UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO PUNO FACULT ACULTAD DE INGENIERIA I NGENIERIA GEOLOGICA Y METALURGICA METALURGICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA GEOLOGICA GEOLOGICA
CURSO DE GEOQUIMICA
TEMA 7: PRINCIPALES METODOS DE ANALISIS GEOQUIMICO Por: Ing. MSc. Roger Gonzales Aliaga
Puno, Octubre del 2013
PREPARACION DE MUESTRAS Las Las mues muestr tras as reco recole lect ctad adas as,, norm normal alme ment nte e debe deben n recib ecibir ir un trat tratam amie ient nto o preliminar, antes de ser sometidas a algún tipo de técnica analítica, con el fin de estimar los contenidos de los elementos de interés. El objetivo de este tratamiento puede ser: mue stra a pueda pue da transportase y almacenarse adecuadamente. • Asegurar que la muestr
• Homogeneizar la muestra de forma tal que la variabilidad en el submuestreo sea minimizada. Real aliz izar ar •Re
la separ separac ació ión n prel prelim imin inar ar de los los cons consti tituy tuyen ente tess eleme element ntal ales es de acuerdo a sus formas de ocurrencia ocurrencia en los diferentes materiales portadores.
Todos estos estos trata tratamien mientos tos deben deben asegur asegurar ar una confia confiabi bilida lidad d máxima máxima en la iden identi tifi fica caci ción ón de toda todass las las mues muestr tras as y evita evitarr la cont contam amin inac ació ión n de estas estas.. Mientras sea menor l numero de pasos relacionados con la preparación y determinación de las muestras, sera menor la oportunidad de contaminación y de equivocación, en la aplicación de una técnica analítica a nalítica especifica.
LIMITES DE DETECCION, METODOS DE ANALISIS GEOQUIMICOS GEOQUIMICOS EN MUESTRAS DE ROCA, AGUA Y SEDIMENTO. El limite de detección es detección es la cantidad o concentración mas débil de una sustancia que puede ser detectada con confianza en un tipo de muestra o, medido por una técnica especifica. Los limites de detección son dos, el limite de detección detección mínimo y limite de detección detección máximo. La concentración mínima detectable de un elemento por un método de análisis geoquímico es denominado limite de detección mínimo , ahora el limite de detección máximo viene a ser lo opuesto, es decir la can cantida tidad d de conce oncent ntrració ación n máxi máxima ma dete detect ctab able le por por un méto método do de análisis geoquímico. Normalmente, los laboratorios a los que se envía las las mues muestr tras as indi indica can n sus sus limi limite tess de dete detecc cció ión n par para cada cada elem elemen entto analizado, analizado, tanto tanto para muestras de agua, sedimento, sedimento, rocas, etc. Los geólogos responsables de los programas de exploración norm normal alme ment nte e no está están n incl inclui uid dos dire direct ctam amen entte en oper opera acion ciones es de labo labora rattorio orio,, per pero, sin sin emba embarg rgo o un conoc onocim imie ient nto o bási básico co de esta estass activ tivida idades es esen esenci cial al.. Com Como, el conoc onocer er las las cap capacida idades des del labo laborratori atorio o y tambi ambién én part partic icip ipa ar en la selec selecci ción ón de los los méto método doss de prepa preparració ación n de muestr muestras y método métodoss de anál análisi isiss ge geoqu oquím ímico icos, s, en los cuales cuales los resultad resultados os serán serán mas óptimos. óptimos.
METODOS ANALITICOS Absorción: cuando los átomos o moléculas absorben energía radiante, ésta excita exci ta a la estr estruc uctu turra cuan cuanti tiza zada da (elect (electrrón, ón, átom átomo, o, molé molécu cula la)) a un nive nivell energético más elevado. El tipo de excitación depende de la frecuencia (o longitud de onda) de la radiación EM. Los electrones son ascendidos a orbitales más elevado elevadoss por la luz ultra ultravi viole oleta ta y la visible visible;; las radiac radiacion iones es infr infrarroja arrojass excitan vibraciones de electrones, átomos y moléculas; las microondas excitan rotación molecular e inversión de spines electrónicos. El espectro de absorción de una sustancia, es la dependencia de la absorción de la luz por esta sustancia, en función de la longitud de onda (o frecuencia) de la radiación EM.
