Mineralogía Optica
DETERMINACION OPTICA DE LA COMPOSICION DE LAS PLAGIOCLASAS.
La determ determin inac ació iónn de la composi composici ción ón de las las plag plagioc iocla lasas sas,, es parte parte esenc esencia iall de la caract caracteri erizac zació iónn petrográfica petrográfica,, dado que el contenido contenido anortític anortíticoo An en ellas ellas decrece decrece sistemá sistemátic ticame amente nte con la cristal cristaliza izació ciónn fraccionada, durante la diferenciación magmática y muchos esquemas de clasificación de rocas están basados basados en el tipo de de plagioc plagioclas lasaa present presente. e. Las propiedades ópticas de las plagioclasas cambian con la composición y su estado estructural. na plagioc plagioclas lasaa de una composic composición ión determina determinada, da, puede presentar presentar difere diferentes ntes propiedade propiedadess ópticas, ópticas, dependiendo de sí se formó por enfriamiento rápido en una roca !olcánica, por enfriamiento lento a profundid profundidad ad en una una roca ígnea ígnea o metam metamórfi órfica ca o por ratas de enfria enfriami miento ento inter intermed medias ias en flu"o flu"oss !iscosos !iscosos,, diques o silos. #e acuerdo con su estado estructural las plagioclasas se denominan altas, ba"as o intermedias. Las cur!as que relacionan las propiedades ópticas de las plagioclasas con su composición, dentro de la serie entre el miembro Albita $%aAl&i'O() y el miembro miembro Anortita Anortita $*aAl+&i+O(), consecuentemente difieren dependiendo de sí el estado estructural las plagioclasas es alto, ba"o o intermedio. or lo tanto, cuando se determina la composición de las plagioclasas a partir de sus propiedades ópticas, la cur!a cur!a para para determ determin inar ar plag plagio iocl clasa asass de ba"a ba"a tempera temperatura tura no deb debee utili utilizar zarse se para para inte interpre rpretar tar $composicionalmente) las propiedades ópticas medidas en una plagioclasa de alta temperatura. Objetivos de la determinacin!
-) #eterminar #eterminar la composición composición de plagioclasas plagioclasas en en una sección sección delgada delgada de una roca plutónica $de ba"a temperatura). +) #etermina #eterminarr la composició composiciónn de los fenocris fenocristal tales es de plagiocla plagioclasa sa en una sección sección delgada delgada de una roca !olcánica !olcánica $de alta temperatura). ') #etermina #eterminarr la composició composiciónn de los microl microlito itoss de plagio plagiocla clasa sa en una sección sección delgada delgada de una roca ígnea !olcánica. ) #etermina #eterminarr la composi composició ciónn de cristale cristaless de plagioc plagioclasa lasa fuerte fuertement mentee zonados. ara este este caso se debe estimar la má/ima !ariación en contenido An entre el n0cleo y los bordes de los cristales de plagioc plagioclas lasaa en la sección. sección. La me"or me"or manera manera de hacerlo hacerlo es medir medir dos con"untos con"untos de ángu ángulos los de e/tinción, e/tinción, uno en el centro y otro en el borde e/terno de un grano gr ano de plagioclasa apropiado. apropiado. Los m1todos de determinación que se presentan a continuación usualmente in!olucran la medición de ángulos entre una dirección de !ibración $com0nmente nmenor 2 n34) que coincide con la e/tinción y las -
Mineralogía Optica
trazas de alg0n plano cristalográfico $tales como planos de e/foliación o de composición de una macla) para un grano de orientación conocida. 5sto requiere un conocimiento detallado de los rasgos cristalográficos del feldespato plagioclasa, que incluyen6 E"#oliacin!
Las plagioclasas presentan dos direcciones de e/foliación casi a ángulo recto. na e/foliación perfecta seg0n $77-) y otra buena seg0n $7-7). Ambas se pueden obser!ar en un mismo grano. &i solo se obser!a una traza de e/foliación, 1sta corresponde a la me"or desarrollada seg0n $77-). Maclado!
Las plagioclasas muestran maclado de acuerdo, al menos, con 8 leyes. Los tres tipos de maclas más comunes $(7297 : de todos los feldespatos maclados) son6 •
•
Maclas de la Albita!
a)
Maclado polisint1tico con planos de composición paralelos a $7-7) y perpendiculares a la dirección de e/foliación $77-). 5l plano de composición $*) es el plano de macla.
b)
Las lamelas de las maclas son paralelas a la dirección de elongación típica $e"e cristalográfico ;a<) en los cristales tabulares alargados.
c)
Las lamelas de las maclas son largo rápido e/cepto para contenidos An mayores que An8=.
d)
=: de las plagioclasas ígneas y >=: de las metamórficas presentan macla de la albita.
