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SERIES DE BOWEN UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO-PUNOFACULTAD DE INGENIERIA GEOLGICA Y METALRGICAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA GEOLGICA Y METALRGICA

CURSO: YACIMIENTOS MINERALES I

Docente : Ing. Roberto F. Zegarra PonceEstudiantes: Elmer R. Quispe DazSemestre VII - 2015ContenidoIntroduccinNorman l. BowenTectnica de placas y rocas formacin de rocas gneas El magma Origen del magmaCristalizacin magmtica

Cristalizacin magmtica segn Bowen: Serie ContnuaCristalizacin magmtica segn Bowen: Serie Discontnua Evolucin magmticaLa serie de Bowen y los yacimientos minerales

Introduccin Los elementos qumicos que componen nuestro planeta estn distribuidos de una forma que a grandes rasgos es muy regular, ya que depende de dos grandes factores:Su abundancia en cada una de las capas que componen el planeta,La naturaleza y composicin de las rocas presentes en cada sector concreto que analicemos.El petrlogo Bowen demostr que, el enfriarse el magma, los minerales tienden a cristalizar con un determinado orden en funcin a la temperatura, en el proceso el magma cambia continuamente.Los componentes slidos pueden permanecer en contacto con el resto de componentes fundidos, en dicho caso reaccionarn qumicamente y evolucionarn. Esta disposicin de minerales fue reconocida como serie de reaccin de Bowen.

NORMAN L. BOWEN

Norman Levi Bowennaci enKingston,Ontario,Canad21 de junio 1887 y muri el 11 de septiembre de 1956. Bowen "revolucion con la petrologa experimentaly muestra la comprensin dela cristalizacin mineralCarrera.- Bowen realiz una investigacin experimental en el Laboratorio de Geofsica,Institucin Carnegie para la Cienciade Washington de 1912 a 1937. PublicLa evolucin de las rocas gneasen 1928. Este libro establece el escenario para unageoqumicaygeofsica base para el estudio de las rocas y minerales.Este libro se convirti enelmanual petrologa.Premios y honores.- Bowen fue galardonado con laMedalla Penroseen 1941 y eligi a unmiembro extranjero de la Royal Society (ForMemRS)en 1949.El Premio L. Bowen Norman, otorgado anualmente por laUnin Geofsica Americana, se nombra en su honor.

Norman Levi Bowen (en 1909)Tectnica de Placas y rocasLas placas tectnicas son grandes bloques de roca que se destruyen en fosas submarinas llamadas zonas de subduccin donde una placa se hunde bajo otra hasta profundidades enormes (670 km, 2900 km), donde pueden fundirse y producir magmas que se desplazan por el manto terrestre y llegan hasta la superficie en los arcos de islas ocenicos o cordilleras de tipo andino.

Formacin de Rocas gneas Las rocas que se encuentran actualmente en la superficie se formaron a partir de magma procedente de depsitos profundos. Cuando el magma se derrama sobre la superficie se llama lava y cuando los fragmentos solidificados de magma son arrojados violentamente, constituyen los materiales piroclsticos

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EL MAGMAEl magma es una mezcla de materiales rocosos fundidos, total o parcialmente, en cuyo seno se encuentran gases disueltos y cristales de minerales en suspensin Elementos mas abundadantes (98%):Si,O,Fe,Al,Ca,Mg,Na,K

Los minerales funden a diferentes temperaturas, por eso, segn la temperatura del magma, algunos minerales estn fundidos y otros no.Los gases provienen de: (a) gases originales contenidos en la mezcla. (b) de nuevos gases formados por reacciones qumicas o (c) de la evaporacin del aguaLos gases quedan retenidos en la mezcla fundida debido a las altas presiones a las que est sometido el magma en el interior de la cmara magmtica, pero se liberan cuando el magma sale al exterior

Los diferentes tipos de rocas gneas de acuerdo a la profundidad de consolidacin.

