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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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