Este documento describe los factores que afectan la movilidad y dispersión de elementos, incluyendo su volatilidad, coeficiente de partición, y tamaño iónico. Los elementos se clasifican como refractarios, moderadamente volátiles, altamente volátiles, compatibles e incompatibles dependiendo de estos factores. El coeficiente de partición representa la concentración relativa de un elemento en el mineral en comparación con el magma, y determina si un elemento es compatible e incompatible.
Impactos al desarrollo fetal por proximidad a pozos de gas natural_230523FINA...
Factores que influyen volatilidad elementos
1. FACTORES QUE INCIDEN EN LA
MOVILIDAD Y DISPERSIÓN DE LOS
ELEMENTOS
PROF. YESSELYS SILVERA E.
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15. La volatilidad desde el punto de vista químico, físico y de la
termodinámica es una medida de la tendencia de una sustancia a
pasar a la fase de vapor. Se ha definido también como una
medida de la facilidad con que una sustancia se evapora. A una
temperatura dada, las sustancias con mayor presión de vapor se
evaporan más fácilmente que las sustancias con una menor
presión de vapor.
16. La distribución cosmoquímica de los elementos esta muy
fuertemente influenciada por su volatilidad respectiva.
En esta clasificación, los elementos están simplemente divididos
como sigue:
17. a) Refractarios Elementos que condensan a temperaturas más altas
que los silicatos-Mg y metales Fe-Ni (cerca de 1300- 1350 K y a 1 0-4
atm), estos elementos pueden ser subdivididos en:
1 .- Super refractarios.- Como Al, Hf, Zr, Y, Sc, Os, Ir
2.- Altamente refractarios.- Ca, Ti, Th, U, muchos de las Tierras Raras.
3.- Moderadamente refractarios.- V, Ce, Yb, Pt.
4.- Minimamente refractarios.- Cr, Co, Ni, Sr, Ba, Eu
18. b- Moderadamente volátil
Elementos que condensan a temperaturas entre silicatos-Mg metal Fe-
Ni (1300-1350 K) y la condensación del azufre como FeS (690 K).
Ejemplos incluye Li, B, Na, P, S, K, Mn y Rb.
c-Altamente Volátil
Elementos que condensan a temperaturas por debajo del azufre como
FeS (<690 K).
Ejemplos incluye Cl, Br, Cd, In, Tl, Pb y Bi. . Además algunos científicos
separan los elementos altamente volátiles provenientes de los
elementos amófilos (H, C, N y gases nobles) usando como demarcación
la condensación hielo-agua.
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20. Este coeficiente representa el cociente entre la concentración
de un elemento i en el mineral y la concentración de dicho
elemento en el fundido (magma), en condiciones de
equilibrio termodinámico.
21. Sobre la base del volumen del coeficiente de partición (D) en
los sistemas magmáticos, los elementos pueden ser
divididos en compatibles (D>1) e incompatibles (D<1).
Clasificación de los elementos según
el coeficiente de partición
22. Clasificación de los
elementos según el
coeficiente de partición
Incompatibles
Elementos pequeños de mayor
carga o grandes valencias
(HFS) High Field Strength .
Tienen potenciales de
ionización encima de 4
Elementos de baja carga“large
ion lithophile” (LIL)
potencial de ionización casi
debajo de 4
Compatibles
23. A los elementos mayores Fe y Mg se los considera compatibles,
mientras que K y Na serían incompatibles.
Elementos trazas compatibles se concentran en el sólido, que por
supuesto depende de los minerales involucrados, pero que
comúnmente se estandarizan a los minerales del manto (olivino,
piroxenas y granate).
ELEMENTOS COMPATIBLES
24. Los más pequeños y con mayor carga “high field strenght”
(HFS), incluyen a las tierras raras, Th, U, Ce, Pb4+, Zr, Hf, Ti, Nb
y Ta
ELEMENTOS INCOMPATIBLES
Los de baja carga “large ion lithophile” (LIL) que incluye a: K, Rb, Cs, Ba,
Pb2+, Sr, Eu2+, son considerados más móviles, particularmente en
presencia de fases fluidas.
Los elementos trazas incompatibles se concentran más en el fundido
que en el sólido.
25. Elementos trazas compatibles se concentran en el sólido,
que por supuesto depende de los minerales
involucrados, pero que comúnmente se estandarizan a
los minerales del manto (olivino, piroxenas y granate)
Los coeficientes de partición están controlados, entre
cosas, por la temperatura, fugacidad del oxigeno y la
composición y por lo tanto, la clasificación precisa de
muchos elementos dependería del sistema ígneo o
consideración.
26. El valor de K puede ser sensible a las variaciones de
temperatura, presión y composición tanto del mineral
como del magma en el momento de la cristalización .
Tienen su fundamento en el principio del equilibrio
químico.
Puesto que las rocas están constituidas por varias fases
minerales, la partición o reparto de los elementos traza
entre el sólido y el fundido se cuantifica por el
Coeficiente de Partición Global (D), que es la suma de
los productos de los coeficientes de partición
mineral/fundido (K) y de la proporción en peso de cada
mineral en el sólido.
27. Los elementos inmóviles son los que generan enlaces más fuertes en la
estructura cristalina. Estos elementos tienen radio pequeño y cargas elevadas
(elevado potencial iónico). Se denominan HSFE (High StrengthField Elements):
Zr4+, Hf4+, Nb5+, Ta5+.
En rocas alteradas, estos estarán prácticamente en las proporciones originales
de la roca. Iones hexavalentes como Mo6+, Cr6+, V6+ y U6+ forman
complejos solubles, no se comportan como HSFE.
Los coeficientes de partición (Kd) permiten comprender la estratificación,
existente en el sistema manto superior-corteza, con respecto a los elementos
radioactivos productores de calor (K, Th y U).
28. Los coeficientes de partición se determinan analizando las fases
mineralógicas en sistemas de rocas naturales o en sistemas
sintéticos (experimentales).