PETROLOGÍA DE ROCAS ÍGNEAS Y METAMÓRFICAS

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Instituto Politécnico Nacional

Unidad Ticomán “Ciencias de la Tierra”

Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura

Petrología Ígnea y Metamorfica.

1. ¿Cómo saben los petrólogos la composición del interior de la tierra? (2pts)

Por el estudio de las rocas, se conoce que las rocas que se originaron en el manto se han recogido en la superficie de la tierra, entre ellas muestras que contienen diamantes, pruebas de laboratorio indican que pueden formarse en ambiente de presión elevada. Etas rocas deben de haber cristalizado a profundidades superiores a 200 Kilómetros, se deduce que son muestras de manto que sufrieron muy pocas alteraciones durante su ascenso a la superficie.

Han examinado láminas delgadas del manto superior y de la corteza oceánica que lo recubre que han sido empujadas por encima del nivel del mar en lugares como Chipre, Terranova y Omán.

Establecer la composición del núcleo es más complicado, debido a su gran profundidad y su densidad elevada, ninguna muestra del núcleo ha llegado a la superficie, pero se consta que está compuesto principalmente de hierro.

Los meteoritos proporcionan importantes pistas sobre la composición del núcleo y el manto, estos muestran del material del que fueron formados los planetas (incluida la Tierra), estos están compuestos principalmente por una aleación de Hierro y níquel (metálicos), minerales silicatos (rocosos) o una combinación de ambos materiales (mixtos). La composición que tienen los meteoritos rocosos es muy parecida a la que se supone que tiene el manto. Si la Tierra se formo a partir del mismo material en la nebulosa que generó los meteoritos y los demás planetas interiores, debe contener un porcentaje mucho más elevado de hierro del que se encuentra en las rocas de la corteza. Se puede concluir que el núcleo es enormemente rico en este material.

2. Diagramas de Harker. ¿Por qué son importantes y que nos muestran? ¿Por qué los puntos en dichos diagramas a veces tienden a alinearse? Suponga que los diagramas de Harker no se alinean ¿Qué significa esto? (5pts)

Generalmente permite proyectar la SiO2 sobre la abscisa contra los restantes óxidos en la ordenada y en ordenadas los valores de FeO, MnO, MgO y CaO los cuales en una evolución “normal” irán deprimiéndose mientras que las curvas de los óxidos alcalinos (Na2O y K2O) serán ascendentes. La alúmina muestra muy poca pendiente (positiva o negativa) con un pequeño incremento en la zona correspondiente a los porcentajes en sílice intermedios (± 56-65%). El estudio del orden de cristalización dado por la serie de Bowen permite interpretar el significado de este comportamiento.

Cuando se hacen interpretaciones de rocas ígneas basadas en los diagramas de variación, se debe distinguir entre observaciones e interpretaciones. Las interpretaciones se relacionan a tendencias o a procesos de cristalización fraccionada y se asume que los análisis representan lavas consanguíneas con un ancestro común, erupcionadas desde una cámara debajo de un volcán, que muestra varios estadios de evolución progresiva. Esta suposición es apoyada, pero no probada, por la estrecha relación espacial y temporal de la asociación de rocas. La interpretación asume que el contenido de sílice está relacionado con el proceso de evolución, de manera tal que el % SiO2, se incrementa con la evolución del magma y que la cristalización fraccionada es el único proceso involucrado. Con el reconocimiento de estas suposiciones, se debe

retornar a los análisis químicos, a la petrografía y al campo, para evaluar las observaciones y las interpretaciones.

La sílice no siempre es adecuada como índice en los diagramas de Harker, se utilizan otros parámetros y como los procesos de fraccionamiento cristal-líquido están fuertemente relacionados con la evolución del magma, los parámetros deben ser seleccionados enfatizando el contraste de las composiciones entre los cristales tempranamente formados, versus los líquidos residuales tardíos. Así el índice félsico (Na2O + K2O)/(Na2O + K2O + CaO), tiene valores bajos en las acumulaciones tempranamente cristalizadas de plagioclasa cálcica y augita, como en las rocas gábricas; mientras que da valores altos en las rocas graníticas con abundante feldespato alcalino y biotita. El índice máfico (Fe2O3 + FeO)/(Fe2O3 + FeO + MgO), permite distinguir entre acumulaciones de alta temperatura formadas por olivinos ricos en magnesio y piroxenas, de los fundidos residuales solidificados enriquecidos en hierro. Estos dos índices son graficados en diagramas de variación cartesianos. O también pueden ser igualmente mostrados en el diagrama triangular AFM.