CristalizacinAl principio el magma est fundido, es una solucin lquida de iones a alta temperatura. Con la disminucin del calor, la sustancia derretida comienza a solidificarse. Las rocas gneas son agregados de silicatos minerales formados al enfriarse el magma. Su gran variedad se debe tanto a las varias composiciones de los magmas como a las condiciones bajo las cuales cristalizaron. Las rocas gneas pueden estar constituidas por granos de un solo mineral entrelazados o por una mezcla de varios o todos los nueve silicatos minerales: olivino, augita, Hornblenda, biotita, anortita, albita, ortoclasa, moscovita y cuarzo.

Cristalizacin Magmtica En el ao 1922 Bowen determino el orden en el que suelen seguir los minerales en la cristalizacin magmtica.A partir de un magma basltico en el que estableci dos tipos de reacciones; la continua y discontinua, debido a que los minerales primeramente formados si permanecen en contacto con el magma reaccionaran qumicamente con el y evolucionaran al siguiente mineral de la secuencia siguiente.OLIVINOPIROXENOSANFBOLESQBIOTITAORTOSAMOSCOVITAALBITAOLIGOCLASAANORTITASERIE DISCONTNUA +T-TSERIE CONTNUA O tambin llamada serie de las plagioclasas o feldespatos, se denomina a la etapa en la cual los minerales que se forman cambian gradualmente de composicin qumica de clcica a sdica, pero mantiene constante la estructura cristalina as como su sistema cristalino, y todos estos minerales son de colores claros.Entre los feldespatos, el primero en formarse es la anortita. Este mineral cristaliza aproximadamente a la misma temperatura que el olivino. Como reacciona con el lquido remanente del magma, la anortita asimila gradualmente cantidades cada vez mayores de sodio; finalmente cuando todo el calcio caracterstico de la anortita ha sido reemplazado por sodio, el mineral resultante es la albita.

La serie de reaccin contnua Cristalizacin Magmtica segn BowenQORTOSAMOSCOVITAALBITAOLIGOCLASAANORTITA+T-TSERIE CONTNUA Minerales LeucocrtosNo necesitan modificar su estructura cristalina al disminuir la T del magma

Albita Yacimientos :Es de origen magmtica, componente de rocas gneas alcalinas: granitos, sienitas y sus pegmatitas. En los gneises son derivados de las rocas anteriores, se encuentras en filones hidrotermales como en grietas alpinas.Paragnesis:Ortosa, apatito, adularia, microclina, cloritas, cuarzo ahumado , rutilo, titanita, esfena, epidota.

Anortita Yacimientos :En rocas gneas ultrabsicas, a veces en metamrficas y en meteoritos.

Paragnesis:Augita, vesubiana, etc.

Llamada serie de los minerales ferromagnesianos, se denomina a la etapa de cristalizacin en el cual se forma un nuevo mineral con diferente composicin qumica, diferente estructura y diferente sistema cristalino y todos los minerales que cristalizan en ella son de color oscuro, los primeros son mas magnesianos y los ltimos son ms frricos.Las rocas gneas pueden estar constituidas por granos de un solo mineral entrelazados o por una mezcla de varios o todos los nueve silicatos minerales: olivino, augita, Hornblenda, biotita, anortita, albita, ortoclasa, moscovita y cuarzo.

La serie de reaccin discontinua Cristalizacin Magmtica segn BowenOLIVINOPIROXENOSANFBOLESQBIOTITAORTOSAMOSCOVITASERIE DISCONTNUA +T-TMinerales melanocrtosNecesitan modificar su estructura cristalina al disminuir la T del magmaOlivino Yacimientos :De orgen magmtico en rocas plutnicas pobres en slice (dunitas, peridotitas), es un elemento caracterstico de rocas intrusivas como la kimberlita. Tambin puede ser tpico en lavas baslticas, se encuentra as mismo en meteoritos.Se forma en temperaturas aproximadamente entre 1380 C 1200CParagnesis:El olivino es un mineral que suele presentarse asociado con espinela cromfera, cromodipsido, enstatita, etc.Tetraedros independientes:Los tetraedros independientes estn unidos por un ion positivo y no comparten sus oxgenos.

El olivino varia de composicin de Forsterita a Fayalita, existiendo aqu una solucin solida completa entre el Mg y Fe en la estructura, y aparece en una gran variedad de rocas volcnicas, tanto en forma de fenocristales como elementos constituyentes de la matriz.El olivino rico en Mg aparece en la Komatita ultrabasica. La fayalita se encuentra en rocas volcnicas acidas y alcalinas, como la obsidiana y la fonolita.El olivino es muy susceptible a la alteracin hidrotermal, al efecto de la meteorizacin y al metamorfismo de bajo grado.Los productos comunes de alteracin del olivino son: serpentina, iddingsita, bowlingita y clorofaesita.

