GEOQUMICA GENERAL GE-282

26 Agosto 2015

GEOQUIMICA GENERALGE-282 7mo. CicloRequisito: Petrografa (GE-153) Crditos : 3 Teora : 2 h Prctica : 3h

1. Competencia General:El alumno realiza un ciclo geoqumico y explica los mecanismos que influyen en la movilidad, dispersin y deposicin de los elementos enla Tierra.

2. Competencias especficas:Evaluar la movilidad de elementos en ambientes sedimentarios, metamrficos e gneos.Interpretar los Istopos como indicadores de ambientes geoqumicosDesarrollar ciclos geoqumicos en base a la abundancia normal de elementos en la Tierra.

3. LaboratoriosLas prcticas experimentales de laboratorio se desarrollaran en forma grupal.1.- Hidrlisis de minerales y evaluacin de parmetros geoqumicos.2.- Simulacin experimental de movilidad y deposicin geoqumica de elementos. 3.- Desarrollo de ciclo geoqumico.Complementariamente se realizaran informes, tests y exposiciones acerca de algn tema de investigacin. 4. Organizacin

Duracin de asignatura 14 semanas

5. Sistema de evaluacin El sistema de evaluacin es tipo G como sigue:Examen Parcial, Examen Final, Promedio de prcticas y Sustitutorio.

BIBLIOGRAFAKRAUSKOPF, K. B. Introduccin to Geochemistry- McGraw-Hill Book Company New York,1967.BRIAN MASON, Principios de la Geoqumica, Ediciones Omega S.A. 1960.RANKAMA, K. y TH. G. SAHAMA, Geoqumica , 1954.FELIX GONZALES BONORINO, Introduccin a la geoqumica. Ediciones OEA.GARRELS, R. M. y CHRIST, CHARLES L., Solutions, Minerals and Equilibria, Harper & Row, New Yor, 450-1965.GOLDCHMIDT, Y, M. Geochemistry, A, Muir, Ed. Clarendon. Pres, Oxford.730-1954.VERNARDSKY,V.L. La Geochimie-F. Alcan, Paris.404-1924.FERSMAN, A. E. - Geoqumica Recreativa. Editorial MIR 1973.

INTRODUCCINLa geoqumica es una ciencia que se ocupa del estudio de la distribucin,abundancia, y cambios fsicoqumicos que sufren los elementos en la Tierra.Por elementos consideramos las diferentes formas de ocurrencia de los elementos y sus istopos sean radiactivos o estables.Para un estudio geoqumico sistemtico dividimos a la Tierra en sus diferentes esferas geoqumicas; esto es el NUCLEO, MANTO, LITSFERA, HIDRSFERA, BISFERA y ATMSFERA; de manera que podemos establecer el comportamiento de un elemento en su denominado CICLO GEOQUMICO que permite conocerlo, ubicarlo y programarlo para su uso racional por la humanidad.

Roca volcnica andesita porfirtica Producto de reacciones qumicas

PlagioclasaMUESTRA 1 NEPTUNIA CERCO PILAR

Sericita

Cristales de plagioclasas alterados a sericita por reacciones qumicas

Carbonatos

PlagioclasaSericitaCristales de plagioclasas alterados a sericita y carbonatos.

DEFINICIN DE LA GEOQUMICACLARKE(1924) en The Data of Geochemistry: Considera que la geoqumica incluye todos los procesos geolgicos en que ocurren reacciones qumicas o transformaciones de las sustancias naturales como diferenciacin de magmas, alteracin hidrotermal, los procesos metasomticos, meteorizacin, etc.)VERNADSKY(1924) define a la geoqumica como el estudio de los elementos qumicos en la corteza terrestre y en toda la tierra; esto comprende el estudio de su historia y su distribucin en el tiempo y en el espacio.FERSMAN(1922) considera que la finalidad de la Geoqumica es el estudio de los elementos en las condiciones ( fisicoqumicas y termodinmicas) existentes en la corteza terrestre, as como en las partes del cosmos accesibles a nuestras observaciones cuantificables.