Otros índices de evolución magmática son el Índice de Solidificación (IS) y el Índice de Diferenciación (ID). El IS fue propuesto por Kuno y se expresa:

IS = 100 MgO/(MgO + FeO + Fe2O3 + Na2O + K2O) que es la expresión numérica del diagrama AFM.

3. Define y explica como ocurre la diferenciación magmática. (2pts)

Es el conjunto de procesos mediante los cuales un magma original primario, homogéneo se separa en fracciones que llegaran a formar rocas de composiciones diferentes pero relacionadas.

a) Separación magmática sensu stricto: es la separación de una o varias fases líquidas a partir del magma padre, antes de la cristalización. Las soluciones se pueden serparar de acuerdo con varios procesos que han sido discutidos y criticados por Bowen.

b) Cristalización Fraccionada: son las separaciones consecutivas de una o varias fases sólidas a partir del magma inicial.Ciertos minerales de las rocas ígneas se encuentran asociados, debido a que cristalizan a la misma temperatura, mientras que otros raras veces aparecen juntos.

Lo que se expone, a continuación son algunos de los mecanismos que se cree ocurren en el proceso:

(1) Desmezcla: El desarrollo de dos líquidos que no se mezclan, en la misma forma que lo hacen el petróleo y el agua. Se considera improbable que ocurra en las variedades conocidas de rocas ígneas.

(2) Cristalización fraccionada: La separación de cristales procedentes originalmente de la mezcla fundida. Puede ocurrir como resultado de una simple diferenciación por gravedad, por presión mecánica o por la acción de corrientes de convección.

(3) Transporte de material en disolución por flujo gaseoso a través de la mezcla fundida. Este hecho se puede demostrar que es potencialmente importante en la concentración de ciertos elementos en las partes superiores de las cámaras magmáticas.

(4) Difusión térmica: Se ha sugerido que si se establece un gradiente de temperatura dentro de una masa magmática, p. ej. hacia el interior, los iones viajarán a lo largo de este gradiente en diferentes relaciones, produciendo así una clase de diferenciación. Los márgenes más básicos de algunas masas ígneas pueden ser el resultado de algún proceso de este tipo.

4. Nombra los tres ambientes tectónicos donde se encuentran los basaltos. (3pts)

La teoría de las placas tectónicas en el magmatismo actual demuestran que algunas series de rocas tienden aparecer en ciertos ambientes tectónicos pero no en otras, aunque no existe una correlación directa.

En una placa tectónica se reconocen dos ambientes para la generación de y el emplazamiento de rocas ígneas: en los márgenes. Así mismo 8 ambientes tectónicos donde aparecen diferentes series de magmas.

a) Los márgenes de placas destructivas (convergentes) consisten en arcos de isla océano-océano y arcos continente-océano (márgenes continentales activos).

b) Los márgenes de placas constructivas (divergentes) incluyen las dorsales centro oceánicas y centros emisores en retro arcos (cuencas de retroarco), ambos en los bordes de la placa.

c) En ambientes geodinámicos de intraplaca, los hot spots oceánicos (islas oceánicas) y hot spots continentales (provincias de coladas basáltica continentales y el principio del rift continental) pertenecen a un ambiente geodinámico estable, mientras el rift continental y el rift intramontañoso indican

ambientes tectónicos tensionales.

Los basaltos sub alcalinos son los tipos más comunes de rocas volcánicas, encontrándose tanto en los continentes como en las cuencas oceánicas. Los basaltos sub alcalinos bajos en potasio basaltos toleíticos, son el tipo dominante de magma producido en las dorsales medio-oceánicas (MORB) y en muchas provincias con coladas basálticas continentales.

Así mismo los basaltos de islas oceánicas (OIB) muestran una considerable diversidad de composición desde toleíticos ( Hawaii, Islandia y las Galápagos) pasando por las sódico-alcalinas (Islas canarias y St. Helna) hasta los potásico-alcalinos (tristan da

Ambientes geotectónicos de génesis de magmas. Procesos de fusión parcial y ascenso magmático.

