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Tema-10- Ambientes mineralogenéticos * Variedad de minerales muy restringida: - Distribución de elementos en la tierra y su abundancia - Caracter geoquímico - Características de los diferentes ambientes geológicos * Asociación mineral vs. paragénesis mineral Asociación m.: todos aquellos minerales que aparecen juntos en una roca; esto es, son minerales relacionados sólo espacialmente Paragénesis m.: conjunto de minerales que aparecen juntos en una roca, pero formados por el mismo proceso genético durante una misma etapa

* 8 elementos . 98.6% en peso * 9 de cada 10 iones son O2-, Si4+ o Al3+ * O2- . 94% vol

Elementos más comunes en la corteza continental

Elemento O Si Al Fe Mg Ca Na K

% en Peso 46.60 27.72 8.13 5.00 2.09 3.63 2.83 2.59

% atómico 62.55 21.22 6.47 1.92 1.84 1.94 2.64 1.42

% en Volumen 93.77 0.86 0.47 0.43 0.29 1.03 1.32 1.83

ABUNDANCIAS CÓSMICAS Y CORTICALES DE ELEMENTOS Elemento 1 Hidrógeno (H) 2 Helio (He) 6 Carbono (C) 7 Nitrógeno (N) 8 Oxígeno (O) 14 Silicio (Si)

Abundancia solar Abundancia en la corteza (átomos / 106 Si) átomos / 106 Si peso (ppm) 31.000 x 106 3.100 x 106 15 x 106 3,1 x 106 26 x 106 1 x 106

2.9 x 106 1 x 106

456.000 273.000

* Formación minerales . ambientes geológicos determinados *Bajo distintos ambientes se forman los mismos minerales difenciándose en: - Composición - Asociaciones y parágénesis * Los ambientes geológicos se agrupan en: - Magmático - Sedimentario - Metamórfico - Metasomático * Estos ambientes mineralogenéticos se encuentran interrelacionados a través del ciclo geológico

Ambiente Magmático * Magma . fundido de composición fundamentalmente silicatada, en el que existen cristales y, en algunos casos, fragmentos de rocas en suspensión, así como una porción más o menos importante de gases y vapores disueltos * Elementos compatibles vs. elementos incompatibles - Compatibles: aquellos que por sus características cristaloquímicas (radio, carga, etc.) tienden a formar parte de las fases sólidas cristalizadas a partir del magma - Incompatibles: aquellos que por sus características no entran fácilmente en las fases sólidas y tienden a concentrarse en los líquidos o fundidos residuales de la cristalización magmática, que por tanto estarán enriquecidos con respecto a estos elementos.

* Mecanismos de evolución magmática: - Diferenciación magmáticas: en los que la evolución se realiza a partir del propio magma. * Cristalización fraccionada: * Cristalización en equilibrio - Asimilación y mezcla de magmas: la evolución magmática y los minerales que se forman son el resultado de la contaminación del magma con rocas u otros fundidos de composición diferente * Cristalización fraccionada . impide reacción en equilibrio (cambio de composición del magma) * Cristalización en equilibrio . Los cristales no abandonan el magma y reaccionan con el * Series de Bowen: - Serie continua - Serie discontinua

* Tendencia l. magmáticos . aumento sílice y álcalis-descenso Mg, Fe y Ca * Enriquezimiento en sílice . polimerización de los tetraedros * Fases de la consolidación magmática: - Fase ortomagmática (600-700ºC):los volatiles participan escasamente (concentración en residuo magmático), así aumenta la presión y se mantine líquido hasta T relativamente bajas - Fase pegmatítica (e. volátiles e incompatibles): cristaliza el fundido residual rico en elementos volátiles e incompatibles. (F. Pneumatólitica) - Fase hidrotermal: existen una auténtica solución acuosa

Ambiente pegmatítico * Pegmatitas . grupo separado de rocas magmáticas tardías formadas cerca del techo de macizos intrusivos hacia el final de su consolidación * Están relacionadas con las intrusiones de las que proceden por igualdad de composición pero se diferencian: - Son de menor escala - Pueden formar diques o bolsadas - Estructura interna zonada - Sin uniformidad en el tamaño de grano - Algunos cristales son de gran tamaño * Las principales son las graníticas

