4. Geoquímica de sistemas magmáticos 2021-1.pdf

Geoquímica de
sistemas magmáticos
• Diferenciación magmática y sus efectos en otros
sistemas geoquímicos.
• Tratamiento de datos geoquímicos.
• Variación de elementos durante el
fraccionamiento magmático.
• Emanaciones volcánicas e hidrotermales.

La evolución magmática
Según el grado de evolución, los magmas
se clasifican en:
1. MAGMA PRIMARIO: Es aquel derivado
de la fusión parcial (SIN DIFERENCIACIÓN)
Generalmente son magmas mantélicos
2. MAGMA PRIMITIVO O PARENTAL: Es
aquel capaz de producir todos los
miembros de una serie de rocas ígneas
por diferenciación magmática. Es el
menos diferenciado
Generalmente los magmas máficos
reúnen estas condiciones
3. MAGMA HÍBRIDO O SECUNDARIO:
Formado por procesos de diferenciación
magmática (asimilación, mezcla de
magmas, cristalización fraccionada)

Procesos de evolución magmática
Diferenciación magmática: Inicia desde que el magma se separa
de su fuente original, e incluye:
1. Diferenciación magmática sensu stricto
2. Cristalización fraccionada
3. Mezcla de magmas
4. Anatexis y fusión parcial de rocas preexistentes
Durante la inyección y ascenso, se producen una serie de procesos
que cambian la composición del magma, y que se conocen con el
nombre genérico de diferenciación.
Como consecuencia de estos procesos de diferenciación se originan
los denominados magmas híbridos

1. Diferenciación magmática sensu stricto
Es la separación de una o varias fases líquidas a partir del magma parental, antes
de la cristalización.
Las soluciones se pueden separar de acuerdo con varios procesos (discutidos por
Bowen, 1928):
Transferencia
de volátiles:
Asimilación de
la roca
encajonante
Gravedad: Los primeros minerales en cristalizar pueden
ser más densos y se transportan hacia el fondo de la
cámara magmática
Miscibilidad limitada: Elementos que no se
pueden mezclar con el magma (p.ej.
Carbonatos)
Carbonatos
Magma
Exsolución
Difusión y
convección

2. CRISTALIZACIÓN FRACCIONADA

3. Mezcla de magmas
• Mecanismo que consiste en la mezcla de dos o más magmas
de diferente composición
• La mezcla deriva en un magma con composición diferente a
los magmas parentales (magma híbrido)
Se distinguen dos tipos: Mingling y Mixing

MEZCLA QUÍMICA!!
MEZCLA MECÁNICA!!
Nota: eventualmente el mingling puede convertirse
en mixing si hay asimilación del magma contaminante
o viceversa

4. Anatexis y fusión parcial de rocas preexistentes
Migmatita: son un tipo de roca que
se encuentran en el límite de las
rocas metamórficas e ígneas.
Se producen cuando ocurren
procesos de fusión parcial en zonas
donde ocurre metamorfismo
regional de las rocas preexistentes.
La porción félsica se conoce
como LEUCOSOMA
La porción máfica se
denomina MELANOSOMA
La porción formada por la fusión es
conocida como NEOSOMA
La porción remanente de la roca pre-
existente se llama PALEOSOMA

Tratamiento de datos
geoquímicos y clasificación
de rocas ígneas

• Las evidencias directas muestran que existen 4 tipos de magmas que originan las
siguientes rocas ígneas:
1. Ultramáfico: SiO2 < 48%
Tipos de magmas
4. Félsico: SiO2 > 63%
2. Máfico: 48% < SiO2 < 52%
3. Intermedio: 53% < SiO2 < 62%
Komatita
Peridotita
Basalto
Gabro
Andesita
Diorita
Dacita
Granodiorita
Granito
Riolita

Abundancia de los elementos químicos en los
sistemas magmáticos
La petrología tiene un amplio apoyo en la geoquímica para la resolución de problemas
petrológicos.
Los elementos son separados en mayores, menores y trazas, pero los más aceptados son:
ELEMENTOS MAYORES >1,0% PESO
– Presentes en altas concentraciones y controlan en gran medida la cristalización
de los minerales en las rocas a partir de fundidos.
– Controlan propiedades tales como viscosidad, densidad, etc., en magmas y rocas.
ELEMENTOS TRAZAS <0,1% PESO
– Están demasiado diluidos como para formar fases separadas.
– Sustituyen a elementos mayores y trazas en las estructuras minerales.
– La concentración y distribución de los elementos trazas pueden ser utilizados
para estudiar la evolución de los magmas, actuando como trazadores efectivos
para establecer el origen de los magmas y para discriminar procesos magmáticos.

• La clasificación química para las rocas ígneas se basa en su análisis químico global,
expresado en porcentaje en peso de los óxidos de los elementos mayores.
• A una asociación mineralógica dada corresponde una sola composición química.
• El recíproco no necesariamente se cumple, pues a una composición química dada
pueden corresponder varias asociaciones mineralógicas.
• La clasificación química explica la presencia o ausencia de determinados minerales.
• La composición química global de una roca puede indicar procesos tectono-
magmáticos, pues señala las condiciones de temperatura y presión durante su
formación.
• Un magma de una composición química determinada puede dar lugar a diversas
variedades texturales, dependiendo de accidentes en la extrusión o intrusión, tamaño
del cuerpo ígneo e historia de enfriamiento.
Clasificación química de rocas ígneas
Ejemplo de
composición de
algunas rocas
obtenido
mediante FRX

Se utiliza el análisis químico cuando….
• Cuando las características texturales de una roca ígnea no permiten
la identificación de los minerales esenciales (p. ej. Rocas de grano
muy fino, vidrios, etc.)
• Se pueden utilizar diagramas de variación química que permitan
llevar a cabo la clasificación de la roca y darle finalmente un nombre.

