103 ALEJANDRO TOSELLICapitulo 6Regla de las fases y sistemas de
uno y dos componentesIntroduccinAqu se presenta el comportamiento
de sistemas qumicos sencillos como anlogos de los sistemas
naturales mas complejos. Ln la g. 6-1, se muestran secuencias
especcas de slidos que se orman cuando el magma se enra. Ll oliino
cristaliza primero, seguido por piroxeno, despus las plagioclasas y
nalmente xidos de le y 1i ,ilmenita y titanomagnetita,. Cuando se
analiza este orden de cristalizacin del undido basaltico, se obsera
que es similar
alpostuladoporlaSeriedeReaccindeBowen.Otracaractersticaesquelacantidadde
oliino se incrementa con el descenso de temperatura entre 1205 y
1180 C, indicando que luego el oliino comienza a ser consumido por
reaccin con el undido, por el progresio descenso de la
temperatura.Lnmuyrarasinstanciassepuedeobserardirectamenteelcomportamientodela
cristalizacin en sistemas naturales, pero se puede estudiar la
cristalizacin en orma indirecta, utilizando las texturas
secuenciales, o produciendo undidos en el laboratorio, u obserando
la cristalizacin de sales desde soluciones sobresaturadas. De los
criterios logrados de tales estudios texturales y experimentales,
se puede conrmar que los undidos cristalizan en un rango de
temperaturas, dando una secuencia de minerales, que aran en sus
composiciones,
endichorango.Claramentelosmineralesqueormanungranito,nosonlosmismosque
Figura 6-1. Porcentaje en peso de minerales de las lavas en funcin
de la temperatura.Miscelanea 18: 103-122Llementos basicos de
petrologa gnea 1ucuman, 2010 -ISSN 1514 - 4836 - ISSN on-lineISSN
1668 - 3242 REGLA DE LAS FASES Y SISTEMAS DE UNO Y DOS COMPONENTES
104orman un basalto y el rango de temperaturas de unos y otros son
dierentes. Los undidos granticos cristalizan a temperaturas mas
bajas que los basaltos y la secuencia de cristalizacin de un magma
grantico puede comenzar con anbol o biotita y nalizar con
eldespatos o cuarzo y dicha secuencia de cristalizacin ara con la
composicin y la
presin.Delosdatostexturalesyexperimentales,sehacenobseracionesgeneralessobreel
comportamiento de los undidos naturales que cristalizan ,Best
1982,:1. Los undidos que se enran, pasan desde un lquido a un slido
cristalino, en un rango de temperaturas ,y
presiones,.2.Distintasasesmineralescristalizanenunrangodetemperaturayelnmerode
minerales que se orman, tiende a incrementarse con el descenso de
la temperatura.3. Los minerales cristalizan en orma secuencial y
con considerable
solapamiento.4.Losmineralesqueconstituyensolucionesslidascambiansucomposicinconel
enfriamiento progresivo.5. La composicin del undido cambia durante
la
cristalizacin.6.Losmineralesquecristalizanylasecuenciaenlaqueseorman,dependedela
temperatura y de la composicin del undido.. La presin aecta el
rango de temperaturas a la cual los minerales cristalizan.8. Los
componentes olatiles ,I2O, CO2, l, B, etc., y la presin a la que
estan, aectan el rango de temperaturas de cristalizacin de la
secuencia mineral.Iasta aqu se puede er que los magmas son
demasiado complejos para entenderlos y la aplicacin de un modelo de
sistema real de roca es imposible y tampoco es eectio.Fases en
equilibrio y regla de las fasesPara tratar de entender a los
sistemas undidos simplicados, se necesita una base terica, para
poder analizarlos sobre una base dinamica y alorar la contribucin
de cada componente qumico a las ariaciones de esa dinamica. Si se
entiende, como el agregado de componentes
adicionalesaectanalsistema,
sepodraentenderelcomportamientodesistemas naturales mas complejos.
La Regla de las lases es un tratamiento terico simple de esta
aproximacin.Lamineralogadelasrocasmuestreadasenlasuperciedela1ierra,renejanlas
condiciones de temperatura y presin bajo las cuales ueron ormadas y
sus composiciones qumicas. Los cuerpos rocosos poseen una amplia
ariedad de propiedades sicas, qumicas, espacialesy cronolgicas que
renejan los procesos geolgicos responsables de su ormacin. Las
propiedades mas importantes son la composicin qumica y mineralgica
del cuerpo, su abrica y sus relaciones de campo. Para comprender
como y porque estas cuatro propiedades
sonpetrolgicamentesignicatias,debemosconsideraralgunasrelacionesbasicasentre
energa, materia y estados de equilibrio, gobernados por la
temperatura y la
presin.1odoslosprocesosnaturales,inolucrantranserenciaytransormacindedierentes
ormas de energa ymoimientode materia, estableciendo nueos estados
de equilibrio mas estables. Un estado particular de equilibrio
mineralgico esta gobernado por la presin ,P,, la temperatura ,1, y
la composicin qumica ,X, del sistema geolgico y es renejado en la
composicin mineralgica del cuerpo de roca. El campo de estudio de
estos conceptos es la termodinamica, que toma su nombre de la
energa trmica. La termodinamica se ocupa de las relaciones que
rigen los cambios de un
sistema.Sellamasistemaaunaporcindeluniversodelaquesehaceabstraccin.P.ej.una
galaxia, un batolito, una alla, una colada, un olcan, una asociacin
de cristales, una porcin 105 ALEJANDRO
TOSELLIdeuncristal.Lospetrlogossereerenporej.alsistemaalbita-anortita,enestesentido,
signicatodoslossistemastermodinamicosposibles,compuestospormezclasdealbitay
anortita. Sistema aislado: se dene as al que no cambia energa ni
materia con el
exterior.Sistemacerrado:esaquelquecambiaenergaconelexterior,peronomateria.Por
ejemplo, la cristalizacin de un plutn. Los minerales cristalizan
por prdida de temperatura y,o presin, pero los componentes qumicos
se mantienen sin
cambios..Sistemaabierto:eselqueintercambiaenergaytambinmateriaconelexterior.Por
ejemplo,elmetasomatismodecontactoentreunacalizayunintrusioacido,skarnde
contacto,,la asimilacin de roca de caja por un granito, la
alteracin hidrotermal, etc.Las partes del sistema: Un sistema esta
compuesto por los componentes y las ases.Se llama componente al
nmero mas pequeno de elementos qumicos en uncin de los cuales queda
representada una fase. Generalmente un componente de un sistema
petrolgico se representa por el porcentaje en xido, por el nmero de
moles o por la raccin molar de ese componente. Lsto depende del
sistema que tratamos. Por ejemplo, el Sistema Agua, tiene un slo
componente I2O, mediante el que se expresa su estado o ases
presentes, hielo, agua y apor. Ln el sistema lorsterita-slice, la
composicin se expresa por sus racciones molares o por sus
porcentajes en peso, para establecer la reaccin entre ambos para
dar Lnstatita.Fases: son las porciones del sistema, sicamente
homogneas en todas sus propiedades
ymecanicamenteseparabledelrestodelsistema.Lnlosejemplosdados,enelsistema
agua, pueden existir tres ases: hielo, agua lquida y apor de agua.