Maclas de la Periclina!
a)
Macla polisint1tica con e"e de macla paralelo al e"e cristalográfico ?b? @7-7, pero cuyo plano de composición * !aria en orientación con respecto a b, dependiendo de la composición del feldespato.
b)
Las lamelas de las maclas pueden ser largo lento o largo rápido.
e)
Las lamelas de las maclas son menos continuas que las de la Albita com0nmente se pinchan y e/panden.
c)
-7: de las plagioclasas ígneas y +=: de las metamórficas presentan macla de la periclina.
+
Mineralogía Optica
•
Maclas de Carlsbad! a)
Macla de contacto simple con el e"e de macla paralelo al e"e cristalográfico BcC @77-, * paralelo a $7-7) y a las lamelas de la macla de la Albita.
b)
* paralelo a la dirección típica de elongación de los cristales tabulares alargados. Las lamelas de macla son largo rápido e/cepto para las plagioclasas con contenido An mayor a 8=:.
d)
+=: de las plagioclasas ígneas y : de las metamórficas presentan macla de *arlsbad.
'
Mineralogía Optica
Mét odosparal adet ermi naci óndel acomposi ci óndel as pl agi ocl as asensecci óndel gada ara obtener me"ores resultados, siempre es recomendable utilizar !arios m1todos y compararlos. ara feldespatos homog1neos deben coincidir en un rango de D =:. 5n la mayoría de los m1todos, e/iste ambigEedad en el signo del ángulo de e/tinción. 5l m1todo más simple para resol!er dicha ambigEedad consiste en comparar los índices de refracción de las plagioclasas con el cuarzo coe/istente $n$ F -.==, n% F -.=) o con la resina de la sección delgada $n F -.=). Los feldespatos con n pequeGo menor que -.= tienen un contenido An menor que An+7 y !ice !ersa. Las comparaciones con el índice de refracción de la resina de la sección delgada $n F -.=) dan me"ores resultados a lo largo de los bordes de la sección petrográfica, con granos de plagioclasa en posición de e/tinción en los cuales el n pequeGo es paralelo al polarizador del microscopio. $Higura -) or otra parte, en el caso de rocas plutónicas, las plagioclasas con contenido An entre +7 y '7 son ópticamente negati!as $2), mientras que aquellas con An menor de -= son ópticamente positi!as $I). Higura
Mineralogía Optica
Figura 1.Variación de los índices de refracción, birrefringencia, 2V y signo óptico de las plagioclasas de acuerdo con su composición
Las asociaciones minerales son tambi1n una buena guíaJ las rocas con plagioclasas mayores que An+7, =
Mineralogía Optica
tienen mayor contenido de minerales máficos, comparadas con aquellas que tienen feldespatos con An menor que +7. Las 0ltimas se caracterizan típicamente por la presencia ob!ia de cuarzo, ortoclasa yKo nefelina. *omplicaciones adicionales surgen de la dependencia de las propiedades ópticas de las plagioclasas del grado de ordenamiento del &i Al, como tambi1n de su composición. A menos que se indique lo contrario, la mayoría de las cur!as determinati!as aplican para plagioclasas de ba"a temperatura y son aplicables 0nicamente a rocas plutónicas. &i se trata de plagioclasa de rocas !olcánicas, se deben utilizar 0nicamente las cur!as para plagioclasas de alta temperatura. m1todo estadístico de medición del má/imo ángulo de e/tinción en la zona perpendicular a $7-7). #epende de la obser!ación del ángulo de e/tinción del plano de composición $7-7) de las maclas de la Albita, el cual !aría sistemáticamente con la composición. METODO &! M'todo de Mic(el)Lev* +
a) Reconocimiento de secciones perpendiculares a (010)
Maclas de la Albita bien definidas e igualmente iluminadas cuando están paralelas a los polarizadores o a =. Las maclas presentan igual iluminación ocho !eces durante una rotación completa. Los ángulos de e/tinción de cada con"unto de maclas son apro/imadamente iguales, no deben diferir en más de a >. lanos composicionales de las maclas agudos, los cuales no se mue!en lateralmente cuando se cambia el enfoque, esto quiere decir, que los planos de macla son !erticales. b) !edición
