Trabajo Práctico Nº 5: Geoquímica de procesos endógenos ...

GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS, GEOQUÍMICADEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA-UNSL1. interpretación de datos geoquímicos• Diagramas de variación: Con los datos provenientes de las tablas entregadas seconstruirán los gráficos “diagramas de variación”, para los elementosmayoritarios (óxidos). Estos gráficos son X/Y y se debe ubicar en un eje un óxidoy en el otro eje, otro óxido distinto, generalmente es el SiO 2 . El objetivo delpresente gráfico es determinar el grado de correlación entre los distintoselementos elegidos.Hacer 5 diagramas, ej.: SiO 2 vs Al 2 O 3 y/o Al 2 O 3 vs K 2 O, etc., aplicar las líneas detendencia a la distribución de puntos y analizar las posiciones que ocupan.• Diagramas AFM (Na 2 O + K 2 O - FeO - MgO) (diferenciación magmática de Irviney Baragar, 1971). Con los datos anteriores se realizará el ploteo correspondientey posteriormente la interpretación sobre los tipos de rocas y las característicasde las mismas.• Diagramas de discriminación tectónicaPearce et al., 1984: (Y + Nb) - RbPearce et al., 1984: Y - Nb• Diagramas para clasificación de rocasMiddlemost 1985 SiO 2 - Na 2 O + K 2 OMiddlemost 1985 SiO 2 - Na 2 O + K 2 OLe Maitre 1989 SiO 2 -K 2 O2. Normalización con REE y otros estándares:• Con los datos químicos de la planilla correspondiente realizar la normalizaciónde los datos según los distintos estándares entregados con la guía.• Explique el comportamiento de cada una de las rocas normalizadas.• Elabore un breve informe describiendo las interpretaciones realizadas.Referencias de los estándares utilizados:Prim(Primitive Mantle) MantoprimitivoMORB (Mid-Ocean Ridge Basalt) Basaltocordillera centro-oceánicaDra. Roquet María Belén-201349

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GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS, GEOQUÍMICADEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA-UNSLParte B: interpretación de los resultados de análisis químicos en rocas ígneaspegmatíticas.Objetivos: tratamiento de datos químicos minerales pegmatíticos, para ser procesadoscon Excel u Origin.Geoquímica de elementos minoritarios y vestigios en minerales pegmatíticosLos elementos químicos tales como Rb, Cs, Ba y Sr, se hallan extensamentedistribuidos en las rocas ígneas ácidas reemplazando al K, principalmente en losfeldespatos y en menor proporción en las micas.Los feldespatos potásicos y las muscovitas se consideran aluminosilicatos de potasio,que poseen un rol petrogenético fundamental en los granitos y en sus difernciadosmagmaticos (aplitas y pegmatitas). La estructura interna de estas especies minerales,(tectosilicato y filosilicato), sumada a la composición del fundido silicatado a partir delcual cristalizan y las condiciones fisicoquímicas en las que se encuentran yevolucionan, son los factores que condicionan los reemplazos iónicos que se producenmodificando asi su composicion química.Los metales alcalinos no forman ningún compuesto sencillo en las rocas ígneas, el Nay el K se presentan como cationes monovalentes cuyos radios iónicos ocupan muchoespacio en las estructuras de los minerales, por lo que sus números de coordinacióndeben ser grandes y las fuerzas interatómicas que unen a estos elementos a laestructura no deben ser muy fuertes, permitiendo que se concentren con facilidad enlos fundidos y soluciones residuales durante el proceso de diferenciación magmática.Entre los feldespatos alcalinos, aquellos cuya composición es principalmente potásicacorresponden a las especies características de la última fase de cristalización, adiferencia de la serie calcoalcalina (Ab-An), la cual comienza a separarse al inicio delestadio principal de la cristalización en forma de una mezcla isomorfa, cambiandogradualmente su composición durante el proceso de diferenciación. Otro grupo mineralque se caracteriza por contener cantidades notables de metales alcalinos, es el grupode las micas, integrado por especies minerales potásicas (Ms-Bt), que sonconsideradas componentes principales en las rocas.Bajo la consideración de que los feldespatos potásicos y las muscovitas son especiesminerales de las últimas faces de la cristalización magmática, y que por tanto soncomunes en pegmatitas graníticas, se asume, que pueden sufrir sustituciones deelementos minoritarios y vestigio dentro de su estructura. Los elementos mayoritariosSi y Al, ubicados en posiciones tetraédricas dentro de la estructura interna de losfeldespatos, pueden ser reemplazados, por B, Ga, Ge, Fe 2+ ,Fe 3+ , Mg, Ti y P; mientrasque las posiciones octahedricas ocupadas por K y Na sufren el reemplazo de Rb, NH 4 ,Cs, Ca, Sr, Pb, Ba, Eu, La, Li; por la misma razón la estructura interna de lasmuscovitas acepta reemplazos de Na, Ca, Ba, Mg, Fe, Mn, Li, Ti, Cr, Ta, Ga, Nb, Sc ySn.Los fundamentos expuestos hasta el momento, indican que la composición química delos feldespatos y muscovitas, en términos de elementos vestigio, es variada y daindicios del proceso evolutivo que los generó. Por tal, se considera que a través de suestudio se puede conocer el estado de evolución zonal, el comportamiento interno, yDra. Roquet María Belén-201355

GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS, GEOQUÍMICADEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA-UNSLlas relaciones petrogenéticas de los distritos pegmatíticos; además de inferir la tipologíade cada yacimientos y su potencial económico, definido por el mayor o menorenriquecimiento en elementos raros como Be, Nb, Ta, Sn, Li, Rb, Cs o Sc, entre otros.Carácter geoquímico y abundancia de elementos minoritarios en depósitospegmatíticosRubidio y cesio: estos corresponden a metales alcalinos pesados que casi siempre sepresentan juntos en la naturaleza, son elementos que se incorporan a los mineralesdurante la cristalización asemejándose químicamente al K. Sus radios iónicos songrandes, lo que explica su concentración pronunciada en los últimos cristalizadosespecialmente los de composición granítica.El cesio y en particular el rubidio, se caracterizan por ser los representantes típicos delos elementos denominados dispersos, aquellos que casi nunca forman mineralsindependientes. La causa, esta relacionada en el caso del Rb a que su radio iónico(1,49 Å), es casi igual al del K (1,33 Å), por lo que es mucho más sencillo sustituirlo enla estructura de los feldespatos, a diferencia del Cs que debido a su radio iónico (1,65Å), tiende a acumularse en los líquidos residuales, lo que puede resultar en el aumentode su concentración lo suficiente como para generar pollucita como especie mineralcaracterística. En el caso de la cristalización simultanea de un feldespato y una mica, elRb tiene preferencia por el filosilicato, en special si son ferromagnesianos de litioaluminio,debido a que el Rb entra en el sitio estructural que le corresponde al K encoordinación 12 (filosilicatos), de forma mucho mas comoda que el sitio reducido queocupa en los feldespatos por la coordinación 10 que caracteriza a los tectosilicatos.El contenido de Rb, en la composición global de una pegmatita granítica, se encuentraen volúmenes que usualmente son del orden de 10 -2 % en Rb 2 O, para el caso depegmatitas de la clase elementos raros el contenido es del orden de 10 -1 %, y parapegmatitas mas evolucionadas el enrriquecimeinto en Rb 2 O es de 1,0% (Jambor, 1967y Kuzmenko, 1976 en Perino, 1998). La abundancia de Cs disperso en mineralesformadores de roca, como feldespatos, raramente alcanzan el 0,6% de Cs 2 O, para elcaso de las lepidolitas alcanzan el 1,9% Cs 2 O (Quensel, 1956 en Perino, 1998). Enpegmatitas de clase elementos raros, la composición global de Cs como Cs 2 O, variaentre 10-15 ppm y, solo en pegmatitas más evolucuinadas se han podido encontrarvalores cercanos al 1% de Cs 2 O (Perino, 1998).Bario y estroncio: el Sr 2+ y el Ba 2+ pertenecen a los oligoelementos más abundantes dela litosfera superios, se caracterizan por no formar minerales independientes en lasrocas ígneas salvo casos excepcionales. Aunque estos elementos muestren un granparecido químico entre sí, su forma de presentación en las rocas ígneas ofrecediferencias considerables. El Sr 2+ acompaña al Ca 2+ permanentemente en losminerales y las rocas tanto de origen ígneo como sedimentario, sustituye al K enmuchos minerales generando una diadosia no muy extensa entre Sr-K; por el contrarioel Ba 2+ no reemplaza al Ca 2+ puro, la causa de esto es el tamaño del radio iónico deBa 2+ (1,43Å), el cual es demasiado grande para ocupar el lugar del ión Ca 2+ en laestructura de los minerales, mientras que la diferencia entre el tamaño de los radiosiónicos de Sr 2+ (1,27Å) y Ca 2+ (1,06Å) es mucho menor.El ión K puede ser sustituído por Sr 2+ y por Ba 2+ , siendo siempre mucho más efectiva lade Sr 2+ por K debido a que la diferencia de radio iónico es menor que con Ba 2+ , de estaDra. Roquet María Belén-201356

GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS, GEOQUÍMICADEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA-UNSLdiadósica con facilidad de reemplazo ilimitado entre ambos cationes. Los estudiósrealizados por numerosos autores, indican que el feldespato potásico puede serutilizados como mineral indicador geoquímico de la presencia de este elemento en laspegmatitas.Ejercicio 1: este ejercicio consiste en la utilización de datos geoquímicos obtenidos apartir de FRX sobre feldespatos potásicos, para determinar el grado de evolucióngeoquímica que presenta la pegmatita "Aida".Ejercicio propuesto:1. Determinar el valor de K a partir del peso molecular.2. Determinar los valores correspondientes a cada relación planteada.3. Se debe tener en cuenta que para aquellas muestras con valores vest. deberáutilizarse el límite de detección correspondiente a este elemento.4. Los valores obtenidos para feldespatos potásicos serán representados en losdiagramas correspondientes.Dra. Roquet María Belén-201358

GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS, GEOQUÍMICADEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA-UNSLCuadro 1. Feldespato PotásicoMuestraK 2 O(%)P 2 O 5(%)Rb(ppm)Sr(ppm)Cs(ppm)Ba(ppm)Ga(ppm)K(ppm)K/Rb K/Cs Rb/SrAI20A 10,49 0,120 222 144 68 141 11AI20B 10,89 0,090 278 169 50 199 8AI21A 12,32 0,028 1160 40 214 71 7AI21B 11,43 0,152 164 149 43 125 6AI30A 12,60 0,080 156 117 40 49 6AI30B 11,77 0,107 171 114 61 31 10AI31A 12,28 0,137 428 46 53 18 7AI31B 13,43 0,165 446 64 74 54 8AI32A 12,34 0,084 21 233 58 389 6AI32B 12,66 0,075 43 145 18 142 6AI33A 11,76 0,173 98 149 44 217 12AI33B 12,05 0,108 69 252 58 474 7AI46A 12,92 0,157 245 94 52 34 6AI46B 13,24 0,192 662 59 56 22 12AI62A 1,22 0,059 Vest 500 30 89 16AI62B 12,99 0,034 Vest 337 44 697 8Límites de detección (en ppm): para P= 7, Nb= 15, Ta= 6, Ba= 5, Sr= 8, Ga= 4, Rb= 5 y Cs= 6Dra. Roquet María Belén-201359

GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS, GEOQUÍMICADEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA-UNSL100001000K/CsIIIBeLi-Be-(Ta)IIILi-Cs-Be-Ta100IV10100 100010 10000RbDra. Roquet María Belén-2013

GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS, GEOQUÍMICADEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA-UNSL10000K/RbTendencia a la evolución1000IBe100IILi-Be-(Ta)IIIRb/Sr100,010,11IV10Li-Cs-Be-Ta100 1000Dra. Roquet María Belén-2013

GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS, GEOQUÍMICADEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA-UNSL10000K/Rb1000100101110Ga100Dra. Roquet María Belén-2013

GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS, GEOQUÍMICADEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA-UNSL10000K/RbBe1000IIILi-Be-(Ta)Li-Cs-Be-Ta100IIIIV101110Cs100 1000 10000Dra. Roquet María Belén-2013

GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS, GEOQUÍMICADEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA-UNSL10000K/Rb1000100101110Ba100 1000 10000Dra. Roquet María Belén-2013

GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS, GEOQUÍMICADEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA-UNSLEjercicio 2: utilizar los datos de cuentas obtenidos de un equipo de fluorescencia deRX para realizar una curva de calibración y calcular la concentración de lasdiferentes muestras analizadas; las mismas corresponden a feldespatos potásicos ymuscovitas pertenecientes a pegmatitas. Los elementos analizados en cada una deellas y en los patrones son K, Rb, Sr, Cs, Ba, Ga, P, Nb y Ta.Ejercicios propuestos:1. Realizar la curva de calibración para K, Y Rb a partir de los datos de lospatrones. Para feldespatos potásicos se recomienda utilizar los patrones AGV-1, FKN, GS-N y ACE.2. Una vez realizada la curva, determinar la concentración de estos elementospara cada muestra.3. Se recomienda el uso del programa Origin para la realización de las curvas.AGV-1 [C] FKN [C] GS-N [C] ACE [C]K 2O 144476 2,92 609374 12,81 229657 4,63 207028 4,49Rb 5159 67,3 52683 860 11875 185 9705 152Sr 26328 662 4143 39 26918 570 2666 3CS 72 1,28 75 7 134 5,7 121 3Ba 6193 1226 831 200 7053 1400 509 55GA 3341 20 4818 19 3979 22 6290 39P 2O 5 7118 0,49 4092 0,024 5718 0,28 4104 0,014Nb 528 45 1000 - 1878 21 3621 110Ta -288 0,9 -387 0,25 -685 2,6 -352 6,4Muestras FeldespatosFk20A [C] Fk20B [C] Fk20C [C] Fk20D [C] Fk20E [C]K 480143 498027 496395 534908 513587RB 29104 31767 25404 37599 27613SR 5445 6058 5359 4674 4735CS 237 172 251 156 141BA 782 1050 729 518 851GA 3660 3287 2905 3484 3503P 4664 4465 4484 4789 4929NB 458 654,5 293 680 553TA -520 -493 -409 -208 -466Dra. Roquet María Belén-201366

GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS, GEOQUÍMICADEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA-UNSLParte C: Diagrama Streckeisen.Objetivos: clasificación de rocas ígneas, utilizando el triangulo de Streckeisen.A pesar de todos los esfuerzos, no existe en actualidad una sola clasificación quereúna todos los diversos tipos de rocas. Si bien algunas tablas de clasificaciónsatisfacen a algunos petrógrafos también se dispone de otras tantas desarrolladaspor otro gran número de estudiosos.En todo caso, debe considerarse el fenómeno de "ajuste" al momento de clasificarcada roca, cuando se emplean cuadros composicionales o triángulos declasificación, puesto que las áreas de clasificación dentro de estos diagramastienden a ser poco flexibles y las clasificaciones a menudo no contemplan áreas detransición.Es prudente la búsqueda de catálogos especializados pues la mayor parte de estoscontienen la información básica sobre muestras de mano y aspecto en sección fina.Cada manual pretende de manera sucinta presentar la mayor cantidad deinformación petrográfica y siguen comúnmente los mismos lineamientos.Familia granito-riolita, campo 3 en el Triángulo de Streckeisen, félsica, cuarzoesencial, el feldespato alcalino en exceso sobre la plagioclasa sódica, granito, riolitay obsidiana y rocas afines.Familia granodiorita- latita cuarcífera, campos 4 y 8 respectivamente en el Triángulode Streckeisen, félsica, cuarzo esencial, la plagioclasa sódica igual o en excesosobre el feldespato alcalino, granodiorita, cuarzolatita.Dra. Roquet María Belén-201367

GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS, GEOQUÍMICADEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA-UNSLFamilia sienita-traquita, campo 6 en el Triángulo de Streckeisen, félsica, ni cuarzo nifeldespatoides esenciales, el feldespato alcalino en exceso sobre la plagioclasasódica, esta última puede faltar, sienita y traquita.Familia monzonita-latita, campo 8 en el Triángulo de Streckeisen, félsica aintermedia, ni cuarzo ni feldespatoides esenciales, la plagioclasa sódica igual o enexceso sobre el feldespato alcalino, monzonita y latita.Familia sienita-fonolita feldespatóidicas, campos 7 y 11 respectivamente enel Triángulo de Streckeisen, félsica, feldespatoides esenciales, el feldespato alcalinogeneralmente en exceso sobre la plagioclasa sódica, sienitas feldespatóidicas yfonolitas.Familia tonalita –dacita, campos 5 y 4 respectivamente en el Triángulo deStreckeisen, félsica a intermedia, cuarzo y plagioclasa, cuarzo y plagioclasa sódicaesenciales, el feldespato alcalino no esencial, tonalita (Diorita cuarcífera) y dacita.Familia diorita-andesita, campo 10 en el Triángulo de Streckeisen, intermedia,cuarzo o feldespato alcalino no esenciales, el feldespato alcalino no esencial, dioritay andesita.Familia gabro-basalto, campo 10 en el Triángulo de Streckeisen, intermedia a máfica(con excepción de las anortositas), plagioclasa cálcica esencial, cuarzo o feldespatoalcalino no esenciales, gabro, diabasa y basalto.Familia gabro feldespático- basalto feldespático, intermedia a máfica, feldespatoidesesenciales, plagioclasa esencial a ausente, gabro feldespatóidico, basaltosfeldespáticos y rocas afines.Familia de las peridotitas, ultramáfica, plagioclasa cálcica no esencial, rocaspiroclásticas, tobas vítreas, tobas cristalinas, tobas líticas y tobas híbridas.Dra. Roquet María Belén-201368

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GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS, GEOQUÍMICADEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA-UNSLEjemplo del cálculo para encontrar el punto en el trianguloPara la presentación de una roca magmática se debe conocer su contenido mineralmodal. Métodos simples para determinarlo son los siguientes :a) Se determina el contenido cualitativo de la roca identificando todos los mineralesmicroscópicamente visibles y se estima la participación de cada tipo de mineral.b) Se determina el contenido cualitativo de la roca observando una seccióntransparente de la roca en cuestión a través de un micropolariscopio, identificandotodos los minerales y contando los diferentes tipos de minerales (por ejemplo pormedio de un ‘point counter’), que aparecen en un área definida, por ejemplo de ladimensión 10 x 10 mm 2 .Los cuatro parámetros del triángulo doble de Streckeisen son :1. Q = Cuarzo y otros minerales de SiO 2 .2. A = Feldespato alcalino (feldespato potásico incluido pertita y albita con menos de5% del componente anortita, sanidina).3. P = Plagioclasa (An 5 a 100), scapolita.4. F = FeldespatoidesD: leucita, calsilita, nefelina, sodalita, noseana, hauyna,cancrinita, analcima y los productos de transformación de estos minerales.Los porcentajes de volumen de los componentes A, P, Q o F se determina contandolos componentes A, P, Q o F o se aplica una de las normas especiales a un análisisquímico de la roca. Se convierte los porcentajes de volumen de A, P, Q o F a 100%y los resultados se presenta en el triángulo doble de Streckeisen. De tal modo sepuede clasificar una roca magmática y se obtiene la denominación de la roca encuestión.Dra. Roquet María Belén-201370

GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS, GEOQUÍMICADEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA-UNSLEjercicio propuesto: usando el diagrama de Streckeisen identifique las siguientesrocas:Tamaño de cristales de 2 a 4 mm 3 a 6 mmRoca 1 Roca 2 Roca 3 Roca 4Cuarzo 25% 5 10 0Feldespato Potásico 30 % 10 43 12Plagioclasa 25 % 40 8 31Máficos (biotita, piroxeno,anfíboles, olivino) 15 % 45 24 33Vidrio 15 24Dra. Roquet María Belén-201371

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