Ln el sistema lorsterita-Slice, pueden coexistir ases cristalinas y
undido, ademas los diersos minerales lorsterita, 1ridimita y
Lnstatita, constituyen las ases del sistema.Las propiedades
termodinamicas de un sistema pueden diididas en variables
extensivas o
intensivas.Lasariablesextensivas:dependendelacantidaddematerialdelsistema,talescomo
masa,olumen,nmerodemoles,etc.yalortotalesigualalasumadesusaloresen
cadaunadelaspartesdelsistema.1alesariablesnosonpropiedadesintrnsecasdelas
substancias del sistema.Las ariables intensivas: son las que no
dependen de la cantidad de materia del sistema
ysonpropiedadesdelassubstanciasquelocomponen,talescomopresin,temperatura,
densidad, concentracin de componentes en cada ase, etc. Iay un gran
nmero de ariables intensias y muchas son interdependientes.
Voliendo a la cuestin de interpretacin de las rocas, nosotros
debemos especicar como conocer el estado de un sistema.
Considerando
porejemplounpequenoolumenderocaqueestabajocristalizacinenelinteriordela
corteza y en el que las propiedades intensias, 1 y P son uniormes,
se puede asumir que la roca ha alcanzado el equilibrio qumico. Para
tal sistema, la regla de las ases de Gibbs ,1928,, se expresa
como:V ~ c - 2 - 0Donde V es el nmero de grados de libertad o
arianza, c es el nmero de componentes
independientesnecesariosparadenirlacomposicindelasasesenelsistema,yfesel
nmero de
ases.Laarianzadelsistemaeselmaximonmerodeariablesintensiasalasqueseles
puedenasignaraloresarbitrarios,oquepuedensercambiadasindependientemente,sin
causarcambiosenelnmerodeasesenelsistemaenequilibrio.Siseleasignanalores
especcosaV,elestadodelsistemaestadenidoyaslasotrasariablesintensiasdel
sistema tambin tienen alores especcos.REGLA DE LAS FASES Y SISTEMAS
DE UNO Y DOS COMPONENTES 106Ll trmino independiente` se aplica a
los componentes cuya composicin no puede ser expresada en trminos
de otros componentes. La arianza o grados de libertad del sistema,
se dene como en nmero mnimo de ariables intensias necesarias para
denir completamente el estado de un sistema en equilibrio. La regla
de las ases puede ser expresada como:V ~ c - - 2,regla de las ases
de Gibbs, 6-1Pueden darse casos especiales como por ejemplo, en un
sistema compuesto por roca slida y nuidos que rellenan suras en
equilibrio, si las paredes de las suras son mecanicamente
uertes,elslidoyelnuidopuedenestarapresionesdierentes,demaneraqueelsistema
total tiene dos presiones dierentes.Lsto incrementa el nmero de
ariables intensias en uno ,1,, la arianza entonces es: V ~ c - 3 -
. Ln los casos de sistemas que estn expresados en reerencia a una
presin particular, las ariables intensias quedan restringidas a uno
,1,.Notar que la regla de las ases solo se aplica a sistemas que
estan en equilibrio qumico. Nose puede aplicaraasociaciones en
desequilibrio, tales comoenrocasgranticasque se estan enriando,
porque el equilibrio cambia constantemente.&ODVLFDFLRQ GH ORV
VLVWHPDVLos sistemas pueden ser clasicados en trminos del nmero de
componentes requeridos para describir la composicinqumica de todas
las ases que aparecen en ellos. Por ejemplo, si se trabaja con I2O,
las nicas ases que apareceran sobre un amplio rango de P y 1, seran
hielo, agua y apor, cada una de estas ases tiene la composicin I2O,
como nico parametro qumico. Este sistema se denomina de un
componente o
unitario.Siserealizanexperimentosaaltatemperaturaya1atmseradepresinconmezcla
de MgO y SiO2, producen las ases slidas periclasa ,MgO,, orsterita
,Mg2SiO4,, enstatita ,MgSiO3,, cristobalita y tridimita. Ln este
sistema tres constituyentes qumicos Mg, Si y O,
estnpresentesperolacomposicindetodaslasfasesestalquepuedenserexpresadas
enteramente en trminos de dos xidos ,MgO y SiO2,. Lste es un
sistema de dos componentes o binario. Ll sistema
Dipsido-Anortita-lorsterita, se toma como un ejemplo de un sistema
ternarioque esrepresentado poruntriangulo, enel que cadacomponente
se ubica enun rtice del mismo.Sistemas de un solo componentea,
lusin congruente: augita |,Ca,Mg,le,1i,Al,2,Si,Al,2O6,|, slice
,SiO2,.b, lusin incongruente:a, Fusincongruente: la temperatura
para la cual un slido est en equilibrio con un lquido de su misma
composicin, es lo que se conoce en general como punto de usin, de
la sustancia. Si la temperatura aumenta por encima del punto de
usin, el potencial qumico del lquido disminuye mas rapidamente que
el slido, hacindose mayor la entropa del lquido. Para las
temperaturas superiores al punto de usin, la ase lquida es la nica
estable. De la
mismaormasiaumentalapresin,elpotencialqumicodecadaase,aumentaenorma
proporcional a su olumen molecular y puesto que el olumen del
lquido es mayor que el del slido, el potencial qumico del lquido,
en la mayora de los casos, aumenta mas rapidamente y el slido se
transorma entonces en ase estable. Si la temperatura y la presin,
aumentan 107 ALEJANDRO TOSELLIsimultaneamente, el equilibrio entre
el lquido y el slido, puede mantenerse nicamente, en el caso de que
el efecto de la temperatura sea contrarrestada exactamente por el
efecto de la presin ,ecuacin de Clasius
Clapeyron,.1omemoscomoejemploslassustanciasmostradasenlalig.6-2.LlcomponenteA
cuandoseenrapordebajodesupuntodecristalizacin,comienzaaormarncleosde
cristalizacin,ennmeroprogresiamentemayorconeldescensodetemperatura,hasta
llegaraunmaximo.Lnesteinteraloseormanpocoscristalesporunidaddeolumen,
los cristales que lo hacen tienen espacio para crecer y
disponibilidad de material, por lo que
latendenciaesaormarrelatiamentepocoscristalesyadquirirtamanosgrandes,loque
progresivamentesevainvirtiendo.Cuandosesuperaelpicodelacurvalavelocidadde
ormacin de ncleos minerales se incrementa rapidamente, por lo que
los cristales que se orman son pequenos, por la competencia entre
ellos por capturar los componentes y la alta de espacio, que les
obliga a intererir entre si.Fig. 6-2. Relacin entre elocidad de
crecimiento y nucleacin, con el enriamiento.Por ejemplo, la
cristalizacin congruente de la augita, que es medida por el nmero
de cristales iniciados por unidad de olumen, por unidad de tiempo.