Clasificación química de las rocas ígneas
• También la geoquímica proporciona una serie de
“calificadores” que permiten reconocer subgrupos de
rocas con diferentes características composicionales,
como las SERIES MAGMÁTICAS”
• Dichos subgrupos reflejan procesos petrogenéticos
distintos, y en algunos casos un origen en diferentes
contextos tectónicos.
rocas alcalinas
rocas sub-alcalinas

ES RECOMENDABLE CUANDO SE CARECE DE
ANÁLISIS MODALES, O PARA ESTOS SON POCO
CONFIABLES (p. ej. Rocas de grano fino, vidrios,
etc.)
a) Se consideraron como “rocas frescas”
aquellas con H2O <2% y CO2<0,5%.
b) Los análisis son re-calculados a 100,
libres de H2O y CO2 (condiciones
anhidras)
*Entre otros han propuesto esta clasificación, Zanettin (1984), Le Maitre (1984), Le Bas et al. (1986).
La clasificación TAS debe ser usada con las siguientes
restricciones:
1) La clasificación es puramente descriptiva
2) Es independiente de la clasificación megascópica, sin
embargo, los resultados son generalmente consistentes con
los obtenidos en el diagrama de Streckeisen, cuando se
dispone de análisis modales adecuados.
4) La clasificación NO ES APLICABLE PARA ROCAS
ALTERADAS O QUE HAN SUFRIDO METASOMATISMO.
CLASIFICACIÓN “TAS” (Total alcalis Vs. Sílice)

Clasificación química de Rocas ígneas basada en el contenido de
SiO2
• Empleo de software (Igpet, Minpet), u hoja de
cálculo de excell.
Irvine y Baragar (1971)
Volcánicas Plutónicas

ROCAS VOLCÁNICAS
ROCAS PLUTÓNICAS

Ejemplo: Valores de elementos mayores de las Islas Marías y
Diagrama TAS para rocas plutónicas con el uso de IGPET
Litología Granodiorita
Qz-
Monzodiorita
Qz-
Monzodiorita
Granito Tonalita Diabasa Granito
Sienite-
Diorite
Granito Tonalita
Qz-
Diorita
Tonalita Diabasa Gabro
Muestra 902 911 914 922 0924b 925 932 0953A 1004 923 0924a 952 1002 901
SiO2 64.53 56.24 61.41 70.81 61.46 56.83 65.75 59.81 71.73 48.75 52.96 58.95 54.08 52.07
TiO2 0.62 0.98 0.71 0.32 0.771 1.03 0.11 0.65 0.30 0.77 1.07 0.80 1.01 1.07
Al2O3 16.31 18.5 17.75 14.82 17.34 16.62 19.33 18.54 14.82 16.5 18.9 17.55 18.12 18.48
Fe2O3 5.07 7.63 5.59 2.97 5.99 7.87 1.20 5.48 2.90 8.77 9.11 6.67 8.59 8.88
MnO 0.08 0.12 0.08 0.06 0.09 0.11 0.02 0.08 0.06 0.14 0.14 0.11 0.12 0.15
MgO 2.31 3.51 2.49 0.66 2.39 3.80 0.51 2.45 0.65 7.2 3.84 2.43 4.77 6.23
CaO 4.26 6.29 4.97 2.22 5.32 6.79 0.66 4.46 1.80 7.85 6.94 4.75 6.72 9.92
Na2O 3.64 3.69 3.83 3.80 3.34 2.55 10.3 4.05 3.73 2.61 3.171 4.63 3.03 0.62
K2O 2.81 1.89 2.48 3.53 1.86 2.14 1.64 3.24 3.62 1.9 2.18 2.82 2.01 1.30
P2O5 0.15 0.28 0.18 0.09 0.23 0.29 0.03 0.16 0.10 0.14 0.29 0.20 0.26 0.23
LOI 0.69 0.61 0.53 0.57 0.70 1.56 1.00 1.14 0.83 4.95 0.77 0.54 0.73 1.53
Total 100.46 99.73 100.02 99.85 99.479 99.58 100.54 100.06 100.53 99.57 99.36 99.45 99.44 100.5

Normalización de valores
Litología Granodiorita
Qz-
Monzodiorita
Qz-
Monzodiorita
Granito Tonalita Diabasa Granito
Sienite-
Diorite
Granito Tonalita
Qz-
Diorita
Tonalita Diabasa Gabro
Muestra 902 911 914 922 0924b 925 932 0953A 1004 923 0924a 952 1002 901
SiO2 64.53 56.24 61.41 70.81 61.46 56.83 65.75 59.81 71.73 48.75 52.96 58.95 54.08 52.07
TiO2 0.62 0.98 0.71 0.32 0.771 1.03 0.11 0.65 0.30 0.77 1.07 0.80 1.01 1.07
Al2O3 16.31 18.5 17.75 14.82 17.34 16.62 19.33 18.54 14.82 16.5 18.9 17.55 18.12 18.48
Fe2O3 5.07 7.63 5.59 2.97 5.99 7.87 1.20 5.48 2.90 8.77 9.11 6.67 8.59 8.88
MnO 0.08 0.12 0.08 0.06 0.09 0.11 0.02 0.08 0.06 0.14 0.14 0.11 0.12 0.15
MgO 2.31 3.51 2.49 0.66 2.39 3.80 0.51 2.45 0.65 7.2 3.84 2.43 4.77 6.23
CaO 4.26 6.29 4.97 2.22 5.32 6.79 0.66 4.46 1.80 7.85 6.94 4.75 6.72 9.92
Na2O 3.64 3.69 3.83 3.80 3.34 2.55 10.3 4.05 3.73 2.61 3.171 4.63 3.03 0.62
K2O 2.81 1.89 2.48 3.53 1.86 2.14 1.64 3.24 3.62 1.9 2.18 2.82 2.01 1.30
P2O5 0.15 0.28 0.18 0.09 0.23 0.29 0.03 0.16 0.10 0.14 0.29 0.20 0.26 0.23
LOI 0.69 0.61 0.53 0.57 0.70 1.56 1.00 1.14 0.83 4.95 0.77 0.54 0.73 1.53
Total 100.46 99.73 100.02 99.85 99.479 99.58 100.54 100.06 100.53 99.57 99.36 99.45 99.44 100.5
1. Se toma el total de los valores
(valor proporcionado por el
laboratorio
2. Se resta la pérdida por
ignición (LOI)
3. Se normaliza al 100% y se
recalculan los valores para
cada elemento con una regla
de tres
ELEMPLO:
1. Muestra 902, total = 100.46
2. LOI: 0.69; 100.46 – 0.69 = 99.77 (nuevo
total)
3. Regla de tres:
Para el SiO2:
99.77 ----100%
64.53SiO2-----64.67% SiO2:

Irvine y Baragar (1971)
SiO2: Muestra 902, total = 100.46
1. LOI: 0.69; 100.46 – 0.69 = 99.77 (nuevo
total)
2. Regla de tres:
Para el SiO2:
99.77 ----100%
64.53SiO2-----64.67% SiO2:
Para clasificar la muestra y graficarla en el TAS, se normaliza también
el K2O y el Na2O
K2O : Muestra 902, total = 100.46
1. LOI: 0.69; 100.46 – 0.69 = 99.77 (nuevo
total)
2. Regla de tres:
Para el K2O:
99.77 ----100%
2.81K2O----- K2O: 2.81
Na2O: Muestra 902, total = 100.46
1. LOI: 0.69; 100.46 – 0.69 = 99.77 (nuevo
total)
2. Regla de tres:
Para el Na2O :
99.77 ----100%
3.64Na2O----- Na2O: 3.64
64.67% SiO2
3.61% Na2O + 2.81% K2O = 6.45%

