informe auxiliar petrología

7/23/2019 Informe auxiliar petrologa

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Petrologa gnea y Metamrfica GL5103-1.

Informe anlisis petrogrfico y geoqumico de rocas intrusivas

(Muestras L2-N)

Profesor: Diego Morata

Profesor auxiliar: Javier Reyes

Alumnos:

Leonardo Garrido Cayupe

Pablo Molina Del Canto

Sebastin Ramrez Guevara

Semestre Otoo 2013


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ndice

Contenido

1. Introduccin............................................................................................................................... 4

1.1 Objetivos .................................................................................................................................. 4

2. Petrografa ................................................................................................................................. 5

2.1 Grupo A.................................................................................................................................... 5

2.2 Grupo B .................................................................................................................................... 5

2.2 Grupo C .................................................................................................................................... 5

3. Geoqumica ................................................................................................................................ 6

3.1 Geoqumica de Elementos Mayores y Menores ........................................................................ 6

3.2 Geoqumica de Elementos Trazas ........................................................................................... 14

4. Discusin e Interpretaciones .................................................................................................... 17

5. Conclusin ............................................................................................................................... 22

6. Anexos ..................................................................................................................................... 23

7. Referencias .............................................................................................................................. 36


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ndice figuras:

Fig. 1: Diagrama TAS Middlemost (1985), para rocas de grupos B y C, concentraciones en wt%. . 6

Fig. 2: Diagrama AFM, para rocas de grupos B y C....................................................................... 7

Fig. 3: Diagrama K20 v/s SiO2 (Peccerillo and Taylor, 1976), para rocas de grupos B y C,

concentraciones en wt%. ........................................................................................................... 7

Fig. 4: Diagrama Al2O3 v/s SiO2 (Harker), para rocas de grupos B y C, concentraciones en wt%. 8

Fig. 5: Diagrama CaO v/s SiO2 (Harker), para rocas de grupos B y C, concentraciones en wt%. ... 9

Fig. 6: Diagrama FeOt v/s SiO2 (Harker), para rocas de grupos B y C, concentraciones en wt%. .. 9

Fig. 7: Diagrama MgO v/s SiO2 (Harker), para rocas de grupos B y C, concentraciones en wt%. 10

Fig. 8: Diagrama Na2O v/s SiO2 (Harker), para rocas de grupos B y C, concentraciones en wt%. 10

Fig.9: Diagrama TiO2 v/s SiO2 (Harker), para rocas de grupos B y C, concentraciones en wt%... 11

Fig. 10: Diagrama Ni v/s SiO2 (Harker), para rocas de grupos B y C, concentraciones en wt%. ... 11

Fig. 11: Diagrama Ba v/s SiO2 (Harker), para rocas de grupos B y C, concentraciones en wt%. .. 12

Fig. 12: Diagrama Ni v/s Zr (Harker), para rocas de grupos B y C que presentaban tales datos,

notar que los granitos no aparecen en el grfico, concentraciones en wt%........................... .... 13

Fig. 14: Spider Diagram para rocas grupo B, normalizadas al manto primitivo. ......................... 14

Fig. 15: Spider Diagram para rocas grupo C, normalizadas al manto primitivo. ......................... 15

Fig. 16: Diagrama de REE, para muestras clasificadas en los grupos B y C.................................. 16

Fig. 17: Diagrama tendencia signatura isotpica Sr para muestras grupos B y C indicadas. ....... 21

Fig. 18: Diagrama TAS, para muestras de rocas anexos, concentraciones en wt%. ................. 23

Fig. 19: Diagrama tendencia signatura isotpica Sr para muestras de rocas anexos. .............. 24

Fig. 20: Diagrama 143Nd/144Nd v/s 87Sr/86Sr para muestras de rocas anexos,

1 (gabro), 2,4 (granodioritas), 3 (diorita), 5 (granito), 6 (cuarzo monzonita). ............................. 25

Fig. 21: Diagrama mezcla binaria entre 2 slidos. ..................................................................... 26


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Fig. 22: Seccin delgada textura grfica (nicoles cruzados), cuarzo en forma de cua entre

feldespatos alcalinos. ............................................................................................................... 26

Fig. 23: Cintica de reaccin en el proceso de cristalizacin ............................ .......................... 27

Fig. 24: Seccin delgada textura apltica (nicoles cruzados). ..................................................... 28

Fig. 25: Aplita, roca de grano fino donde es posible observar macroscpicamente la textura

Apltica. .................................................................................................................................... 28

Fig. 26: Fotomicrografa de corte transparente #29 a ncoles paralelos (izquierda) y ncoles

cruzados (derecha). .................................................................................................................. 29

Fig. 27: Fotomicrografa de corte transparente PIM-2E a ncoles paralelos (izquierda) y ncoles


Fig. 28: Fotomicrografa de corte transparente PIM-3A a ncoles paralelos (izquierda) y ncoles


Fig. 29: Fotomicrografa de corte transparente PIM-7D a ncoles paralelos (izquierda) y ncoles



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1. Introduccin

Las rocas gneas intrusivas son de gran utilidad para comprender diversos procesos magmticos,

como la diferenciacin magmtica, anatexia cortical, cristalizacin fraccionada, mezcla de

magmas, nucleacin homognea, heterognea, comportamiento de voltiles, entre otros.

Debido a su importancia, en el presente trabajo se estudia este grupo de rocas. Primero serealizan 9 descripciones petrogrficas de cortes trasparentes identificando mineraloga y texturas

de rocas intrusivas. Posteriormente y a partir de los datos entregados por el cuerpo docente, se

realizan anlisis geoqumicos a 18 muestras de rocas con el fin de caracterizar, a travs de estas

herramientas, sus procesos evolutivos, cambios texturales, qumicos y fsicos.

Metodolgicamente, el estudio se basa en una comparacin constante entre la petrologa y la

geoqumica de los grupos de rocas anteriormente mencionadas, a partir de esto se van

obteniendo conclusiones acerca de los procesos involucrados en su formacin.