La regin de temperaturas en la cual la generacin de cristales es
lenta se llama metaestable, aquella en la cual la rapidez de
cristalizacin es alta, es la regin labil. As surgen dierentes
texturas de rocas petrograca y qumicamente equialentes.Sistema
Slice
,SiO2,Lalig.6-3correspondealdiagramapresin-temperaturadelsistemaslice.Lllmite
superior de 10Gpa y 1900 C reneja el lmite superior de P y 1 a las
cuales la SiO2 pura podra REGLA DE LAS FASES Y SISTEMAS DE UNO Y
DOS COMPONENTES 108Fig. 6-3. Diagrama de ases P-1 para la SiO2
,Swamy y Saxena
1994,.ormarseenlanaturaleza,1Gparepresentaaproximadamentelaproundidadde35km,
correspondiente a la base de la corteza continental y los minerales
de SiO2 no son comunes en el manto,. Ln el diagrama quedan
expresados polimoros slidos de slice y ase lquida, con sus
correspondientes campos de estabilidad. Las ases minerales son:
cuarzo-, cuarzo-, tridimita, cristobalita, coesita y stishoita.
Cuandolascondicionessicasseproyectandentrodecualquiercampo,unaasees
estable yen ella: ~ 1 y V ~ 1 - 1 - 2 ~ 2. Lstas areas son llamadas
diariantes ,V ~ 2,. Las curas que separan los campos, representan
condiciones bajo las cuales dos ases coexisten en equilibrio, ~ 2 y
V ~ 1 - 2 - 2 ~ 1. Las curas son llamadas uniariantes ,V ~ 1,. Iay
tambin puntos donde las lneas uniariantes se intersectan y tres
ases coexisten. Cuando ~ 3 y V ~ 1 - 3 - 2 ~ 0, el sistema esta
completamente determinado y se llama punto inariante ,V ~ 0,. b,
lusin incongruente: existe un cierto nmero de minerales, que cuando
se calientan
aunaciertatemperatura,puntodeusinincongruente,,sedescomponenparadardos
ases, una de las cuales es entonces lquida ,lquido peritctico, y
otra slida, de dierentes composicin al mineral original.
Ljemplos:Ortosa ,KAlSi3O8, unde incongruentemente a 1150 C para
ormar leucita ,KAlSi2O6,
-lquidoconmayorriquezaenslicequelaortosa.Lausincompletadelaleucitaas
ormada se presenta a 1533 C nicamente.8KAlSi3O8 ~ 5KAlSi2O6 - 3
KAlSi3O8 - 5SiO2OrtosaLeucitaMezcla undidaMullita: ,Al6Si12O13,
unde incongruentemente a 1810 C Al2O3 - liquidoMonticellita:
,CaMgSiO4, unde incongruentemente a 1503 C MgO- liquido109
ALEJANDRO TOSELLIAcmita: ,Na2leSiO6,unde incongruentemente a990 C
le2O3 - liquidoProto-Lnstatita:,MgSiO3, unde incongruentemente a
155 C Mg2SiO4 - liquido ,polimoro de alta 1 de la
Lnstatita,Iornblendapargasticaundeincongruentemente,dandoDipsido-lorsterita-
Lspinela - liquidoSistemas de dos componentesCuando un segundo
componente se agrega al sistema, el mismo puede interactuar con el
primero, condicionando dierentes caminos. Ln los sistemas binarios
C ~ 2 la arianza puede ser tan alta como V ~ 3 en un sistema con
una ase y requirindose diagramas tridimensionales
pararepresentaradecuadamentealsistema.Peroparasimplicarlosutilizaremosel
enriamiento del sistema, dejando ja las presiones, para discutir
las ariaciones que tienen lugar. Si se restringe la presin la regla
de las ases se expresa: V ~ c - - 1.a, Sistemas de tipo eutcticob,
Sistemas de disolucin slida completa c, Sistemas de usin
incongruented, Sistemas de desmezcla de disoluciones slidasa)
Sistemas de tipo eutectico:El agregado de un segundo componente
tiene un profundo efecto sobre un sistema de un componente ya que
cambia las relaciones de usin. Un componente puro tiene un punto de
usin, que cambia con la presencia y contenido de otro componente.
Lntre los sistemas eutcticos comunes tenemos: ortosa:cuarzo-2,5 :
2,5 anortita:oliino -0 : 30 dipsido:enstatita-45 : 55
dipsido:anortita -58 - 42 neelina:albita - 24 : 6 ,1068 C - en
seco,Sistema Dipsido AnortitaLl sistema dipsido ,CaMgSi2O6, Di, -
Anortita ,CaAl2SiO8, An,, es interesante porque
proeeunanalogoalsistemabasaltico,clinopiroxeno-plagioclasa,yormapartedel
tetraedrobasaltico.Llsistema,temperaturaersuscomposicin,estailustradoenlalig.