PROCESOS GEOQUMICOS POR FUSIN DE ROCAS

GEOQUMICA DE LAVAS Y CRISTALIZACIN MAGMTICA

GOLDSCHMIDT(1923-1937) seala que los objetivos de la geoqumica son:1.-Determinar las relaciones cuantitativas de los elementos y de los nclidos en la Tierra.2.-Explicar la distribucin de los elementos en las esferas geoqumicas de la Tierra; esto es su distribucin en minerales y rocas de la litsfera, hidrsfera, atmsfera y bisfera.3.-Descubrir las leyes que rigen las relaciones cuantitativas y la distribucin de los elementos.Esta definicin se aproxima a la definicin actual de la Geoqumica

DEFINICIN ACTUAL DE LA GEOQUMICA

Ciencia que se ocupa del estudio de la distribucin, abundancia y leyes fisicoqumicas que controlan la migracin (transformaciones de minerales, rocas, suelos, agua, etc) de los elementos en la Tierra

Metodologa de trabajo:

1.-Contexto geolgico

2.-Muestreo geoqumico

3.-Anlisis geoqumico (minerales, rocas, elementos, etc.)

4.-Interpretacin (Planos geoqumicos, modelos genticos, aplicaciones)

EVOLUCIN DE LA GEOQUMICA1.-Perodo inicial ( alrededor de 1900): Se observa y evidencia la transformacin de las sustancias naturales geolgicas.2.-Perodo clsico(1900-1950):Se establece la composicin qumica de los materiales terrestres (minerales, rocas,etc) y extraterrestres.3.-Perodo moderno(1950-1980): Se estudian y confirman algunas leyes y la sistemtica geoqumica por procedimientos experimentales y mtodos deductivos).4Perodo actual(1980-actualidad): Mayor conocimiento del contexto geolgico local y global de la Tierra(tectnica de placas, yacimientos, unidades litolgicas, etc), nuevos mtodos analticos e informtica(fotogeologa y estadstica) permiten anlisis geoqumicos, evaluacin y modelizacin gentica de los procesos geolgicos.

APORTES A LA EVOLUCIN DE LA GEOQUMICA1.-C.F. Schnbein (1799-1868): Qumico Alemn que introdujo el trmino geoqumica.2.-J.H. Vogt (1858-1931), gelogo noruego que investig el comportamiento fsico-qumico de los magmas y la distribucin de los elementos.3.-F.W. Clarke (1847-1931), qumico norteamericano, organiz el servicio geolgico de los Estados Unidos y publico en 1908 The data of geochemistry ;asimismo determino los contenidos medios de los elementos en la corteza terrestre.4.-H.S. Washington (1867-1934),qumico norteamericano que colabor con F.W. Clarke en el estudio de la distribucin de los elementos qumicos en la corteza terrestre.5.-V.I. Vernadskii(1863-1945), mineralogista y geoqumico ruso,iniciador de los estudios de biogeoqumica y de la geoqumica isotpica. Enfatiz sobre la dinmica de los procesos geoqumicos( ciclos geoqumicos de elementos, migraciones de elementos,etc.)

6.-A.E. Fersman(1863-1945), mineralogista y geoqumico ruso, fue ele iniciador de la geoqumica regional y realiz importantes estudios sobre energas de enlace, pegmatitas y prospeccin geoqumica.7.-N.L. Bowen(1887-1945), fsico-qumico norteamericano, inicio los estudios de diferenciacin magmtica.8.-V.M. Goldschmidt(1888-1947),mineralogista y geoqumico suizo,iniciador de la geoqumica analtica moderna.Potenci el uso de la termodinmica y la cristaloqumica en los estudios mineralgicos y geoqumicos.9.-W. Noddack (1898-1966),qumico y geoqumico alemn ,promotor de los estudios geoqumicos de elementos trazas.10.-A.N. Zavaritzky (1884-1952), geoqumico ruso, desarroll sistemas y mtodos de clculos y de representaciones geoqumicas.

DIVISIONES DE LA GEOQUMICA

-COSMOQUMICA: Estudia la qumica de los materiales del cosmos; asimismo su distribucin y abundancia de elementos.

