,reduce en un 77% el contenido de Ni en el magma. La presencia de anomalia positiva de Eu con respecto

al Sm y al Gd en los espectros normalizados de REE,

pone en evidencia la acumulacin de plagioclasa enuna roca, mientras que una anomalia negativa esindicadora de separacin de este mineral porcristalizacin fraccionada.



37/68

La fusin del manto, produce distintos tipos demagmas bsicos como los basaltos de las islasocenicas (OIB) y los basaltos de fondos ocenicos(MORB). Los OIB se emiten en cadenas de volcanessubmarinos que se asocian a puntos calientes hotsspotssobre los que se desplazan las placas ocenicas.

Los MORB se producen como respuesta a la

descompresin de los niveles superiores del mantoque forman la astenosfera que asciende bajo lasdorsales ocenicas.

Los MORB presentan un empobrecimiento extremo enlos elementos altamente incompatibles en lossistemas basalticos, como Ba, Th, K y LREE encomparacin con los que sera de esperar en la fusinde una peridotita del manto fresca



38/68

Las distintas fuentes mantlicas suelen serdesignadas por sus acrnimos, as, DM (depleted

mantle) es la denominacin de una fuenteempobrecida semejante a la fuente de los MORB(basaltos de dorsales ocenicas).

La fuente HIMU se caracteriza por un elevadocontenido de Pb radiognico (alto u alta

238U/204Pb), que se interpreta como debida a lafusin de corteza ocenica antigua.

El manto enriquecido (EM) es un manto concontenidos ms elevados de elementos

incompatibles que pueden ser aportados por laincorporacin de componentes sedimentarios (EMII) o por la invasin de fluidos mineralizadoresprofundos (EM I).



39/68

Geoqumica de rocas igneas


Fuente: IGC.USP


40/68

Rocas Igneas

Principales familias:

granitos y granitoides

basaltos y afines

Peridotitas

rocas raras:

alcalinas

carbonatitas

kimberlitas


Fuente: IGC.USP

Fuente: IGC.USP


41/68

Rocas Igneas

En que las rocas gneas se diferencia unas deotras?

Textura: indica ambientes de cristalizacin:

-afantica

- fanertica

- porfirtica Composicin mineralgica y qumica


Fuente: IGC.USP


42/68


Fuente: IGC.USP

Fuente: IGC USP


43/68


Fuente: IGC.USP


44/68

Composicin qumica de las RocasIgneas

El analisis de las rocaspermite dar una ideaacerca de la composicin

qumica del magma. Clark y Washington,

calcularon la

composicin media delas rocas plutnicas.


Oxidos %

SiO2 59.14

Al2O3 15.34

CaO 5.08

Na2O 3.84

FeO 3.80

MgO 3.49

K2O 3.13

Fe2O3 3.08

H2O 1.15

TiO2 1.05

otros 0.30 c/u

Clasificacin qumica de rocas gneas INGEMMET


45/68

Clasificacin qumica de rocas gneas

Elementos mayores: > 1%

SiO2Al2O3

Fe2O3FeO

MgO

CaO

Na2O

K2O

H2O

Elementos menores: 0.1 - 1%(Usualmente se incluyen conlos elementos mayores)

TiO2MnO

P2O5CO2

Elementos traza:


46/68

Anlisis de rocas

Se pueden detectar elementos con nmero atmico 11 (sodio) a 92

(uranio) a concentraciones desde ppm hasta 100%.

Las muestras son bombardeadas con protones de alta energa

(rayos X), que desplazan electrones de las capas internas del

tomo.


Fluorescencia de Rayos X

G

INGEMMET


47/68

Es la tcnica ms convencional, la

muestra se debe poner en solucin

usando cidos puros, mezclas de

cidos o fundentes. La muestra en solucin es

introducida en un plasma con T entre

5,000 y 10,000K, donde en

milisegundos es volatilizada, las

molculas son disociadas y lostomos son ionizados y excitados.

Deteccin se puede hacer con:Espectrmetro de emisin atmica.

Espectrmetro de masas.


Plasma Acoplado por InduccinInductively Coupled Plasma (ICP)

Anlisis de rocas INGEMMET


48/68

Aseguramiento de calidad de datos analticos

Para que un dato analtico sea completo debe incluir la incertidumbre de la medicin.Por ejemplo:Ba 835 15 ppm

Indicadores de la calidad de datos analticos:

Sesgo (Exacti tud)

Indica la cercana entre el valor determinado y el valor conocido (o real). Se determina por:

Anlisis repetido de patrones estables (Muestras de Referencia Certificadas).