Otro componente importante en la composición de
todas las rocas ígneas (además del SiO2), es el Al2O3.
• Este se expresa en proporción molecular, que es
el porcentaje del óxido dividido por su peso
molecular. (Prop. Mol. = % peso óxido/peso
molecular).
• Es usado para clasificar granitoides
• La saturación de alúmina, de acuerdo a Shand
(1927), desarrolla tres clases de rocas:
ROCAS PERALUMINOSAS
La proporción molecular de [Al2O3 > (CaO + Na2O +
K2O)] (valores mayores a 1) (también se expresa
como ASI o ACNK).
ROCAS METALUMINOSAS
La proporción molecular de [Al2O3 < (CaO + Na2O +
K2O) > (Na2O + K2O)] (valores menores a 1).
ROCAS PERALCALINAS
En las cuales la proporción molecular de [Al2O3 <
(Na2O + K2O)].
Diagrama de saturación de alúmina de Shand, según las relaciones de las proporciones
moleculares de alúmina a óxidos de sodio y potasio, versus alúmina a óxidos de calcio,
sodio y potasio, que definen los campos peralcalino, metaluminoso y peraluminoso.
SATURACIÓN DE ALÚMINA w% mol
SiO2 60.0843
Al2O3 101.9613
Na2O 61.9789
K2O 94.196
CaO 56.0794
Fe2O3 t 159.6922
MnO 70.9374
MgO 40.3044
P2O5 141.9445
TiO2 79.8988
Moles Al2O3= %Al2O3
101.9613
Moles Na2O= %Na2O
61.9789
Moles K2O = % K2O
94.196
Moles CaO = %CaO
56.0794
A=moles de Aluminio, C=moles de calcio, N=moles de
sodio, K=moles de potasio
0.5 1.0 1.5 2.0
0
1
2
3
Al/(Na+K)
Al/(Ca+Na+K)
Peralkaline
Metaluminous Peraluminous

Diagrama de saturación en alúmina
0.5 1.0 1.5 2.0
0
1
2
3
Al/(Na+K)
Al/(Ca+Na+K)
Peralkaline
Metaluminous Peraluminous

Ejemplo:
Granitoides de las
Islas Marías
Diagrama de saturación en alúmina de
granitoides (Maniar y Piccoli, 1989)
Muestra Al2O3 CaO Na2O K2O
· mol=
recal/mol
Al2O3
· mol=
recal/mol
CaO
· mol=
recal/mol
Na2O
· mol=
recal/mol
K2O
ACNK=
Al/(Ca+Na+
K) Al(Na+K)
IM09-11 18.664 6.344643 3.7176 1.906722 0.1830467 0.113137 0.059982 0.02024 0.94666 2.2817
IM09-02 16.346 4.271654 3.64524 2.81837 0.1603152 0.076172 0.058814 0.02992 0.97216 1.80668
IM09-14 17.839 4.998744 3.85184 2.493843 0.1749573 0.089137 0.062148 0.02648 0.98424 1.97418
IM09-22 14.927 2.240106 3.82551 3.555565 0.1464019 0.039945 0.061723 0.03775 1.05012 1.47183
IM09-24B 17.552 5.387785 3.38129 1.881979 0.1721468 0.096074 0.054555 0.01998 1.00901 2.30962
IM09-25 16.959 6.925047 2.59944 2.186266 0.166324 0.123486 0.041941 0.02321 0.88171 2.55292
IM09-32 19.418 0.659058 10.347 1.643626 0.1904458 0.011752 0.166944 0.01745 0.97094 1.03283
IM09-53A 18.742 4.510853 4.09636 3.270419 0.1838146 0.080437 0.066093 0.03472 1.01415 1.82334
IM10-04 14.866 1.800347 3.74211 3.628777 0.1458019 0.032104 0.060377 0.03852 1.11295 1.47422
IM09-13 13.972 1.46739 3.29888 4.525866 0.1370288 0.026166 0.053226 0.04805 1.07525 1.35306
IM09-23 17.439 8.296519 2.76163 2.00279 0.171031 0.147942 0.044558 0.02126 0.8001 2.59848
IM09-24A 19.167 7.033968 3.21625 2.21111 0.1879799 0.125429 0.051893 0.02347 0.93618 2.49422
IM09-52 17.744 4.801189 4.68189 2.85099 0.1740256 0.085614 0.07554 0.03027 0.90913 1.64475
IM09-01 18.676 10.02739 0.63056 1.312665 0.1831717 0.178807 0.010174 0.01394 0.9027 7.59755
IM09-41 18.544 0.406664 5.11972 6.046352 0.1818699 0.007252 0.082604 0.06419 1.18063 1.23895
IM10-02 18.359 6.804644 3.06852 2.03724 0.1800631 0.121339 0.049509 0.02163 0.93551 2.53122

CONTENIDO DE POTASIO
• Empleado principalmente para
rocas volcánicas
• Este diagrama permite distinguir
series magmáticas en función del
contenido de K2O (toleítica,
calcialcalina, de alto K calcialcalina,
shoshonítica ), y por lo tanto el
grado de enriquecimiento, y por lo
tanto el grado de diferenciación
Ejemplo de rocas
volcánicas con
contenido de
potasio medio y
alto (Islas Marías)

¿Qué es una Norma y por qué es necesaria?
• Una norma es convertir la composición química de una roca ignea en una roca con composición
química ideal. Esto frecuentemente revela similitud en rocas que tienen distintas asociaciónes
minerales observadas en el conteo modal.
Algunos de los factores que causan las variaciones son:
• Desequilibrio (por ejemplo, minerales zonados o “reinos” de reacción aislados en el interior de
granos).
• Temperatura.
• Presión.
• Alteración
• Contenido de agua.
• Otros constituyentes menores (p. ej. exceso de azufre o cloro debería formar escapolita en vez de
feldespato. Boro típicamente causa la formación de turmalina
LA NORMA CIPW CALCULA LA COMPOSICIÓN MINERAL COMO SI EL MAGMA FUERA ANHÍDRIDO (AGUA
ES TRATADA COMO UNA FASE APARTE) Y A BAJA PRESIÓN
La norma CIPW

MINERALES NORMATIVOS
• Son minerales simples y anhidros
• Algunos se encuentran realmente
en las rocas (cuarzo. ortoclasa,
plagioclasas etc.) Otros no existen
comúnmente en las rocas, como la
kaliofilita, halita y tenardita
• Algunos minerales comunes han
sido excluidos por su composición
compleja (augita, hornblenda y
micas).
• Los minerales normativos se dividen
en dos grupos:
– Grupo Sálico: Minerales ligeros
y claros
– Grupo Fémico: Minerales
pesados y oscuros
En la tabla se representan los pesos moleculares de los
principales minerales normativos del grupo sálico (minerales
esenciales en general) y el grupo máfico (minerales accesorios)

