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Din mica Terrestre

2. Geoqu

benjamin
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Din mica Terrestre

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Presentation Transcript


    1. 1 Dinmica Terrestre Procesos geoqumicos: Separacin entre elementos (fraccionamiento) Mezclas entre elementos

    2. 2 Geoqumica de los Elementos Traza Objetivos: Analizar el comportamiento de los elementos traza en rocas magmticas Introducir mtodos matemticos para modelar su comportamiento Por qu son importantes?

    3. 3 Importancia de los Elementos Traza Mayor variacin en concentracin que los elementos mayores Generalmente hay 10-12 mayores y ms de 70 trazas Tienen propiedades qumicas nicas Registran procesos que no se observan en los elementos mayores

    4. 4 Utilidad y Aplicaciones Formacin y diferenciacin de la tierra Procesos y dinmica de fusin en el manto Formacin de yacimientos minerales e hidrocarburos Cambios climticos y circulacin ocenica Contaminacin Ambiental

    5. 5 Qu es un elemento traza? Aquellos elementos que NO son constituyentes estequiomtricos de las fases mineralgicas presentes en el sistema de inters Fases mineralgicas de un Basalto: olivino (Mg,Fe)2SiO4 ortopiroxeno (Mg,Fe)2SiO6 clinopiroxeno Ca(Mg,Fe)Si2O6 Plagioclasa CaAl2Si2O8-NaAlSi3O8 Constituyentes estequiomtricos: Mg, Fe, Si, O, Ca, Al, Na Los dems seran elementos traza Pero Qu pasa en un granito?

    6. 6

    7. 7 Aquellos elementos que no afectan significativamente las propiedades qumicas y fsicas de un sistema Excepciones? Qu es un elemento traza?

    8. 8 Afinidad de los Elementos Traza Clasificacin de Goldschmidt: Atmfilos: Elementos voltiles (Gases y lquidos) Litfilos: Afinidad por los lquidos silicatados Siderfilos: Afinidad por los lquidos metlicos Calcfilos: Afinidad por los lquidos sulfurosos

    9. 9 La Tabla Peridica de la Geoqumica Comportamiento de los elementos traza en la tierra silicatada

    10. 10 Los Elementos Voltiles Gases Nobles y N Gases nobles son qumicamente inertes y voltiles. No forman minerales. Tienen radios inicos grandes (excepto He) y no se acomodan fcilmente en las redes cristalinas Solubilidad en magmas depende de P, T, Radio Inico y composicin N2 relativamente inerte En rocas est como NH3 (amonia): sustituye al K y es muy soluble N componente importante en protenas

    11. 11 Los elementos semi-voltiles C, F, S, Cl, As, Se, Br, Sb, Te, I Tienen afinidad por las fases fluidas o gaseosas (Cl, Br, F) o forman compuestos que son voltiles (SO2, CO2) No todos son estrictamente voltiles (i.e. C es refractario en estado elemental) Particin del S entre lquido y gas depende de la fugacidad de oxgeno (estado de REDOX del sistema): Alta fO2 el azufre est como SO2 (dixido de azufre) Baja fO2 el azufre est como S2 (sulfuro) En magmas con altas concentraciones de S el azufre puede separarse La solubilidad de CO2 en magmas es funcin de la Presin En magmas con altas concentraciones de C, el CO2 puede separarse y formar magmas carbonatticos (CaCO3 es el principal componente)

    12. 12 Los elementos alcalinos y alcalino-trreos Large Ion Lithophile Elements (LILE) Alcalinos= Li, K, Rb y Cs Alcalino-trreos= Be, Sr y Ba Electronegatividades bajas y valencias de 1 y 2 Tienden a forman enlaces inicos Su comportamiento est gobernado por el radio inico y la carga (POTENCIAL INICO): Bajo potencial inico (carga/radio) Se les llama Elementos litfilos de radio inico grande o Large Ion lithophile elements (LILE) Su radio inico grande no les permite entrar en las estructuras cristalinas Tienen afinidad por la fase fundida en los magmas: ELEMENTOS INCOMPATIBLES Son altamente solubles en agua Se movilizan durante el intemperismo y el metamorfismo Tienden a concentrarse en la corteza y estn empobrecidos en el manto.

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    14. 14 Las Tierras Raras y el Y Tierras raras: Lantnidos y Actnidos En geoqumica REE: La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu. El Y se comporta de manera similar a las tierras raras medias-pesadas Actnidos: U y Th El Th tiene +4 y el U puede tener +4 o +6 (en condiciones oxidantes) El U+6 forma el in uranilo (UO2-2) que es soluble en fluidos acuosos en condiciones oxidantes REEs tienen bajas electronegatividades: enlaces inicos (como los lcalis) Su carga inica es alta (+3), aunque Ce puede ser +4 (en condiciones oxidantes) y Eu +2 (en condiciones reductoras) Debido a su alto potencial inico (carga/radio) las REE, el Th y el U+4: Tienden a ser insolubles en fluidos acuosos No se movilizan durante el metamorfismo y/o el intemperismo

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    18. 18 Los elementos de alto potencial inico Tambin llamados High Field Strenght o por sus siglas HFSE: Zr, Hf, Nb y Ta Tienen alta carga (+4 y +5) y radio inico pequeo: Alto potencial inico (carga/radio): Son insolubles en fluidos acuosos No se movilizan durante el intemperismo y/o el metamorfismo Nb-Ta (+5) son altamente incompatibles Zr-Hf (+4) son moderadamente incompatibles La incompatibilidad en este caso es funcin de la alta carga y no del radio inico

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    20. 20 Los metales de transicin (primera serie) Sc, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Ga y Ge Difciles de agrupar. Tienen dos o ms valencias. Forman enlaces covalentes. Solubilidad en fluidos acuosos es variables aunque menor que en los LILE: depende de la valencia y de los aniones de enlace Comportamiento en magmas es variable: Moderadamente incompatibles: Ti, Cu, Zn Altamente compatibles: Cr, Ni, Co Tienden a ser calcfilos y siderfilos

    21. 21 Los Metales Nobles Los elementos del grupo del platino (Rh, Ru, Pd, Os, Ir y Pt) y el Au Son muy raros, no reactivos, y comnmente estn en estado nativo Dos o ms valencias: forman enlaces complejos Escasez en la tierra silicatada debido a su carcter siderfilo Los elementos del grupo del platino se dividen: Grupo del Ir (Ir, Os, Ru): Asociado a cromitas y rocas ultramficas Grupo del Pd (Pd, Rh, Pt): Asociado a sulfuros en rocas gabroicas

    22. 22 Otros elementos importantes Boro (B): Ligeramente electropositivo: Enlaces covalentes Abundancias relativas de sus dos istopos (10B y 11B) son variables en la naturaleza (fraccionamiento a baja T) Tiende a formar el radical B2O3 (borato) que es altamente soluble en fluidos acuosos (B2O3 componente fundamental del agua de mar) B2O3 es mvil durante el intemperismo y el metamorfismo, y en ese sentido se comporta de manera similar a los LILE B tiende a ser un elemento moderadamente incompatible en los procesos magmticos Plomo (Pb): Importante porque es el producto del decaimiento del Th y el U Elemento calcfilo y ligeramente siderfilo Valencia (+2) y radio inico muy parecido al Sr Pb puede formar complejos qumicos con Cl y F y ser fcilmente transportado en soluciones acuosas del metamorfismo e hidrotermalismo Moderadamente incompatible en procesos magmticos

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