1.1 Objetivos

El objetivo de este trabajo es estudiar la petrografa (incluye mineraloga y texturas) y la

geoqumica de diferentes tipos de rocas intrusivas. Los objeticos especficos son los siguientes:

Realizar descripciones petrogrficas de los cortes transparentes, identificando mineraloga

y texturas presentes.

A partir de los datos geoqumicos entregados, analizar por medio de diferentes diagramas,

procesos magmticos como asimilacin y cristalizacin fraccionada, adems de identificar

un posible ambiente tectnico para las rocas estudiadas.

En base a los puntos anteriores, realizar comparaciones entre ambos anlisis e interpretar.

Responder las siguientes preguntas tericas:

Nombre y describa posibles procesos capaces de explicar los valores dismiles de

razones 87Sr/86Sr y 143Nd/144Nd en las distintas rocas correspondientes a su grupo

(considere a que litologa corresponde cada muestra segn su contenido de

elementos mayores).

Defina y describa en profundidad las texturas grfica y apltica.


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2. Petrografa

Se observaron 8 cortes transparentes de diferentes muestras de rocas, rocas gneas

ultrabsicas, Intermedias y cidas, no se observaron rocas bsicas, informacin detallada se puede

encontrar en los anexos.

2.1 Grupo A

Asociado a esta composicin se analiza el corte #29 (ver anexo).

La mineraloga primaria est compuesta (de mayor a menor porcentaje del corte) por:

Olivino, Clinopiroxeno, Ortopiroxeno y Espinela, a veces con mineraloga secundaria de alteracin

(serpentina). Los cristales presentaban textura fanertica y en los olivinos y piroxenos se

encontraban texturas cumuladas.

La clasificacin en el tringulo de Bodinier & Goddard (2004) de la muestra fue: Wherlita.

2.2 Grupo B

Asociado a esta composicin se analizan 3 cortes: PIM2E, PIM-3a yPIM 7D(ver anexo).

La mineraloga primaria tiene presencia, en orden decreciente de frecuencia de Plagioclasa,

Feldespato potsico, Biotita, Hornblenda, Ortopiroxeno, Granate y minerales opacos presentando

texturas Fanertica, Poikiltica, Simplecttica, Consertal y Bordes de Reabsorcin. Como

mineraloga secundaria de alteracin se observa, principalmente, la presencia de Epidota.

La clasificacin QAP de las muestras estudiadas fue: Monzodiorita y Diorita

2.2 Grupo C

Asociado a esta composicin se analizan 4 cortes: 1103-12, PIM 1c, g10 y PIM 7A (ver anexo).

La mineraloga primaria est compuesta, de mayor a menor presencia, por Cuarzo, Feldespato

potsico, Plagioclasa, Biotita, Hornblenda, Muscovita, Granate y Opacos, presentndose texturas

Fanertica, Perttica, Consertal, Grfica, Poikiltica y Bordes de Reabsorcin. Los minerales

generalmente se presentan parcialmente alterados a Clorita, Sericita y Epidota.

La Clasificacin QAP de las muestras estudiadas fue: Sienita, Monzogranito, Granito y

Granodiorita.


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3. Geoqumica

A continuacin se procede a describir la qumica cada grupo de rocas mediante la utilizacin de

diagramas de clasificacin y Harker.

3.1 Geoqumica de Elementos Mayores y Menores

En primer trmino se deben clasificar las muestras de rocas entregadas de acuerdo a su litologa,

estas muestras se condicen con la nomenclatura: L2-N, donde N: 1..18, correspondiente cada

una de ellas a rocas intrusivas. Es importante destacar que el estudio no posee geoqumica de

rocas ultramficas y por consiguiente el grupo A no es considerado en este anlisis. As entonces,

para realizar los descrito anteriormente, se grafican las muestras en un diagrama TAS para rocas

intrusivas, el cual fue propuesto por Middlemost en 1985.

Fig. 1: Diagrama TAS Middlemost (1985), para rocas de grupos B y C, co ncentraciones en wt%.

De este diagrama es posible separar las muestras de acuerdo a su grupo correspondiente:

Grupo B:Cuarzo Monzodioritas (L2-1, L2-5, L2-8), Cuarzo Dioritas (L2-2, L2-3, L2-4), Monzodiorita

(L2-7).

Grupo C:Granitos (L2-11, L2-15, L2-16, L2-17), Tonalitas (L2-6, L2-9, L2-12, L2-13, L2-14), Cuarzo

Monzonita (L2-10).

La muestra Cuarzo Sienita (L2-18), tal como se corrobora con los diagramas posteriores es

descartada de todo anlisis por pertenecer a una serie magmtica distinta a las dems rocas.

Rocas de la serie Monzo tambin son caractersticas de la serie alcalina pero estas pueden, a su

vez, formar parte de la serie calco alcalina alta en lcalis y como se corrobora ms tarde, sern

consideradas los anlisis.


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Seguidamente se realiza un diagrama ternario AFM con el fin de distinguir si las rocas

pertenecen a la serie tholetica o calco-alcalina, y a su vez, poder seguir la evolucin magmtica de

estas, las cuales, por cierto, son cogenticas.

Fig. 2: Diagrama AFM, para rocas de grupos B y C.

Para complementar lo anterior se realiza un diagrama K20 v/s SiO2 propuesto por Peccerillo y

Taylor en 1976. Aqu es posible agrupar las rocas segn su correspondiente serie magmtica, esto

es, tholetica, calco-alcalina, calco- alcalina alta en K y serie shoshonita.

Fig. 3: Diagrama K20 v/s SiO2 (Peccerillo and Taylor, 1976), para rocas de grupos B y C, concentraciones en wt%.


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Con el fin de detectar correlaciones o tendencias en el grupo de rocas cogenticas con las que se

trabaja, se analizan las muestras mediante diagramas Harker, tanto para xidos de elementos

mayores como elementos menores. Estos diagramas son reveladores de procesos de

diferenciacin magmtica, puesto que la variacin de sus elementos evidencia el comienzo o

termino de cristalizacin de una fase mineral.