Emisión: Los átomos y moléculas que han sido excitados, a un nivel energético superior, pueden pasar a niveles más bajos (mayores o iguales que su nivel de equilibrio) emitiendo una radiación (emisión o luminiscencia). Aquellos átomos excitados por una fuente de energía de temperatura alta emiten una energía radiante que se denomina emisión óptica o atómica; si los átomos fueron excitados por luz (UV o visible) la radiación emitida de denomina fluorescencia atómica. En el caso de moléculas se llama fluorescencia si la transición entre los estados posee el mismo spin y fosforescencia si la transición ocurre entre estados de spin diferente.
METODOS ANALITICOS Los espectros de emisión pueden ser continuos, generados por el movimiento térmico de electrones, átomos y moléculas, éstos se caracterizan por un comportamiento continuo de la energía radiante en un intervalo dado de frecuencias; o discretos, generados por la transición cuantizada de electrones, átomos o moléculas al absorber la energía (E=h ν) de una radiación EM de frecuencia ν, en estos casos el espectro de la energía emitida es discreto, existiendo solamente, para valores discretos discretos de frecuencias o longitudes de onda. Existe otro tipo de emisión radiante que no está asociada a ningún tipo de excitación externa de electrones, átomos o moléculas, sino a transformaciones o transiciones nucleares que ocurren durante la desintegración radioactiva de los elementos y radioisótopos inestables. Esta emisión EM ocurre de forma espontánea y se denomina radiación Gamma (γ). Durante una una desi desint nteg egra raci ción ón radi radioa oact ctiv iva, a, el núcl núcleo eo ines inesttable able pued puede e emit emitir ir part partíc ícul ulas as Alfa Alfa (α), equivalente a núcleos de He; partículas Beta (β), equivalente a electrones; radiación γ y neutri neutrinos. nos. La energí energía a de las radiac radiacion iones es Gamma Gamma emitid emitidas, as, depend depende e del tipo tipo de cambio cambio sufrid sufrido o por el núcleo núcleo particu particular lar del elemento elemento en transi transición ción,, así que estas energías energías son características para cada radioisótopo. Algunos de éstos, presentan picos espectrales bien dist distin inti tiv vos que que perm permit iten en su iden identi tifi fica caci ción ón a parti partirr del del estu estudi dio o de la radia adiaci ción ón Gamma Gamma correspondiente correspondiente al valor de la energía característica. Cuando o una una radi radiac ació ión n EM pasa pasa por por una una sust sustan anci cia, a, la mayo mayorr part parte e de esta esta Dispersión: Cuand radiación sigue con la dirección original, pero una porción pequeña se dispersa en otras direcciones. La luz que se dispersa con la misma frecuencia que la luz entrante se denomina dispersión de Rayleigh.
2.2 Clasificación química de rocas ígneas 2.2.1 Análisis de rocas
Elementos mayores: mayores: > 1%
Elementos Elementos menores: menores: 0.1 - 1% (Usualmente se incluyen incluyen con los elementos mayores) mayores) Elementos traza: <0.1% Se expresan en ppm (1% = 10,000 ppm)
SiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MgO CaO Na2O K2O H2O TiO2 MnO P2O5 CO2 Rb, Nb, Li, Be, La, Ce, Th, U, etc. 87Sr/86Sr
Relaciones isotópicas
143Nd/144Nd 207Pb/204Pb 206Pb/204Pb d18O
, etc.
2.2.1 Análisis de rocas Se pueden detectar elementos con número atómico 11 (sodio) a 92 (urani (uranio) o) a concen concentra tracion ciones es desd desde e ppm ppm hast hasta a 100% 100%..
Fluorescencia de Rayos X
Las muestras son bombardeadas con protones de alta energía (rayos X), que desplaz lazan electrones de las capa capass inte intern rnas as del del átom átomo. o. Átomos externos ocupan los sitios vaca acantes ntes deja dejado doss por por los los elec lectro trones nes desplazados, emitiendo radiación equivalente a la diferencia de ener energí gía a entr entre e los los dos dos esta estado dos. s.