* Origen . cristalización magma pegmatítico: fundido residual silicatado muy rico en Si, Al, K y Na y también con muchos elementos incompatibles y volátiles * El magma pegmatítico va a ser un fundido residual silicatado muy rico en Si y Al, rico en alcalis K y Na y enriquecido en elementos de muy pequeño y muy grande radio iónico (Li, Rb, Cs, Be, Nb, Ta, Sn, W , Y y T.R.) Y sobre todo altas concentraciones en elementos volátiles (F, H2O, P, S, Cl, N, CO2 y B) que han formado complejos con los anteriores, manteniendolos disueltos en el magma

Ambiente hidrotermal * Generador de mineralizaciones * Precipitación a partir de soluciones acuosas calientes ricas en gases y metales que circulan por debajo de la superficie terrestre * Precipitación . disminución P y/o T o variación condiciones químicas * Filones hidrotermales, relleno de cavidades y fenómenos de reemplazamiento * Alteraciones hidrotermales (silicificaciones, cloritizaciones, dolomitizaciones, caolinización)

Ambiente metamórfico * Metamorfismo . proceso de transformación mineralógica y estructural de las rocas, en estado sólido, cuando éstas se ven sometidas a condiciones físicas y químicas (P, T, PH2O, PCO2) distintas de las que prevalecieron en el momento de formación de las mismas * Proceso isoquímico (s. cerrado) * Tipos de metamorfismo en función del Ambiente Geológico: -Metamorfismo de contacto . rocas calentadas entorno a intrusiones magmáticas (m. térmico) - Metamorfismo de impacto . T y P extremas - Metamorfismo cataclásticos . zonas de cizalla (P) - Metamorfismo regional: * Metamorfismo de enterramiento . cuencas sedimentarias * Metamorfismo de dorsal oceánica . extensión oceánica * Metamorfismo orogénico . metamorfismo dinamortérmico con estructuras penetrativas (márgenes convergentes de placa)

Ambiente metamórfico * Metamorfismo . proceso de transformación mineralógica y estructural de las rocas, en estado sólido, cuando éstas se ven sometidas a condiciones físicas y químicas (P, T, PH2O, PCO2) distintas de las que prevalecieron en el momento de formación de las mismas * Proceso isoquímico (s. cerrado) * Tipos de metamorfismo en función del Ambiente Geológico: -Metamorfismo de contacto . rocas calentadas entorno a intrusiones magmáticas (m. térmico) - Metamorfismo de impacto . T y P extremas. Cráteres de impacto - Metamorfismo cataclásticos . zonas de cizalla (P) - Metamorfismo regional: * Metamorfismo de enterramiento . cuencas sedimentarias * Metamorfismo de dorsal oceánica . extensión oceánica * Metamorfismo orogénico . metamorfismo dinamortérmico con estructuras penetrativas (márgenes convergentes de placa)

* Factores del metamorfismo . T, P y cantidad y composición de la fase fluida o gaseosa * Paragénesis de minerales metamórficos .facies metamórficas * Dependencia de la composición inicial (protolito) . Naturaleza químico mineralógica de la roca

Ambiente metasomático * Efecto adicional a la intrusión de cuerpos plutónicos . Variación composicional de la roca encajante en la zona de contacto (SKARNS) * Roca granítica-roca carbonatada . cualquier cuerpo plutónico que intruya en las últimas etapas de su consolidación, en la que todavía son activos procesos hidrotermales o neumatolíticos, independientemente de su composición, son susceptibles de producir reemplazamientos metasomáticos

* Exoskarn-endoskarn *Generación de nuevos minerales . silicatos pobres en silice y ricos en Ca y Mg con grupos OH y volátiles, óxidos y sulfuros * Doble aporte de iones . roca intrusiva (silice, alcalis y volátiles + roca carbonatada (Ca y Mg)

Ambiente sedimentario * Inestabilidad de minerales de otros ambientes . O, H2O, bajas P y T * Escala de alterabilidad . en relación con las condiciones de P y T (sobre todo T) a las que se formaron * Tipos de minerales sedimentarios: - M. Heredados . minerales procedentes de otros ambientes que son menos alterables - Minerales de la arcilla (alteración directa o neoformación) - Minerales precipitados en el medio exógeno . sales y carbonatos (evaporación, precipitación química y bioquímica o procesos de acumulación mecánica) - Sedimentos orgánicos . carbón y petróleo

Relación entre la composición del mineral que está siendo alterado y la composición del mineral de la arcilla que se produce