Cerro Picol

Tema 3: Diagramas composicionales y asociaciones minerales estables
1. El equilibrio químico 2. Asociaciones minerales de equilibrio 3. La regla de las fases 4. Diagramas composicionales

1. El equilibrio químico
Sistema: cualquier volumen de roca que queremos estudiar. Fase: cada uno de los constituyentes de un sistema separables físicamente. Las fases pueden ser sólidos, líquidos o gases.Los minerales son ejemplos de fases sólidas. Los fluidos intergranulares son un ejemplo de fases líquidas y/o gaseosas.

¡OJO!: Muchos minerales forman soluciones sólidas. Los miembros extremos de estas soluciones sólidas no son fases, porque no pueden separarse físicamente. Ejemplo: la plagioclasa es una fase, pero no lo son la albita y la anortita a partir de las que se “construye”.Equilibrio: configuración de máxima estabilidad y mínima energía de un sistema bajo condiciones ambientales específicas. Una vez alcanzado el equilibrio, el número y la proporción de las distintas fases en un sistema permanece constante mientras no cambien las condiciones ambientales.

Conclusión importante
Dos sistemas con la misma composición química y sometidos a las mismas condiciones ambientalesdesarrollarán las mismas fases cuando alcancen el equilibrio, independientemente de cómo lo hayan alcanzado.

2. Asociaciones minerales de equilibrio
Determinación práctica de una asociación mineral de equilibrio

No es posible demostrar que una asociación mineral coexistió en equilibrio químico. Por ello, uno se ve forzado a definir una asociación mineral de equilibrio como un conjunto deminerales en contacto mutuo en una parte químicamente homogénea de la roca.

cuarzo

estaurolita

biotita

Roca A
Estaurolita Cuarzo Biotita

Roca B
Estaurolita Cuarzo Biotita

Roca C
Estaurolita
X X X

Cuarzo

Cuarzo Estaurolita Biotita

X

X X

X

Cuarzo Estaurolita

X

X X

X X X

Cuarzo Estaurolita Biotita

X

X

Biotita

Heterogénea No equilibrioHomogénea Equilibrio

Homogéna No equilibrio

Biotita
X

2. Asociaciones minerales de equilibrio Cómo reconocer una asociación de equilibrio en el campo
Metamorfismo de contacto sobre rocas ultramáficas alrededor de la Tonalita Bergell (Suiza-Italia)

Ang + Fo + Di Ang + Fo + Tr Tlc + Fo + Tr Ant + Fo + Tr
Los símbolos compuestos indican rocas con asociaciones mixtas con 4 fases

ZonaC

Zona
Zona A SUIZA

Asociaciones minerales

To n

ali

ta

Be

rg

ell

Zo

na

2 km

D

B

2. Asociaciones minerales de equilibrio

H2O
Fluido

H2O
Fluido

Brucita Antigorita Talco Antofillita Cuarzo Ang Tlc

MgO Forsterita Enstatita H2O
Fluido

SiO2 MgO

Fo

SiO2 H2O

Fluido

Tlc Ant

MgO

Fo

SiO2 MgO

Fo

SiO2

3. La regla delas fases F=C-P+2
C= número de componentes P= número de fases F= número de grados de libertad

Componente: constituyente necesario para construir las fases de un sistema. Interesa conocer el número mínimo de componentes con los que se puede describir un sistema. Los componentes pueden ser elementos químicos, óxidos, minerales, etc. Ejemplo: en el sistema Al2SiO5 (And, Sil, Ky), se pueden elegircomo componentes w los elementos Al, Si y O (3 componentes), w los óxidos Al2O5 y SiO2 (2 componentes), w el Al2SiO5 (1 componentes). Para aplicar la regla de las fases, sólo el último caso es válido. Grados de libertad: número de variables que se pueden cambiar independientemente sin que varíe el número de fases en un sistema.

3. La regla de las fases La regla de las fases en sistemassencillos
Ejemplo: la regla de las fases en el sistema H2O
Número de componentes (C): 1 Número de fases (P): de 1 a 3 Número de grados de libertad (F): de 0 a 2

3. La regla de las fases Ejemplo: diagrama de fases del sistema H2O

3. La regla de las fases La regla de las fases sobre los diagramas presión-temperatura (P-T)
Sistema Al2SiO5 (C=1) Campos divariantes Coexiste en equilibrio 1 fase...