Cunha y Gough). Los basaltos continentales son predominantemente alcalinos en los rift continentales y los toleíticos aparecen en las coladas basálticas continentales. Los sistemas de rift intracontinentales se caracterizan por rocas volcánicas que muestran un amplio rango y a veces composiciones extremas de basalto con nefelina, fonolitas, traquitas o incluso foidolitas.

5. Específica petrográficamente como distinguir el feldespato y el cuarzo den láminas delgadas (2pts)

El cuarzo no tiene direcciones de crucero, mientras que el feldespato tiene 2 direcciones paralelas.

El feldespato tiene un relieve, n<bálsamo, mientras que el cuarzo n>bálsamo.

Como característica distintiva el cuarzo es menos afectado por la alteración que casi por todos los demás minerales. Presenta una figura de interferencia uniáxica positiva.

6. ¿Qué es la regla de las fases y cuál es su importancia cuando se aplica a rocas ígneas? (5pts)

La regla de las fases de Gibbs describe el número de grados de libertad (L) en un sistema cerrado en equilibrio, en términos del número de fases separadas (F), el número de componentes químicos (C) del sistema y N el número de variables no composicionales (por ejemplo; presión o temperatura). Esta regla establece la relación entre esos 4 números enteros dada por:

La regla de las fases de Gibbs fue derivada de los principios de la termodinámica por Josiah Willard Gibbs hacia 1870.

Las variables (intensivas) necesarias para describir el sistema son la presión (+1), la temperatura (+1) y las fracciones molares relativas de los componentes en cada fase (+F(C-1)) de cada uno de los componentes de cada fase, eso nos da un número máximo de grados de libertad m = F(C-1)+2 para un sistema cualquiera.

La condición termodinámica importante es que en equilibrio termodinámico el cambio de la energía libre de Gibbs cuando se producen pequeñas transferencias de masa entre las fases es cero. Esa condición equivale a que el potencial químico de cada componentes sea el mismo en todas las fases, eso impone r = C(F-1) restricciones o ecuaciones más para un sistema en equilibrio.

La regla de Gibbs para el equilibrio afirma precisamente que L = m - r = C - F +2. A patir de esta ecuación se puede despejar cualquier término de la igualdad.

7. A) En el siguiente diagrama grafica la composición de: (4pts)Grosularia= Ca3Al2Si3O12

Cuarzo=SiO2

Anortita= CaAl2SiO8

Wallastonita= CaSiO3

B) Balancea la siguiente reacción: (4pts)

Grosularia + Cuarzo = Anortita + Wollastonita

Ca3Al2Si3O12 + Sio2 = CaAl2Si2O8 + CaSiO3

8. Para la composición de un fundido L: (6pts)

A) A medida que se enfría el fundido ¿a qué temperatura se forma el primer cristal?

La temperatura en que nuestro punto toca solidus es 1300°. T1

B) ¿Cuál será la composición del primer cristal?

Nuestro punto (*) indica que tenemos:

% L= 0.001 de comp An 58

% S= 99.99 de compr An 10

C) ¿A qué temperatura se tendrá el 50% de cristales y el 50% de material fundido?

CaO

Al2O3 SiO3

A 1390°, T 2

9. Para cada tipo de roca en la tabla escribe si es intrusiva y cuáles son sus minerales principales en orden de acuerdo a su porcentaje en la roca (16pts)

Roca Intrusiva o extrusiva Minerales

Dacita Ígnea

PlagioclasaCuarzoBiotita

Feldespato alcalino

Gabro de Olivino Intrusivo

Plagioclasa calcíticaPiroxenoOlivino

HornblendaHiperstena

Cuarzo.

Granito Intrusivo

FeldespatoCuarzoBiotita

MoscovitaMinerales accesorios (circón, apatito, magnetita, ilmenita y

esfena)

Basalto Extrusivo

PirxenoPlagioclasa rica en calcio

OlivinoAnfibol

11. Supon que tienes un magma de composición granítica ¿Qué tipo de roca formara y que textura tendrá si:

a) el magma solidifica a gran profundidad (2pts)

Granito de textura cristalina visible.

b) el magma solidifica a una profundidad muy somera. (2pts)

Pórfido Granítico, textura porfídica.

c) El magma comienza a solidificar a una profundidad somera y luego es expulsado a la superficie (2pts)

Pórfido Riolitico, textura Porfídica.

d) Todo el magma sin cristalizar es expulsado a la superficie. (2ps)

Rioloita, textura afanitica, presenta la misma composición del granito.