Diagramas de xidos de elementos mayores v/s SiO2

Fig. 4: Diagrama Al2O3 v/s SiO2 (Harker), para rocas de grupos B y C, concentraciones en wt%.


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Fig. 5: Diagrama CaO v/s SiO2 (Harker), para rocas de grupos B y C, concentraciones en wt%.

Fig. 6: Diagrama FeOt v/s SiO2 (Harker), para rocas de grupos B y C, concentraciones en wt%.


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Fig. 7: Diagrama MgO v/s SiO2 (Harker), para rocas de grupos B y C, concentraciones en wt%.

Fig. 8: Diagrama Na2O v/s SiO2 (Harker), para rocas de grupos B y C, concentraciones en wt%.


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Fig.9: Diagrama TiO2 v/s SiO2 (Harker), para rocas de grupos B y C, concentraciones en wt%.

Diagramas de elementos menores v/s SiO2

Fig. 10: Diagrama Ni v/s SiO2 (Harker), para rocas de grupos B y C, concentraciones en wt%.


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Fig. 11: Diagrama Ba v/s SiO2 (Harker), para rocas de grupos B y C, concentraciones en wt%.


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Otros diagramas de variacin qumica

Fig. 12: Diagrama Ni v/s Zr (Harker), para rocas de grupos B y C que presentaban tales datos, notar que los granitos no aparecen en el

grfico, concentraciones en wt%.

Fig. 13: Diagrama MgO v/s CaO (Harker), para rocas de grupos B y C.


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3.2 Geoqumica de Elementos Trazas

Con relacin a anlisis de elementos traza, existen ciertos elementos que son indicadores acerca

de procesos o ambientes de los cuales provienen las muestras en cuestin. Es as como a

continuacin, se presentan Spider Diagrams normalizados al manto primitivo para las muestraspertenecientes a los grupos B y C.

Fig. 14: Spider Diagram para rocas grupo B, normalizadas al manto primitivo.


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Fig. 15: Spider Diagram para rocas grupo C, normalizadas al manto primitivo.


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Las tierras raras tambin ayudan en la interpretacin de procesos petrogenticos a lo largo de la

evolucin del sistema. Se presenta a continuacin un diagrama de REE normalizadas al condrito

para las muestras L2-N de los grupos B y C.

Fig. 16: Diagrama de REE, para muestras clasificadas en los grupos B y C.


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4. Discusin e Interpretaciones

Las texturas mencionadas en la seccin de Petrografa indican la relevancia de ciertos factores

termodinmicos durante la estancia de los fundidos en la cmara magmtica. Dentro de estos

factores, la condicin eutctica, es uno de los ms destacados, esta queda evidenciada por latextura grfica y simplecttica, las que indican que hubo intercrecimiento con forma vermicular de

dos fases minerales en el eutctico, esto se ve nuevamente evidenciado por la textura consertal, la

que nos indica competencia por espacio durante la cristalizacin en el eutctico.

Las texturas zonadas observadas hacen presumir condiciones de cristalizacin fraccionada en

desequilibrio o cambios en las presiones hidrostticas del sistema. Esto se manifiesta en las

distintas capas presentes en los cristales de plagioclasas (variaciones composicionales). Otra

evidencia de cristalizacin fraccionada se encuentra en la textura cumulada, originada por la

segregacin gravitacional de los minerales implicados.

La textura poikilitca nos evidencia la existencia de tasas de crecimiento y nucleacin diferenciales

entre los minerales implicados, en los cuales uno posee una mayor tasa de crecimiento, esto hace

que se observen minerales pequeos encerrados por uno ms grande, esto podra estar asociado

a la presencia de bordes de descomposicin, los que se desarrollaran una vez el magma a

extruido, a temperatura subsolidus, durante este enfriamiento minerales de anfbol y biotita se

desestabilizan y en sus bordes se forman nuevos minerales anhidros estables a estas condiciones.

La textura perttica se asocia a una disminucin en la temperatura, la que da lugar a una difusin

inica, originando la exsolucin y migracin del mineral menos estable.

Finalmente, la textura fanertica evidencia que se trata de rocas intrusivas formadas bajocondiciones de presin y temperatura que posibilitan la migracin inica de los elementos que

forman las distintas fases minerales. El enfriamiento lento produce que la tasa de crecimiento sea

relativamente alta en comparacin con la de nucleacin.

La geoqumica del diagrama AFM (Fig.2), enmarca mayormente a las muestras de roca analizadas

en la serie calco alcalina, como las rocas con las cuales se trabaja se asumen cogenticas, estas

deben proceder de mismo ambiente tectnico, entonces, las muestras L2-9, L2-12, L2-14, L2-17,

en principio seran descartadas de todo anlisis, sin embargo, como se observa en el diagrama K20

vs SiO2 (Fig.3) estas muestran caen dentro de la serie calco alcalina, y a su vez, las muestras que

estn fuera del rango calco alcalino en este diagrama se encasillan dentro dela serie calco alcalinaen el diagrama AFM. Las muestras en cuestin estn muy cerca de los lmites de divisin de las

series en ambos diagramas, as entonces, a priori, todas las muestras sern consideradas en el

anlisis, con excepcin de la muestra L2-18 la cual es presentada como una sienita y cae en la serie

shoshontica (Fig.3), esta roca no es considerada parte de la seria calco alcalina, en consecuencia

no ser tomada en cuenta en los anlisis posteriores.


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El hecho que las muestras tengan afinidad calco alcalina implica que provienen de un margen

convergente, ahora bien, el trend evolutivo de las muestras indica una disminucin en Fe a medida

que aumenta el contenido en slice y lcalis de las mismas, esto se interpreta como la acumulacin

contina de magnetita, lo que hace que el lquido se empobrezca en Fe.

Los diagramas de variacin qumica nos entregan informacin acerca de los procesos por loscuales las rocas se han ido diferenciando, sin embargo es importante sealar que normalmente se

utilizan rocas lo ms afanticas posibles, dado que la presencia de fenocristales puede causar ruido

en los patrones observados. Como las muestras del estudio son rocas intrusivas, tal factor debe ser

considerado.