Ejemplo: Calculo de minerales normativos
%Peso/Pesomol
Oxido %Peso PesoMolecular Númeromolecular Ap Or Ab An Cor Mag Hip Fs Qz
SiO2 72.67 60
Al2O3 13.44 102
Fe2O3t 1.06 160
FeO 1.56 72
MnO 71
MgO 0.23 40
CaO 1.15 56
Na2O 3.08 62
K2O 5.75 94
H2O 0.18 18
P2O5 0.12 142
Otros 0.76
PORCIÓNMÍNIMAMOLECULAR
PESOMOLECULARDECADAMINERAL 310 556 524 278 102 232 172 132 60
PORCENTAJESNORMATIVOS 0 0 0 0 0 0 0 0 0
NORMACIPW Mineralesnormativos

Suma de los porcentajes normativos: 98.98
Normalización
Clasificación
Streckeisen:
GRANITO
%Peso/Peso mol
Oxido % Peso Peso Molecular Número molecular Ap Or Ab An Cor Mag Hip Fs Qz
SiO2 72.67 60 1.211 0.367 0.2981 0.036 0.012 0.009 0.498
Al2O3 13.44 102 0.132 0.061 0.05 0.018 0.003
Fe2O3 t 1.06 160 0.007 0.007
FeO 1.56 72 0.022 0.007 0.006 0.009
MnO 71 0.000
MgO 0.23 40 0.006 0.006
CaO 1.15 56 0.021 0.003 0.018
Na2O 3.08 62 0.050 0.05
K2O 5.75 94 0.061 0.061
H2O 0.18 18 0.010
P2O5 0.12 142 0.001 0.001
Otros 0.76
PORCIÓN MÍNIMA MOLECULAR 0.001 0.061 0.05 0.018 0.003 0.007 0.006 0.009 0.49
PESO MOLECULAR DE CADA MINERAL 310 556 524 278 102 232 172 132 60
PORCENTAJES NORMATIVOS 0.31 33.916 26.2 5.004 0.306 1.624 1.032 1.188 29.4
NORMA CIPW Minerales normativos
Qz+Plg+KF
Qz 29.4
Plg 31.204
KF 33.916
Total 94.52
Qz+Plg+KF
Qz 31.105
Plg 33.013
KF 35.882
Total 100

Tarea :
Elaborar la Clasificación química (Construir el
Diagrama TAS mostrados en la hoja de Excell que se
compatirá en la página de Facebook

Elementos mayores y trazas: aplicación en la
petrogénesis de rocas ígneas

Retomando….
En el estudio de las rocas ígneas, los elementos son separados en mayores,
menores y trazas. Los más aceptados son:
Elementos mayores >1,0% peso
– Presentes en altas concentraciones y controlan en gran medida la
cristalización de los minerales en las rocas a partir de fundidos.
– Controlan propiedades tales como viscosidad, densidad, difusividad, etc.,
en magmas y rocas.
Elementos trazas <0,1% peso
– Están demasiado diluidos como para formar fases separadas.
– Sustituyen a elementos mayores y trazas en las estructuras minerales.
– La concentración y distribución de los elementos trazas pueden ser
utilizados para estudiar la evolución de los magmas, actuando como
trazadores efectivos para establecer el origen de los magmas y para
discriminar procesos magmáticos.

Diagramas de variación
Los principales diagramas de variación que consideraremos son los de dos variables y diagramas triangulares.
• DIAGRAMAS TRIANGULARES: Estos diagramas son utilizados
cuando es necesario mostrar cambios simultáneos entre tres
variables.
a) Diagramas AFM: es el más usado para distinguir entre tendencias de
diferenciación toleíticas y calco-alcalinas, en las
series de magmas subalcalinos
• DIAGRAMAS DE DOS VARIABLES
A) DIAGRAMAS HARKER: usa SiO2 en el eje de las abcisas.
Son los diagramas más usados, se pueden observa
tendencias positivas o negativas.
B) DIAGRAMAS DE DOS VARIABLES
El más utilizado es aquel que utiliza MgO en el eje de las abcisas. Es
apropiado para la serie de rocas que incluyen abundantes miembros máficos.
En este caso las
concentraciones de SiO2 pueden ser bajas.
El MgO es un importante componente de la fase sólida en equilibrio con los
fundidos máficos y muestra un gran arreglo de variación como consecuencia
de la pérdida de las fases Magnesianas en los fundidos parciales o debido a la
remoción durante la cristalización fraccionada.
SiO2
FeO
MgO
SiO
2

Variación de elementos durante el
fraccionamiento magmático.

Diagramas de variación
binarios (X-Y)
En conjuntos de rocas ígneas cogenéticas
(comagmáticas), los pares de óxidos están
fuertemente correlacionados.
Las correlaciones o tendencias se pueden
generar, de forma individual o en
combinación, a consecuencia de:
• fusión parcial,
• cristalización fraccionada,
• mezcla de magmas, o
• contaminación.
Generalmente se considera que las
tendencias representan el curso de la
evolución química de los magmas, sin
embargo es más probable que representen
el promedio de las tendencias de evolución
de muchos lotes de magma, los cuales muy
probablemente no eran idénticos en
composición dando lugar a procesos de
diferenciación ligeramente diferentes para
cada lote.
Debido a esto y al error analítico se observa
cierta dispersión de los datos.
Elementos Mayores

¿Qué podemos deducir de
estos comportamientos?

RELACIÓN DE LA MINERALOGÍA CON
LOS DATOS GEOQUÍMICOS
Ultramáfico: SiO2 < 48%
Máfico: 48% < SiO2 < 52%
Intermedio: 53% < SiO2 < 62%
Félsico: SiO2 > 63%

Ejercicio
¿Hay cristalización
fraccionada?
¿Qué minerales
cristalizan?

EJEMPLO DE TRIÁNGULO
UNITARIO
FeO
Álcalis
Mg
O
100
100 100
A= 35, F= 35, M=30
A= 20, F= 45, M=35
A= 40, F= 30, M=30

Importante:
• Los diagramas de variación deben ser usados sólo como
primer paso hacia una interpretación mas rigurosa, ya que la
cristalización fraccionada no es el único mecanismo que
actúa en la diferenciación de los magmas, habiendo un
amplio espectro de procesos que actúan, tales como: mezcla
de magmas máficos (fundidos matélicos) y magmas silícicos
(fundidos corticales) que se relacionan durante la
subducción.
• Muchas veces, los datos geoquímicos ayudan a corroborar la
información obtenida durante el análisis petrográfico, ya que
la presencia de ciertas fases minerales puede influir de
manera importante en el comportamiento de los elementos

Series de rocas:
Las series magmáticas

Las Series Magmáticas
SERIE MAGMÁTICA: Conjunto de rocas
relacionadas en espacio y tiempo con
caracteres químicos y
mineralógicos comunes.
La afinidad química y mineralógica de
dicho conjunto señala que todas esas
rocas se han derivado de una fuente
común, llámese magma o cualquier
otro tipo de fenómeno geológico.
Se ha encontrado que las rocas con
menor contenido en SiO2 son las más
cercanas a la composición del magma
original (Magma primario).

