magmatismo y metalog©nesis (resumen)

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  • MAGMATISMO

    Es una mezcla de material rocoso fundido, de composicin preferentemente silcea que contiene gases agua y minerales slidos dispersos.

    Las rocas formadas por el enfriamiento de los magmas se llaman rocas gneas.

    GENERACIN DE LOS MAGMAS

    Ocurre en las dorsales ocenicas, Hot spots (islas ocenicas y arcos de isla) y en los mrgenes continentales activos (zonas de subduccin).

    Se generan por la fusin total o parcial de rocas profundas de la corteza inferior y manto superior.

    Los materiales de estas zonas se encuentran en condiciones cercanas al punto de fusin, siendo lo ms probable que slo una pequea fraccin del material se encuentre fundida y que la mayor parte de las rocas siga en estado slido, a este fenmeno se denomina fusin parcial.

    La fraccin fundida es un lquido menos denso que la fraccin slida a travs de la que asciende. El magma se almacena en bolsas denominadas cmaras magmticas a profundidades menores.

    Los factores fsicos que condicionan la fusin de un magma son la presin y la temperatura.

    Para que se genere un magma es necesario que suba la temperatura o que descienda la presin.

    CRISTALIZACIN FRACCIONADA (Bowen 1928)

    Es el proceso de diferenciacin ms importante. Mediante este proceso, en un magma que

    comienza a cristalizar, las sustancias ms insolubles o ms pesadas son las primeras que

    cristalizan, como son, en general los minerales accesorios y los minerales esenciales.

    En la serie de reaccin discontinua cada mineral tiene una estructura cristalina diferente, que se forma a medida que los componentes slidos reaccionan con el fundido restante y producen el

    siguiente mineral de la secuencia. La serie de reaccin continua muestra que los cristales de plagioclasa ricas en calcio reaccionan con los iones sodio contenidos en el fundido para enriquecerse cada vez ms en sodio. Durante la ltima etapa de la cristalizacin, despus de quela mayor parte del magma se ha solidificado, se generan los minerales moscovita, feldespato potsico y cuarzo.

  • DIFERENCIACIN MAGMTICA La diferenciacin magmtica es el conjunto de procesos mediante los cuales un magma madre, ms o menos homogneo, se separa en fracciones que llegan a formar rocas de composiciones diferentes. Se distinguen dos tipos de diferenciacin:

    La diferenciacin magmtica sensu stricto, o sea la separacin de una o varias fases lquidas a partir del magma madre, antes de la cristalizacin.

    La cristalizacin fraccionada, que es la

    separacin consecutiva de una o varias fases

    slidas a partir del magma inicial.

    CONCENTRACIN DE METALES EN EL MAGMA

    El principal mecanismo de concentracin de metales es la cristalizacin fraccionada.

    Los primeros metales formados son retirados por densidad y acumulados en el fondo de la cmara

    magmtica. El magma residual se empobrece en algunos elementos y se concentra en otros,

    cambiando su composicin qumica a medida que progresa la cristalizacin.

    Otros elementos (la mayora de los metales de uso econmico del magma) como el Cu, Pb, Zn, Ag,

    Au, Mo son incompatibles, por su radio inico, composicin qumica y estado de oxidacin. No

    entran con facilidad en la estructura de los silicatos y son enriquecidos en un magma residual.

    TIPOS DE ROCAS IGNEAS

    Rocas intrusivas o plutnicas: Se forman en el interior de la corteza terrestre. Se enfran

    lentamente con solidificacin de magma, resultando un material cristalino, generalmente de

    tamao de grano grueso y de cristales bien formados.

    Rocas extrusivas o volcnicas: Se forman en la superficie de la corteza terrestre. Se enfran

    rpidamente con solidificacin brusca del magma, resultando un material vtro o microcristalino,

    donde coexisten cristales bien formados en una masa fundamental.

    Rocas volcanoclsticas: Fragmentos de diferentes tamaos (bombas hasta ceniza) expulsados al

    aire durante una erupcin explosiva.

  • DEFORMACIONES EN MARGEN CONVERGENTE

    Subduccin tipo chilena: (Compresin) Con una placa ocenica joven y caliente, de baja densidad

    y una alta tasa de convergencia.

    Subduccin tipo Mariana: (Extensin) Placa ocenica antigua, densa y fra, con baja velocidad de

    convergencia.

    EXPERIMENTOS DE COMPRESIN TRAXIAL

    Determinan las caractersticas de Esfuerzo - Deformacin y resistencia de los suelos sujetos a

    esfuerzos cortantes.

    FALLAS

    Discontinuidad que se forma por fractura

    en las rocas de la corteza terrestre, a lo

    largo de la cual ha habido movimiento de

    uno de los lados respecto del otro.

    PORFDOS CUPRFEROS EN EL NORTE

    Norte alta conductividad elctrica presencia de fluidos existencia de fallas minerales

    Cerro Colorado, Collahuasi, El Abra, Radomiro Tomic, Chuquicamata, Escondida, El Salvador.