6-4,comoisobaricoapresinatmosrica.Lstetipodesistematieneunpuntomnimo
delliquidusllamadopuntoeutctico,porloquesedenominanSistemasbinarioscon
Punto Lutctico`. Aqu se describe un enriamiento con cristalizacin
en equilibrio, desde un lquido que tiene una composicin global de 0
peso de An, en el punto A. Como el diagrama de temperatura ,1, y
composicin ,X, es isobarico, la ecuacin es: V ~ 2 - 1 - 1 ~ 2. As
que podemos determinar completamente el sistema para una 1 especca
y XliqAn
oXliqDi.Porenriamientoa1450C,puntoB,comienzaacristalizarelcomponenteAn
pura,puntoc,.AquV~2-2-1~1.lijandounaariable,comola1,todaslasotras
REGLA DE LAS FASES Y SISTEMAS DE UNO Y DOS COMPONENTES 110quedan
determinadas a la 1 especicada. Si se contina enriando el sistema,
la composicin del lquido cambia desde B hasta D, cristalizando
siempre An pura.Naturalmente si la An cristaliza desde el undido,
la composicin del lquido remanente debe desplazarse, desde la An
hacia la izquierda del diagrama. La cristalizacin de la An es una
reaccin continua, que tiene lugar en un rango de temperatura y que
puede ser representada por:Lquido 1 ~ Solido - Lquido 2Aqu se puede
aplicar la Regla de Leer para determinar las cantidades relatias de
slido y de lquido, sobre la base del 0 de An. Fig. 6-4. Sistema
Dipsido-Anortita, isobarico ,0,1 MPa,, segn Bowen ,1951,. A 124C se
produce una nuea situacin, el Di comienza a cristalizar juntamente
con la An. 1enemos ahora tres ases en equilibrio que coexisten, dos
slidos y un lquido. La lnea horizontal ,isotrmica, conecta al Di
puro ,G, con la An pura ,I, y el lquido en ,D,, punto mnimo
eutctico. l ~ 3, V ~ 2 - 3 - 1 ~ 0. Lste es un nueo tipo de
situacin inariante,
norepresentadaenningnpuntoinariantedelasasesdeldiagrama.Comoesunpunto
inariante,latemperaturaylasariablescomposicionalesestanjadas,porlospuntosG,
D y I,. Lste sistema esta completamente determinado y proseguira la
cristalizacin a esta temperatura hasta que termine la
cristalizacin. La cuanticacin de la eolucin del sistema puede ser
realizada utilizando la Regla de Leer. Por ejemplo para determinar
la proporcin de cristales y lquido en el punto I, utilizamos la
lnea AI, que proyecta la composicin original ,0, y la lnea IJ,
paralela al eje x, que corta la proyeccin de la composicin original
en I. Con estos alores se puede establecer la relacin
cristal-lquido, segn las relaciones:II,IJ x 100 ~ porcentaje de
anortitaIJ,IJ x 100 ~ porcentaje de lquidoLn el caso que estamos
iendo, la reaccin es:Lquido ~ Dipsido - Anortita
Porqueelnuidoestaenelmedio.Lstaesunareaccindiscontinua,porquetiene
lugar a una temperatura ja, hasta que una ase es consumida. Cuando
la cristalizacin se ha completado, por desaparicin de una ase
,lquido en este caso, resulta en un incremento de la arianza desde
cero a uno y as la temperatura puede oler a descender, con las dos
ases que coexisten a baja temperatura, dipsido y anortita.Ln la
lig. 6-4, tenemos tambin la posibilidad de iniciar la cristalizacin
en el campo del 111 ALEJANDRO TOSELLIdipsido, con una composicin de
20 en peso ,punto L, a 1350C. Ll dipsido cristaliza hasta el punto
D, a partir del cual, cristaliza simultaneamente con la anortita.
FUSIN EN EQUILIBRIO
Lsopuestaalacristalizacinenequilibrio,cualquiermezcladedipsidoyanortita
comienzaaundira124C,ylacristalizacindelprimerundidoessiempreigualala
cristalizacindeleutcticoD.Unaezquecomienzalausin,elsistemaesinariantey
permanecera sin cambios a 124C hasta que uno de los dos slidos que
se estan undiendo se consuma. Cual de los slidos se consumira
primero, depende de la cristalizacin global. Si Xt esta entre Di y
D, la anortita se consumira primero y la cristalizacin del lquido,
con el incremento de temperatura, se desplazara hacia Di, hasta que
el lquido alcance Xt, en la cual los ltimos cristales de Di seran
disueltos. Si Xt esta entre An y D, el dipsido se consumira primero
y el lquido progresara hacia la An.CRISTALIZACIN FRACCIONADA
Nosehaeectuadoexperimentalmenteelpatrnquesigueellquidoensistemassin
solucin slida. Contrariamente a los sistemas de la plagioclasa y
del oliino, la remocin del slido de composicin constante, no
aectara la composicin del slido nal ni del lquido.
Lascomposicionesdelosslidossonjasyloslquidosdebenalcanzarlacomposicin
eutctica,dondelosslidospuedenserremoidosono.Slolacomposicinnaldela
rocaes aectada.
Silacristalizacinenequilibriocontina,lacomposicinnaldelaroca
eslamismaquelacomposicinglobalXt.Silacristalizacinraccionadaeseciente,la
composicin de la roca nal es igual al eutctico, porque los
cristales tempranos se pierden y el lquido nal es siempre el lquido
eutctico.FUSIN PARCIALNo aecta el patrn seguido por el lquido. La
perecta usin raccionada ,cualquier tipo de undido es remoido tan
pronto como se orma,, no debera ocurrir en la naturaleza. Una
cantidad crtica ,tal ez del 1-10, debe ormarse antes de que pueda
remoerse sicamente
delslido.Siunpequenoporcentajedeundidoueracontinuamenteremoidodesdeel
slido de Di - An, los primeros undidos deberan tener la composicin
eutctica D ,124C,, hasta que una de las ases uera consumida por la
usin, entonces el slido remanente pasara a ser de un componente,
que si uera el Di, el campo de usin subira desde 124C hasta 1392C y
si uera la An subira hasta 1553C. As un undido parcial originado en
el manto,
siesdeprimidoenunaasemineral,requeriraunaaltatemperaturaparacrearundidos.
Sislohubieracalorsucienteparaproducirelundidoinicialatemperaturaeutctica,la
consumicindeunmineralaumentaraelpuntodefusindelslidoresidualenalgunos
centenares de grados, cerrando la posibilidad de alimentar areas
olcanicas.FUSIN PARCIAL EN EQUILIBRIOSuponiendo que se produce usin
parcial en equilibrio, un undido intermedio se separa desde el
slido como un evento simple en cualquier punto durante el proceso
de fusin. Este undido tiene una composicin dierente que el sistema
original. Lxtrayendo dicho undido
ycristalizandoloenunacamaramagmaticamassomeraproduciraunarocacondierente
relacin An,Di a la roca original. Ln otras palabras los undidos
parciales no tienen la misma
composicinquelauenteyellosseenriquecenenloscomponentesdemenorpuntode
usin ,mas altosen le,Mg, Na,Ca,
etc.,,QuediceelsistemaAn-DisimplicadosobreelbasaltoLxplicacomolquidos
REGLA DE LAS FASES Y SISTEMAS DE UNO Y DOS COMPONENTES
112integrados por mas de un componente cristalizan en un amplio
rango de temperaturas, an sin solucin slida. Ilustra sobre la
textura ootica en los basaltos, con la cristalizacin mas temprana
de los cristales de anortita euhedral, seguida posteriormente por
augita posterior, que enuele a los primeros. Si la composicin
global esta a la izquierda, los cristales de augita se formaran
primero.
b) De disolucin solida completaSISTEMA DE LAS PLAGIOCLASAS Las
curas lquidus y solidus de las plagioclasas estan determinadas por
la temperatura y el calor de usin de los componentes puros albita y
anortita, que constituyen una solucin
slidacompleta,lig.6-5,.Lasdoscurasdanlascomposicionesdelasaseslquidasy
slidas, que estan en equilibrio mutuo, para las temperaturas dentro
del interalo de
usin.,CualessonlasposiblesariablescomposicionalesSeeligelaraccinenpesodel
componente An en la ase lquida:XliqAn ~ nAn,,nAn - nAb,Fig. 6-5.
