Modelización geoquímica de los procesos de mezcla

Abstract

[ES] Los magmas que proceden de porciones de manto que han sido contaminadas por la infiltración de fluidos liberados durante la subducción presentan una elevada abundancia en elementos litófilos de elevado radio iónico, frente a las tierras raras y a los elementos traza de elevada carga, cuando se les compara con los de los dorsales e islas oceánicas. Asimismo, sus relaciones isotópicas de Sr, Nd, Pb y O presentan un rango mucho más amplio. A su vez, los magmas que han experimentado procesos de asimilación están más enriquecidos en elementos traza altamente incompatibles que los que sólo han sufrido cristalización fraccionada simple, siendo este enriquecimiento tanto más elevado cuanto mayor es la relación C(i A)/C(¡i O). Por el contrario, unos y otros líquidos no muestran significativas diferencias en la abundancia de elementos compatibles. En lo que concierne a las relaciones isotópicas, si la asimilación es importante los líquidos más diferenciados pueden llegar a tener una signatura muy cercana a la de las rocas asimiladas, pero si aquella es pequeña incluso los últimos líqtidos tienen valores relativamente alejados de los que posee el material digerido. Si la asimilación no va acompañada de cristalización fraccionada los efectos de la misma se observan en los magma:; más primitivos, y no en los más diferenciados. En consecuencia, las rocas que han sufrido erosión térmica muestran correlación positiva entre elementos traza altamente compatibles e incompatibles y correlación negativa entre cualquier índice de contaminación y cualquier parámetro que refleje grado de fraccionación. Los isótopos de Sr y Nd no son buenos indicadores para detectar la participación de sedimentos en la génesis de lavas, por la amplia variación de la relación Sr/Nd (4-40) que muestran los sedimentos. En contraste, los isótopos de Pb son excelentes indicadores a este respecto, ya que la diferente abundancia de este elemento en los sedimentos (25 ppm) y en el manto (0,05 ppm), produce significativas modificaciones en la signatura isotópica del Pb, incluso si la participación del contaminante es inferior al 1 %. Sin embargo, como más claramente se pone de manifiesto los procesos de contaminación mantélica y asimilación cortical, y como mejor se distingue uno de otro, es mediante el uso combinado de los isótopos de O y de Sr y Nd.

[EN] The magmas generated in mantle regions that have been contaminated by the infiltration of subduction-derived fluids, show higher abundances in large-ion lithophile elements relative to the rare-earth elements and the high-strength field elements, when compared to the mid-ocean ridge and oceanic-island basalts. Additionally, their Sr-Nd-Pb-O isotopic ratios show a wider range. On the other hand, the magmas that have been involved in assimilation processes are more enriched in highly incompatible elements as a function of the C(i A)/C(i O) ratio, relative to the magmas generated only by , simple fractional crystallization. Both magmas show no significative differences in compatible element abundances. Concerning the isotopic ratios, if assimilation is dominant, the most differentiated liquids can have a signature close to that of the assimilated rocks. However, if this process is not important, even the more evolved liquids have ratios far from those of the assimilated material. When assimilation is not coupled with fractional crystallization, the effects of the first process can be observed in the most primitive magma, and not in the differentiated ones. Therefore, the rocks that are the consequence of thermal erosion, show positive correlations between highly compatible and highly incompatible trace elements and negative correlations when comparing any contamination indicator versus any fractionation index. Since sediments show a wide variation in their Sr/Nd ratio (4-40), Sr and Nd isotopes are not good indicators of the participation of sediments in the generation of lavas. On the contrary, the contrasting concentrations of Pb in be mantle (0,05 ppm) and the sediments (25 ppm) make lead isotopes exceptional indicators, even when sediments participate in low proportions (l %). Nevertheless, the best approach to discriminate between mantle contamination and crustal assimilation, and to estimate the relative roles of these processes, is the combined use of Sr, Nd and O isotopes.