Elementos mayores Se preparan discos fundidos usando una proporción fija de muestra:fundente. Por ejemplo 1 g de muestra + 9 g de fundente. El fundente puede ser Li2BO4:LiBO2 1:1
La longitud de onda de la radiación emitida es característica del elemento y la intensidad de la radiación es proporcional a la concent concentrac ración ión del element elemento. o.
Elementos traza Se preparan pastillas de polvo prensadas usando un aglutinante.
Valores se comparan con valores
Se analizan principalmente los elementos mayores. Fe se determina como Fe 2O3 total. Elementos traza: Ba, Nb, Rb, Sr, Y, Y, Zr
2.2.1 Análisis de rocas En la técnica más convencional, la muestra se debe poner en solución usando ácidos puros, mezclas de ácidos o fundentes. La muestra en solución es introducida int roducida en un plasma con T entre 5,000 y 10,000°K, donde en milisegundos mili segundos es volatilizada, las moléculas son disociadas y los átomos son ionizados y excitados.
Plasma: Gas eléctricamente neutro de muy alta temperatura que contiene moléculas, átomos, iones y electrones generados por disociación y ionización térmica. El plasma se genera por medio de la inducción de una corriente de alta frecuencia en argón ionizado. Detección se puede hacer con: Espectrómetro de emisión atómica. Espectrómetro de masas.
Plasma Acoplado por Inducción Inductively Coupled Plasma (ICP) MX (sln.) → MX (aerosol líq.) (nebulización) (nebuliz ación) → MX MX (aerosol sólido) (desolvatación) → MX(g) (volatilización) Mº + Xº (disociación) → Mº Mº →M+ + e(ionización) Mº →MY (asociación) Mº → M* (g) → M + h ν (excitación/emisión)
2.2.1 Análisis de rocas ICP-AES (OES) Espectrometría de emisión atómica (óptica) con plasma acoplado por inducción Los átomos en la muestra son excitados, y al volver al estado basal emiten fotones de longitud de onda característica de un elemento elem ento en particular. particular. Se usa un detector óptico para separar la radiación y determinar la intensidad de la luz emitida. El número de fotones producidos es proporcional a la concentración del elemento en l a muestra. El equipo se calibra con patrones pat rones de referencia. Se pueden analizar elementos mayores y algunos elementos traza si multáneamente.
2.2.1 Análisis de rocas ICP-MS Espectrometría de masas con con plasma plasma acoplado acoplado por por inducción inducción En el plasma se genera un rayo de iones, el cual se enfoca hacia un espectrómetro de masas, que puede ser de tipo cuadrupolo o de sector magnético, donde se separan los iones de acuerdo a la relación masa/carga. La masa es una propiedad característica de cada elemento, y se emplea em plea en esta técnica para la determinación cuantitativa (se miden isótopos). El equipo calibra con patrones de referencia. Se pueden determinar más de 70 elementos en una medición. Análisis de relaciones isotópicoas en los equipos de alta resolución. Límites de detección bajos en el rango de ppt (ng/L = 10-9g/L). Quadrupolo (Análisis secuencial)
Sector Magnético (Multicolector)
ICP-AES (Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry) Este Este mét método odo, util utiliz iza a una una técn técnic ica a muy muy sens sensib ible le par para la iden identi tifi fica caci ción ón y cuantificación de elementos en una muestra. Los límites de detección suelen osci oscila larr entr entre e part partes es por por mill millón ón (ppm (ppm)) a part parte es por por bill billón ón (ppb (ppb), ), aunq aunque ue dependiendo del elemento y el instrumento, a veces puede alcanzar hasta menos del limite detección en ppb. Esta técnica puede ser utilizado para el anális análisis is de muestr muestras as ambien ambiental tales, es, los contam contamina inant ntes es en los aliment alimentos os o el agua agua,, met metalop alopro rote teín ínas as en mues muestr tras as biol biológ ógic icas as y, estu estudio dioss simi simila lare res. s. Los Los ejemplos del uso de ICP-AES incluyen la determinación de metales en vino, arsénico arsénico en alimento y oligoelementos oligoelementos limitados a las proteínas.