Sistema de solucin slida de las plagioclasas.Donde n representa en
nmero de gramos de cualquier componente. Si el sistema pesa 100 g,
y nAn ~ 60 g, entonces XliqAn ~ 60,,60 - 40, ~ 0,60. La regla de
las ases nos dice que si el lquido Ab-An esta a una presin ja, a
una temperatura determinada la ariable composicional esta
completamente determinada en el sistema. Si tomamos 1 ~ 1600 C, y
XliqAb~0,60,lanicaariablecomposicionalintensiaremanenteesXliqAnycomoel
sistema es binario, se tiene que XliqAb ~ 1 - XliqAn , que es
0,40.ConelenriamientodelsistemahastaelpuntoBa145C,laplagioclasacomienza
acristalizarylosprimeroscristalesqueseormantienenunacomposicinC,An8,,
diferentedelacomposicindellquidodelcualseseparan.Mientrasqueenlossistemas
deuncomponente,unasolacuraseparaloscamposdellquidoyslido,aqutenemos
113 ALEJANDRO
TOSELLIdoscurasqueespecicanlascomposicionesdellquidoydelslido,conrespectoala
temperatura. La cura superior es llamada lquidus y especica la
composicin de cualquier lquido que coexista con un slido a una
temperatura particular. La cura inerior es la del slidus y especica
la composicin de cualquier slido que coexista con un lquido a una
temperaturaparticular.LospuntosByCrepresentanlascomposicionesdellquidoydel
slido respectiamente. Ln esta situacin la regla de las ases
expresa: Para un sistema de dos componentes condosases y a una
presinja, la composicin de ambas ases ,lquida y slida, dependen slo
de la temperatura.Al continuar con el enriamiento la composicin de
las ases ariaran, el lquido se moera desde B hacia G, mientras que
la plagioclasa cambiara desde C hacia I. Lste proceso tiene lugar
por intercambio y reaccin entre los componentes slido y lquido,
constituyendo una reaccin continua, que se puede expresar por la
reaccin:Lquido 1 - Plagioclasa 1 ~ Lquido 2 - Plagioclasa
2,CaAlNaSi,Para la cuanticacin de las composiciones del lquido y
slido se pueden usar las relaciones
geomtricasentrelaslneasdeunindelastemperaturasespeccas,paracuanticarlos
contenidos de cristales y lquido del sistema, utilizando la Regla
de Leer como sigue:,DL,Dl, x 100 ~ Porcentaje de cristales de
anortita,Ll,Dl,x 100 ~ Porcentaje de
lquidoLnotraspalabraslalongitudenesproporcionalalascantidadesdelasasesslidasy
lquidas. Con el enriamiento de ambas ases ,slida y lquida,, se
uelen mas ricas en Ab ,componente de menor punto de usin,. Cuando
la temperatura se aproxima de 1340 C,
lacomposicindelaplagioclasaalcanzaI,queesigualalacomposicinglobal,An60,,
obiamente aqu termina la reaccin por agotamiento del lquido y
quedando una nica
ase.Sielenriamientodelundidoessucientementelento,losmineralessemantienen
homogneos, eso signica un equilibrio constante entre cristales y
lquido. Pero en muchos
casoslasplagioclasasestanzonadas,estosignicaquenoselograelequilibrioentrelos
cristales y el lquido, desde el cual se separan, al no poder
re-equilibrarse todo el olumen del cristal en crecimiento, se an
agregando nueas capas que estan en equilibrio con el lquido desde
el cual se separan y se denomina zonamiento composicional ,lig.
6-6,. ZONEADO COMPOSICIONALEs otro proceso de desequilibrio que
puede tener lugar en sistemas de solucin slida.
Alnopoderreaccionarconelundidoyre-equilibrarse,unmineralpuedesimplemente
agregarse como anillos. La plagioclasa, por ejemplo, anade anillos
de crecimiento nueo, al no poder reaccionar para mantener una
composicin homognea. De esto resulta un ncleo mas calcico y que
progresiamente se hace mas sdico hacia los bordes.Fig. 6-6. Cristal
zoneado de plagioclasa, eidenciando claro desequilibrio en la
ormacin de las zonas en relacin con el lquido.REGLA DE LAS FASES Y
SISTEMAS DE UNO Y DOS COMPONENTES
114Perotambinocurreloinerso,queelncleoesmasalbticoylosbordesmasricos
en An, o que la composicin de las capas oscila alternatiamente
entre capas mas y menos
ricasenalbita.Porestosesuponequedurantelacristalizacinmagmticaloscristalesde
plagioclasadejanconfrecuenciademantenerelequilibrioconelfundidodesdeelcual
separanyqueestansometidosatemperaturasypresionesoscilantes.Lanuctuacinde
lapresinhidrostaticapuedeserparticularmenteecienteenlaaparicindelzoneado
oscilatorio, porque su aumento disminuye la temperatura de
cristalizacin, o la perdida sbita de olatiles por parte del undido,
inersamente, aumentara la temperatura de cristalizacin.O sea que la
elocidad de enriamiento de un undido, es un actor de crucial
importancia
quecontrolaelzoneamientodelasplagioclasagneas.Sielenriamientoesmuylentolos
cristalessonhomogneos,cuandoelenriamientoesmasrapido,elreajusteentrelos
cristales y la mezcla undida es incompleta y los cristales ormados
son zoneados. Cuando el enriamiento es muy rapido, como en la pasta
de algunas laas, la mezcla esta uertemente
sobreenriadaydalugaracristalesnozoneadosdelamismacomposicinquelamezcla
fundida.LA FUSIN DE EQUILIBRIO INCONGRUENTELs simplemente el
proceso opuesto y el primer lquido que se orma es de composicin mas
rica en Ab y a medida que aumenta la temperatura aumenta el undido
y tanto el lquido como los cristales que se van formando se hacen
ms ricos en An.As tenemos cristalizacin en equilibrio y usin en
equilibrio, en los cuales la plagioclasa que cristaliza y los
undidos, se mantienen en equilibrio qumico. Ls tambin posible que
se
produzcacristalizacinraccionada,queinolucralaseparacinsicadeloscristales,del
undido desde el cual se orman, esto impide su reaccin con el lquido
y entonces se an formando cristales progresivamente ms ricos en
albita.FUSIN
FRACCIONADALsotroimportanteprocesogeolgico,quesignicalacontinuaextraccindeundido
ha medida que se orma. Si se comienza a undir An60, el primer
undido tiene composicin An20. Si se extrae el undido, el slido
residual se enriquece progresiamente en componentes undidos de alta
temperatura y cambia constantemente la composicin del slido
remanente en el sistema. Ll slido nal, y el lquido que se deria de
l, se desplazan hacia la anortita. La mayora de los magmas
naturales, una ez creados, son extrados desde la roca uente
antesdequesecompletelausin.Lstoesllamadousinparcial,quepuederesultarde
usinraccionadaopuedeinolucrarequilibrioconelundido,hastaquesuciente
lquido se acumula y puede separarse del sistema. La fusin parcial,
entonces, incrementa