12. ¿Qué es un eutéctico? ¿Qué es un diagrama binario eutéctico? Dibuja un ejemplo con ambos conceptos ¿Cómo se interpretan estos diagramas? (10pts)

Reacción eutéctica constituye la transformación de solidificación completa del líquido. Este tipo de reacción corresponde a un punto fijo en el diagrama de fases, es decir, ocurre a una temperatura y composición determinada, y dicho punto posee cero grados de libertad. A partir de una muestra sólida, a cualquier composición distinta de la eutéctica, la muestra no fundirá completamente independientemente de la temperatura a la que nos encontremos. En el caso particular de la aleación Pb-Sn, podemos ver en la figura que dicho punto eutéctico ocurre para una temperatura T=183ºC y para una composición del sistema de 61.9% de Sn.

Evolución de la microestructura a la composición eutéctica, con la temperatura. Así mismo, podemos observar que la microestructura que proviene de la reacción eutéctica es muy característica. Consiste en una estructura laminada en la que los dos componentes de la aleación A puro y B puro, se disponen en capas alternadas.

En este tipo de reacción incluso durante el enfriamiento lento de la muestra con composición eutéctica a la temperatura eutéctica, el sistema debe transformarse desde el estado líquido al estado sólido con relativa rapidez. La limitación existente en el tiempo disponible para la transformación evita una difusión significativa. La segregación de los átomos de A y B (que se encontraban mezclados de forma aleatoria en el estado líquido) en fases sólidas distintas debe llevarse a cabo, por consiguiente, a corta escala. Aparecerán en general distintas morfologías para los distintos sistemas eutécticos, pero siempre que sean estables, por lo general, tendrán tamaño de grano fino.

DIAGRAMA EUTECTICO SIMPLE

Los primeros investigadores en aplicar estas técnicas fueron Sekiguchi y Obi quienes obtuvieron mezclas eutécticas y soluciones sólidas por fusión de fármacos de baja solubilidad con substancias fisiológicamente inertes, rápidamente solubles en agua, como la urea y el ácido succínico. El fármaco y el vector soluble se mezclan y se calientan hasta fusión; el líquido homogéneo se enfría y, una vez al estado sólido, la masa se reduce a polvo y se tamiza a través de un tamíz de malla apropiada. Cuando este tipo de sistema se introduce en agua, la substancia soluble se disuelve rápidamente y el medicamento poco soluble se libera en un estado de división muy fino lo que contribuye a aumentar su solubilidad y su velocidad de disolución.

Considerando los aspectos teóricos del procedimiento, los podemos resumir diciendo que cuando dos substancias se funden conjuntamente, los líquidos resultantes pueden ser:

•no miscibles

•parcialmente miscibles

•completamente miscibles

Los diagramas de fases de los sistemas pueden damos información útil acerca de estos fenómenos. En el caso de substancias no miscibles, el diagrama de fases es muy simple, siempre que no se formen compuestos intermedios. En el caso de la figura 1.3, que representa el caso de una mezcla de A y B en diferentes proporciones, el componente B se separa cuando la mezcla tiene una composición de 0% a 40% de A.

Inversamente, si la mezcla está constituída por 0% a 60% de B, se observará solamente la separación del producto A.

El punto de congelamiento inicial para toda composición cae sobre la línea que marca el límite del área líquida. A una composición líquida determinada y a una temperatura correspondiente a un punto en esta línea, puede existir un equilibrio entre dos fases y el líquido debe tener la composición indicada a cada temperatura cuando está en equilibrio con la fase sólida.

Cuando el sistema se encuentra a una temperatura dada o a una composición que está comprendida en las regiones marcadas "líquido + sólido" (A+ líquido o B + líquido), éste está formado por dos fases en equilibrio. Por ejemplo, en el diagrama de fases de la figura 1.3, a una temperatura corresponde una mezcla de B puro y de un líquido que contiene 40% de A 60% de B.