El diagrama Harker Al2O3 vs SiO2 (Fig.4) muestra una inflexin cuando el contenido el slice

bordea el 56%, esto evidencia el comienzo de la cristalizacin y fraccionamiento de plagioclasa.

Como se observa en el diagrama, esto ocurre cuando las rocas (durante la evolucin del sistema)

tienen una composicin Monzodiortica, lo que se relaciona directamente con el anlisis

petrogrfico, puesto que es en el grupo B donde comienza a aparecer la fase plagioclasa de

manera abundante.

Los diagramas CaO vs SiO2 (Fig. 5) y FeOt vs SiO2 (Fig.6), muestran un trend negativo a medida

que aumenta el contenido de SiO2 de las muestras, esto se da porque ambos elementos son

altamente compatibles con las primeras fases que cristalizan en el sistema, esto es, olivino,

clinopiroxenos y ortopiroxenos y a medida que estas fases van cristalizando, el lquido se

empobrece en estos elementos. Dado que no se tienen datos qumicos de rocas ultramficas, las

fases minerales que controlan la presencia de estos elementos en el lquido son ortopiroxeno y

hornblenda observados en rocas de grupo B, sin embargo, las rocas del grupo A concentran la

mayor cantidad composicional de estos elementos y por tanto estas habrn ya capturado a la

mayor parte de estos.

El diagrama de MgO vs SiO2 (Fig. 7) muestra una pequea inflexin al 72% de slice, lo que

coincide con la cada vez menor cristalizacin de fases ricas en magnesio (piroxenos) y la mayor

cristalizacin de fases pobres en magnesio (plagioclasas, cuarzo), esta estabilizacin es a bajas

concentraciones de magnesio, puesto que ya gran parte de este ha sido capturado por las fases

minerales que cristalizan a ms alta temperatura (olivino, piroxenos), esto se corrobora con las

descripciones petrogrficas, donde se aprecia que en el grupo C, es decir, aquel con muestras de

mayor contenido en slice, la fase piroxeno est ausente y se observa gran presencia de

feldespatos y cuarzo.

El diagrama NaO vs SiO2 (Fig.8) muestra una inflexin a los 63 % de contenido en slice, esto dice

relacin con la formacin de las fases minerales ms diferenciadas del sistema tales como

plagioclasa sdica, esto hace que la concentracin en el lquido de esta fase disminuya. Se aprecia

como como en el grupo C la presencia de plagioclasa y feldespatos domina por sobre el contenido

de minerales menos diferenciados.


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El trend negativo observado en el diagrama TiO2 vs SiO2 (Fig. 9), manifiesta la cristalizacin de

fases como esfeno y minerales opacos conforme el sistema est en evolucin. La descripcin

petrogrfica de todos los grupos pone de manifiesto la presencia de este tipo de minerales.

En relacin a los diagramas Harker de elementos menores, el diagrama Ni vs SiO2 (Fig.10)

manifiesta un quiebre a los 55 % de contenido en slice, esto dice relacin con el trmino decristalizacin de olivino en el sistema, la cantidad de Ni se mantiene aproximadamente constante

con bajas concentraciones, lo anterior se debe a la fuerte afinidad del Ni con la fase mineral

olivino.

En la Fig.11 se observa inicialmente un trend positivo entre el Ba y el SiO2 debido al ingreso de

elementos compatibles en minerales como el olivino y los piroxenos. Cuando se llega a

aproximadamente un 60% de slice, hay una inflexin y un trend negativo debido, probablemente,

a la precipitacin de fases como Hornblenda o Biotita, fases en las cuales el Ba reemplaza al K. La

segunda inflexin de la curva puede deberse al gran grado de dispersin que presentan las L2-16

(granito) y L2-18 (cuarzo sienita) y no se consideraran para el anlisis, aunque tambin puede

haber disolucin de las fases anteriormente mencionadas.

En la fig.13 se observa un mximo de la curva a un porcentaje de alrededor de 5% de magnesio,

a un porcentaje menor hay una correlacin positiva de CaO y MgO, esta es controlada por la co-

precipitacin de plagioclasas y clinopiroxenos. A porcentajes mayores a 5% de MgO, existe una

correlacin negativa debido al control de Olivino.

Como se observa en la figura 14, las rocas del grupo B presentan fuertes anomalas negativas en

Nb, este es un rasgo caracterstico de rocas provenientes de ambientes convergentes,

especficamente zonas de subduccin, esto se debe a que los fluidos generados producto de la

deshidratacin del SLAB en estas zonas estn empobrecidos en elementos del tipo HFSE como loes Nb, as, su presencia en rocas procedentes de estos ambientes es reducida, de manera

particular las muestras L2-7 y L2-8 correspondientes a una cuarzo monzodiorita y una

monzodiorita respectivamente muestran una anomala negativa Ta-Nb, esta anomala es

caracterstica de basaltos de subduccin, lo que significara que estas rocas podran haberse

diferenciado a partir de estos basaltos, no se poseen datos de las otras muestras para Ta pero

dado que se asumen cogeneticas se presume que compartan la misma anomala.

De la misma manera estos fluidos estn enriquecidos en elementos del tipo LILE como lo son Cs,

Rb, Sr acorde a lo anterior, se aprecia un enriquecimiento generalizado en estos elementos para

las muestras del grupo B, el enriquecimiento de Sr se asociara a la sustitucin del Ca enplagioclasas y K en feldespatos potsicos, de igual manera el incremento de Rb se asocia a una

sustitucin del K en Feldespatos potsicos, micas y hornblenda, esto es consistente con la

mineraloga de las rocas del grupo B.

