Termómetros Geológicos  Son los minerales que suministran datos

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Texto completo

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Termómetros Geológicos

Son los minerales que suministran datos

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Observación directa

Experimentos de laboratorio

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Técnicas

Mediciones directas

Punto de fusión

Desmezclas o exsoluciones

Puntos de Inversión

Recristalización

Disociación

Sistemas de sulfuros

Cambios en las propiedades físicas

Asociaciones mineralógicas

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Mediciones directas

Por medición en lavas, fumarolas y manantiales calientes.

Temperaturas de 1.185 ° C para la lava básica del Kilauea (Perret, Day y Shepherd)

Vesubio 1.140 ° C (Shepherd)

Washington calculó que la lava más ácida del Santorini (Grecia) estaba entre 800-900 ° C.

Los minerales primarios de las rocas más básicas, se forman, en parte, según Bowen por encima de los 870° C, pero principalmente entre 600°- 870° C, disminuyendo a medida que aumenta el contenido de sílice.

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Mediciones directas

.

La temperatura de los gases de las fumarolas indican la temperatura máxima de formación para los minerales de fumarolas, en las fumarolas de Katmay, se han registrado 645°C, y en sus conductos se ha depositado magnetita y otros minerales (sulfuros metálicos, báricos, fluoruros, boratos, azufre, molibdenita y oligisto).

La T° de las fuentes termales se extiende por debajo del punto de ebullición del agua (100 ° C), de esta manera se pueden asignar temperaturas máximas de formación del:

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Puntos de fusión

.

La temperatura a presión constante a la cual funde un

mineral se toma para determinar el límite superior de

estabilidad para ese mineral. (Birch et.al, 1942 en Park y

Mc Diarmid, 1981).

Los puntos de fusión de los minerales indican las

temperaturas máximas de cristalización

, o límites

superiores del ámbito de la temperatura de formación.

La presencia de otras sustancias hace descender el

punto de fusión

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Puntos de fusión

La temperatura de fusión para minerales individuales es menos significativa que la temperatura para combinaciones de minerales. Las combinaciones minerales funden a temperaturas mas bajas que cualquiera de sus minerales componentes; el punto eutéctico para las parejas minerales es el punto de fusión mínimo para la combinación. De este modo el oropimente con la smithina (AgAsS2) fundirán a 280 oC, si

bien la smithina es estable por encima de los 426 oC y el

oropimente funde a 310 oC (Roland, 1966 en Park y Mac

Diarmid, 1981). Por otro lado, la presencia de rejalgar con el oropimente rebaja el máximo de temperatura a 298oC, que es

la temperatura eutéctica para el As2S3– AsS. Otro ejemplo son la argentita y proustita que funden individualmente a 838 oC y

495 oC, respectivamente; su mezcla funde a 469oC.

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Disociación

Los minerales que pierden constituyentes volátiles a

ciertas T°, sirven como termómetros geológicos.

La T° de disociación aumenta con la presión. La

mayoría de las ceolitas indican baja T° de formación, por

que al calentarlas pierden su contenido de agua, a

presión no muy elevada.

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Desmezcla

Los minerales que forman soluciones sólidas naturales y que se separan de sus mezclas a determinadas temperaturas inferiores dando interformaciones minerales distintas, sirven también de termómetros geológicos, pues indican una T° de formación por encima de la cual tiene lugar la desmezcla.

Las altas temperaturas tienden a provocar desorden en una estructura mineral y bajo estas condiciones son rápidamente absorbidos y retenidos otros elementos. Con el enfriamiento y el desarrollo de una estructura mas ordenada, se expulsan los materiales extraños. Tienden a acumularse a lo largo de las superficies de exfoliación o de direcciones controladas cristalográficamente en pequeñas ampollas o líneas. Este desarrollo de estructuras de intercrecimiento se denomina exsolución o desmezcla y se ha usado con ciertas limitaciones para determinar temperaturas de formación en el estudio de yacimientos minerales.

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Desmezcla

De acuerdo con Brett (1964) en Park y Mac Diarmid (1981), la exsolución se efectúa por nucleación y crecimiento subsecuente de partículas exsolvidas en una fase previamente homogénea. El mecanismo es complejo y está influenciado por la temperatura, presión, concentración pureza, estructura y tamaño de grano de la solución sólida, los coeficientes de difusión y la distribución de esfuerzos dentro del cristal. Las texturas lamelares, en forma de lentes, diversos tipos de mirmequitas, límites suaves y texturas en anillo se atribuyen todas a procesos de exsolución. De estas, las texturas lamelares son consideradas por Brett como las más indicativas de exsolución

Schwartz, demostró que la calcopirita y bornita se separan de sus mezclas a 475°C

Calcopirrotina experimenta la desmezcla por debajo de los 225°C convirtiéndose en Calcopirita, cubanita, pirrotina.

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Sistemas de sulfuros

Inicialmente se pensó que la esfalerita era un buen geotermómetro, estudios posteriores revelaron que la formación de la paragénesis mineral y las variaciones en la composición mineral dependen de muchos factores.

Scott y Barnes (1971) indicaron que la composición de la esfalerita coexistiendo con pirrotina y pirita en el rango de 525-250°C es esencialmente constante.

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Puntos de Inversión. Algunas sustancias minerales existen en varias formas minerales, polimorfos, algunas veces su temperatura de inversión puede ser usada como un geotermómetro. Por ejemplo el cuarzo  se invierte a cuarzo

 con la caída de temperatura a 573°C.

La acantita (monoclinica) pasa a argentita (cúbica) a 177°C

La calcocita (ortorrómbica) pasa a calcocita (hexagonal) a 104 °C

Recristalización. Este cambio es similar a la inversión y desmezcla, pero se aplica de un modo más específico a los metales nativos.

Carpenter y Fisher, descubrieron que el cobre nativo experimenta una recristalización a 450°C; la mayor parte de cobre nativo se ha formado por debajo de ésta temperatura.

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Asociaciones mineralógicas

Permiten clasificarlos como minerales de alta, media y baja temperatura, clasificados así por deducción. Uno solo de éstos minerales no basta para el diagnóstico, pero una asociación de dos o más minerales puede servir de termómetro geológico.

Estas asociaciones permiten clasificar los depósitos de acuerdo a su temperatura de formación:

Tipo depósito T° formación

° C Presión (Atm) Profundidad (m)

Epitermal 50-300 < 140 900

Mesotermal 300-400 140-400 1200-3600

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Asociaciones mineralógicas

Alta

Intermedia

Baja

Magnetita Calcopirita Estibina

Especularita Arsenopirita Rejalgar

Pirrotina Galena Cinabrio

Turmalina Blenda Telúridos

Casiterita tetrahedrita Selénidos

Granate Argentita

Piroxeno Plata roja (pirargirita)

Anfíbol Marcasita

Topacio Adularia

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Referencias

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