bique los planos de composición de la macla de la albita %2&. Note el cristal en el sentido de las manecillas del relo" y anote el ángulo de e/tinción del primer con"unto de maclas. Netorne el plano de composición a la posición %2&. Mida el ángulo de e/tinción del otro con"unto de maclas en la dirección contraria a las manecillas del relo". $Higura +) romedie los dos ángulos de e/tinción $recuerde que no deben !ariar más de 2 >). Mida el ángulo en !arios granos $se recomienda medir por lo menos > o más granos, a mayor cantidad la precisión es mayor). tilice para determinar la composición, el ángulo de e/tinción mayor. #etermine la composición en la cur!a de !ariación del má/imo ángulo de e/tinción de las maclas de la Albita en secciones perpendiculares a $7-7) $Higura ' 2 M1todo de Michel L1!y). 5l má/imo ángulo de e/tinción promedio debe plotearse en el e"e !ertical, proyectarse hasta la cur!a y leer la composición en el e"e horizontal proyectando el punto de corte. ara los ángulos menores de -( son posibles dos composiciones, una menor que An+7 >
Mineralogía Optica
$plutónicas) o An-+ $!olcánicas) y otra mayor. Ne!ise el índice de refracción medio de las plagioclasas contra el cuarzo o la resina, para ob!iar la ambigEedad en la determinación en la primera parte de la cur!aJ la determinación puede basarse en los índices de refracción y en las plagioclasas plutónicas tambi1n en el signo óptico $Higura -)6 An7 An+7 pticamente $I) n, - -.='(
An+7 An'= pticamente $2) n, -.='(
%ota6 ara cristales menos cálcicos que An8=, el ángulo de e/tinción $con n /0 es menor de = y las lamelas son largo rápido. ara plagioclasas más ricas en An que 8=, el ángulo es mayor de = y las lamelas son largo lento. c) "recisión
Ptil para plagioclasas de cualquier composición. 5l rango de precisión para plagioclasas de ba"a temperatura oscila alrededor de IK2 =: para porcenta"es de An hasta An>7 y mayor para contenidos de An mayores. La precisión es menor para plagioclasa !olcánicas.
Figura 2. !edición de los angulos de e#tinción de la macla de la albita.
8
Mineralogía Optica
Figura $. %ur&a de &ariación del m'#imo 'ngulo de e#tinción de las maclas de la lbita en secciones perpendiculares a (010) (!todo de !ic*el +&y)
METODO 1! M'todo combinado Carlsbad)Albita + sección perpendicular a $7-7) con ambos tipos
de macla tanto *arlsbad como Albita. 5ste m1todo es similar al de Michel L1!y pero se necesita 0nicamente un grano apropiado. &u precisión depende en gran parte de la orientación del grano y es mayor que la del m1todo de Michel L1!y. a) Reconocimiento de secciones perpendiculares a (010)
&e requiere un grano que tenga tanto las maclas de la Albita como la macla de *arlsbad y que al igual que para el m1todo -, los planos de composición de la macla de la Albita est1n orientados en sección perpendicular a $7-7) es decir, !erticales. Los planos de composición de *arlsbad son frecuentemente irregulares. (
Mineralogía Optica
*uando la traza del plano $7-7) está a 7 y a = de los hilos del retículo, los indi!iduos de la macla de *arlsbad están desigualmente iluminados mientras que los de la macla de Albita son apenas discernibles. b) !edición
&e aplican los mismos criterios de perpendicularidad de la sección con el plano $7-7) mencionados para el m1todo de Michel L1!y. &obre el segmento izquierdo de la macla de *arlsbad mida el ángulo de e/tinción de las maclas de la Albita a lado y lado tal como se indicó para el m1todo de Michel L1!y. romedie las dos lecturas. 5n el segmento derecho de la macla de *arlsbad realice la misma medición e igualmente promedie $Higura ). Los ángulos de e/tinción medidos para las maclas de Albita en cada uno de los segmentos de *arlsbad no deben diferir más de =. tilice el promedio de los dos ángulos más pequeGos y el promedio de los dos ángulos más grandes. La composición se obtiene de las cartas para la determinación de la composición de las plagioclasas por el M1todo de *arlsbad Albita para las plagioclasas de ba"a o alta temperatura $Higura =). Lea el más pequeGo de los dos ángulos en las cur!as punteadas de la cartaJ lea el ángulo mayor en las cur!as sólidas $interpolando si es necesario). &u intersección arro"a la composición de la plagioclasa al leer su proyección !ertical sobre la base horizontal de la figura. 5n las cur!as sólidas aparecen !alores de ángulos de e/tinción de =, -7 y -= por encima y por deba"o del !alor de 7 $negati!os). 5sto implica que dos cur!as pueden intersectar a la !ez !arias cur!as punteadas en dos o tres puntos. or e"emplo, la línea sólida de +7 puede intersectar las punteadas de -7 dando composiciones de An'( o An8+ en las plagioclasas ba"as. &i el n0mero de intersecciones e/cede uno, la selección de la composición correcta puede hacerse con base en los índices de refracción de las plagioclasas, aplicando el m1todo de Michel L1!y en !arios granos o midiendo otro corte con macla de *arlsbad Albita. c) "recisión
Ptil para todo tipo de plagioclasa.