Con relacin a las muestras del grupo C (Fig.15), tambin se aprecian anomalas negativas en Nb,

pero de menor magnitud con respecto a las rocas del grupo B, y un enriquecimiento en menor

grado de elementos LILE, se cree que esto se debe a que las rocas del grupo C son ms


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diferenciadas en relacin a las del grupo B, as entonces, estas ltimas pueden estar sujetas en

mayor grado a procesos de contaminacin cortical, lo que hara variar los patrones y

concentraciones de estos elementos. Este proceso, de igual manera, puede ser la responsable del

enriquecimiento en P con respecto a las muestras del grupo B debido a que este elemento es

compatible con la mineraloga grantica, encontrndose en forma de apatitos en este grupo. Este

evento pueden ser tambin los responsables de observar un fuerte enriquecimiento en Lu en lasrocas granticas.

Con respecto a la informacin entregada por los anlisis de tierras raras (Fig.16), en general, se

observa un enriquecimiento en tierras raras livianas (LREE), con respecto a las tierras raras

pesadas (HREE), lo que dice relacin con que las tierras raras ms incompatibles (LREE) se

encontraran en mayor cantidad en los magmas que les dan origen a estas rocas. Este patrn

tambin es indicador de la presencia de granate residual en la fuente, puesto que a las

profundidades de deshidratacin de la cua mantlica en zonas de subduccin, la fase granate aun

es estable, quedando como residuo. Como el Yb es fuertemente compatible con granate, este,

est empobrecido en el lquido generado producto de la deshidratacin del SLAB.

La anomala negativa observada en Europio sugiere cristalizacin fraccionada de plagioclasa,

indicando que el fraccionamiento de esta fase mineral fue trascendente durante la evolucin

magmtica.

Al igual que en los Spider Diagrams se aprecia un enriquecimiento en Lu, el cual, como se

mencion anteriormente, se cree es originario producto de algn grado de contaminacin cortical

o la accin de fluidos que alteran el sistema en las rocas diferenciadas.

La muestra de cuarzo sienita presenta un contenido extremadamente alto de Ho en comparacin

a las dems muestras, sin embargo y como se dijo anteriormente esta muestra es eliminadapreviamente de todo anlisis.

De los anlisis de diagramas Harker, sumado a las evidencias que entregan los anlisis de

elementos traza y texturales, se puede concluir que el sistema evoluciona bajo un proceso de

cristalizacin fraccionada en un ambiente tectnico convergente, especficamente de subduccin,

es decir, son magmas generados producto de la deshidratacin del SLAB en la cua mantlica, los

cuales, conforme ascienden a profundidades, presiones y temperaturas menores van cristalizando

diferentes fases minerales en relacin con la temperatura de fusin de estas. Ahora bien, el

sistema puede evolucionar tanto en un sistema abierto como en un sistema cerrado. Sin embargo,

anomalas importantes de elementos como Lu en las rocas ms diferenciadas hacen pensar queconforme ocurra la cristalizacin fraccionada existi cierto grado de asimilacin de material

cortical. Para corroborar la idea se grafican datos de signatura isotpica de Estroncio (Fig. 17) y Ni

v/s Zr (Fig.12), para las muestras que presentan dichas mediciones.


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Fig. 17: Diagrama tendencia signatura

isotpica Sr para muestras grupos B y C

indicadas.

Si se tratara de un sistema cerrado, conforme va evolucionando el sistema, el valor de la razn87Sr/86Sr se mantendra constante. Sin embargo observamos una tendencia creciente hacia las

rocas ms diferenciadas. Lo anterior es un fuerte indicador de que el sistema sufre contaminacin

cortical a medida que evoluciona, puesto que las rocas de la corteza continental presentan

signaturas de Estroncio ms elevadas que las rocas provenientes de fuentes mantlicas. Si bien es

cierto, el espacio muestral es pequeo para construir una tendencia, si el sistema fuera cerrado de

todas formas no debera mostrar valores tan dismiles de la razn en cuestin.

La baja dispersin de los datos de Ni vs Zr, indica que hubo pequeas recargas de la cmara con

magmas de similar composicin, lo cual junto a lo anterior, respalda el que se trate de un sistema

abierto.

En consideracin con lo anterior el modelo petrogentico final resultante es asimilacin ms

cristalizacin fraccionada (AFC) en un sistema abierto, con magmas originarios en la cua

mantlica en un rgimen tectnico compresivo, especficamente en un ambiente subduccin.


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5. Conclusin

A partir del estudio realizado, se afirma con certeza que se cumplieron los objetivos planteados

en un principio, vale decir, se realizaron descripciones petrolgicas a partir de las cuales se

identificaron minerales y texturas, para posteriormente, interpretar sus condiciones de formaciny evolucin. Adems, utilizando los datos geoqumicos entregados se analizaron elementos

mayores, menores y trazas por medio de diagramas composicionales (TAS, AFM, Harker, REE,

Traza) los que permitieron clasificar e identificar la evolucin del magma y los procesos de

diferenciacin sufridos por l.

Del anlisis petrogrfico se interpreta que en funcin de la presencia de texturas como

zonaciones y cmulos de minerales el sistema evoluciona a travs de un proceso de cristalizacin

fraccionada en desequilibrio. Por otra parte, las condiciones termodinmicas a las cuales se

desarrollan los procesos de diferenciacin manifiestan condiciones de desarrollo distintas de

algunas fases minerales con respecto a otras, esto es, a mayores temperaturas cristalizanminerales de composiciones ms bsicas y menores temperaturas cristalizan fases de

composiciones ms acidas.

Con los anlisis de elementos mayores, a partir de diagramas TAS, AFM y K 20 v/s SiO2, se

clasifican las muestras de rocas L2-N como pertenecientes a la serie calco alcalina, la amplia

variedad composicional en las muestras se interpreta como el producto de la evolucin y

diferenciacin magmtica en mrgenes convergentes.

Como las rocas se asumen cogenticas, rocas como L2-18 (Sienita), perteneciente a la serie

alcalina son desprendidas de anlisis posteriores.

