16/05/2014

Fases finales de la diferenciación magmática es fuente de

Geoquímica de las fases finales de la diferenciación magmática

Li

Rb

Be

Y

REE

Sn

Nb/Ta

U/Th

Minerales industriales y piedras gemas

Tg

Cu

Zn, Pb

Au, Ag

Concentración del metal

CAPACIDAD DE UN MAGMA PARA FORMAR DEPÓSITO

Pegmatitas

Condiciones geológicas para su concentración en un depósito

Depósitos hidrotermales

Evolución granito-depósito hidrotermal

Evolución del fluido

DIAGRAMA DE NIGGLI (1929)

Segundo punto de ebullición

• 1°- Suponemos un magma completamente líquido. • 2°- Comienza el proceso de cristalización, cristales + líquido. • 3°- A medida que avanza la cristalización, el volumen del líquido es cada vez menor y es allí donde se concentran los volátiles. • 4°- La presión de vapor tiende a aumentar ya que quedan encerrados en volumenes pequeños de líquido. • 5°- La separación de la fase gaseosa se produciría si la presión ejercida por los gases es mayor que la presión externa. • 6°- Si la presión confinante disminuye, se separará por ebullición la fase gaseosa (ebullición retrógada).

• Para que se separe la fase gaseosa de la líquida es necesario que la presión ejercida por el gas sea mayor que la presión externa (las paredes de roca). • Entonces, ocurre una ebullición en respuesta a un enfriamiento. • La temperatura a la cual un líquido magmático hipotético puede hervir cuando se enfría se llama segundo punto de ebullición o ebullición retrógrada.

1

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Profundidad en Km 25 30 10 15 20

5

Solubilidad del H2O

Liquido + gas

690

9 0-6 68

067

0

10

0

0 72 067 Liquido

66

5

0

820

Peso en porciento de agua

20

15

Condiciones supercríticas del H2O

35

0

2

4

6

8

10

Presión de vapor en Kbars Solubilidad de agua en un fundido granítico a temperaturas debilmente por encima de los líquidos saturados en agua. Los números a lo largo de la curva muestran las temperaturas aproximadas a los puntos experimentales (Burnham y Jahns) El fundido usado fue el de una pegmatita de Harding.

• Las condiciones críticas son la temperatura y presión por encima de la cual no pueden coexistir dos fases, por ejemplo, en esas condiciones el agua se comporta como un fluido que tiene las propiedades del líquido y del gas, adquiere alta densidad y se convierte en un solvente poderoso como para mantener disueltos SiO2, Na, y K y metales raros (trazas). • La temperatura crítica del agua se alcanza a 374 °C y su presión crítica a 220 bars, de modo que en el interior de la corteza estas condiciones están sobrepasadas y se dice que el agua está en condiciones "supercríticas".

Pegmatitas - introducción • Pegmatita es una roca de grano excepcionalmente grueso. Cristales alcanzan más de 1 ton – Ej. cristal de espodumeno (LiAlSi2O2) de 13 m de largo, de Black Hills, Dakota del Sur, USA, gigantismo extremo; • Mineralogía similar a granito; • Fuentes: – de metales raros: Li, Rb, Cs, Be, Ga, Sc, Y, REE, Sn, Nb, Ta, U, Th; – minerales industriales tales como feldespato para fines cerámicos, cuarzo y fluorita para óptica, micas; – piedras gemas.

Pegmatitas – fuente de gemas

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Minas Gerais pegmatites

Zonamiento regional de pegmatitas

Distrito Velasco. Zonamiento de sus pegmatitas

Pegmatitas – fuente de cuarzo y feldespato para cerámica

Anatomía interna - zonamiento

Clasificación rusa de las pegmatitas

Pegmatitas miarolíticas (baja profundidad) 2-3 Kbars Pegmatitas de Nb y Tierras Raras 2.5-3.5 Kbars Pegmatitas de Ta, Be, Li 2.4-5 Kbars Ta, Be, Li y muscovita 4.5-6.5 Kbars Pegmatitas con muscovita 6.5-7.7 Kbars Uranio y Tierras Raras, mayor que 7 Kbars

1- Granito porfírico (Huaco o Sanagasta); 2- Aplita; 3- Granito equigranular de grano grueso, rico en muscovita; 4- Plagioclasa; 5- Cuarzo-feldespato; 6- Microclino; 7- Cuarzo.