(Atomic absorption absorption spectroscopy) spectroscopy) AAS (Atomic Mientras que la mayoría de las técnicas espectroscópicas se utilizan para el estu estudi dio o y car caracte acteri rizzació ación n de molé molécu cula lass o ione ioness en su ent entorno orno cris cristtalin alino, o, la espectroscopia de emisión y absorción atómica se usa casi exclusivamente para el análisis de átomos. Por consiguiente, la técnica resulta casi insuperable como método de análisis elemental de metales. En principio, la espectroscopia de emis emisió ión n pued puede e util utiliz izar arse se par para la iden identi tifi ficcació ación n y par para la det determi ermin nació ación n cuantitativa cuantitativa de todos los elementos de la tabla periódica.
2.2.1 Análisis Análisis de rocas
AMU: Unidades de masa atómica (suma de neutrones y protones)
Espectrometría de masas de ionización térmica (Thermal ionisation mass spectrometry , TIMS) Se usa para la determinación determ inación de relaciones isotópicas, empleando otra técnica para volatilizar y ionizar la muestra (ionización térmica en un filamento metálico de renio o tantalo). Para esta técnica, la muestra se digiere en ácidos y el elemento elem ento de interés es concentrado empleando resinas de intercambio iónico; una pequeña cantidad de m uestra se coloca sobre el filamento para ser volatilizada y ionizada antes de entrar a un espectrómetro de masas de sector magnético con colectores múltiples. Se obtienen relaciones de isótopo radioactivo/ isótopo estable. Se aplica principalmente a análisis isotópicos de Sm , Nd, Sr, Th, U y Pb.
2.2.1 Análisis de rocas Análisis Instrumental por por Activación de Neutrones Instrumental Neutron Activation Analysis (INAA)
En esta técnica, las muestras m uestras sólidas en polvo son irradiadas con neutrones en un reactor nuclear. En este proceso se generan isótopos radioactivos por captura de neutrones. Durante el decaimiento de estos isótopos se emite radiación gamma de longitud de onda o energía característica para cada núclido, en tiempos de dependen de la vida media. Al medir la radiación radiación gamma en un espectro de longitudes de onda se obtendrán picos correspondientes a los diferentes elementos. La cantidad de radiación a una cierta longitud de onda (área del pico) es directamente proporcional proporcional a la cantidad del elemento.
Método primario. No requiere de materiales estándares de referencia
2.2.1 Análisis de rocas FeO
Otros métodos analíticos
El contenido de Fe2+ en la muestra m uestra se determina con un método titrimétrico por Redox. La muestra se digiere en ácidos y se titula con una solución de Permanganato de Potasio (KMnO4).
Pérdida por ignición o pérdida por calcinación (Lost Of Ignition, LOI) El contenido de volátiles es determinado por método gravimétrico, calentando una cantidad de la muestra exactamente pesada en una mufla hasta 1000ºC, manteniendo la temperatura por 1 hora. Una vez enfriada la muestra se vuelve a pesar. pesar. De la l a diferencia de peso se calcula la pérdida por ignición en porcentaje.
H2O-
Agua adsorbida adsorbida en la muestra (humedad). (humedad). Se determina por gravimetría calentando la muestra a 110ºC por una hora.
H2O+
Agua ligada a estructuras minerales. El H2O se libera calentando la muestra a 1,100ºC y se conduce con un gas inerte a una celda de titulación (Método redox de Karl-Fisher). SO2 + I2 + 2H2O à H2SO4 + 2HI
CO2
LECO: El CO2 de la muestra se libera calentando la muestra en un horno de i nducción. La
COLORIMETRÍA Se basa basa en el estu estudi dio o del del camb cambio io de colo colorr que que toma toma una solución dada, como resultado de la reacción química que se produce con un elemento específico. Al producirse este hecho se manifiest manifiestan an dos aspectos sobre este elemento: elemento: a) Cualitativo, pues al producirse el cambio de coloración se detec detecta ta la presen presencia cia del elemen elemento to en la muest muestra ra (por (por encima del nivel de detección del método). b) Cuantitativo, la intensidad del color tomado por la solución nos informa sobre el contenido del elemento en la muestra analizada. Esto último puede hacerse de la forma más precisa estudiando la absorción de una luz en un intervalo estrecho de frecuencia (o de longitudes de onda) la cual, para soluciones de conc concen entr tra acion ciones es no elev elevad adas as,, resu result lta a prop propor orci cion onal al a la concentración del elemento en la muestra, lo que se justifica por la ley de Lambert – Beer que establece.