Piroxenos Son un grupo importante de silicatos que forman parte de muchas rocas gneas y metamrficas En las rocas gneas los Piroxenos se forman en magmas a temperaturas de 1000 a 1250 C siendo una de las primeras fases en cristalizar.Cadenas Simples:Cada tetraedro comparte dos oxgenos restando una carga de (-2).

Los miembros del grupo del piroxeno que se encuentran generalmente en rocas volcnicas incluyen Piroxenos ferromagnesianos (enstantia, broncita, hiperstena y pigeonita), piroxeno clcico (dipsido y augita), y piroxeno alcalino(egirina).Los fenocristales de enstatita estn generalmente presentes en toletas olivinticas sdicas y en andesitas toleticas.La pigeonita es particularmente un constituyente caracterstico de las rocas volcnicas intermedias.El dipsido aparece en rocas volcnicas bsicas, intermedias y alcalinas.La augita es un constituyente esencial de las lavas bsicas y aparece tanto en basaltos toleticos como en basaltos alcalinosLos anfboles Los anfboles son un grupo de minerales de la clase de los inosilicatos.Los minerales mas comunes en las rocas plutnicas y metamrficas son as hornblendas y la actinolita, son tambin minerales fundamentales en las rocas magmticas, y un componente esencial de la anfibolita.

Cadenas dobles:Una cadena doble se forma cuando tetraedros adyacentes comparten dos oxgenos y un tercer oxigeno es compartido con otra cadena de tetraedros.

Biotita Yacimientos :Componente habitual de rocas gneas plutnicas, filonianas y volcnica.Paragnesis:Feldespatos, moscovita, etc. la biotita es un mineral formador de rocas Capas de Tetraedros:Los tres oxgenos en la base del tetraedro son compartidos. El cuarto oxigeno esta libre para unirse a un ion de carga positiva.

Los tres ltimos minerales: feldespato K, Muscovita y cuarzo no estn relacionados con los otros minerales, porque no necesariamente se forman reacciones de la materia primeramente formada con el magma, sino que se forman a partir del magma remanente o liquido residual del magma basltico.La serie de reaccin de Bowen ilustra la secuencia segn la cual cristalizan los minerales de un magma basltico en condiciones de laboratorio, pruebas que este modelo concuerda con la naturaleza, proceden del anlisis de las rocas gneas , adems segn este principio se pueden explicar lo siguiente.

A) La diferenciacin en algunas masas gneas, cuya base es rica en olivino y en el tope rico en slice.B) El porque las primeras erupciones de un volcn son principalmente bsicas y las ultimas cidas.C) Obtener a partir de magmas bsicos, rocas cada vez mas silceas, hasta llegar a una roca de composicin grantica (cida).Clasificaciones basadas en la composicin qumica y la mineraloga

Evolucin Magmtica Todas las rocas gneas se derivan de un magma basltico primario, el cual, al evolucionar, se va convirtiendo cada vez en un magma acido o silceo hasta llegar al granito.

En otras palabras, la composicin de los magmas primarios finalmente se modifica para producir una gran variedad de rocas, desde el gabro hasta el granito. Esto es explicable por alguna forma de evolucin magmtica, por lo cual se conciben actualmente tres fenmenos:

1.- LA DIFERENCIACIN MAGMTICA, indica que un magma homogneo, se descompone en diversas fracciones mineralgicas que finalmente formaran rocas de composiciones diferentes

2.- LA CRISTALIZACIN FRACCIONADA, (sedimentacin cristalina) que sugiere una precipitacin de cristales primeramente formados que son mas densos (mas pesados) que la porcin liquida y se hunden hasta el fondo del magma por efecto de la gravedad. Esto implica que los cristales de mayor densidad se irn a las partes mas bajas de la masa fundida y pueden volverse a fundir.

