Equilibrios de Fase y Fusión
Los diagramas de fase describen cómo los minerales y el fundido coexisten en función de la temperatura, la presión y la composición, proporcionando el marco cuantitativo para la fusión y la cristalización.
Definition
El estudio de las relaciones de equilibrio entre minerales y fundido de silicato en función de la temperatura, la presión y la composición, utilizado para predecir las trayectorias de fusión y cristalización.
Scope
Este tema abarca la regla de las fases de Gibbs, los diagramas de fase binarios y ternarios con comportamiento eutéctico, peritéctico y de solución sólida, el contraste entre la cristalización y fusión en equilibrio y fraccionada, y los efectos de la presión y los volátiles en la fusión. Constituye la base experimental que vincula la termodinámica con la petrología de las rocas ígneas.
Core questions
- ¿Cómo restringe la regla de las fases de Gibbs el número de fases coexistentes?
- ¿Cómo se leen las relaciones eutécticas y peritécticas en los diagramas de fase binarios?
- ¿En qué se diferencian las trayectorias de cristalización en equilibrio y fraccionada?
- ¿Cómo afectan la presión y el contenido de agua a las temperaturas de fusión?
Key theories
- Regla de las fases de Gibbs
- La relación F = C - P + 2 vincula el número de grados de libertad con los componentes y las fases coexistentes, rigiendo cuántas fases pueden coexistir y cómo aparecen los equilibrios invariantes, univariantes y divariantes en los diagramas de fase.
- Equilibrios de fase experimentales de sistemas de silicatos
- La determinación en laboratorio de las relaciones de fusión en sistemas como forsterita-diópsido-sílice y el binario de plagioclasa, iniciada por Bowen, estableció el comportamiento eutéctico y peritéctico y cuantificó las secuencias de cristalización de los magmas naturales.
Clinical relevance
Los equilibrios de fase permiten a los petrólogos predecir los órdenes de cristalización, estimar las temperaturas y profundidades del magma, modelar la fusión parcial en el manto e interpretar los conjuntos minerales y la zonación preservados en las rocas ígneas.
History
La regla de las fases de Gibbs proporcionó la teoría en la década de 1870; el Laboratorio Geofísico bajo Bowen y sus colegas determinaron experimentalmente las relaciones de fusión de los sistemas de silicatos a principios del siglo XX, y el libro de texto de Morse codificó posteriormente su uso cuantitativo en la petrología ígnea.
Key figures
- Norman L. Bowen
- J. Willard Gibbs
- S. A. Morse
Related topics
Seminal works
- bowen1928
- morse1980
- winter2013
Frequently asked questions
- ¿Qué es un eutéctico?
- La composición y temperatura a la que un líquido cristaliza dos o más minerales simultáneamente, el punto de fusión más bajo en un sistema; muchos magmas se aproximan a composiciones eutécticas a medida que cristalizan.
- ¿Por qué la adición de agua disminuye la temperatura de fusión de la roca?
- El agua disuelta altera la estructura del fundido de silicato y estabiliza el líquido, deprimiendo el sólidus de modo que las rocas hidratadas comienzan a fundirse a temperaturas significativamente más bajas que las secas.