Geoquímica Endógena

Geoquímica endógena.[pic 1]

Cristalización fraccionada

¿Qué es la cristalización fraccionada?

Una vez formado, un magma comienza a enfriarse y los minerales que lo componen van formando cristales en él. El proceso, denominado cristalización fraccionada, comienza por aquellos minerales que tienen puntos de fusión más altos y continúa con los de menores puntos de fusión a medida que desciende la temperatura.

• Es el proceso más importante en la evolución magmática.
• Los cristales se forman a partir de elementos mayores (EM) presentes en el líquido magmático.
• Los elementos trazas (ET) se incorporan, por sustitución iónica, a los cristales formados.
• Cuando estos cristales se fraccionan del sistema, la masa líquida experimenta importantes cambios en la abundancia de sus EM y ET.

La cristalización fraccionada es responsable que un magma basáltico subalcalino, por ejemplo, se transforme, sucesivamente, en andesítico-basáltico, andesítico, dacítico y, por último, riolítico. Estos cambios implican un empobrecimiento sucesivo en Ti, Al, Fe, Mg y Ca y un enriquecimiento en Si, Na y K

La naturaleza y estabilidad de los cristales depende de las variaciones de P y T que experimenta el magma en su ascenso hacia la superficie. Si cambian las condiciones de P ± T de formación, el cristal trata de adaptarse a las nuevas condiciones, sea cambiando de composición sin cambiar de estructura (sustitución iónica), o bien transformándose, por reacción química, en otro mineral que sea estable en las nuevas condiciones de P ± T. Estos cambios mineralógicos afectan a la fracción fluida del magma, la cual cambia de composición a medida que los cristales se forman y fraccionan.[pic 2]

La separación de las fases sólida y líquida puede tener lugar por distintos mecanismos:

• Por gravedad. Los minerales cristalizados más densos que el magma residual, se acumulan en el fondo de la cámara magmática.
• Por acción de los gases. Las burbujas de gas generadas durante la desgasificación del magma arrastran al líquido residual al escapar del magma, cristalizando en otra zona.[pic 3]

Comportamiento de los elementos trazas litofilos (ETL) en procesos de génesis y evolución magmática

Elementos concentrados en los minerales del tipo silicatos, que tienen una fuerte afinidad por el oxígeno. La abundancia de un elemento traza en un mineral formador de roca ígnea, depende de una o más de las siguientes características fisicoquímicas:

1. configuración electrónica del ion
2. carga iónica
3. radio iónico
4. electronegatividad del elemento
5. temperatura del sistema magmático v
6. estructura cristalina del mineral huésped v
7. tipo de enlace químico con que se une a los elementos vecinos en la red.

Conociendo la compatibilidad existente entre un elemento traza y los minerales formadores de rocas ígneas, se puede predecir el comportamiento del elemento traza en los procesos de génesis y evolución magmática.

El grado de sustitución disminuye con el aumento en el grado de diferenciación cuando:

• el elemento traza tiene igual carga que el elemento mayor, pero menor radio iónico.
• el elemento traza tiene mayor carga que el elemento mayor
• el elemento traza tiene menor electronegatividad que el elemento mayor. En los casos contrarios, el grado de sustitución aumenta con el grado de diferenciación

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ALGUNAS SUSTITUCIONES IMPORTANTES DE ETL

El Rb+ sustituye al K+ en las estructuras de las micas y feldespatos alcalinos. Como el Rb+ tiene igual carga y RI mayor que el K+ , el grado de sustitución aumenta con el grado de diferenciación.

El Cs+ es altamente incompatible por tener un radio iónico demasiado grande. Permanece en el fluido residual hasta etapa avanzadas de la cristalización o puede ser adsorbido por algunos minerales.

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