2024-03-28T15:07:12Zhttp://digital.csic.es/dspace-oai/requestoai:digital.csic.es:10261/229922019-08-08T06:18:24Zcom_10261_77com_10261_8col_10261_330
DIGITAL.CSIC
author
Benito García, R.
author
López Ruiz, J.
2010-04-09T08:16:35Z
2010-04-09T08:16:35Z
1994-12-30
Estudios Geológicos 50(5-6): 291-308 (1994)
0367-0449
http://hdl.handle.net/10261/22992
10.3989/egeol.94505-6324
1988-3250
[ES] Durante la fusión, los elementos traza y los isótopos estables sufren fraccionación
mientras que los isótopos radiogénicos no varían. Como la distribución de los primeros
entre las fases que intervienen sigue las leyes de las soluciones diluidas, se pueden establecer
ecuaciones relativamente sencillas, que posibilitan la modelización del proceso. A
su vez, el comportamiento de los isótopos radiogénicos hace que los magmas hereden la
signatura del sólido del que derivar, lo que facilita la identificación del mismo.
Las ecuaciones propuestas para los diferentes tipos de fusión indican que en la fusión
en equilibrio la abundancia en el fundido de elementos traza altamente incompatibles
alcanza valores muy elevados al comienzo del proceso y disminuye progresivamente al
aumentar el grado de fusión, mientras que la concentración de los elementos compatibles
crece lentamente al aumentar el porcentaje de fusión y bruscamente cuando éste alcanza
valores muy altos. En la fusión fraccionada el primero de los líquidos que se genera
removiliza casi completamente a todos los elementos altamente incompatibles del sistema,
y los sucesivos líquidos producidos tienen muy baja concentración en dichos elementos.
En la fusión incongruente se generan líquidos ricos en aquellos elementos traza
que tienen altos coeficientes de reparto para las fases que funden y bajos para las de
nueva formación, mientras que están empobrecidos en los elementos que entran en estas
últimas fases. Si la fusión tiene lugar en presencia de una fase fluida el líquido está
empobrecido, en relación al generado cuando dicha fase está ausente, en aquellos elementos
que tienen coeficientes de reparto líquido-fluido aproximadamente iguales a la
unidad, ya que una parte de los mismos se concentra en el fluido. Finalmente, en la
fusión en desequilibrio o no difusión a la primera fracción de líquido que aparece tiene una
concentración en elementos incompatibles superior y en elementos compatibles inferior
a la del sólido del que deriva, con lo que la interfase sólido-líquido se empobrece y se
enriquece, respectivamente. Sin embargo, al final del proceso la concentración de los
elementos en el líquido se iguala a la que tenía la parte de sólido que ha fundido.
Para modelizar la fusión parcid en equilibrio se pueden seguir dos vías diferentes,
según se disponga o no de los coefcientes de reparto mineral-líquido y se conozcan o no
los porcentajes en los que intervienen dichas fases. Si se dispone de dichos parámetros,
se puede intentar duplicar las concentraciones elementales observadas en los líquidos
primarios, previa selección de unas constantes razonables. Por el contrario, si no se
conocen aquellos parámetros la mJdelización se puede llevar a cabo de forma distinta,
según se disponga de la composición de los líquidos generados o del residuo. Si se conoce
la composición de los líquidos generados, se utilizan las variaciones en las concentraciones
elementales que presentan las rocas, mediante un ajuste simultáneo de todas ellas
por resolución de un sistema de ecuaciones formado por las expresiones que describen el
proceso, para un número suficiente de elementos, o bien independientemente para cada
parámetro y elemento. A su vez, si se conoce la composición química de los residuos
hay que suponer la composición del protolito y a partir del elemento más residual fijar
los dos parámetros que quedan por conocer: el coeficiente de partición global residuofundido
para los distintos elementos y el grado de fusión que ha sufrido cada restita, asumiendo,
según proceda, el grado de fusión, el coeficiente de reparto global de uno de los
elementos o la concentración del mismo.
[EN] During melting processes both stable isotopes and trace elements fractionate, whereas
radiogenic isotopes do not change. The distribution of the former between the phases
that participate, follows diluted solutions laws in such a way that it is possible to establish
relatively simple equations to model these processes. Additionally, the radiogenic
isotopes behaviour implies that the magmas retain the source signature thus allowing its
identification.
In the case of equilibrium melting, the highly incompatible elements abundance is
very high in the liquid at the beginning of the process and decreases progressively as the
melting degree increases. On the contrary, the concentration in compatible elements
grows very slowly during the first steps to increase sharply for the highest F values.
During fractional melting, the first liquid generated removes almost all the incompatible
elements thus producing a relative depletion in those elements in the successive liquids.
In the case of incongruent melting, the magmas are enriched in the trace elements with
high distribution coefficients for the phases that melt and low for the newly generated
phases, and are impoverished in the elements that constitute the new phases. If melting is
produced in the presence of a fluid phase, the liquid will be depleted in those elements
with fluid/liquid distribution coefficients close to 1, rdative to the same liquid generated
without a fluid phase. Finally, during disequilibrium or nondiffusive melting, the first
liquid fraction has a concentration in incompatible dements higher and in compatible
elements lower than that in the source, so the solid-liquid interface is depleted and enriched,
respectively. However, at the end of the process the concentration of elements in
the liquid is equated to the abundance in the solid that melted.
To model equilibrium me1ting two diferent approaches can be followed, depending
on the availability of the mineral-liquid distribution coefficients and the percentages in
which the mineral phases have participated. When these parameters are known, it is possible
to duplicate the concentrations observed in the primary liquids by selecting reasonable
constants. On the contrary, when these parameters are unknown the approach to
follow will depend on the knowledge of the cbmposition of the liquids or that of the residue.
In the first case, the element concentrations of tbe rocks are used to obtain a simultaneous
best-fit solution of a system constituted by tile equations that describe the process,
either for a number of elements, or individually for each parameter and element. If
the composition of the residue is known, it is necessary to guess the composition of the
protolith. Then, from the most residual element the two remaining parameters (the residue-
melt bulk distribution coefficient and the degree of melting of each restite) are defined,
either assuming the degree of melting, the elements bulk distribution coefficient, or
their concentration.
spa
openAccess
Fusión en equilibro
Fusión fraccionada
Fusión incongruente
Fusión en presencia de una fase fluida
Fusión no difusiva
Elementos traza
Isótopos radiogénicos
Isótopos estables
Equilibrium melting
Fractional melting
Incongruent melting
Melting in presence of a fluid phase
Nondiffusive melting
Trace elements
Radiogenic isotopes
Stable isotopes
Modelización geoquímica de los procesos de fusión parcial
artículo
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