Geoquimica

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3.3.2 Ciclo Geoquímico

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Como ya se ha comentado, en la Corteza se producen una serie de procesos de formación y destrucción de minerales que constituyen un Ciclo Geoquímico.

El Ciclo Geoquímico comienza con la consolidación del magma y la formación de las rocas magmáticas o ígneas. La acción de los agentes externos provoca la meteorización de tales rocas y la formación de sedimentos que al consolidarse (procesos de diagénesis) forman las rocas sedimentarias. La acción de la presión y de latemperatura sobre las rocas sedimentarias y las rocas ígneas provoca una serie de cambios mineralógicos que conducen a la formación de las rocas metamórficas. En determinadas condiciones, las rocas metamórficas (y en menor medida las rocas sedimentarias) pueden fundirse (procesos de anatexia) para formar magmas secundarios. Debe señalarse que, en ciertos procesos muy superficiales, hay una cierta participación de los seres vivos.

En el Ciclo Geoquímico se pueden considerar tres ambientes principales, en cada uno de los cuales se producen diferentes tipos de rocas. Estos ambientes son:

• AMBIENTE MAGMÁTICO o ÍGNEO: Se forman rocas como consecuencia de la solidificación de magmas y de procesos complementarios.

• AMBIENTE METAMÓRFICO: Aparecen nuevas asociaciones minerales cuando se producen cambios en una serie de parámetros físico-químicos (presión,temperatura, etc.).

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• 3.3.3.1 Ambiente Magmático o Ígneo

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• Las rocas ígneas se forman como consecuencia del enfriamiento de magmas que pueden provenir del interior de la Tierra (magmas primarios) o de procesos de refusión de rocas que se habían consolidado anteriormente (magmas secundarios).

• En los magmas pueden encontrarse todos los elementos del sistema periódico y las condiciones en que se encuentre cada uno dependen de sus características químicas. Los elementos más abundantes en los magmas son Si, O, Al, Fe, Mg, Alcalinos y Alcalino-térreos. Los demás elementos se encuentran en cantidades menores. Además se encuentran en los magmas una serie de elementos que forman compuestos volátiles y que juegan un importante papel en los procesos de consolidación de magmas, influyendo sobre algunas de sus propiedades. Entre estos compuestos se pueden mencionar el agua, el anhídrido carbónico, los gases sulfurosos y sulfhídricos, los halogenuros de hidrógeno, etc.

• La consolidación de los magmas se puede producir en dos formas fundamentales. Si la consolidación se realiza en zonas profundas de la Corteza, el enfriamiento es lento y las rocas que se forman se denominan INTRUSIVAS o PLUTÓNICAS. Si el enfriamiento se realiza en el exterior de la Corteza, es rápido y las rocas que se forman se denominan EXTRUSIVAS, EFUSIVAS o VOLCÁNICAS. Las características de ambos tipos de rocas son distintas, aunque la composición química y mineralógica no varía en esencia.

• El proceso de consolidación de los magmas se denomina diferenciación magmática y se pueden establecer las etapas que se describen a continuación

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3.3.3.1.1 Etapa Ortomagmática

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En esta etapa se forman los minerales con puntos de fusión elevados, fundamentalmente óxidos y silicatos. Se considera que el intervalo de temperatura está comprendido entre 1200 y 700 ºC. Dado que la composición del magma es muy compleja, es fácil entender que todos los componentes no cristalicen a la misma temperatura ni lo hagan de forma total en un punto fijo; por ello se dice que la cristalización magmática es fraccionada. Además, hay que tener en cuenta que los minerales que se van formando (fases sólidas) siguen en contacto con el fluido magmático, por lo cual se producen reacciones de unos con otros, a medida que va bajando la temperatura. El resultado de esta etapa es la formación de dos tipos de minerales, que Bowen dividió en dos series:

• SERIE CONTINUA: Formada por minerales relacionados de forma estructural, en los que la variación gradual en la composición da lugar a simultáneas variaciones graduales en la estructura. De esta forma aparece la serie de las plagioclasas, en donde los términos ricos en Ca y Al cristalizan a mayorestemperaturas, mientras que, a medida que disminuye ésta, van cristalizando los términos ricos en Na y en Al.

• SERIE DISCONTINUA: Formada por minerales no relacionados ni química, ni estructuralmente, sino que cada grupo cristaliza en un rango de temperatura, rebasado el cual, se forman otros grupos distintos durante otro intervalo del enfriamiento. En este caso, aunque no existen relaciones entre los términos formados, sí que hay una intervención indirecta de unos en la consolidación de otros, dado que cada fase sólida formada sigue reaccionando con el fluido magmático restante, puesto que la separación de fases no es inmediata. De esta forma cristalizan el olivino, los piroxenos, los anfiboles y las micas. En este caso, a medida que va disminuyendo la temperatura, las estructuras van siendo más complejas ya que la polimerización de silicatos se favorece al enfriar.

En ambas series, los términos que se van formando se van enriqueciendo en Si y perdiendo densidad, con lo cual el carácter se va haciendo más ácido, de tal modo que en las últimas etapas de este proceso empiezan a cristalizar cuarzo y feldespatos potásicos (ortosa).

Además de los minerales citados, cristalizan otros en menores cantidades, como granates, rutilo, zircón, magnetita, cromita, ilmenita, pirita, pirrotina,..

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3.3.3.1.2 Etapa Pegmatítico-Pneumatolítica

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A partir de 700 ºC, queda un fluido residual rico en Silicio, Aluminio, Alcalinos, Alcalino-térreos y sustancias volátiles. Este fluido tiene menos viscosidad que el magmainicial, y se introduce en cavidades y fisuras de rocas ya consolidadas (generalmente en la etapa ortomagmática), experimentando un enfriamiento lento. Como consecuencia, los minerales que se van formando, consisten en cristales de gran tamaño y bien formados. En estos yacimientos pegmatíticos se encuentran minerales de gran importancia económica, incluido el punto de vista gemológico. Los minerales característicos de estos yacimientos contienen elementos con radio atómico muy grande (tierras raras, zirconio, hafnio, niobio, tántalo y uranio) o muy pequeño (litio, berilio, boro, flúor, silicio, aluminio, calcio y alcalinos) y entre ellos se pueden mencionar:

• Cuarzo, moscovita, topacio, scheelita, granates, ceolitas, enstatita, ortoclasas, monacita, turmalinas, wolframita, nefelina, apatito, plagioclasas, berilo,

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