El punto de intersección, E, de las dos curvas que separan la zona líquida y la zona donde el líquido se encuentra en equilibrio con el sólido, se llama "punto eutéctico" (del griego: "fusión fácil") y es la temperatura más baja a la cual puede existir la fase líquida. A este punto corresponde una temperatura y una composición determinada que, para la mezcla del diagrama de la figura, corresponde a 40% de A y 60% de B. Un líquido de esta composición, al enfriamiento forma dos fases sólidas separadas, A y B puras. Cuando una mezcla fundida posee un diagrama de fases como éste, la última gota de líquido contiene siempre la composición eutéctica y es solamente en el punto eutéctico que los dos sólidos se separan. El enfriamiento de las mezclas para cualquier otra composición no dará lugar a la separación de una sola fase sólida.

El diagrama de fases representado en la figura es un diagrama idealizado ya que siempre existe una cierta solubilidad de una substancia en la otra. En estos sistemas, cuando la solubilidad de una substancia en la otra al estado sólido es significativa, se dice que existe una solución sólida. En la práctica se considera que existe una solución sólida cuando la solubilidad de una substancia en la otra al estado sólido sobrepasa el 5% , concepto que ha sido discutido posteriormente por otros autores.

13. Las rocas volcánicas usualmente presentam fenocristales y matriz. Define “fenocristales y matriz ¿En cuál de estos podemos encontrar vidrio en rocas plutónicas (10pts)

Un fenocristal es un cristal de tamaño considerable respecto al resto de los componentes de una roca; es el resultado de un enfriamiento lento en el proceso de cristalización del magma.

Así los cristales relativamente grandes que se encuentran en una pasta de grano más fino, constituyendo la denominada textura Porfídica. Los fenocristales son generalmente idiomórficos (euhedrales).

Se pueden encontrar muchos ejemplos de minerales que conforman fenocristales tales como: granate, cuarzo, feldespato, biotita, piroxeno, anfíbol, plagioclasa, olivino.

Mesostasis o Matriz

En rocas ígneas, la última fracción de la mezcla fundida que se consolida en los espacios existentes entre los cristales formados anteriormente. Puede tomar la forma de un vidrio o eutéctico, o parecer una corona de reacción alrededor de un cristal anterior.

No es común encontrar vidrio en las rocas plutónicas, ya que el enfriamiento ha sido lento, por lo que los minerales formados serán todos de tamaño parecido, visibles a simple vista y sin orientación alguna. Estas características definen la textura holocristalina o granuda.

14. ¿Por qué algunas rocas volcánicas presentan vesículas? ¿Cómo se formaron dichas vesículas? (3pts)

Las vesículas son los huecos ó burbujas que dejó el gas volcánico al salir de la lava. Cuando llegan a ser ocupadas por otro material ahí precipitado se llaman amígdalas o textura amigdaloide.La textura vesicular se presenta sobre todo en la parte superior de los derrames de

lava, cuando son numerosas hacen de la roca una masa de poco peso y muy porosa

(Ejemplo; pumita)

15. ¿Qué tipo de rocas se encuentran en el manto superior? (2pts)El tipo de roca dominante es la peridotita, que tiene una densidad de 3.3 g/cm3. Probablemente otra muestra del manto son los xenolitos, que son fragmentos de rocas extrañas capturadas por algún líquido volcánico. Otra probablemente es la dunita compuesta casi exclusivamente de olivino, se ha llegado a sugerir que tanto los xenolitos ultramaficos y todas las rocas que se suponen representativas del manto han sufrido en realidad un cierto grado de fusión.

16. Cuando observas minerales en lámina delgada, algunas de las propiedades más importantes observadas con: Color, Relieve, birrefringencia y crucero. Explica el por qué o la causa de cada una de estas propiedades.

Textura Vesicular

Color: Aunque muchos minerales son incoloros, el color, cuando existe, es una característica distintiva. El color mineral natural se observa en secciones delgadas solamente con el polarizador.

Algunos minerales son opacos en lámina delgada y sus propiedades pueden ser estudiadas solamente con el microscopio metalográfico de luz reflejada. Un mineral coloreado en lámina delgada puede mostrar un color diferente o variaciones de tonos en un color determinado cuando es girado mediante la platina del microscopio. Como los cristales en una roca están frecuentemente dispuestos al azar y además cortados según direcciones diferentes en lámina delgada, mostrarán, probablemente, colores diversos o matices de un color en lámina delgada. El color de un mineral observado en LPNA se denomina color de absorción; e\ pleocroísmo es el fenómeno de variación del color en función de Ia orientación del cristal respecto al plano de polarización de la luz. Éste es un criterio de reconocimiento muy útil para algunos minerales.