Los elementos traza y su variabilidad nos hablan acerca de dnde provino el magma parental de

las rocas estudiadas, la forma en que este evoluciona y los posibles minerales que van

cristalizando en la roca a medida que el magma se va diferenciando. Por otro lado, los estudio de

las razones isotpicas de Sr, son un gran aval a la hora de decidir si el sistema evoluciona como

abierto o cerrado, corroborando las conclusiones extradas de los anlisis anteriores. En relacin

con lo anterior, se concluye que el sistema que da origen a las muestras estudiadas se fue

diferenciando paulatinamente bajo el proceso de asimilacin ms cristalizacin fraccionada (AFC),

en condiciones abiertas al entorno, es decir, susceptible de recibir aportes corticales u otros

agentes ajenos al sistema. As entonces, los magmas parentales son originados producto de la

deshidratacin del SLAB en un margen tectnico convergente (zona de subduccin), con laposterior fusin de la cua mantlica.


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6. Anexos

Preguntas grupales

1.

En primer lugar se identifica a que litologa pertenecen las 6 muestras de rocaspresentadas en esta seccin, para esto se esquematizan las muestras en un diagrama TAS

para rocas intrusivas.

Fig. 18: Diagrama TAS, para muestras de rocas anexos, concentraciones en wt%.

Las muestras de rocas entregadas se asumen cogenticas, y por tanto representan el

mismo evento eruptivo, en consecuencia, las diferencias en el contenido de lcalis son

atribuibles a un proceso de cristalizacin fraccionada, en donde, a presiones moderadas,

conforme va disminuyendo la temperatura del sistema la tasa de fusin parcial va

disminuyendo lo que posibilita que elementos incompatibles afines a los lcalis no escapendel sistema.

Sin embargo la cristalizacin fraccionada puede ocurrir tanto en sistemas cerrados como

en sistemas abiertos, es decir, en sistemas que no intercambian materia con el ambiente y

otros que si lo hacen, respectivamente. Para verificar lo anterior en las muestras de rocas

en estudio, se examinan los anlisis de signaturas isotpicas de estroncio entregadas. Para

rocas evolucionadas en un sistema cerrado se espera que la variacin de la razn 87Sr/86Sr


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sea constante en funcin de su contenido en SiO2, no obstante, se observan valores

disimiles en cada una de las muestras de roca. Lo anterior es un importante indicador de

que el sistema evolucion en un sistema abierto. Tomando en cuanta esto, el proceso por

el cual evolucionan las rocas involucra asimilacin cortical, puesto que las rocas corticales

tienen signaturas isotpicas ms altas que la fuente originaria del magma en profundidad.

Fig. 19: Diagrama tendencia signatura isotpica Sr para muestras de rocas anexos.

A medida que las rocas son ms diferenciadas en un sistema AFC, deberan tener una

signatura isotpica de estroncio mayor, en este caso se observa esa tendencia, salvo que

existe una anomala en la muestra de roca nmero 3 (diorita), esto es considerado no

relevante, ya que se analiza la tendencia del sistema y como todo modelo pude tener

valores no esperados.

A continuacin se grafican las muestras en un diagrama 143Nd/144Nd v/s 87Sr/86Sr, donde

los trminos ms diferenciados deberan presentar signaturas de estroncio altas y

signaturas de Nd bajas, el comportamiento contrario es esperado para rocas menos

diferenciadas. En relacin con lo anterior, se aprecia que las muestras 1 (gabro), 3

(diorita), 5 (granito), se comportan de acuerdo a lo esperado, sin embargo las muestras

intermedias en estas secuencia, 6 (cuarzo monzonita), 2 (granodiorita), 4 (granodiorita),

presentan razones de 143Nd/144N ms altas y razones 87Sr/86Sr ms bajas a lo esperado en

relacin con la interpretacin hecha anteriormente (AFC). As entonces se piensa que esto

se debe a que la asimilacin cortical de los magmas que dan origen a estos trminos

intermedios se realiza en sectores ms bajos de la corteza donde las relaciones de

estroncio y neodimio podran hacer cambiar las signaturas isotpicas de las rocas a valores

cercanos a los obtenidos.


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Fig. 20: Diagrama143

Nd/144

Nd v/s87

Sr/86

Sr

para muestras de rocas anexos,

1 (gabro), 2,4 (granodioritas), 3 (diorita), 5

(granito), 6 (cuarzo monzonita).

2.

El estudio microscpico de las rocas gneas, con referencia especial a las relacionestexturales de los constituyentes minerales suministran mucha informacin sobre el ordende separacin de las diferentes fases minerales durante el enfriamiento de los magmas. Acontinuacin se estudian dos texturas en particular.

Textura Grfica

La textura grfica (un caso particular de textura simplecttica), es un intercrecimiento decuarzo y feldespato potsico, donde el cuarzo cristaliza en forma de cuas triangularesentre el feldespato potsico (Fig. 22). La composicin es frecuentemente ms rica en

feldespato que en cuarzo, como consecuencia de que el feldespato comienza a cristalizarantes y tambin debido a la influencia de la cintica del sistema Q-Ab-Or. As, el feldespatose nuclea ms fcilmente que el cuarzo y esto causa que el lquido se sobresature en SiO2ala vez que se enriquece en H2O y se origina un sobreenfriamiento. Como consecuencia delo anterior, comienza la cristalizacin del cuarzo simultneamente con la del feldespatopotsico, que haba comenzado antes y contina hacindolo, dando lugar a la formacinde esta textura.

La textura grfica es entonces, el producto de una cristalizacin subsolvus a alta presinde H2O, en consecuencia, con la presencia de abundantes fluidos. Es comn en granitospegmatticos y su formacin se interpreta como debido a un proceso de cristalizacinsimultnea de feldespato potsico y cuarzo en el punto eutctico.

Lo anterior se ejemplifica en el diagrama binario presentado a continuacin (Fig.21), la

composicin de las fases minerales involucradas es tal que a presin constante la

temperatura disminuye por una lnea recta hasta llegar al punto eutctico (E), aqu

coexisten las 2 fases minerales ms el lquido eutctico, entonces, para que el sistema siga

evolucionando conforme baja la temperatura es necesario aumentar un grado de libertad,


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para esto, la fase liquida desaparece del sistema y este evoluciona hacia la cristalizacin de

ambas fases minerales slidas.