laconcentracindeloscomponentesdemenorpuntodeusinenelsistemaundidoy
concomitantemente, incrementa las concentraciones de los
componentes de alto punto de usin en el residuo slido, del que se
extraen los undidos.SISTEMA FORSTERITA FAYALITALs una serie de
disolucin slida, con miscibilidad completa entre los miembros
extremos. La sustitucin mas comn en los minerales macos, es la que
ocurre entre le y Mg. Lsto
ocurreentodoslosmineralesmacosytieneuneectoenlausinsimilaralsistemade
las plagioclasas. Ll sistema oliino, Mg2SiO4 ,lo - orsterita, -
le2SiO4 ,la - ayalita,, esta ilustrado en la lig. 6-. Ll Mg y el le
tienen tamano y alencia similares. Ll Mg es ligeramente mas pequeno
y as orma uertes enlaces en las ases minerales y se enriquece en el
slido en 115 ALEJANDRO
TOSELLIcomparacinconellquidoencomposicionesintermedias.Unfundidodecomposicina
,lo56,, produce un slido C ,lo84, a aproximadamente 100 C, y
cristaliza completamente a 1480C cuando el lquido nal se consume en
el punto D ,lo23,. Ln su comportamiento el sistema del oliino es
enteramente analogo, al de las plagioclasas.Fig. 6-7. Sistema de
solucin slida del olivino.c) De fusin incongruente:Sistemas
peritcticos binarios SISTEMA FORSTERITA -
SLICEComoejemplodesistemaperitcticobinario,eremoselsistemaorsterita-slice
,Mg2SiO4-SiO2,,queseexpresaenlalig.6-8,comodiagramaisobaricoa0,1Mpa,de
ases 1-X. Ademas del mnimo eutctico ,punto C, hay otro punto de
innexin en el sistema ,punto I,, llamado punto peritctico, por lo
que se denomina sistema peritctico. Ll sistema tiene slo dos
componentes, con una ase intermedia de enstatita ,Ln,, que se ubica
entre los miembros extremos orsterita ,lo, y el polimoro de la
slice ,S,. La ase de la slice presente
araconlatemperatura.Llcampodedoslquidos,sobreladerechadelagura,esotra
caracterstica inusual, pero no es esencial en el sistema. La
composicin de la Ln, se proyecta entre la orsterita y la
cristobalita. La reaccin posible es:Mg2SiO4-SiO2~2
MgSiO3locristobalita LnLl oliino rico en Mg y el cuarzo, nunca
coexisten en equilibrio en las rocas gneas, y ellos reaccionan para
ormar ortopiroxena, hasta que uno de ellos se consume. Solo el
miembro extremo del oliino, rico en le puede coexistir en
equilibrio con el cuarzo en algunos granitos REGLA DE LAS FASES Y
SISTEMAS DE UNO Y DOS COMPONENTES 116y riolitas alcalinas y rocas
ricas en hierro poco comunes.Suponiendo que en la lig. 6-, se
inicia el enriamiento con la composicin a, la V ~ 2 - 1 - 1 ~ 2,
por lo que puede ariar la 1 y X independientemente. Ll descenso de
temperatura intersecta la cura a 1660 C, donde comienza a
cristalizar cristobalita ,punto B,, porque ~ 2 y V ~ 2 - 2 - 1 ~ 1,
la composicin del lquido y la temperatura son dependientes y con el
enriamiento continuara cristalizando cristobalita hasta el punto c,
con la cristalizacin del eutctico cristobalita-enstatita, a 1543 C.
Aqu C ~ 2 y ~ 3, V ~ 2 -3 - 1 ~ 0, as que
latemperaturadebepermanecerconstantehastaqueellquidoseconsuma,porreaccin
discontinua para ormar enstatita y cristobalita, segn la
reaccin:Lquido Lnstatita - CristobalitaUna ez que el lquido es
consumido, slo quedan dos ases slidas ,Ln-Cristobalita, y V ~ 1, as
puede seguir descendiendo la temperatura y a 140 C se orma una ase
de transicin en el sistema slice, donde la cristobalita inierte a
tridimita.Veamos ahora el lado izquierdo de la lig. 6-8, con un
lquido de composicin l. A alta
temperaturanosotroscomenzamosconellquidoyV~2.A1800Clalocomienzaa
cristalizar en el punto I, donde coexisten dos ases, V ~ 2 - 2 - 1
~ 1, as que X depende
delatemperatura.Coneldescensodelatemperatura,seincrementalacantidaddeloy
disminuye el contenido de lquido hasta llegar a 155 C en el punto K
de la Ln, el punto J de la lo y el punto I del lquido. Porque ~ 3 y
V ~ 2 - 3 - 1 ~ 0. Lste peritectico es
unnueotipodesituacininariante,porquelaV~0,todaslasariablesintensiasson
jas,incluyendola1ylaXdetodaslasases.LleutcticoesDi-An-Liquido,yel
sistema debe permanecer a temperatura constante hasta que una ase
se agote y entonces la Fig. 6-8. Sistema lorsterita-slice a 0,1
MPa.117 ALEJANDRO TOSELLItemperatura puede seguir descendiendo. Se
debe notar que hay tres ases en un sistema de dos componentes y que
las tres ases son colineares, implicando que la reaccin debe tener
lugar. Notar que la composicin de la Ln ,punto K, cae entre las del
lquido ,punto I, y la lo ,punto J,. Lsta es una situacin eutctica
dierente, donde el lquido cae en el centro. La reaccin
es:lorsterita - Lquido ~ LnstatitaAqu tenemos a un lquido que
reacciona con un slido para producir otro slido con el enriamiento,
esta reaccin es discontinua ,V ~ 0,, y por lo tanto tiene lugar a
temperatura constante y continuara hasta que uno de los reactantes
se agote y el otro coexiste estable con el mineral ormado. Ln la
presente situacin la composicin global ,punto l,, que cae entre la
lo y la Ln, por lo que el lquido es el primero en consumirse y la
lo remanente coexiste con la Ln ,l ~2 y V ~ 1, con la cada de la
temperatura. Obserar que los cristales de lo comienzan a ormarse a
1800 C, continan creciendo durante el enriamiento y comienzan
aconsumirseformandoconelfundidoEn.Estefenmenopuedeobservarseenalgunos
basaltos, donde los cristales de oliino presentan enmenos de
resorcin. La Ln producida puede presentarse como anillos de reaccin
o manto sobre el oliino, en la zona en que los dos reactantes se
ponen en contacto.CRISTALIZACIN
FRACCIONADALaizquierdadelperitcticodelalig.6-8inolucraelaislamientodeloscristalesde
oliino, lo que desplaza la composicin global ,que es igual a la
composicin del lquido,. Si la raccionacin del oliino es eectia, el
lquido nal siempre alcanzara el
eutctico.Siolemosalcampodelosdoslquidosdelag.6-yenriamosunundidode
composicinn,elmismointersectaralacuradellquido.Lstacuraesllamadasolusy
representa el proceso de desmezcla ,separacin de ases mezcladas,,
esta es una desmezcla de lquidos. Ll lquido inicial ,~ 1 y V ~ 1,
ocurre a aproximadamente 1980 C y se separan dos lquidos
inmiscibles, y se orma un segundo lquido de composicin p. Ahora
tenemos ~2,V~2-2-1~1,aslacomposicindelosdoslquidosesdependientedela
temperatura y sigue las dos ramas de la cura con el enriamiento.