Un reactivo indicador muy usado es la ditizona (difeniltiocarbazona), el cual puede usarse para separar y est estimar imar much muchos os elem elemen ento toss vari varian ando do sólo sólo el pH de la extr extracc acción ión y añadie añadiendo ndo los react reactivo ivoss adecua adecuados dos para para la eliminación de los elementos no deseados.
La ditizona reacciona con los metales siguientes, Mn,
Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Te, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi y Po.
GRAVIMETRÍA La gravimetría se refiere a la medición del peso. Las partículas se atrapan o recogen en filtros y se pesan. El peso del filtro con el contamin contaminante ante recolecta recolectado do menos el peso de un filtro limpio da la cantidad del material particulado en un determinado volumen de aire.
2.2.1 Análisis de rocas Técnicas microanalíticas Microsonda electrónica Un haz de electrones se enfoca en una pequeña área (µm) de una secci ón pulida y genera rayos X. La intensidad de la radiación se mide con espectrómetros de dispersión de longitud de onda. Se pueden obtener análisis multielementales de materiales geológicos en el rango de 100 ppm a 100%. Ablación con láser Permite el muestreo directo de sólidos sóli dos (vidrio volcánico, minerales, inclusiones fluidas) o polvos comprimidos por medio de un rayo láser lás er.. Acoplado a un ICP-MS permite el análisis de elementos en niveles traza. Microsonda iónica sensitiva de alta resolución (Sensitive High Resolution Ion Microprobe, SHRIMP) Un haz de iones primarios de oxígeno o cesio se enfoca en la superficie (10 to 30 µm de diámetro; 0.5-1µm de profundidad) y una fracción del material dispersado se ioniza (forma iones secundaros). Se pueden analizar rocas y secciones delgadas, o granos individuales montados, cortados y pulidos para exponer su estructura interna. Permite medir composiciones isotópicas (p. (p. ej. Sr, Sr, Pb, U, Hf, S) y hacer análisis de elementos traza. Una de las aplicaciones importantes es el f echamiento U-Th-Pb en cristales de circón, monacita, titanita, rutilo, perovskita.
2.2.1 Análisis de rocas Comparación de Técnicas Analíticas
Elementos Mayores Límites de detección
FRX
ICP-AES
%
%
0 .0 1
0 .01
0.01
0.001
Al2O3
0 .0 1
0 .01
CaO
0 .0 1
0 .01
0. 0 .0 1
0 .01
K2O
0 .0 1
0 .01
MgO
0 .0 1
0 .01
MnO MnO
0.0 0.001
0.0 0.001
Na2O
0 .0 1
0 .01
P2O5
0 .0 1
0 .01
Rango de concentración de análisis SiO2 TiO2
Fe 2O3
FRX: No requiere disolución de la muestra, eliminando problemas de contaminación c ontaminación por reactivos.
2.2.1 Análisis de rocas Comparación de Técnicas Analíticas
Elementos Traza Límites de detección
Límites de detección
FRX
IC P-M S
INAA
FRX
ICP -M S
INAA
ppm
pp m 1
ppm
mg/kg
mg/kg
mg/kg
20
La
0.05
0.05
0.1 0.5
0 .1
Ce
0.05
1
0.5
Pr
0.01
Cs
0.05
0 .2
Nd
0.05
1
Hf
0.1
0 .2
Sm
0.01
0.01
Eu
0.00 5
0.05
Gd
0.01
Tb
0.01
Ba
5
Co
5
Cr
5
Nb
2
Ni
5
0.1 0.5
Pb
5
0.5
Rb
2
0.2
10
Dy
0.01
1 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1 1
0.01 100 0 .3 0 .1 0 .1
Ho
0.01 0.01 0.005 0.01 0.01 0.00 2
Sc Sr Ta Th U Y Zr
2
2 5
50
Er Tm Tb Yb Lu
0.1
0.1 0.05 0.01
2.2.1 Análisis de rocas Aseguramiento de calidad de datos analíticos Para que un dato analítico sea completo debe incluir la incertidumbre de la medición. Por ejemplo: Ba 835 ± 15 pp ppm m Indicadores de la calidad de datos analíticos: Sesgo (Exactitud)
Indica la cercanía entre el valor determinado y el valor conocido (o real). Se determina por: estables (Muestras de Referencia Certificadas). Ø Análisis repetido de patrones estables Ø Estudio de comparación entre laboratorios.