Estudio de comparacin entre laboratorios.

Precisin

Es la medida de la cercana con la que coinciden los resultados obtenidos al aplicarrepetidamente el procedimiento analtico bajo ciertas condiciones. Se puede evaluar por

medio de:

Anlisis repetidos de un patrn estable

Anlisis de duplicados

Anlisis de adiciones conocidas a blancos o muestras.

Anlisis de rocas


Elementos Mayores INGEMMET


49/68

ELEMENTOS MAYORES- Varan en un factor menor que 100

(generalmente es mucho menor que

este valor).

- En general se reportan 11 elementos

mayores/menores en anlisis de

rocas y minerales.

- Constituyentes estructurales

esenciales en minerales.

ELEMENTOS TRAZA- Tienen concentraciones que pueden

variar hasta en un factor de 1,000.

- Aproximadamente 90 de los

elementos qumicos conocidos sepresentan en rocas y minerales en

niveles traza (lmite arbitrario: < 0.1%;


50/68

Los elementos mayores controlan las fases minerales presentes a ciertascondiciones de cristalizacin del magma.

Para facilitar la interpretacin de los datos geoqumicos se emplean:

1) Diagramas binarios (X-Y).

a. Valor absoluto de los componentes qumicos

b. Relaciones de componentes qumicos

2) Diagramas ternarios.

3) Normas que de alguna manera representan posibles modas (p. ej. CIPW).

4) Representaciones matemticas de la informacin composicional

5) Modelos.

Elementos Mayores


Fuente: igc.usp.


51/68


g p

Fuente: igc.usp.


52/68


g p

PosiblesElementos MayoresINGEMMET


53/68

Diagramas de variacinbinarios (X-Y)

En conjuntos de rocas gneas

cogenticas (comagmticas), los paresde xidos estn fuertemente

correlacionados.

Las correlaciones o tendencias se

pueden generar, de forma individual o en

combinacin, a consecuencia de:

fusin parcial,

cristalizacin fraccionada,

mezcla de magmas, o

contaminacin.

Generalmente se considera que las

tendencias representan el curso de la

evolucin qumica de los magmas, sin

embargo es ms probable que

representen el promedio de las

tendencias de evolucin de muchos

lotes de magma, los cuales muy

probablemente no eran idnticos en

composicin dando lugar a procesos de

diferenciacin ligeramente diferentes

para cada lote.

Debido a esto y al error analtico se

observa cierta dispersin de los datos.

tendenciasElementos Mayores


Clasificacin de rocas volcnicas basada en la

INGEMMET


54/68

Diagrama TASIUGS, Le Bas et al. (1986)

Se aplica a rocas volcnicasfrescas (H2O 10 % ol norm.

Traquita: q< 20% en q+ab+an+orTraquidacita: q> 20% en q+ab+an+or

composicin qumica de roca total


Cl ifi i b d l i i i d t t lINGEMMET


55/68

Rocas alcal inas:

Subsaturadas en slice

Contienennenormativa

Comnmente incluyen alguno(s)

de los minerales:- Feldespatoides (nefelina, leucita)

- Analcima

- Feldespato alcalino

- Anfboles alcalinos

- Clinopiroxenos alcalinos

- Soluciones slidas biotita-flogopita

- Olivino

NO CONTIENEN:ORTOPIROXENO, CUARZO

Clasificacin basada en la composicin qumica de roca total

Series de rocas magmticas




56/68

Subdivisin de rocas subalcalinas

Series de rocas magmticas

Series sho sh ontic as

INGEMMET


Cl ifi i b d l i i i d lINGEMMET


57/68

Saturacin en slice

En la norma CIPW:

Sobresaturadas:qSaturadas:hy , hy + ol

Subsaturadas:ol+ ne

62

Aumenta SiO / Na O2 2

Nefelina AlbitaAlbita +

Nefelina

Albita +

cuarzo

SUB-SATURADAS

SOBRE-SATURADAS

SA

TURADAS



Cl ifi i b d l i i i d t t lINGEMMET


58/68

Saturacin en almina


Especialmente importante en la clasificacin de rocas flsicas


Clasificacin basada en la composicin qumica de roca total INGEMMET


59/68

Aumenta grado de saturacin en Al

ndice de saturacin enalmina:Al2O3/ (K2O+Na2O+CaO)

Las relaciones sonmolares!!Dividir % en peso del xido

entre el peso molecular del

xido.