Relieve: Los minerales incoloros que tienen índices de refracción similares y próximos al del medio de montaje (bálsamo de Canadá, Lakeside, etc.) no muestran límites definidos al ser observados al microscopio. Cuanto mayor es la diferencia entre el índice de refracción de un mineral y el del material que le rodea, mayor es su relieve. Cuando las variaciones del índice de refracción son débiles, se necesita cerrar parcialmente el diafragma de la subplatina para detectar las diferencias de relieve; si el microscopio no está equipado con dicha subplatina de diafragma, es difícil o, incluso, imposible detectar las variaciones de índices de refracción o evaluar el relieve. Los minerales tienen uno, dos o tres índices de refracción según cuál sea su simetría. Cuando se estudia un mineral en lámina delgada y mediante luz polarizada no analizada (nicoles paralelos o LPNA), su relieve puede variar durante el giro de la platina del microscopio, pues el índice de refracción del mineral, que es comparable al del medio en el que está incluida la roca (p. ej., Lakeside, etc.) puede cambiar. Algunos minerales tienen un índice de refracción que cambia con intensidad y el cambio del relieve puede ser considerable; este fenómeno es característico de los minerales carbonatados ,13. l4).

Crucero: La exfoliación o crucero puede definirse como la constante aptitud de un mineral para dividirse en partículas más y más pequeñas limitadas por superficies pulidas paralelas a las direcciones de las caras de las posibles formas cristalinas. Es una ayuda muy frecuente para distinguir a los minerales. Desgraciadamente, muchos minerales muestran una exfoliación débil o nula. Sin embargo, la exfoliación está bien desarrollada, a veces cabe identificar un mineral solamente mediante esta propiedad.

Cuando el límite entre los dos minerales no es una línea brillante sino que corresponde a una franja tenue azulada y amarillenta, esto indica que los dos minerales tienen índices de refracción similares; con la ayuda de una luz monocromática específica el observador podrá determinar que mineral tiene el índice de refracción más elevado.

Birrefringencia: Es la medida cuantitativa de la doble refracción; se define por la diferencia entre los índices de refracción máximo y mínimo de un mismo mineral. La binefringencia puede medirse fácilmente y con muy buena precisión. Cuando un haz de luz polarizada penetra en la mayoría de los cristales, éste se divide en dos rayos con velocidades distintas; como consecuencia de su diferente velocidad al propagarse en. El cristal se genera una diferencia de fase (retraso) entre ambas ondas. A la salida del mineral, los rayos luminosos fuera de fase interfieren entre sí y, observados en LPA (puesto e l analizador) muestra sus colores de interferencia.

Los colores de interferencia de un mineral en lámina delgada dependen, principalmente, de tres factores:

a) La birrefringencia del mineral en la sección observada.b) El espesor de la sección mineral.c) La orientación de la sección mineral.

17. Menciona el nombre de una roca fanerítica con una composición de: (2pts)

Cuarzo 16%Feldespato alcalino 39%Plagioclasa 14%Hornblenda 13%Biotita 16%Magnetita 1%Esfena 1%

18. ¿Cuál es la definición de términos “compatible” e “incompatible”. De tus resultados. ¿Cuáles elementos se comportan de forma compatible durante la cristalización de este magma. ¿Cuáles comportan como incompatible? ¿Todos los elementos se comportan de la misma forma durante la cristalización? (10pts)

Un elemento incompatibles es un término usado en petrología y geoquímica para describir un elemento que no es adecuado en tamaño y / o carga de los cationes sitios de los minerales , y se define por el coeficiente de partición entre los minerales que forman rocas y derretir ser mucho más pequeño que.

Durante la cristalización fraccionada de magma y la generación de magma por la fusión parcial de la de la Tierra manto y la corteza , los elementos que tienen dificultades para entrar en los sitios de cationes de los minerales se concentran en la fase de fusión del magma (líquido de fase ).