Retomando….
Magma primario: Es aquel capaz de producir todos los
miembros de una serie de rocas ígneas por diferenciación
magmática.
Generalmente los magmas máficos reúnen estas
condiciones

• Existen cinco series magmáticas principales, tres de ellas muy comunes en la superficie de la tierra y
dos que no son tan evidentes:
Las principales series son:
ALCALINA, TOLEÍTICA Y CALCO ALCALINA (Estas dos últimas se agrupan en la serie SUBALCALINA)
Las otras dos son
TRANSICIONAL (POTÁSICA) Y SHOSHONITICA.
• Las rocas ígneas de una región dada pueden constituir asociaciones petrográficas de diversos tipos.
• La Tectónica de Placas ha ayudado a la determinación de los aspectos importantes de las rocas ígneas
Las Series Magmáticas

Serie alcalina
• Rica en álcalis (K, Na) Aumenta el
SiO2 en la diferenciación
• Predominan los basaltos
• Enriquecimiento variable en Fe en
los miembros intermedios
Grado de alcalinidad
Las rocas alcalinas se clasifican como:
PERALCALINAS si Na2O+K2O >Al2O3
(concentraciones molares)
METALUMINOSAS si Na2O+K2O <Al2O3
<Na2O+K2O+CaO
El grado de alcalinidad determina el
tipo de minerales máficos presentes en
las rocas:
- peralcalinas: egirina, riebeckita
- metaluminosas: augita, hornblenda

SERIE SUBALCALINA (TOLEÍTICA Y CALCIALCALINA)
• Wilkinson (1968) agrupa
a las rocas de las series
toleíticas y calcialcalina
bajo el nombre común
de subalcalinas
• Para distinguirlas se
emplea el diagrama AFM
Asociada a
zonas de
subducción
T. Fenner
T. Bowen

Serie Calcialcalina (Calco-alcalina)
• Las rocas de la serie calcialcalina se caracterizan por un contenido relativamente
pobre en hierro y, por lo general, son más ricas en Al2O3 y SiO2
• A medida que aumenta su diferenciación, también se incrementa el contenido de
SiO2, siguiendo la línea o ''trend" de Bowen.
La serie calco-alcalina es considerada como
consecuencia de una cristalización en
profundidad bajo condiciones oxidantes,
atribuidas a la presencia de H2O en el fundido
(MAGMA HIDRATADO).
T. Bowen

Serie Toleítica
• Constituida por rocas relativamente ricas en hierro, cuyos miembros intermedios
muestran un grado marcado de eririquecimiento en este elemento.
• Miembros: Basalto picritico, toleita de olivino o basalto, cuarzo-toleita. Andesita
toleítica, ToleÍ ta de olivino o basalto, dacita, riolita.
• Durante su diferenciación se incrementa el contenido hierro, siguiendo el "trend" de
Fenner.
Osborn (1959) explica la ocurrencia de
las series toleíticas bajo CONDICIONES
ANHIDRAS y a poca profundidad, lo que
favorece la cristalización de silicatos de
composición máfica y plagioclasasa
T. Fenner
T. Bowen

• En las series TOLEÍTICA Y ALCALINA los miembros basálticos constituyen las
rocas más abundantes y se les considera corno representantes cercanas del
magma original
• En la serie CALCIALCALINA las andesitas son mucho más abundantes, por lo
que existen controversias sobre si se derivan de un basalto calcialcalino o de
un magma andesítico original.

Serie transicional (Potásica)
• Contenido alto de álcalis
• Presencia de feldespatos y
feldespatoides (Na+K > Al)
• Algunos miembros son:
➢ Basaltos de hiperstena
y olivino
➢ Ferrobasaltos y
basaltos de andesina
➢ Commenditas y
pantelleritas (lavas
riolíticas
hiperalcalinas)
➢ Ejemplo: Volcán Boina,
África del Noreste.

Serie shoshonítica
• Serie rica en K (Mucho K!!)
• Solo en zonas de subducción
• Contenido elevado en K ( K2O / Na2O
cercano a 1)
• Contenido relativamente bajo en TiO2
• Comportamiento variable del Fe Grado
variable de saturación en sílice
• Abundancia de feldespato potásico
• Representa las ultimas manifestaciones
volcánicas de la zona de subducción
• Las shoshonitas son lavas máficas,
semejantes a los basaltos calco
alcalinos, excepto que su contenido en
K2O es anormalmente elevado
• Sus características geoquímicas señalan
que se trata de rocas menos primitivas
(más contaminadas) que las de las otras
series de las zonas de subducción.

Elementos traza y
Tierras Raras

Retomando….
La clasificación de Goldschmidt se utiliza para estudiar la distribución de los elementos
en meteoritos, así como en el núcleo, manto, corteza terrestre, hidrósfera y atmósfera
Sin embargo, para el estudio del comportamiento de los elementos traza en sistemas
magmáticos, se utilizan los denominados elementos LILE y los HFSE (Ambos son litófilos =
incompatibles!!)
Entre los elementos mas utilizados en petrología están:
• Metales de transición (Sc, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn)
• Lantánidos, denominados elementos de tierras raras (Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd,
Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu)
• También Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Ca, Ba, Hf, Ta, Pb, Th y U.