Precisión
Es la medida de la cercanía con la que coinciden los resultados obtenidos al aplicar repetidamente el procedimiento analítico bajo ciertas condiciones. Se puede evaluar por medio de: repetidos de un patrón estable Ø Análisis repetidos Ø Análisis de duplicados duplicados Ø Análisis de de adiciones conocidas a blancos o muestras. muestras.
Algunos tipos de análisis químicos en determinado tipos de yacimientos.
2.2.2 Elementos Mayores ELEMENTOS MAYORES
- Varían arían en un factor factor menor que 100 100 (generalmente es mucho menor que este valor). - En genera generall se reportan reportan 11 11 elementos elementos mayores/menores en análisis de rocas y minerales. - Consti Constituy tuyente entess estruct estructura urales les esenciales en minerales.
MgO
SiO2
ELEMENTOS TRAZA
- Tienen concentraciones que pueden pueden variar hasta en un factor de 1,000. - Aproxi Aproximad madamen amente te 90 90 de los los elementos químicos conocidos se presentan en rocas y minerales en niveles traza (límite arbitrario: < 0.1%; 0. 1%; <1,000 ppm). - En gener general al sustitu sustituyen yen a eleme elemento ntoss mayores en estructuras minerales.
250
~0 ppm
Elementos Mayores Los elementos mayores mayores controlan las fases minerales mineral es presentes a ciertas condiciones de cristalización del magma. Para facilitar la interpretación de los datos geoquímicos se emplean: 1) Diag Diagra rama mass bina binari rios os (X-Y (X-Y). ). a. Valor Valor absoluto absolut o de los componentes componente s químicos b. Relaciones de componentes químicos 2) Diagra gramas tern ernarios. os. 3) Normas Normas que de alguna alguna manera manera repr represen esentan tan posibles posibles modas modas (p. (p. ej. ej. CIPW). CIPW). 4) Repr Represe esenta ntacio cione ness matemá matemátic ticas as de la informa informació ción n composi composicio ciona nall 5) Modelos.
2.2.3 Clasificación de rocas volcánicas basada en la composición química de roca total
Diagrama TAS IUGS, Le Bas et al. (1986)
Se aplica a rocas volcánicas frescas (H2O<2% y CO2 < 0.5%) en las que no es posible determinar la composición modal. Los análisis deben ser recalculados al 100% en base seca (sin H2O y CO2, PPC). Se apoya en norma CIPW. Basalto: Basalto alcalino: ne normativa Basalto subalcalino: hy , q norm Tefrita: < 10 % ol norm. Basanita: > 10 % ol norm. Traquita: q < 20% en q +ab+an+or Traquidacita: q > 20% en q +ab+an+or
Clasificación basada en la composición química de roca total Series de rocas magmáticas Rocas alcalinas:
• Subsaturad Subsaturadas as en sílice sílice • Cont Contie iene nen n ne normativa • Comúnmente Comúnmente incluyen incluyen alguno(s alguno(s)) de los minerales: - Feldespato Feldespatoides ides (nefelina (nefelina,, leucita) - Anal Analci cima ma - Feldespato Feldespato alcalino alcalino - Anfíboles Anfíboles alcalinos alcalinos - Clinopirox Clinopiroxenos enos alcalinos alcalinos - Soluciones Soluciones sólidas sólidas biotita-flogopi biotita-flogopita ta - Ol Oliv ivin ino o
NO CONTIENEN: ORTOPIROXENO, CUARZO
Clasificación basada en la composición química de roca total Series de rocas magmáticas Subdivisión de rocas subalcalinas Series shoshoníticas
Clasificación basada en la composición química de roca total Saturación en sílice
SUBSATURADAS
Nefelina
2
Albita + Nefelina
S A D A R U T A S
SOBRESATURADAS
Albita + cuarzo
Albita
6 Aum Au menta SiO / Na Na O 2
2
En la norma CIPW: Sobresaturadas: q Saturadas: hy , hy + ol Subsaturadas: ol + ol + ne
Calsificación de basaltos basada en la composición normativa
Aumenta saturación en sílice di
ne
qz
B a o s n Tholeita i a Basalto v l i t l o de cuarzo alcalino o d e e d h o i p t l e a Tholeita r s s a t de Olivino e B n a
ol
Tetraedro de basaltos
hy
Clasificación basada en la composición química de roca total
Saturación en alúmina Especialmente importante en la clasificación de rocas félsicas
Clasificación basada en la composición química de roca total
Saturación en alúmina Índice de saturación en alúmina: Al2O3 / (K2O+Na2O+CaO) Las relaciones son molares!! Dividir % en peso del óxido entre el peso molecular del óxido. Aumenta grado de saturación en Al
EJEMPLO
Aplicación de elementos elementos mayores mayores para estimar la historia de cristalización fraccionada en muestras del volcán Kilauea, Hawaii.