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TIPO DE PEGMATITA [contenido feldespato+mica]

CLASIFICACION DE LAS PEGMATITAS CLASE ELEMENTOS RAROS

Subtipo de pegmatita, Afinidad geoquímica Allanita-monacita (L)REE, U, Th, TIERRAS RARAS (P, Be, Nb>Ta) [Kf>plg-ab; bimsc] Gadolinita Y, (H)REE, Be, Nb>Ta, F, (U, Th, Ti, Zr) Berilo-columbita BERILO Be, Nb? Ta (Sn, [Kf>ab; msc>bi] Be) Berilo-columbitafosfato Be, Nb? Ta, P (Li, F, Sn, B) Espodumeno Li, Rb, Cs, Be,

(Cerný, 1991)

COMPLEJAS [Kf? ab; msc? lep]

ALBITAESPODUMENO [ab>Kf; (msc)] ALBITA [ab>>Kf; (msc, lep]

Minerales típicos

Potencial económico

Allanita Monacita

REE

Gadolinita Y, REE, U Fergusonita (Be, Nb-Ta) Euxinita (topacio, berilo) Berilo Columbita-tantalita Be, (Nb-Ta) Berilo Columbita-tantalita Triplita Trifilita

Espodumeno Berilo Ta? Nb, (Sn, P, Tantalita (ambligonita, F, B) lepidolita, pollucita) Petalita Petalita Li, Rb, Cs, Be, Berilo Ta>Nb (Sn, Ga, Tantalita P, F, B) (ambligonita, lepidolita) Lepidolita Lepidolita F, Li, Rb, Cs, Be, Topacio Ta>Nb (Sn, P, B) Berilo Microlita (pollucita) Ambligonita Ambligonita P, F, Li, Rb, Cs, Berilo Be, Ta>Nb, (Sn, Tantalita B) (lepidolita, pollucita) Li, (Sn, Be, Espodumeno (casiterita, berilo, Ta? Nb, B) tantalita) Ta? Nb, Be, (Li, Tantalita Berilo Sn, B) (casiterita)

Li, Rb, Cs, Be, Ta, (Sn, Ga, Hf)

Li, Rb, Cs, Ta, Be, (Sn, Ga)

Li, Sn, (Be, Ta) Ta, (Sn)

LAS TRES FAMILIAS DE LAS PEGMATITAS DE ELEMENTOS RAROS Familia Tipo de pegmatita

LCT Berilo, complejas, albita-espodumeno, albita Afinidad geoquímica Li, Rb, Cs, Be, Sn, Ga, Ta>Nb (B, P, F) Composición de la Peraluminosa pegmatita2 Granitos asociados

Composición granito

Generalmente heterogéneos; Sinorogénicos a tardíoorogénicos (a anorogénicos) del Peraluminosos tipos S, I o mezcla de ambos

Litología de la fuente Rocas no empobrecidas de la corteza media a superior y basamento gneisico

1

NYF Tierras Raras

Híbrida Híbridas de LCT y NYF

Nb>Ta, Ti, Y, Sc, Hibridez REE, Zr, U, Th, F Subaluminosa a metaaluminosa (a subalcalino) Generalmente homogéneos; principalmente anorogénicos (a sin-, tardío, post-) Subaluminoso a metaaluminoso (a peraluminoso, (raramente peralcalino); tipos A e (I) Granulitas empobrecidas de corteza inferior o media, o granitoides juveniles no empobrecidos

Moderadamente peraluminoso (a metaaluminoso) Moderadamente heterogéneos; anorogénicos (a postorogénicos) Subaluminosos levemente peraluminosos

a

Protolitos mezclados, o asimilación de rocas supracorticales por granitos NYF

1

: esta familia también incluye a pegmatitas de clase miarolítica. : definiciones: peraluminosos, A/CNK>1; subaluminoso, A/CNK1; metaluminoso, A/CNK