Estudios Geologicos (Dec 1994)
Modelización geoquímica de los procesos de fusión parcial
Abstract
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 difusiva 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 parcial en equilibrio se pueden seguir dos vías diferentes, según se disponga o no de los coeficientes 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 modelización 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.
Keywords