Se presenta una serie de 16 análisis que representan basaltos primitivos y magmas magm as más evolucionados . Con estos análisis se investigarán investigarán los cambios composicionales de los líquidos durante la cristalización fraccionada de varias fases fenocristalinas.
Fuente de los datos: Tabla 13-1 de Philpotts, 1990, Principles of igneous and metamorphic petrology, Prentice Hall.
Se c ue nc ia de de cr cr is ta liz a c ión:
Olivino
Hawaii basalt data set analyses Augita
Plagioclasa
SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 Total Mg' = M olar Mg/(Mg+Fe Mg/(Mg+Fe 2+) A F M % líquido líquido remanente rem anente (K 2O) % líquido líquido remanente rem anente (P 2O5) Norma CIPW y valores calculados Cuarzo Plagioclasa Ortoclasa Diopsida Hiperstena Olivino Ilmenita Magnetita Apatita Mg/(Mg+Fe total) en la roca Mg/(Mg+Fe 2+) en silicatos norm. Ca/(Ca+Na) en la roca Ca/(Ca+Na) Ca/(Ca+Na) e n plagioclasa plagioclasa norm. Índice de diferenciación (norma)
Enstatita Magnetita 14 15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
4 8 .0 .0 5
4 8 .4 .4 3
4 7 .9 .9 2
4 8 .2 .2 1
4 9 .1 .1 6
4 9 .2 .2 0
4 9 .7 .7 1
5 0. 0.1 0
5 0. 0.3 7
5 0. 0.5 6
5 0. 0.7 4
5 0. 0.8 5
5 0. 0.9 2
5 1. 1.2 4
5 3. 3.4 2
5 6 .0 .0 7
2 .0 4
2. 2 .0 0
2. 2 .1 6
2. 2 .2 4
2. 2 .2 9
2. 2 .5 7
2. 2 .6 8
2. 2 .7 1
3. 3 .0 9
3. 3 .1 6
3. 3 .3 5
3. 3 .3 6
3. 3 .6 1
3. 3 .7 4
3. 3 .3 6
2. 2 .9 7
1 0. 0.3 3
1 0. 0.7 0
1 0. 0.7 5
1 1. 1.3 7
1 3. 3.3 3
1 2. 2.7 7
1 3. 3.6 5
1 3. 3.7 8
1 4 .0 .0 2
1 3. 3.9 2
1 3. 3.5 7
1 4. 4.0 2
1 3. 3.8 0
1 3. 3.6 0
1 3. 3.7 5
1 3. 3.7 8
1 .3 4
1 .1 .1 5
1. 1 .0 8
1 .5 .5 0
1. 1 .3 1
1. 1 .5 0
1. 1 .1 9
1 .8 .8 9
1 .8 .8 8
1 .7 .7 8
1 .3 .3 6
1 .9 .9 0
1. 1 .8 5
1. 1 .8 7
1 .9 .9 6
1 .9 .9 3
1 0. 0.1 9 0 .1 7 1 7 .3 .3 9 8 .1 .1 4
1 0. 0.0 8 0. 0 .1 7 1 6 .2 .2 9 8 .6 .6 7
1 0. 0.6 5 0. 0 .1 8 1 5 .4 3 9 .3 .3 3
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76%
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58%
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50 %
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