Saturacin en almina


Secuencia de cristalizacin: Olivino AugitaPlagioclasa


60/68


EnstatitaMagnetita

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

SiO2 48.05 48.43 47.92 48.21 49.16 49.20 49.71 50.10 50.37 50.56 50.74 50.85 50.92 51.24 53.42 56.07

TiO2 2.04 2.00 2.16 2.24 2.29 2.57 2.68 2.71 3.09 3.16 3.35 3.36 3.61 3.74 3.36 2.97

Al2O3 10.33 10.70 10.75 11.37 13.33 12.77 13.65 13.78 14.02 13.92 13.57 14.02 13.80 13.60 13.75 13.78

Fe2O3 1.34 1.15 1.08 1.50 1.31 1.50 1.19 1.89 1.88 1.78 1.36 1.90 1.85 1.87 1.96 1.93

FeO 10.19 10.08 10.65 10.18 9.71 10.05 9.72 9.46 10.07 10.18 10.63 10.44 10.71 11.19 10.45 9.78MnO 0.17 0.17 0.18 0.18 0.16 0.17 0.17 0.17 0.17 0.18 0.18 0.18 0.19 0.18 0.18 0.18MgO 17.39 16.29 15.43 13.94 10.41 10.00 8.24 7.34 6.75 6.33 6.16 5.68 5.46 5.12 3.92 2.70CaO 8.14 8.67 9.33 9.74 10.93 10.75 11.59 11.46 10.39 10.24 9.94 9.71 9.45 9.03 7.75 6.54

Na2O 1.66 1.71 1.79 1.89 2.15 2.12 2.26 2.25 2.35 2.61 2.69 2.77 2.80 2.81 3.34 3.86

K2O 0.36 0.35 0.44 0.44 0.51 0.51 0.54 0.57 0.62 0.64 0.67 0.74 0.75 0.83 1.10 1.36

P2O5 0.19 0.18 0.23 0.22 0.20 0.25 0.25 0.27 0.32 0.33 0.37 0.38 0.40 0.41 0.59 0.77

Total 99.86 99.73 99.96 99.91 100.16 99.89 100.00 100.00 100.03 99.93 99.66 100.03 99.94 100.02 99.82 99.92

Mg' = Molar Mg/(Mg+Fe2+) 0.75 0.74 0.72 0.71 0.66 0.64 0.60 0.58 0.54 0.53 0.51 0.49 0.48 0.45 0.40 0.33

A 7 7 8 9 12 12 13 14 15 16 17 18 18 18 24 29F 34 35 38 38 43 44 47 48 51 52 53 53 54 56 56 55M 59 57 55 53 46 44 40 37 34 32 31 29 28 26 21 15

% lquido remanente (K2O) 100% 103% 82% 82% 71% 71% 67% 63% 58% 56% 54% 49% 48% 43% 33% 26%

% lquido remanente (P2O5) 100% 106% 83% 86% 95% 76% 76% 70% 59% 58% 51% 50% 48% 46% 32% 25%

Norma CIPW y valores calculadosCuarzo 0 0 0 0 0 0 0 1.3 2.8 2.4 2.6 3.2 3.9 4.9 7.6 10.7Plagioclasa 39.3 40.7 40.9 43.1 49.4 47.9 50.8 51.0 51.9 52.7 52.1 53.3 52.8 52.0 53.3 54.1Ortoclasa 2.6 2.5 3.2 3.2 3.6 3.7 3.8 4.0 4.4 4.5 4.7 5.2 5.3 5.8 7.6 9.3

Diopsida 14.9 1 6.4 1 9.0 1 9.6 2 0.8 2 1.1 2 2.8 2 2.0 1 7.7 1 8.2 1 8.0 16.5 16.0 1 5.0 1 1.3 8.1Hiperstena 19.8 19.7 13.8 14.8 13.3 16.9 15.1 16.2 17.2 16.0 16.5 15.2 15.1 15.2 13.2 11.2Olivino 19.2 16.8 19.0 14.8 8.5 5.4 2.7 0 0 0 0 0 0 0 0 0Ilmenita 2.6 2.5 2.7 2.8 2.8 3.2 3.3 3.3 3.8 3.9 4.1 4.1 4.4 4.6 4.0 3.5Magnetita 1.2 1.0 0.9 1.3 1.1 1.3 1.0 1.6 1.6 1.5 1.2 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6Apatita 0.4 0.4 0.5 0.5 0.5 0.6 0.6 0.6 0.7 0.7 0.8 0.8 0.9 0.9 1.3 1.6

