UNIVERSIDAD EAFIT, MEDELLÍN - COLOMBIA

DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA

ASIGNATURA: INTRODUCCION A LA GEOQUIMICA CÓDIGO: GE027

EQUILIBRIO EN SISTEMAS GEOLOGICOS Ejercicio –3 Bases teóricas: Una fase se define como una parte o partes del sistema que ocupan un volumen específico y que tienen características físicas y químicas uniformes, las cuales las distinguen de otras partes del sistema. Los constituyentes químicos básicos que componen las fases son llamados componentes, que para propósitos geoquímicas son generalmente óxidos. La regla de las fases de Gibbs establece la relación

entre fases (φ), componentes (C) y grados de libertad (F). "F" se refiere a la posibilidad de cambiar dos,

cero, o ninguna variable en un punto determinado del espacio composicional sin violar la regla de las

fases de Gibbs: φ + F = C + 2. La regla de las fases condensada: φ + F = C + 1 solo se aplica en sistemas

T-X. 1. Aplicando la regla de las fases a la reacción: CaCO3 + SiO2 ßà CaSiO3 + CO2,

calcita cuarzo wollastonita vapor

discuta la variación de los puntos X y Y en el diagrama. Identifique los grados de libertad (F) operantes en el punto

X.

2. Porque el hielo flotante sobre el agua nos dice que la temperatura de fusión del hielo (H) será más baja a más altas

presiones?

3. A la presión atmosférica (105 Pa), la siguiente reacción ocurre a 520ºC:

Ca3Al2Si3O12 + SiO2 ß à CaAl2Si2O8 + 2CaSiO3

granate cuarzo plagioclasa wollastonita

Usando los datos de la tabla elabore un diagrama P-T para presiones de hasta 109Pa.

---------------------------------------------------------------------------- . Entropía S Volumen V . JK-1 mol-1 10-6m mol-1 ---------------------------------------------------------------------------- granate 241.4 125.3 cuarzo 41.5 22.7 plagioclasa 202.7 100.8 wollastonita 82.0 39.9

4. Con respecto a la figura, calcule las proporciones relativas del fundido y cristales producidos al enfriar un fundido

de composición m a (a) 1400ºC, (b) 1300ºC, y (c) 1230ºC. Cuales son las composiciones del fundido y la plagioclasa

a estas temperaturas? (asuma que el equilibrio se mantiene a través de todo el proceso).

5. Estudie la figura y su explicación (libro de Gill). En que proporciones deben el diopsido y la plagioclasa cristalizar

a partir del fundido b para conducir su composición a lo largo de la curva cotéctica (la flecha en la figura c)? Calcule

la composición y proporciones de la fases presentes en una mezcla sólida de composición a (figura b). Cual sería la

asociación de equilibrio para esta mezcla a 1220ºC? Cuales serían las composiciones y proporciones relativas de las

fases presentes?

6. La figura muestre el eutéctito ternario en el sistema CaMgSi2O6 (Di) – Mg2SiO4 (Fo) – Mg2Si2O6 (En)

determinado a partir de experimentos llevados a cabo a una presión de 20x108Pa. A que profundidad en el manto

corresponde esta presión? Cual es la composición (expresada como DixFoyEnz donde x, y y z son porcentajes) del

primer fundido que se forma cuando: (a) la mezcla M y (b) la mezcla N es calentada a través del sólido?