Fig. 21: Diagrama mezcla binaria entre 2 slidos.

En seccin delgada la textura en cuestin es visualizada como sigue:

Fig. 22: Seccin delgada textura grfica (nicoles cruzados), cuarzo en forma de cua entre feldespatos alcalinos.


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Textura Apltica

Se presenta en rocas fanerticas equigranulares como dacitas y riolitas. Se compone de

agregados finos leucocrticos de feldespato alcalino y cuarzo menores a 1 mm de

dimetro. Los cristales se exhiben anhedrales a subhedrales.

Su nombre se debe a las Aplitas (Fig.25), rocas en las cuales est presente esta textura y

que se caracterizan por ser rocas eruptivas filonianas de grano fino similares a los granitos,

pero con ausencia de minerales mficos como biotita. Se componen bsicamente de

cuarzo, ortoclasa y plagioclasa.

Se originan a partir de cristales que cristalizaron al mismo tiempo, compitiendo por el

espacio disponible con tasas de nucleacin y crecimiento similares para todos ellos, esto

es, elevadas tasas de nucleacin y bajas tasas de crecimiento, de lo que es posible deducir

que son rocas que cristalizan a bajas profundidades o en superficie en condiciones de

sobreenfriamiento.

A continuacin se presenta un esquema (Fig.23) que muestra la cintica de cristalizacin

de los minerales, para el caso de la textura en cuestin, su temperatura de

sobreenfriamiento se ubica entre las lneas Tb y Tc favoreciendo el crecimiento por sobre

la nucleacin.

Fig. 23: Cintica de reaccin en el proceso de cristalizacin .


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En seccin delgada se visualiza como sigue:

Fig. 24: Seccin delgada textura apltica (nicoles cruzados).

Fig. 25: Aplita, roca de grano fino donde es posible observar macroscpicamente la textura Apltica.


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Descripciones de cortes transparentes

-

Muestra #29

Mineraloga Primaria:

Olivino (60%), Anhedral a Subhedral, Mediano estado de conservacin,prismticos, cristales entre 0,5mm y 1mm.

Clinopiroxeno (30%), Subhedrales, mediano estado de conservacin,

cristales de 0,3 a 0,7 mm.

Ortopiroxeno (7%), Subhedral, mediano estado de conservacin, de 0,3 a

0,5 mm

Espinela (3%), anhedral, caf, 0,3 mm.

Mineraloga Secundaria: Alteracin a Serpentina en las fracturas del Olivino.

Texturas: Fanertica (general), Acumulada (Olivinos).

Nombre de Roca: Wehrlita acumulada de Clinopiroxeno

Interpretacin: La roca es formada durante las etapas tempranas del proceso de

cristalizacin fraccionada, donde los minerales maficos de ms alta temperatura

de cristalizacin, cristalizan primero y caen en la cmara magmtica formando

cmulos.

Fig. 26: Fotomicrografa de corte transparente #29 a ncoles paralelos (izquierda) y ncoles cruzados (derecha).

0,5 mm


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Muestra PIM-2E


Plagioclasa (60%), subhedral, buen estado de conservacin, prismtico,

cristales entre 0,3 a 1 mm.

Ortoclasa (20%),anhedral, mediano estado de conservacin, cristales

entre 0,2 a 0,8 mm.

Biotita (15%), subhedral, mediano estado de conservacin, cristales entre

0,3 a 1mm.

Ortopiroxeno (5%), subhedral, mediano estado de conservacin, 0,5mm.

Texturas: Fanertica (cristales entre 0,2 a 1mm), Poikiltica (Biotitas encerrando

Ortoclasas), Simplecttica (Biotita y Ortoclasa).

Nombre de Roca: Monzodiorita Fanertica de Biotita

Interpretacin: Se observ una textura faneritica dominante, evidenciando una

historia de enfriamiento lento de la roca. En algunos sectores es visible la textura

simplectitica, esto da indicios de que las biotitas y feldespatos alcalinos

involucrados cristalizaron simultneamente en el eutctico, en donde entre los

granos, hay fluidos ricos en agua. Algunos cristales aumentan de tamao, producto

del tiempo que tienen para desarrollarse, favoreciendo el crecimiento por sobre la

nucleacin de cristales.

Fig. 27: Fotomicrografa de corte transparente PIM-2E a ncoles paralelos (izquierda) y ncoles cruzados (derecha).

0,5 mm


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-

Muestra PIM-3A


Plagioclasa (55%), tabular, subhedral, mal a buen estado de conservacin,

de 0,3 a 2mm.

Biotita (10%), tabular, subhedral, buen estado de conservacin, 0.1 a

0.2mm.

Ortoclasa (10%), forma irregular, anhedral, estado de conservacin medio,

0,5 a 1mm.

Hornblenda (15%), elongado tabular, subhedral a anhedral, integridad

media.

Opacos (10%). Cuadrados, otros redondeados, anherdral, 0,01 a 0,1mm.

Mineraloga Secundaria: Epidota

Texturas: Fanertica, Consertal (Plagioclasa y Ortoclasa), Reabsorcin (Plagioclasa)

Nombre de Roca: Diorita Fanertica de Hornblenda

Interpretacin: La roca tuvo una historia de enfriamiento lento, minerales

cristalizaron en condiciones eutcticas, posteriormente hubo reabsorcin para

reequilibrar.

Fig. 28: Fotomicrografa de corte transparente PIM-3A a ncoles paralelos (izquierda) y ncoles cruzados (derecha).

0,5 mm


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Muestra PIM-7D


Plagioclasa (50%), eudral a subhedral, buen estado de conservacin,

prismtico, cristales de entre 0,3 a 3mm.

Ortoclasa (25%), anhedral, mediano estado de conservacin, cristales de

0,2 a 1 mm.

Biotita (15%), subhedral a euhedral, prismtico, mediano estado de

conservacin, cristales de 0,3 a 0,7mm.

Granate (10%), subhedral a euhedral, dodecaedro, mediano estado de

conservacin, cristales de 0,5 a 2mm.