Mg/(Mg+Fetotal) en la roca 73.1 72.3 70.3 68.3 63.0 61.0 57.6 54.0 50.6 48.9 48.1 45.5 44.0 41.5 36.4 29.5

Mg/(Mg+Fe2+) en silicatos norm. 79.6 78.5 76.6 76.4 72.0 71.1 67.9 67.3 64.5 62.7 60.4 60.0 58.8 56.0 50.9 42.8Ca/(Ca+Na) en la roca 73.0 73.7 74.2 74.0 73.7 73.7 73.9 73.8 71.0 68.4 67.1 66.0 65.1 64.0 56.2 48.4Ca/(Ca+Na) en plagioclasa norm. 56.9 57.2 55.4 55.6 56.6 55.6 55.7 56.1 55.1 51.0 48.8 48.7 47.6 46.6 39.1 31.9

ndice de diferenciacin (norma) 42.0 43.2 44.1 46.3 53.0 51.6 54.6 56.3 59.1 59.7 59.5 61.7 62.0 62.7 68.5 74.0Densidad calculada, g/cm3 3.14 3.13 3.14 3.12 3.08 3.09 3.07 3.07 3.06 3.05 3.05 3.04 3.05 3.05 3.00 2.95

Fuente: igc.usp.


61/68


Composicin Qumica de Rocas Igneas


62/68

Composicin Qumica de Rocas IgneasComunes

Basaltos.Es la roca gnea ms comn, se subdivide en: basaltosToleticos. Cuya razn (K2O+N2O)/SiO2 es menor, lacomposicin mineralgica es 2Px (Augita y otro px pobre en Ca);plagioclasa y olivino. Eventualmente ocurren como derrames enlos pisos ocenicos e islas ocenica

Basaltos alcalinos. La razn (K2O+N2O)/SiO2 es mayor, loscomponentes mineralgicas son 1 Px (augita). Plagioclasa yolivino. Ocurren en pisos de cuencas ocenicas profundas,cadenas montaosas ocenicos y derrames continentales.

Andesitas y riolitas.Son rocas volcnicas asociadascomnmente a cadenas orognicas. Andesitas. Contienen bajoslice y alto magnesio, la mineraloga est constituido porplagiodasa, piroxeno, hornblenda (columnas 5)


Ri li L i i i l li b j


63/68

Riolita. La composicin qumica es alto en slice y bajoen MgO los constituyentes mineralgicos son cuarzo,feldespato-K plagioclasa (Columna 6)

Dunitas y peridotitos. Son tipos extremos de rocasgneas comunes (ultrabsicos) su ocurrencia estaasociada a reas orognicas. La composicin qumica(columna 4.) muestra bajo contenido de SiO2 y alto

contenido de Mg, Cr2O3 comnmente abundante(Cromita en olivina y dipsido). Los principales mineralesque estn constituidos son: olivina, enstatita, diopsido,espinela, son frecuentemente serpentinizados.

Rocas ricas en K: (Nefelina, leucita), estn asociadosprincipalmente a actividad tectnica continental. Enzonas de fracturas con minerales deficientes en slice. Lacomposicin qumica es alto en K2O y bajo en SiO2


Batolitos y plutones estratificados


64/68

Batolitos y plutones estratificados

Gabros.Son rocas gneas de composicin mineralgica Pxplag(columna 8)

Anortositos.Rocas que contiene alto porcentaje de Al2O3 entrelas Rocas gneas comunes; el principal mineral que los constituyeson los plagioclasas. Ocurre abundantemente apenas enbatolitos de escudos pre-cambrianos (columna 9).

Granitos.Constituidos principalmente por cuarzo, Feldespato-Ky plagioclasa (columna 10). El granito verdadero est constituidopor (Cz y Feld-K), cuyo equivalente volcnico es la riolita.La textura grantica, propia de estas rocas, es una de las mscaractersticas de las que presentan las rocas gneas: es unatextura holocristalina, hipidiomorfa, granular de grano medio, laplagioclasa y la biotita o anfbol suelen ser idiomorfos, y el

cuarzo y el feldespato xenomorfos e intergranulares, debido a lasecuencia de cristalizacin (serie de Bowen). La sienita es, desde el punto de vista geolgico, un granitoide

pobre en cuarzo y con un claro predominio del feldespatoalcalino frente al clcico. Suele estar formada precisamente por

feldespato alcalino (ortoclasa) junto con plagioclasa decom osicin sdica albita-oli oclasa .EPIG-UNAP Gequimica4, MB 64