Elementos traza
ELEMENTOS LILE
• Son elementos alcalino-térreos, ya que forman enlaces de tipo iónico, lo que ocasiona
que sean relativamente solubles en agua.
• Debido a su solubilidad, son bastante móviles durante el metamorfismo y la
meteorización
• Son más grandes que otros cationes , y los átomos de estos elementos se comportan
como esferas duras
• Los factores que gobiernan su comportamiento en las rocas ígneas son el radio iónico y
la carga (p. ej. K, Rb, Cs, Sr y Ba), denominados comúnmente elementos LILE (Large Ion
Lithophile Element)
• Todos estos elementos tienen radio iónico grande
• Tienden a concentrarse en la parte de la fusión o cristalización cuando ocurren
• Generalmente terminan enriquecidos en la corteza litosfera

ELEMENTOS HFSE
• También se enriquecen en la corteza
• Son elementos de fuerza de campo alta debido a su carga iónica alta
• Son insolubles e incompatibles
• Tienden a ser inmóviles durante el metamorfismo y meteorización
• Son particularmente valiosos en el estudio de rocas ígneas porque pueden dar
información del ambiente en el cual se formaron
• Ta y Nb están en concentraciones anómalamente bajas en magmas asociados a zonas de
subducción
• Se cree que estos elementos son transportados por deshidratación de la corteza
oceánica que subduce transportándolos a la zona de génesis del magma
Elementos traza

Diagramas Spider o Multielementales Elementos traza
Son representaciones gráficas
de abundancias de elementos
incompatibles en escala
logarítmica
Los elementos trazas
incompatibles son normalizados
con respecto a un reservorio
primitivo (Manto, Tierra total),
desde el cual fueron
expulsados.
El orden de los elementos en la abscisa se
basa en el incremento de incompatibilidad de
derecha a izquierda
Los elementos más
incompatibles se
sitúan del lado
izquierdo
MÁS INCOMPATIBLE!!

Construcción de Diagramas Spider
1. Conserve la calma, es algo sencillo si usted sabe usar EXCELL
2. Revise y ordene los datos obtenidos de análisis de laboratorio, captúrelos como
columnas en Excell
3. Elija el reservorio con el cual desea normalizar sus valores
4. Divida el valor de cada uno de sus elementos entre el elemento del reservorio
5. Seleccione ambas columnas en y seleccione graficar en escala logarítmica
6. VOILÁ!!
NOTA:
También se
puede usar
IGPET

2. Revise y ordene los datos
obtenidos de análisis de
laboratorio, captúrelos como
columnas en Excell
Ejemplo:
Muestra M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9
Cs 0.4 < 0.1 0.5 < 0.1 0.5 0.2 0.6 0.6 0.5
Rb 11 2 15 < 1 16 5 18 15 17
Ba 238 231 335 238 383 382 325 367 284
Th 4.29 3.93 5.63 4.05 7.28 4.61 6.86 6.6 4.14
U 1.16 0.84 1.26 0.81 1.74 1.08 1.61 1.75 1.13
Nb 11.3 11.2 21.3 11 22 13.8 21.4 17.9 20.1
Ta 0.58 0.62 1.13 0.62 1.2 0.69 1.44 0.88 1.14
La 21.6 22.1 31.8 21.7 37.5 26.2 36.2 35.4 25.7
Ce 42.6 45.1 61.7 43.6 69.2 52.8 68.6 68.3 53
Pb < 3 < 3 < 3 < 3 < 3 < 3 < 3 < 3 < 3
Pr 5.37 5.94 7.61 5.81 8.57 6.77 8.34 8.47 6.89
Sr 522 428 661 473 825 639 729 796 659
Nd 23 24.6 32 24.8 34.8 28.3 33.3 34.8 28.9
Zr 105 112 136 107 140 123 136 125 134
Hf 2.5 2.9 3.2 2.7 3.4 3.4 3.4 2.8 3.2
Sm 4.72 5.39 6.61 5.24 6.52 5.88 6.82 6.63 5.95
Eu 1.48 1.66 1.86 1.5 1.99 1.94 2.02 1.87 1.84
Gd 4.39 4.61 5.27 4.59 5.61 5.05 5.85 5.48 4.98
Tb 0.66 0.66 0.79 0.65 0.81 0.69 0.86 0.75 0.75
Dy 3.42 3.46 4.11 3.28 4.24 3.67 4.36 3.6 3.64
Ho 0.67 0.6 0.74 0.61 0.78 0.62 0.79 0.68 0.67
Er 1.8 1.58 1.84 1.53 1.91 1.64 2 1.76 1.73
Yb 1.59 1.39 1.57 1.26 1.7 1.33 1.55 1.45 1.42
Y 17 16.1 18.6 15.9 19 15.9 19.2 17 16.8
Lu 0.244 0.199 0.224 0.184 0.25 0.2 0.23 0.21 0.19

3. Elija el reservorio con el cual desea
normalizar sus valores
Por ejemplo: (NMORB, EMORB)
NMORB (Sun & McDonough 89)
Normalization standard
Cs 0.007
Rb 0.56
Ba 6.3
Th 0.12
U 0.047
Nb 2.33
Ta 0.132
La 2.5
Ce 7.5
Pb 0.3
Pr 1.32
Sr 90
Nd 7.3
Zr 74
Hf 2.05
Sm 2.63
Eu 1.02
Gd 3.68
Tb 0.67
Dy 4.55
Ho 1.01
Er 2.97
Yb 3.05
Y 28
Lu 0.455

4. Divida el valor de cada uno de sus
elementos entre el elemento del reservorio
Muestra M1 M2
Cs 57.14
Rb 19.64 3.57
Ba 37.78 36.67
Th 42.90 39.30
U 24.68 17.87
Nb 4.85 4.81
Ta 4.39 4.70
La 21.60 22.10
Ce 5.68 6.01
Pb
Pr 17.90 19.80
Sr 5.80 4.76
Nd 3.15 3.37
Zr 1.42 1.51
Hf 1.22 1.41
Sm 1.79 2.05
Eu 1.45 1.63
Gd 1.19 1.25
Tb 0.99 0.99
Dy 0.75 0.76
Ho 0.66 0.59
Er 0.61 0.53
Yb 0.52 0.46
Y 0.61 0.58
Lu 0.54 0.44
NMORB (Sun & McDonough 89)
Cs 0.007
Rb 0.56
Ba 6.3
Th 0.12
U 0.047
Nb 2.33
Ta 0.132
La 2.5
Ce 7.5
Pb 0.3
Pr 1.32
Sr 90
Nd 7.3
Zr 74
Hf 2.05
Sm 2.63
Eu 1.02
Gd 3.68
Tb 0.67
Dy 4.55
Ho 1.01
Er 2.97
Yb 3.05
Y 28
Lu 0.455
Cs 0.4 < 0.1 0.5 < 0.1 0.5 0.2 0.6 0.6 0.5
Rb 11 2 15 < 1 16 5 18 15 17
Ba 238 231 335 238 383 382 325 367 284
Th 4.29 3.93 5.63 4.05 7.28 4.61 6.86 6.6 4.14
U 1.16 0.84 1.26 0.81 1.74 1.08 1.61 1.75 1.13
Nb 11.3 11.2 21.3 11 22 13.8 21.4 17.9 20.1
Ta 0.58 0.62 1.13 0.62 1.2 0.69 1.44 0.88 1.14
La 21.6 22.1 31.8 21.7 37.5 26.2 36.2 35.4 25.7
Ce 42.6 45.1 61.7 43.6 69.2 52.8 68.6 68.3 53
Pb < 3 < 3 < 3 < 3 < 3 < 3 < 3 < 3 < 3
Pr 5.37 5.94 7.61 5.81 8.57 6.77 8.34 8.47 6.89
Sr 522 428 661 473 825 639 729 796 659
Nd 23 24.6 32 24.8 34.8 28.3 33.3 34.8 28.9
Zr 105 112 136 107 140 123 136 125 134
Hf 2.5 2.9 3.2 2.7 3.4 3.4 3.4 2.8 3.2
Sm 4.72 5.39 6.61 5.24 6.52 5.88 6.82 6.63 5.95
Eu 1.48 1.66 1.86 1.5 1.99 1.94 2.02 1.87 1.84
Gd 4.39 4.61 5.27 4.59 5.61 5.05 5.85 5.48 4.98
Tb 0.66 0.66 0.79 0.65 0.81 0.69 0.86 0.75 0.75
Dy 3.42 3.46 4.11 3.28 4.24 3.67 4.36 3.6 3.64
Ho 0.67 0.6 0.74 0.61 0.78 0.62 0.79 0.68 0.67
Er 1.8 1.58 1.84 1.53 1.91 1.64 2 1.76 1.73
Yb 1.59 1.39 1.57 1.26 1.7 1.33 1.55 1.45 1.42
Y 17 16.1 18.6 15.9 19 15.9 19.2 17 16.8
Lu 0.244 0.199 0.224 0.184 0.25 0.2 0.23 0.21 0.19
Ejemplo 1:
• M1, Cs=0.4
• NMORB, Cs=0.007
CsN = 0.4 = 57.14
0.007
Ejemplo 2:
• M1, Rb=11
• NMORB, Rb=0.56
CsN = 11 = 19.64
0.56
Ejemplo 3:
• M1, Ba=238
• NMORB, Ba=6.3
CsN = 238 = 37.78
6.3