Uno de los lquidos es mas rico en slice y el otro mas rico en Mg. A
1695 C el lquido rico en slice alcanza un eutctico y cristaliza
cristobalita. Ll sistema contiene ahora dos lquidos mas un slido y
es inariante ,V ~ 2 - 3 - 1 ~ 0,. La temperatura permanece
constante como una reaccin discontinua que inolucra estas tres ases
colineares. Como el lquido rico en slice se proyecta entre el
lquido rico en Mg y la cristobalita, la reaccin es: Lquido rico en
slice Lquido rico en Mg - CristobalitaDonde la temperatura no
seguir descendiendo hasta que el lquido se consume.RELACIONES DE
FUSINComenzandoconLnpurayundido,seproduciraunlquidodecomposicinI
,composicin peritctica, y lo por la reaccin inersa de ,lo - Lq. Ln,
con incremento de temperatura. Proceso por el cual unde el slido
Ln, dando un lquido y se orma otro
slido,lo,,amboscondierentescomposicionesquelosoriginales.Aesteenmenose
lodenominafusinincongruente.LaLnesunmineralqueundeincongruentemente.
1odos los sistemas peritcticos tienen este patrn y el diagrama de
ases peritctico se llama diagrama de usin incongruente`. Otro
proceso que comienza con una mezcla de oliino slido y enstatita, es
si el undido inicial tiene una composicin I, que es mas rico en
slice que alguno de los dos slidos. Si se remuee el undido de la
usin parcial y el undido cristaliza, REGLA DE LAS FASES Y SISTEMAS
DE UNO Y DOS COMPONENTES 118resultara una mezcla de enstatita -
cuarzo. As se comienza con piroxena-oliino y se termina con
piroxena-cuarzo.e) Desmezcla de disoluciones solidasSISTEMA DE LOS
FELDESPATOS
ALCALINOSLlsistemaNaAlSi3O8-KAlSi3O8,Ab-Or,sedenominasistemadeloseldespatos
alcalinos. Ll diagrama de ases 1-X se simplica a la PI2O ~ 0,2 Gpa,
que se ilustra en la lig. 6-9. Ll sistema a baja P es como la
solucin slida de las plagioclasas y el eutctico Di-An. La solucin
slida completa solo es posible si hay un par de curas slido-lquido
,como en los sistemas de las plagioclasas y del oliino,. Las curas
muestran un mnimo de temperatura
yasormandoscuras,unaacadaladodelpuntoeutcticomnimol.Lastrayectorias
deenfriamientosonsimilaresalsistemadelasplagioclasas.Elenfriamientodelfundido
comienza en A, y desde el lquido cristaliza un eldespato alcalino
rico en potasio ,ortosa, de composicin B a ~1100 C. Lste eldespato
coexiste con un undido mas rico en sodio, punto C. Porque V ~ 2 - 2
- 1 ~ 1, o sea que ambos undido y eldespato son dependientes de la
temperatura, siguiendo respectiamente las curas del lquidus y del
slidus. Ll enriamiento es seguido por una reaccin continua, donde
la cantidad relatia del lquido decrece y la del slido aumenta y
puede ser determinada en cualquier punto por la Regla de Leer.
Cuando
lacomposicindeleldespatoalcanzaelpuntoD,lacomposicindelslidoesigualala
composicin total y hay slo una pequena cantidad de lquido de
composicin L remanente. La ltima gota de lquido es usada en este
punto y hay un nico eldespato a la temperatura mas baja, donde ~ 1
y V ~ 2, en el campo diariante de un nico eldespato`. Con un nico
eldespato se debe denir 1 y XeldAb oXeldOr, para determinar el
sistema.ConlacomposicinIdeberaresultarconelenriamientolacristalizacindeun
eldespato ricoensodiode composicinJ,a~1000 C,que coexiste
conunundidomas rico en eldespato potasico. Con el enriamiento,
tanto el lquido como los slidos se uelen
menossdicosyellquidonaltendralacomposicinK,quecoexisteconuncristalde
composicin
I.Lacristalizacinraccionada,puedeaectaraestasolucinslidadesplazandola
composicin del lquido y del slido hacia el punto eutctico,
indierentemente de que lado composicional se encuentre la
composicin
total.Iaytambinunsolusenelsistema,queinolucralaseparacindedosasesslidas
desde una solucin slida homognea. Ll solus es causado por la
dierencia en el tamano
delosionesK-,radioinico~1,59A,ylosionesNa-,radioinico~1,24A,.Lnlos
miembros puros, la dierencia de tamano es acomodada por un ligero
aumento de tamano
delaceldaunidaddelaortosaqueenladealbita.Ambasestructurassonestables,pero
cuandoalgunodelosionesK-masgrandessonintroducidosdentrodelaceldaunidad
mas pequena de la albita, y iceersa, se producen resultados
distorsionales. Si la distorsin no es sucientemente grande, cada
miembro es capaz de aceptar una cantidad limitada de
cationesextranos,antesqueladistorsinproducidaempiecearechazarlos,impidiendo
nueos agregados. Lsto pone un lmite a la cantidad de Na- que la
ortosa puede aceptar y a la cantidad de K- que la albita puede
aceptar. A altas temperaturas, la energa ibracional en la
estructura cristalina permite a los minerales aceptar mas iones
extranos. Ln el caso de los eldespatos alcalinos, un rango total de
sustitucin es posible ,solucin slida completa,. Cuando la
temperatura desciende, la estructura cristalina pierde energa
ibracional y se uele 119 ALEJANDRO TOSELLImas rgida y acepta menos
iones complementarios. Lste proceso es incremental y la cantidad de
impurezas que se aceptan, decrece progresiamente con el descenso de
temperatura. La curva del solvus es convexa hacia arriba.Con la
composicin a, el solus intersecta a la cura a 80 C y el eldespato
homogneo nico, se separa en dos eldespatos: uno mas rico en K
,composicin G, y el otro mas rico en Na ,composicin
I,.Lamoilidaddelosionesdentrodelaestructuraslidaescomnmentebastante
limitada y como resultado, la separacin es tambin limitada para
ormar cristales separados.