Formas por medio de las cuales puede alterarse la composicin de un cuerpo magmtico por asimilacin y mezcla magmtica.3.- LA ASIMILACIN Y LA MEZCLA DE MAGMAS, cuando un magma al ascender puede incorporar algunas de las rocas de sus alrededores, este proceso puede operar cerca de la superficie donde las rocas son mas frgiles o en otros ambientes el magma puede estar lo suficientemente caliente como para fundir algunas de las rocas de su alrededor y asimilar sus componentes, y el segundo se produce cuando un cuerpo magmtico es intruido por otro, una vez combinados los dos magmas generan una mezcla con una composicin diferente.

La formacin de las rocas, tipos de magmas en relacin a la tectnica de placas MAGMAS TOLETICOS Porcentaje de silicio de este magma 50 %El magma llega a las capas superficiales rpidamente porque no hay tiempo para su evolucin o diferenciacin y se origina basaltos y gabros. Se generan en las dorsales ocenicas como consecuencia de la fusin parcial de las peridotitas del manto a poca profundidad MAGMAS ALCALINOS Porcentaje de silicio de este magma 45 %Es un magma rico en metales alcalinos, especialmente en sodio y potasio. Se genera a partir de la fusin parcial de peridotitas en zonas profundas Suelen aparecer en ambientes de rift continental y vulcanismo de intraplaca, son escasos en zonas de subduccin y no se han descrito en dorsales ocenicas MAGMAS CALCOALCALINOS Se forma por fusin a gran profundidad (100 150 Km) de corteza ocenica subducida. Su ascenso es complicado, tanto por la gran profundidad de las zonas de subduccin, existiendo bastante tiempo para la diferenciacin.La serie calcoalcalina da lugar a andesitas y riolitas como a sus equivalentes plutnicos granito y diorita.

La serie de Bowen y los yacimientos mineralesLos Yacimientos Minerales se forman durante los procesos de formacin de las rocas, tanto gneas, sedimentarias y metamrficas; hay depsitos minerales relacionados con procesos gneos, conocidos como endgenos o magmticos; otros relacionados con procesos sedimentarios y reciben el nombre de exgenos y otros relacionados con procesos metamrficos que reciben el nombre de metamorfognicos.Yacimientos de segregacin magmtica.-

Se forman como resultado directo de la diferenciacin magmtica. Algunos son diferenciados tempranos que se hundieron a travs del magma debido a la gravedad; otros son productos finales del fraccionamiento.Los productos magmticos de este tipo migran y se solidifican del mismo modo que los diques y que las intrusiones pequeas de rocas gneas normales.Como resultado de la cristalizacin y diferenciacin se forman asociaciones de minerales que producen varias clases de rocas gneas, las que presentan cierta textura y esta a su vez esta determinada por el ritmo de enfriamiento.Ahora, muchas rocas gneas son as mismas depsitos minerales de importancia econmica, puesto que se les emplea como piedras de construccin, laja, etc.la observacin que hacemos nosotros sobre el terreno ponen de manifiesto una asociacin de ciertos minerales de mena con rocas especificasRocas submarinas volcnicas y prfidos, con los, cuales tenemos asociados depsitos de sulfuros masivos tanto singenticos como metasomticos y depsitos transicionales asociados con rocas vulcanosedimentarias de cobre, zinc, plomo, as como xidos de fierro y manganeso.

Rocas peridotticas asociadas con depsitos magmticos de cromitas, y del grupo del platino (osmio e iridio).

Rocas gabro-piroxenitas-dunitas asociadas con depsitos magmticos de titanomagnetitas y otros elementos del grupo del platino (platino y paladio).

Rocas plagiogranitos-sienitas con los cuales es muy caracterstico encontrar asociados depsitos de skarns con fierro y cobre.

Depsitos de platino primario = se hallan solo en rocas ultrabsicas como dunita, peridotita, etc.Diamantes = se hallan en Kimberlitas Cromita = asociados a peridotitas o serpetina Ilmenita = asociados a gabro y anortositaMagnetita titanifera = asociado y anortositaCorindon = asociados a rocas libres de cuarzo, como sienita nefelinica Sulfuros niquelferos = se hallan en norita o gabroEstao = en granitos silcicos Berilo = en pegmatita grantica GRACIAS POR SU ATENCiN