Texturas: Fanertica, Consertal (Plagioclasa y Ortoclasa), Poikiltica (Biotitas

envueltas por Granate)

Nombre de Roca: Monzodiorita consertal de Biotita

Interpretacin: Se aprecia roca de enfriamiento lento, en la cual se observa textura

consertal, evidenciando que el sistema alcanzo la lnea del solidus en condiciones

eutcticas y el lquido residual cristalizo en los espacios disponibles, dando origen

a las biotitas, es decir, en primer trmino cristalizo el feldespato alcalino y

plagioclasas. La presencia de granate manifiesta que el lquido que dio origen a la

roca proviene de una fusin cortical.

Fig. 29: Fotomicrografa de corte transparente PIM-7D a ncoles paralelos (izquierda) y ncoles cruzados (derecha).

0,5 mm


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-

Muestra 1103-12


Feldespato Potsico (85%), anhedral a subhedral, integridad de media a

mala, masa amorfa alargada, de 0,75 a 1,25 mm.

Hornblenda (7%), subhedral anhedral, integridad media, prismtica de

0,3 a 1,3mm.

Cuarzo (5%), anhedral, masa esfrica irregular, buena integridad, menores

a 0.1mm.

Plagioclasa (2%), subhedral, tabular, integridad media, de 0,5 a 0,75 mm.

Mica Blanca (~1%), Subhedral, alargada, integridad de media a mala, de

0,2 a 0,3 mm.

Opacos (~1%), redondeados a tabulares, anhedral, integridad media, de

0,1 a 0,2 mm.

Mineraloga Secundaria: sericita alterando a plagioclasas.

Texturas: Fanertica, Consertal (Feldespato Potsico), Reabsorcin (Hornblenda),

Poikiltica (Feldespato Potsico sobre Hornblenda)

Nombre de Roca: Sienita Consertal de Hornblenda

Interpretacin: La roca sufri un enfriamiento lento, el sistema alcanzo la lnea desolidus en condiciones eutcticas y posteriormente hubo reabsorcin para lograr

el equilibrio.

-

Muestra PIM-1C


Microclina (30%), amorfa, anhedral, mala integridad, de 1 a 4 mm.

Cuarzo (42%), amorfa, anhedral, buena integridad, de 0,1 a 2mm.

Plagioclasa (19%), amorfa, anhedral, media integridad, de 0.5 a 2mm.

Biotita (6%), tabular, subhedral, mala integridad, de 0,5 a 2mm.

Opacos (2%), amorfa, anhedral, mala integridad, de 1 a 2mm.

Mica Blanca (1%), tabular, subhedral, mala integridad, de 0,5 a 1mm.


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Mineraloga Secundaria: Clorita alterando a micas y Sericita alterando a

feldespatos

Texturas: Fanertica, Perttica (Microclina y Plagioclasa), Consertal (Cuarzo y

Microclina)

Nombre de Roca: Monzogranito Perttico de Biotita

Interpretacin: la textura faneritica indica cristalizacin lenta y a profundidad, con

tasas de nucleacin menor a la de crecimiento. La textura pertitica indica que esta

roca (con mayor porcentaje de feldespato potsico) alcanzo el solvus y la

plagioclasa con el feldespato potsico se exsolvieron.

Fig. 30: Fotomicrografa de corte transparente PIM-1C a ncoles paralelos (izquierda) y ncoles cruzados

(derecha).

-

Muestra g10


Cuarzo (35%), granos irregulares, anhedrales, buena integridad, hasta

1mm.

Ortoclasa (35%), tabular, subhedral, mala integridad, hasta 3mm.

Plagioclasa (10%), tabular, subhedral, mala integridad, hasta 4mm.

Microclina (4%), tabular, irregular, subhedral, 1mm.

Biotita (15%), tabular, subhedral, integridad media, hasta 2mm.

Opacos (1%)

Mineraloga Secundaria: Epidota

0,5 mm


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Texturas: Fanertica, Consertal (Plagioclasa, Cuarzo, Feldespato Potsico), Grfica

(Cuarzo y Feldespato Potsico)

Nombre de Roca: Granito Consertal de Biotita

Interpretacin: La roca sufri un enfriamiento lento, el sistema alcanzo la lnea de

solidus en condiciones eutcticas y posteriormente hubo reabsorcin para lograr

el equilibrio.

Muestra PIM-7A

Mineraloga Primaria: Cuarzo (40%), Microclina (25%), Plagioclasa (15%), Biotita

(10%), Hornblenda (3%), Opacos (2%), Granate (5%)

Mineraloga Secundaria: Sericita alterando a feldespatos

Texturas: Fanertica, Consertal (Cuarzo y Microclina), Grfica (Cuarzo y Microclina),

Perttica (Microclina y Plagioclasa)

Nombre de Roca: Granodiorita Consertal de Biotita

Interpretacin: La textura fanertica indica un enfriamiento lento en la roca a

profundidad. En el proceso de cristalizacin del magma hubo, probablemente,

anatexia cortical (evidenciada en la presencia de Granate). En los ltimos estados

de enfriamiento hubo cristalizacin simultnea de cuarzo y feldespato potsico en

el eutctico lo que provoc la textura grfica. El lquido residual cruz el solidus en

el eutctico y cristaliz en los espacios disponibles produciendo una textura

consertal. El magma, al poseer un contenido potsico mayor, cruz el solvus y

exsolvi la fase de albita dejando una textura perttica.

Fig. 31: Fotomicrografa de corte transparente PIM-7A a ncoles paralelos (izquierda) y ncoles cruzados

(derecha).

0,5 mm


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7. Referencias

Resumen Texturas gneas, Curso de Petrologa gnea y Metamrfica

Apuntes Curso Geoqumica

Apuntes Curso de Petrologa gnea y Metamrfica

M. Wilson, 1989. Igneus Petrogenesis, A Global Tectonic Approach

J. M. Cebria & J. Lpez Ruiz, 1994. Modelizacin Geoqumica de los Procesos de

Diferenciacin por Cristalizacin.

informe auxiliar petrología

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