Asimismolasasesmenosabundantes,comnmentedesarrollanormasirregulares,
cristalogracamente orientadas segn bandas planas o lamelas de
desmezcla en el mineral
hospedante,quesondeeldespatoalcalino.CuandolacomposicinglobalesricaenK
,como en la composicin A,, lamelas de eldespato rico en Na se orman
en el eldespato potasico hospedante, desarrollando la textura
perttica. Cuando la composicin global es rica en Na ,composicin I,,
lamelas de eldespato rico en K se orman en el eldespato sdico
hospedante y la textura se denomina antipertita ,lig. 6-10,.Cuando
dos eldespatos coexisten ,~ 2, V ~1, signica que la composicin de
ambos eldespatos es uncin de la temperatura. Como la temperatura
decrece, las composiciones de ambos eldespatos siguen la cura del
slidus, con el eldespato sdico que se uele mas sdico y el eldespato
potasico que se uele mas potasico. Lste es un ejemplo de tcnica de
geotermometra`, por la que se puede calcular la temperatura de
equilibrio, utilizando la composicin qumica de minerales que
coexisten.Elsistemadelosfeldespatosalcalinosnosmuestraotroimportanteejemplodelos
eectos de la presin sobre los sistemas minerales. Ll incremento de
la PI2O, es mayor sobre el equilibrio slido-lquido que para el
solus, porque el lquido es mas compresible que el Fig. 6-9. Sistema
albita-ortosa. ,Bowen 1913,. REGLA DE LAS FASES Y SISTEMAS DE UNO Y
DOS COMPONENTES 120slido y es la nica ase que puede aceptar algo de
I2O. La adicin de I2O puede agregarse al lquido estabilizandolo a
expensas del slido. Ll aumento de la PI2O, por otra parte baja el
punto de usin y tendra eecto menor sobre el
solus.Lalig.6-11muestraque,cuandolaPI2Oseincrementa,ellquidusyelsolidusse
desplazan hacia temperaturas mas bajas, mientras que el solus no es
aectado. Ll liquidus
yelsoliduseentualmenteintersectanalsolusapresionesdeaguamayoresa0,5MPa
,lig.6-11CyD,.Notarqueelareadesolucinslidade1eldespatoalcalino`,sehace
progresiamente menor con el incremento de la presin de agua y por
encima de 0,5 MPa
elrangodesolucinslidanoescompleto.Llsistemadelalig.6-11C,esdenominado
solucin slida
lmite`.Aaproximadamente600Cseormalaterceraase,uneldespatopotasicode
composicinC,juntamenteconellquidoyeleldespatosdico.LaV~0,porloque
tenemos completamente determinado el sistema y la temperatura no
puede descender hasta que una ase sea consumida. Con el enriamiento
la ase que se orma desde el undido es:Lquido leldespato-Na -
leldespato-KFig. 6-10. A: Desarrollo de eldespato potasico en
plagioclasa ,antipertita,. B: Desarrollo de albita en microclino
,pertita,.Fig. 6-11 A, B, C, D. Sistema albita-ortosa a dierentes
presiones de agua. ,Modicado de Sood 1981,.121 ALEJANDRO
TOSELLIPorque la composicin del fundido no se mueve entre los dos
slidosLn el sistema natural Ca-Na-K, se separa un eldespato
alcalino rico en K ,usualmente
ortosa,yplagioclasaricaenNa-Ca.Llcomportamientodeestesistemaesamiliarpara
nosotros,yaqueresultaenlacoexistenciadedoseldespatos,plagioclasayortosa,que
seencuentraenlasrocasgranticas.Lnlalig.6-11Csellamasistemadeloseldespatos
subsolus, porque el solus es truncado y no pueden ormarse
eldespatos nicos de rango medio. La adicin de Ca expande el solus,
resultando en el comportamiento del subsolus an a presiones de agua
mas bajas.Las guras 6-9 y 6-11 A y B, son llamados sistemas de
eldespatos hipersolus, porque en la cristalizacin completa desde un
undido, cristaliza solo un eldespato alcalino` por encima del
solus, seguido por la desmezcla en estado slido. Las rocas
granticas que se orman en camaras someras ,con baja presin de agua,
pueden exhibir eldespatos intermedios ,pertitas o antipertitas,,
mas que cristales separados de ortosa y albita ,lig. 6-11 C y
D,.Una ez que el undido esta completamente cristalizado, el
enriamiento posterior causa el cambio en la composicin en dos
slidos va reaccin continua a lo largo de la curva del solus,
expulsando algunos de los componentes extranos. Las reacciones
subsolidus, tales las que ocurren a lo largo del solus son muy
lentas, porque ocurren en estructuras de cristales slidos a baja
temperatura. Si el sistema se enra mas rapidamente, el equilibrio
no se alcanza
ylosslidosnopuedenexsolerse.Loseldespatosolcanicosydeaquellasintrusiones
pequenas y someras, pueden enriarse rapidamente y suprimen las
texturas pertticas.Lecturas sugeridasBest, M. 1982. Igneous and
Metamorphic Petrology. 630 pp. \.I.lreeman & Co.Bowen, N.,
1913. 1he melting phenomena othe Plagioclase leldspars. American
Journal oSciences. Serie 4, 35: 5-599.Bowen, N.L. 1951. 1he
crystallization ohaplodioritic, and related magmas. Amer. Jour.
Sci. 40: 161-185.Cox, K.G., Bell, J.D., y Pankhurst, R.J. 199. 1he
Interpretation oIgneous Rocks. 450 pp. London. George Allen &
Unwin.Deer, \.A., Iowie, R.A., y Zussman, J. 1962. Rock-orming
minerals, 5 olmenes. London. Longman.Iyndman. D.\. 193. Petrology
oIgneous and Metamorphic Rocks. 533 pp. International Series in the
Larth and Planetary Sciences. McGraw-Iill Book Co.McBirney, A.R.
1984. Igneous Petrology. 509 pp. lreeman, Cooper & Co.Morse,
S.A. 1968. leldspars. Carnegie Institut \ashington \earb. 6:
120-126.Sood, M.K. 1981. Modern Igneous Petrology. 244 pp. John
\iley & Sons.Swamy, V., y Saxena, S.K. 1994. A thermodynamic
assessment osilica phase diagram. J. Geophys. Res. 99:
118-1194.REGLA DE LAS FASES Y SISTEMAS DE UNO Y DOS COMPONENTES
122