Dos grupos de elementos incompatibles que tienen dificultades para entrar en la fase sólida son conocidos por los acrónimos. Un grupo incluye elementos que tienen gran radio iónico , tales como potasio , rubidio , cesio , estroncio , bario (llamado LILE , o elementos litofilos gran-de iones), y el otro grupo incluye elementos de grandes valencias iónicas (o altos cargos), tales como circonio , niobio , hafnio , de tierras raras (REE), torio , uranio y tántalo (llamado HFSE o elementos de alta resistencia de campo).

Otra forma de clasificar los elementos incompatibles es en masa: los elementos de tierras raras ligeras (LREE) son La - Sm y elementos de tierras raras pesadas (RES) son Eu - Lu. Las rocas o magmas que son ricos, o sólo ligeramente empobrecido, en elementos de tierras raras ligeras se refieren como fértil, y los que tienen fuertes mermas en tierras raras ligeras se refieren como agotado.

Existen grados de compatibilidad e incompatibilidad y los elementos traza variarán en su comportamiento en fundidos de diferente concentración; por ejemplo, el fósforo (P) es incompatible en una mineralogía mantélica, pero en fundidos graníticos, aun

estando concentrado como elemento traza, su comportamiento será el de un elemento compatible (concentrado en la estructura del apatito).

19. Los metales preciosos son elementos incompatibles. ¿Cómo cambia la concentración de los metales preciosos (oro, plata, platino) durante la diferenciación magmatica? ¿Cuál es el magma que produce los mejores depósitos de metales preciosos?¿Por que?

El aumento del contenido del oro en las rocas de afinidad basáltica indica su origen sub cortical. Si bien no forma concentraciones industriales en los magmas tanto básico como ácidos. Se concentra en los productos post-magmaticos en forma de sulfatos y cloruros, formando gran variedad de depósitos hidrotermales. Bajo condiciones exógenas el oro es capaz de liberarse de otros minerales y formar concentraciones en las zonas de oxidación así como formar placeres.

Si bien la plata se encuentra distribuida tanto en magmas basálticos como graníticos, la plata no forma concentraciones industriales en la etapa magmatica, y se concentra en productos móviles post-magmaticos en forma de tiosulfatos y cloruros, formando depósitos hidrotermales. Bajo condiciones exógenas en aguas sulfatadas acidas características de zonas de oxidación de depósitos con sulfuros, la plata en forma de sulfato o tiosulfato se convierte en solución y se deposita en el fondo en forma nativa y en forma de sales.

20. Menciona las cosas más importantes que aprendiste en este curso. Elige 4 y explica porque son importantes. Si fueras a desarrollar uno de estos temas ¿Cuáles serian las preguntas a resolver sobre dicho tema.

Yo diría las cosas que aprendí y conocí.

I. Rocas metamórficas en lamina delgada (sus minerales).II. El cómo se puede saber los minerales que se van formando cada vez que se

va enfriando el magma.III. La roca de que esta compuesta la luna y sus minerales.IV. Las rocas extrusivas.V. Las rocas intrusivasVI. A describir las rocas con mis ideas, palabras y medios.VII. Todo lo referente a los arcos de islas, etc..

De todas estas tomo las rocas (intrusivas, extresivas y metamórficas) y lo referente a los arcos de isla, las preguntas son:

a) ¿Cómo se relacionan estos cuatro con el paleomagnetismo?b) ¿Cómo se puede aplicar esto bioestratigraficamente?c) ¿descubrir que origino el metamorfismo en cierto lugar, donde no es volcánico,

que produjo ese metamorfismo en las rocas?d) Con la ayuda del paleomagnetismo saber cómo ciertas localidades fosilíferas

que datan del mismo tiempo, están separadas por una gran distancia.

BONUS. (10PTS)

1. Las rocas metamórficas suele contener minerales índices. ¿Qué nos dicen dichos minerales índice? (2pts)

Los cuerpos igenos de pequeño volumen irradian todo su color enfriándose mucho antes que los plutones grandes, por que las reacciones metamorifcas no tienen tiempo de producirse y no se forma la aureola correspondiente.Como respuesta a este incremento de temperatura se forma una serie de minerales, cada uno de los cuales es estable en un intervalo de temperatura, se llaman minerales índice. Estos minerales dejan de ser estables y se transforman en otros estables a las nuevas condiciones de presión y temperatura, minerales índice: clorita, biotita, granate, distena. (Entre mas aumente la temperatura el mineral se transformara en otro, es decir, de clorita a biotita.)