9
Mineralogía Optica
Figura . !edición de los 'ngulos para un cristal de plagioclasa con macla de %arlsbad y maclas de la albita. !todo combinado %arlsbad - lbita.
-7
Mineralogía Optica
M'todo Carlsbad + Albita
Figura . %arta para la determinación de la composición de las plagioclasas por el !todo de %arlsbad / lbita. +as líneas sólidas son para los 'ngulos de e#tinción mayores y las líneas punteadas para los 'ngulos de e#tinción menores. a) "lagioclasas de baa temperatura. b) "lagioclasas de alta temperatura. c) +a composición de la plagioclasa se lee en la base de la carta directamente bao el punto donde la cur&a de los 'ngulos de e#tinción mayores ($$) intersecta la cur&a de los 'ngulos menores (20). +a orientación de la sección se lee en el ee &ertical a la i3uierda del diagrama. 4l borde del cristal esta bisectado por la macla de %arlsbad, de tal manera 3ue la orientación del grano es conocida. 4l n5cleo, el cual no est' bisectado por la macla de %arlsbad, debe tener la misma orientación6 así, la composición de la ona puede ser determinada, si los 'ngulos de e#tinción de la lbita son medidos ($7). 8obi and 9roll (1:7).
--
Mineralogía Optica METODO 2! M'todo de los microlitos +
ángulo má/imo de e/tinción en la zona paralela a ;a<.
a) Reconocimiento de secciones
Los microlitos de plagioclasa en rocas !olcánicas com0nmente presentan elongación paralela a ;a<. Las secciones de tales cristales cortadas paralelas a ;a< presentan trazas de e/foliación $7-7) y los límites de las maclas de la albita paralelos a los bordes elongados de los microlitos, e/cepto en secciones paralelas a $7-7), en las cuales no aparece la macla de la albita. b) !edición
%o se requiere orientación específica. Mida el ángulo de e/tinción en cada grano entre su dirección de elongación y n,3 $casi siempre menor de =). Nepita la medición por lo menos en -7 -+ microlitos, encuentre el ángulo mayor entre estos ángulos ;pequeGos< y lea la composición utilizando la cur!a de los microlitos de plagioclasa $Higura >). %ota6 ara !alores entre 7 y +7 se requiere !erificación del índice de refracción, similar al m1todo de Michel Le!y. c) "recisión
Quena precisión para todas las plagioclasas de rocas !olcánicas aunque pobre para ángulos de e/tinción en el rango de 7 a -+.
-+
Mineralogía Optica
Figura 6.Curva para la determinación de la composición de microlitos de plagioclasa.
-'
Mineralogía Optica
45entes de error en la determinacin de 6la7ioclasas en seccin del7ada!
a)
5fecto de la ortoclasa en solución sólida con la plagioclasa sódica6 *onsiderado insignificante en la medida como afecta la determinación óptica de las plagioclasas.
b)
Rnseguridad en las cur!as de e/tinción6 orciones de algunas cur!as pobremente definidas, pero la utilización de !arios m1todos de determinación permite que errores grandes sean detectados. Las cur!as para plagioclasa de ba"a temperatura son aplicables a todas las rocas plutónicas y la mayoría de diques. Las cur!as para plagioclasa de alta temperatura deben aplicarse 0nicamente a rocas !olcánicas.
c)
Rnseguridad en la medición de los ángulos de e/tinción6 5l error promedio no debe ser mayor de -, lo cual genera un error en la composición de la plagioclasa de - a +: de An.
d)
Rnseguridad en la orientación de las secciones utilizadas para la determinación6 5ste error es el más frecuente de los pre!istos. #ependiendo del m1todo utilizado, errores de =: An son factibles. 5stos son comparables con los errores esperados para el m1todo de inmersión, donde discrepancias del =: de contenido An, no se consideran e/cesi!as.
e)
5stados intermedios de ordenamiento Al2&i en plagioclasas de rocas !olcánicas y sub!olcánicas.
Traducido y modificado de Francis 2013. Spectro 186-312B. Lab 9. Optical determination of plaioclase compositions. eps.mcill.ca!"co#rses!c312!Labs!Optlab9-13.doc Bibliografía: •
•
•
KERR, F. P. Optical Mineralogy (4th edition). McGraw-Hill ollege. Fe!r"ary #$%%. &E''E, . . *ntrod"ction to Optical Mineralogy. O+ord nier/ity Pre//0 1 edition. 2"g"/t 34. &orri/ . 5. and onald 6. F. 7a!oratory 8an"al or optical 8ineralogy. 6"rge// P"!li/hing o8pany Minneapoli/, Minne/ota, '2. #$9.
-