5. Seleccione las columnas de todas las
muestras normalizadas seleccione graficar con
líneas
Cs 57.14 71.43 71.43 28.57 85.71 85.71 71.43
Rb 19.64 3.57 26.79 28.57 8.93 32.14 26.79 30.36
Ba 37.78 36.67 53.17 37.78 60.79 60.63 51.59 58.25 45.08
Th 42.90 39.30 56.30 40.50 72.80 46.10 68.60 66.00 41.40
U 24.68 17.87 26.81 17.23 37.02 22.98 34.26 37.23 24.04
Nb 4.85 4.81 9.14 4.72 9.44 5.92 9.18 7.68 8.63
Ta 4.39 4.70 8.56 4.70 9.09 5.23 10.91 6.67 8.64
La 21.60 22.10 31.80 21.70 37.50 26.20 36.20 35.40 25.70
Ce 5.68 6.01 8.23 5.81 9.23 7.04 9.15 9.11 7.07
Pb
Pr 17.90 19.80 25.37 19.37 28.57 22.57 27.80 28.23 22.97
Sr 5.80 4.76 7.34 5.26 9.17 7.10 8.10 8.84 7.32
Nd 3.15 3.37 4.38 3.40 4.77 3.88 4.56 4.77 3.96
Zr 1.42 1.51 1.84 1.45 1.89 1.66 1.84 1.69 1.81
Hf 1.22 1.41 1.56 1.32 1.66 1.66 1.66 1.37 1.56
Sm 1.79 2.05 2.51 1.99 2.48 2.24 2.59 2.52 2.26
Eu 1.45 1.63 1.82 1.47 1.95 1.90 1.98 1.83 1.80
Gd 1.19 1.25 1.43 1.25 1.52 1.37 1.59 1.49 1.35
Tb 0.99 0.99 1.18 0.97 1.21 1.03 1.28 1.12 1.12
Dy 0.75 0.76 0.90 0.72 0.93 0.81 0.96 0.79 0.80
Ho 0.66 0.59 0.73 0.60 0.77 0.61 0.78 0.67 0.66
Er 0.61 0.53 0.62 0.52 0.64 0.55 0.67 0.59 0.58
Yb 0.52 0.46 0.51 0.41 0.56 0.44 0.51 0.48 0.47
Y 0.61 0.58 0.66 0.57 0.68 0.57 0.69 0.61 0.60
Lu 0.54 0.44 0.49 0.40 0.56 0.43 0.50 0.46 0.41
5. Seleccione las columnas de todas las
muestras normalizadas seleccione
graficar con líneas

5. Seguramente saldrá un gráfico así….
Seleccione el eje X (click derecho), y
dar formato a eje
Seleccionar escala logarítmica

Listo!!
Nuestro diagrama indica un enriquecimiento en LILE con respecto a HFSE
(Zonas de subducción!!)
Más compatibles
NOTA: LAS INFLEXIONES SE LLAMAN ANOMALÍAS!!

Elementos traza
Ejemplo de rocas volcánicas en las Islas Marías
Sun & McDonough (1989)
Más compatibles
Tanto los LILE como los HFSE se comportan de
forma INCOMPATIBLE durante la fusión del
manto

Comportamiento de basaltos en dorsales oceánicas

Los elementos de Tierras Raras (REE)
• Tierras Raras (Rare Earth Elements, por sus siglas en inglés)
• Grupo de 15 elementos (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) con números
atómicos entre 57 (La) y 71 (Lu)
• Se dividen en Tierras Raras Ligeras (LREE), Tierras Raras Medias (Sm a Ho) y Tierras Raras Pesadas
(HREE).
• Resultan de gran utilidad en estudios petrogenéticos.
• Durante procesos de metamorfismo de bajo grado, intemperismo y alteración hidrotermal
permanecen inmóviles (Rollinson, 1993).

• Como en el caso de los elementos traza, se divide el valor de las
REE de nuestra muestra por el valor de un reservorio conocido y
se elabora una gráfica logarítmica en Excell (también se puede
usar IGPET)
La normalización de REE
CI chondrite
(McDonough & Sun 95)
Cs 0.19
Rb 2.3
Ba 2.41
Th 0.029
U 0.0074
Nb 0.24
Ta 0.0136
La 0.237
Ce 0.613
Pb 2.47
Pr 0.0928
Sr 7.25
Nd 0.457
Zr 3.82
Hf 0.103
Sm 0.148
Eu 0.0563
Gd 0.199
Tb 0.0361
Dy 0.246
Ho 0.0546
Er 0.16
Yb 0.161
Y 1.57
Lu 0.0246
K 550
Tl 0.14
Co 500
W 0.093
Zn 310
Cu 120
Ga 9.2
Na 5100
Mo 0.9
P 1080
Be 0.025
Ti 440
Sn 1.65
Sb 0.14
Li 1.5
Enriquecimiento de las REE pesadas con respecto a las REE ligeras
Más pesadas