2. ¿Cuáles son los tres mas importantes agentes de metarmorfismo? Esto es; menciona las tres cosas más importantes que causa el metarmorfimo.(3pts)

a) Temperatura: el rango de temperaturas a las que se produce el metamorfismo va desde el momento en que termina la diagénesis (150 ºC), hasta el momento en que las rocas empiezan a fundir. La temperatura de fusión comienza a 650-750 ºC en rocas graníticas, y a 900-1200 ºC en rocas basálticas. Por lo tanto, el rango de temperaturas en los que se desarrollan los procesos metamórficos depende mucho de la composición de la roca original.

El origen del calor puede ser:** Procedente de magmas: la intrusión de un magma provoca un aumento de temperatura en la roca encajante (roca que rodea al magma).** Procedente del interior de la Tierra: es el calor residual de la formación de la Tierra.** Procedente de procesos de desintegración radiactiva: menos importante que los anteriores.

b) Presión: tres tipos de presión pueden actuar, solos o combinados, durante el metamorfismo:

** Presión litostática: es la presión experimentada por una roca debida, principalmente, al peso de las rocas situadas encima. Los cambios en la presiónlitostática, experimentados por las rocas durante el metamorfismo son debidos al enterramiento o a la erosión de las rocas.La corteza oceánica sufre presiones metamórficas considerablemente menores que en regiones continentales. En zonas de subducción, la corteza oceánica puede alcanzar profundidades enormes, y como resultado se produce un metamorfismo de muy alta presión. También en la zona de la fosa, debido al choque de placas, la presión es muy alta.** Presión de fluidos: los fluidos atrapados en los poros de las rocas durante el metamorfismo ejercen presión en los granos circundantes.** Presión dirigida: la deformación de las rocas durante el metamorfismo se produce cuando éstas experimentan una presión dirigida, es decir cuando la presión que se ejerce no es igual en todas direcciones. Como resultado, la roca puede llegar a ser plegada y fallada.

** Fluidos: Los fluidos están normalmente formados por agua, dióxido de carbono y sales, y trazas de multitud de elementos químicos disueltos. Son muy importantes en el metamorfismo, ya que son capaces de disolver los minerales. Pueden ser portadores de los elementos químicos que se necesitan en las reacciones metamórficas. En ausencia de fluidos, la velocidad de reacción es muy reducida.

3. Menciona los tres principales tipos de metamorfismo (3pts)a) Dinamotemorfismo.

Tiene ligar en las fracturas con movimientos importantes entre los dos bloques. De la energía mecánica intervenida parte se utiliza en la trituración de la roca y parte se transforma en color debido al roazmiento.b) Metamorfismo de Contacto.Es esencialmente térmico. Recibe este nombre por producirse en contacto con magmas. Se trata de una transformación que afecta exclusivamente a las rocas próximas al cuerpo extrusivo, en las cuales aparece lo que se denomina Aureolas Metamórficas.c) Metasomatismo.Hay un intercambio de elementos consistente en la situación por parte de la roca encajonarte (con frecuencia caliza) y precipitan en su lugar de silicatos y minerales explotables.d) Metamorfismo regional.Producido en las zonas de subducción o bordes destructivos de placa. Es el de las zonas orogénicas la cual abarca grandes extensiones. Actúa con la presión y la temperatura.

4. ¿Cuál es la diferencia entre lineación y foliación?Foliación: arreglo penetrativo planar de elementos de fábrica a escala macroscópica.• Foliación primaria: bandeamiento magmático en plutones, en riolitas, etc.• Foliación secundaria: clivajes, foliación metamórfica y milonítica.Lineación: alineamiento paralelo de elementos de fábrica elongados o lineales, a escala macroscópica y en forma penetrativa.• Tipos de lineaciones:• Lineación mineral, de intersección o de crenulació. Otras estructuras lineales:• Lápices• Budines• Alargamiento de clastos en conglomerado

Referencias.

- Tarbuck E.J., Lutgens F.K. y Tasa, D. Ciencias de la Tierra. Edit. Prentice Hall, edición 2005, trad. de 8ª ed.

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIHUAHUA FACULTAD DE INGENIERÍA

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