65/68

y suele contener algn mineral ferromagnesiano como la biotita o el anfbol. Adems,puede contener una cierta cantidad de cuarzo, o, alternativamente, de feldespatoide(sienitas nefelnicas). Su textura est dominada por los cristales del feldespato alcalino,y es una textura granular hipidiomorfa heterogranular (sin llegar a ser porfdica), en la

que el feldespato constituye los granos mayores y el resto (plagioclasa, cuarzo ofeldespatoide, biotita, anfbol) suelen ser de menor tamao.

Gabros y dioritas, Estn formadas mayoritariamente por plagioclasa y clinopiroxeno(augita). La diferencia fundamental entre ambas rocas es que en la diorita lacomposicin de la plagioclasa es de An


66/68

Basalto ocea

nico olivino

alcalino

Basalto

ocenico

tholeitico

Basalto

continental

toleitico

Dunita de

arco

de isla

Andesita de

Arco de

islas

SiO2

TiO2

Al2O3

Fe2O3

FeO

MnO

MgO

CaO

Na2O

K2O

P2O3

H2O+

H2O-

Otros

Total

K/Rb

Rb/Sr87

Sr/86

Sr

50.48

2.25

18.31

3.21

6.03

0.21

4.21

7.21

4.80

1.93

0.74

0.460.38

100.22

267

0.09

0.7033

49.20

2.03

16.09

2.72

7.77

0.18

6.44

10.46

3.01

0.14

0.23

0.700.95

99.92

950

0.02

0.7034

52.05

1.70

12.43

5.18

10.08

0.24

3.95

7.33

2.76

2.07

0.28

1.900.36

100.33

498

0.04

0.7034

39.53

0.01

0.93

0.65

7.62

0.12

48.83

trasa

trasa

-

-

0.890.16

1.41

100.15

215

0.025

0.7091

58.60

0.89

15.38

2.22

6.71

0.18

3.22

7.02

3.84

1.46

0.25

0.300.07

100.14

807

0.03

0.70


6 7 8 9 10


67/68

Riolita arco

de isla

Leucita

nefelnica rift

continental

Plutn mfico

gabro

continental

Anortosita

continental

Cz-monzonit

Batolito

continental

SiO2TiO2

Al2O3

Fe2O3

FeO

MnO

MgOCaO

Na2O

K2O

P2O3

H2O+

H2O-

OtrosTotal

K/Rb

Rb/Sr87Sr/86

Sr

74.220.28

13.27

0.88

0.92

0.05

0.281.59

4.24

3.18

0.05

0.80

0.23

99.99251

1.0

0.7054

39.773.82

12.53

6.02

8.62

0.27

4.4511.88

4.86

5.35

1.35

0.60

0.32

99.84353

0.058

0.7051

48.081.17

17.22

1.32

8.44

0.16

8.6211.38

2.37

0.25

0.11

1.01

0.05

100.17550

0.022

0.7076

53.400.77

23.96

0.91

3.02

-

1.889.85

4.17

0.80

0.18

0.69

0.43

100.06>1000


68/68

B. Rocas incomunes. Rocas volcnicas extremadamente ricas en K(12% K2O). Contienen elementos con Zr, Cr, Sr, Ba, S, F y minerales raros de K como

Zr2K4Si8O16 Lamprfiros (diques), contienen elementos como S,F,Cl con tenores altos en

H2O, P2O5, CO2 y (FeO+Fe2O3) ricos en hornblenda biotita y augita. Carbonatitos, Rocas gneas con ms del 50% de carbonatos, normalmente

son intrusivos (caractersticas medios son). SiO2 10%

Na2O 0.5% Tenores significativos en: Nb,Ti, Ba, Sr, F, S, REE, P. La composicin qumica de una roca gnea, es igual a la composicin del

magma original, considerando: Prdidas y ganancias de las fases voltiles. Contaminacin de las rocas encajantes. Evolucin por fraccionamiento.

La fase gaseosa.Existe una prdida +/- intenso, a partir de lavas y tambin apartir de magmas. Los elementos voltiles ms comunes son H2O, CO2, CO,HCl, HF, H2S, SO3, H2

6 GEOQUIMICA

Documents

Transcript of 6 GEOQUIMICA