Tierras Raras
Valores de algunos reservorios de
referencia para normalizar REE
Comportamiento de REE en
algunos materiales terrestres

Enriquecimiento de las REE pesadas con respecto a las REE ligeras
Ejemplo de rocas volcánicas en las Islas Marías
ANOMALÍA DE Eu (Típica de Arco magmático):
1. Posiblemente los residuos de la fusión eran rocas ígneas félsicas
(granodioritas)
2. Los sedimentos y agua de mar heredan dicha anomalía de la roca fuente en
la corteza continental

Otros diagramas
• Otro empleo importante de la concentración de elementos traza, es la
determinación del ambiente Tectónico de origen (solo en granitoides)
Diagramas de discriminación Y+Nb Vs. Rb e Yb+Ta Vs. Rb propuestos por
Pearce (1984).
Elementos traza

Algunos diagramas utilizados, utilizando distintos parámetros, para inferir
ambientes tectónicos antiguos en rocas volcánicas. A: Mullen (1983). B:
Pearce y Cann (1973). C: Pearce y Norry (1979).

Información sobre algunos elementos

Tarea :
Construir los diagramas Spider de elementos traza
y REE mostrados en el archivo de Excell

Emanaciones de origen volcánico y
sistemas hidrotermales

Emanaciones volcánicas
• Los gases volcánicos están
constituidos por los volátiles
disueltos en el magma que se
liberan cuando se produce una
disminución de la presión al
alcanzar éste zonas de menor
profundidad, y por tanto, más
próximas a la superficie.
• Los gases más abundantes son:
H2 O, CO2 y SO2 en los procesos
volcánicos. Otros gases presentes
son: SH2 , CH4 , CO, HCl, HF.
Volcán Popocatépetl, México
Volcán Chaitén, Chile

Durante su enfriamiento, algunos
cuerpos plutónicos se encuentran en
lo que se denomina etapa solfatárica,
durante la cual se escapan gases
como el SO3, CO2 y H2BO3. En algunos
lugares se llegan a explotar el bórax y
el azufre nativo, generados en esta
etapa.
Emanaciones volcánicas

Sistemas hidrotermales de origen magmático
Se forman durante la etapa hidromagmática cuando se consolida un magma.
Durante dicha etapa ocurren los siguientes eventos:
• El vapor de agua se condensa, dando lugar a líquidos que pueden contener diversos
minerales solubles.
• El enfriamiento de las soluciones produce la precipitación de minerales, dando
• origen a yacimientos de: Cu, Au, Pb, Zn, Ag, At, etc.
• La roca puede sufrir las
siguientes alteraciones
hidrotermales:
• Caolinización de los feldespatos
potásicos
• Sericitización de las plagioclasas
• Cloritización de la biotita y
hornblenda
• Uralitización de los piroxénos
• Serpentinización del olivino, y la
• Propilitización (rocas verdes:
epidota, actinolita y clorita,
acompañadas de sericita, calcita,
albita y pirita)

Se forman principalmente en las dorsales
meso-oceánicas.
La alteración hidrotermal del basalto lleva a la
formación de minerales metamórficos de la
facies de esquistos verdes (albita, epidota,
clorita).
espilita
Ventilas
hidrotermales
• El agua que reacciona con el basalto se enriquece en metales
como Cu, Zn y Pb.
• Cuando los fluidos calientes se descargan en el agua del mar, el
cambio abrupto de temperatura induce la precipitación de
diminutas partículas de sulfuros metálicos.
Ventilas hidrotermales

Sistemas hidrotermales
• Una fuente hidrotermal (respiradero
hidrotermal o fumadera, fumadero o
fumarola hidrotermal), es una grieta o
fumarola en la superficie de un planeta
del cual fluye agua geotermalmente
caliente.
• Se encuentran comúnmente en lugares
que son volcánicamente activos donde el
magma está relativamente cerca de la
superficie
• Los tipos comunes incluyen las aguas
termales, las fumarolas y los géiseres.
• Las áreas alrededor de las fuentes
hidrotermales son biológicamente
productivas, y a menudo hospedan
comunidades complejas alimentadas
por los químicos disueltos en los fluidos
que emiten.

Los sistemas hidrotermales se clasifican en:
• Zonas normales, con un flujo medio de 1,4
μcaI/cm2.seg y un aumento de la
temperatura de 3°C cada 100 metros de
profundidad. Comprenden las grandes
cuencas sedimentarlas, los escudos
continentales, dominios externos y
plataformas de las cordilleras alpinas
periféricas y las vastas
• llanuras abisales situadas a una media de
4.000 metros bajo el nivel del mar
• Zonas anormalmente calientes: el flujo
puede ser de 2-10 veces superior al
normal, lo que equivale a gradientes
geotérmicos de 15 a 50°C cada 100
metros.
• Regiones de actividad volcánica reciente
o de gran actividad sísmica, como es el
caso de las dorsales medio-oceánicas,
árcos insulares, etc.

ORIGEN DE LAS AGUAS TERMALES
Las aguas de origen meteórico que se
infiltran en el subsuelo descienden
por gravedad hacía capas más
profundas, elevando su temperatura
en el curso de su circulación
subterránea.
Estas aguas pueden ascender
posteriormente hasta la
superficie, a través de las
fisuras y fracturas existentes
en las rocas, gracias a ciertos
mecanismos de surgencia.

Respecto a las aguas de origen
magmático se puede afirmar que existe
la posibilidad de que como consecuencia
de la cristalización de los magmas se
liberen constituyentes volátiles que
pueden escaparse en forma de
fumarolas, compuestas esencialmente de
hidrógeno y vapor de agua, junto con
elementos como F, Cl, S, C, P y B
Por ejemplo, se ha calculado que al fundirse un
km3 de granito se liberarían 26 millones de
toneladas de agua (1 kg de granito produce 10
g de agua)
Una intrusión magmática con una potencia de
1000 metros contendría un 5% en peso de
agua y al enfriarse lentamente podría producir
durante un millón de años una cantidad de
agua de unos 23,8 litros de agua por minuto y
por kilómetro cuadrado.

MECANISMOS DE SURGENCIA DE LOS SISTEMAS HIDROTERMALES
Los sistemas de aguas termales dan lugar al nacimiento de fuentes bajo la influencia de
factores hidrogeológicos y físicos, entre los que se puede mencionar:
- La expansión del vapor de agua,
- La acción de los gases disueltos
- La acción de la temperatura.
Las surgencias termales vienen determinadas por dos tipos de condicionantes:
- Una fracturación intensa con una o varias fases tectónicas, de las que la última, debida a
movimientos recientes, a veces acentuada por algún tipo de actividad volcánica.
- La presencia de valles o depresiones.

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