-GEOQUMICA-Litogeoqumica : Comprende el estudio de los minerales, rocas y suelos de la corteza terrestre.-Hidrogeoqumica: Estudia la qumica de las aguas superficiales y subterrneas.-Atmogeoqumica: Estudia la qumica de la atmsfera.-Biogeoqumica: Estudia la qumica y actividad de la biosfera, incluidos los fsiles.

OTRAS DIVISIONES DE LA GEOQUMICA POR SU OBJETO DE ESTUDIO-Geoqumica isotpica: Estudia el comportamiento de los istopos en los procesos geolgicos.-Geoqumica fsica: Utilizacin de la leyes fsico-qumicas para la interpretacin de la distribucin de los elementos o el equilibrio entre minerales y soluciones o magmas.-Geoqumica de elementos trazas: Estudia los contenidos y distribucin de elementos en concentraciones bajas en la investigacin de procesos petrogenticos o evolutivos.-Geoqumica regional: Estudia la particularidades o caractersticas geoqumicas de unidades geolgicas regionales, grandes unidades geotectnicas o provincias metalogenticas.-Geoqumica ambiental: Perturbaciones de elementos en la Tierra por actividades antropogenicas de los seres humanos.-Geoqumica histrica: Estudia la variacin de lacomposicin qumica de la Tierra y de sus unidades y el comportamiento geoqumico de los elementos a lo largo de la historia de la misma.-Geoqumica de exploracin: Es el uso de las leyes generales y regionales de la distribucin de elementos para la ubicacin de yacimientos minerales.

RELACIONES DE LA GEOQUMICA CON LA PETROGNESIS IGNEALos estudios geoqumicos permiten la identificacin de los magmas mas primitivos y el tipo de protolito cortical o mantelico del que proceden.Un estudio geoqumico adecuado de toda la asociacin magmtica, nos permitir conocer los procesos de diferenciacin que han operado en la gnesis de dicha asociacin magmtica (volcnica, plutnica o mixta) como cristalizacin fraccionada,mezcla de magmas,transferencia en fase fluida, contaminacin,etc.Los estudios geoqumicos sobre los elementos ms inmviles nos permiten identificar razonablemente la naturaleza de los materiales pre-metamrficos y si han existido cambios composicionales significativos.El estudio de la composicin qumica de los minerales metamrficos nos permite realizar estimaciones sobre las condiciones de presin y temperatura que han afectado a los minerales y rocas.

RELACIONES DE LA GEOQUMICA CON LA PETROGNESIS SEDIMENTARIAUno de los principales factores en el control de la composicin de los sedimentos (sobre todo de los detrticos), es la composicin qumica, petrolgica y mineralgica de los materiales de las reas fuente, que es muy dependiente del ambiente geotectnico de la cuenca.La geoqumica nos aporta datos sobre los cambios composicionales en los sedimentos, debidos a la accin de procesos qumicos o bioqumicos (meteorizacin, precipitacin qumica, fraccionamientos fsicos, etc.) que se producen en la meteorizacin, transporte y sedimentacin-diagnesis. La geoqumica puede informarnos sobre el ambiente geodinmico al que se asocian las cuencas en las que se han depositado las rocas silicoclsticas y el grado de aporte de materiales juveniles (de procedencia mantlica).Puede suministrar informacin sobre las caractersticas oxidantes o reductoras del medio en el que se han formado las rocas sedimentarias y sobre la paleotemperaturas del medio acutico.

RELACIONES DE LA GEOQUMICA CON LA METALOGENIALa geoqumica puede ayudar a identificar asociaciones volcnicas o plutnicas especializadas desde el punto de vista metalogentico (granitos estannferos o wolframferos) y discriminar entre tipologas gneas potencialmente frtiles o estriles.Permite la identificacin de procesos que pueden incidir en la potencialidad minera de manifestaciones gneas (separacin de fases sulfuradas) o la caracterizacin de procesos metasomticos, informndonos sobre la naturaleza y potencialidad metalogentica de los mismos.Tambien la geoqumica es muy til como herramienta para la prospeccin que puede realizarse a travs de procedimientos muy diversos (prospecciones radiomtricas, prospecciones en suelos, en redes de drenajes, de elementos voltiles,etc.)Los estudios geoqumicos ayudan en la identificacin de alteraciones hidrotermales asociadas a diversos procesos de mineralizacin.