    FALLA OBLICUA

    Es aquella que presenta movimiento en una componente vertical y una componente horizontal.

    En convergencia oblicua las vetas de tensin, se ubican en el interior de pares activos de fallas

    transcurretes (extensionales o compresionales).

    La presin de los fluidos es uniforme antes de la fractura, despus de la fractura fluyen hacia los

    jogs.

  • SISTEMAS HIDROTERMALES

    Fluido hidrotermal: Puede ser definido como una solucin acuosa a alta temperatura portadora

    de muchos metales en solucin, que puede migrar lateral y verticalmente en el interior de la

    corteza terrestre en un rango amplio de temperaturas y presiones.

    Depsito mineral de origen hidrotermal: se puede formar por la circulacin por fluidos de

    temperatura variable (50C -500C), que lixivia, transporta, y posteriormente precipita su carga de

    metales, en respuesta a cambios en las condiciones fsico-qumicas del medio por donde circula.

    Las rocas donde circula el fluido hidrotermal no es estable en presencia de dicho fluido, y tiende a

    re-equilibrarse, formando una nueva asociacin de minerales ms estable.

    FUENTE DE ORIGEN DE LOS FLUIDOS HIDROTERMALES

    Magmtica: (2-6%) aportada por el magma en enfriamiento. Alta participacin en las fases

    iniciales de mayor temperatura.

    Meterica: (95%) aportada por aguas lluvias. Muy abundante en las fases finales de menor

    temperatura del sistema.

    EFECTOS DEL AGUA EN SISTEMAS MAGMTICOS

    Despolimeriza la mezcla y reduce su viscosidad

    Aumenta la velocidad de difusin inica

    Disminuye la temperatura de cristalizacin

    Se exsuelve y expande en el magma, causando en determinadas circunstancias una explosiva

    evacuacin de voltiles hacia la superficie (ebullicin retrgrada).

    EBULLICIN Y SEPARACIN DE FASES

    La cristalizacin continua del magma y el incremento de concentracin de H2O en el magma

    residual, provocan que la presin del H2O en la parte superior de la cmara iguale a la presin

    confinante. En este punto se produce segunda ebullicin o ebullicin retrgrada de los voltiles

    en el magma.

    Cu, Zn, Pb, Ag, Au se incorporan a la fase cristalina como trazas en minerales formadores de rocas.

    El aumento de la presin al entrar en ebullicin el sistema, produce una fracturacin y

    brechizacin hidrulica de las rocas. Lo que produce una rpida prdida de presin en el fluido en

  • la cmara, lo cual lleva a la precipitacin de la slice (sellando el sistema y a la formacin de

    magma).

    Los minerales de mena son transportados por esta red de fracturas y depositados a partir de las

    soluciones hipersalinas.

    Al final del proceso hay una densa red de fracturas y una alteracin de los canales de circulacin,

    generando un stockwork.

    TRANSPORTE DE LOS METALES

    Las soluciones hidrotermales son insolubles de la mayora de los compuestos y metales.

    La formacin de complejos inicos, es el mecanismo que transporta a los metales en solucin.

    El ion central es un catin metlico.

    Molculas neutrales o aniones se llaman ligandos.

    DEPOSITACIN DE LOS METALES

    La precipitacin de metales desde complejos inicos en un fluido hidrotermal ocurrir por:

    1. Variaciones de temperatura

    2. Cambios qumicos producidos por mezcla de fluidos

    La temperatura, nivel de oxidacin y pH cambian cuando fluidos hidrotermales se mezclan con

    aguas metericas.

    3. Reacciones de la solucin con las rocas de caja

    La alteracin hidrotermal de los feldespatos y de otros silicatos ocurre a travs de la hidrlisis.

    ALTERACIN HIDROTERMAL

    Las soluciones hidrotermales junto con su capacidad para transportar metales de inters

    econmico, interactan con las rocas, producen cambios mineralgicos, texturales y qumicos en

    estas.

    Se convierte un conjunto mineral inicial en una nueva asociacin de minerales ms estable bajo las

    condiciones hidrotermales de temperatura, pH y composicin de fluidos.

    Existen minerales ms fciles de alterar que otros, los de mayor temperatura de cristalizacin

    estn en fuerte desequilibrio y sern los primeros en alterarse.

    Olivino > magnetita > piroxenos > anfboles > biotita = plagioclasa.

  • FACTORES QUE CONTROLAN LA ALTERACIN HIDROTERMAL

    Temperatura y la diferencia de temperatura ( t) entre la roca y el fluido que la invade: mientras

    ms caliente el fluido mayor ser el efecto sobre la mineraloga original.

    Composicin del fluido, sobre todo el pH del fluido hidrotermal: mientras ms bajo el pH (fluido

    ms cido) mayor ser el efecto sobre los minerales originales.

    Duracin de la interaccin agua/roca y variaciones de la razn agua/roca: mientras mayor sea el

    volumen de soluciones que circulen por las rocas y por