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Modelizaci贸n geoqu铆mica de los procesos de fusi贸n parcial
18 p谩ginas, 6 figuras, 1 apendice.[ES] Durante la fusi贸n, los elementos traza y los is贸topos estables sufren fraccionaci贸n
mientras que los is贸topos radiog茅nicos no var铆an. Como la distribuci贸n de los primeros
entre las fases que intervienen sigue las leyes de las soluciones diluidas, se pueden establecer
ecuaciones relativamente sencillas, que posibilitan la modelizaci贸n del proceso. A
su vez, el comportamiento de los is贸topos radiog茅nicos hace que los magmas hereden la
signatura del s贸lido del que derivar, lo que facilita la identificaci贸n del mismo.
Las ecuaciones propuestas para los diferentes tipos de fusi贸n indican que en la fusi贸n
en equilibrio la abundancia en el fundido de elementos traza altamente incompatibles
alcanza valores muy elevados al comienzo del proceso y disminuye progresivamente al
aumentar el grado de fusi贸n, mientras que la concentraci贸n de los elementos compatibles
crece lentamente al aumentar el porcentaje de fusi贸n y bruscamente cuando 茅ste alcanza
valores muy altos. En la fusi贸n fraccionada el primero de los l铆quidos que se genera
removiliza casi completamente a todos los elementos altamente incompatibles del sistema,
y los sucesivos l铆quidos producidos tienen muy baja concentraci贸n en dichos elementos.
En la fusi贸n incongruente se generan l铆quidos ricos en aquellos elementos traza
que tienen altos coeficientes de reparto para las fases que funden y bajos para las de
nueva formaci贸n, mientras que est谩n empobrecidos en los elementos que entran en estas
煤ltimas fases. Si la fusi贸n tiene lugar en presencia de una fase fluida el l铆quido est谩
empobrecido, en relaci贸n al generado cuando dicha fase est谩 ausente, en aquellos elementos
que tienen coeficientes de reparto l铆quido-fluido aproximadamente iguales a la
unidad, ya que una parte de los mismos se concentra en el fluido. Finalmente, en la
fusi贸n en desequilibrio o no difusi贸n a la primera fracci贸n de l铆quido que aparece tiene una
concentraci贸n en elementos incompatibles superior y en elementos compatibles inferior
a la del s贸lido del que deriva, con lo que la interfase s贸lido-l铆quido se empobrece y se
enriquece, respectivamente. Sin embargo, al final del proceso la concentraci贸n de los
elementos en el l铆quido se iguala a la que ten铆a la parte de s贸lido que ha fundido.
Para modelizar la fusi贸n parcid en equilibrio se pueden seguir dos v铆as diferentes,
seg煤n se disponga o no de los coefcientes de reparto mineral-l铆quido y se conozcan o no
los porcentajes en los que intervienen dichas fases. Si se dispone de dichos par谩metros,
se puede intentar duplicar las concentraciones elementales observadas en los l铆quidos
primarios, previa selecci贸n de unas constantes razonables. Por el contrario, si no se
conocen aquellos par谩metros la mJdelizaci贸n se puede llevar a cabo de forma distinta,
seg煤n se disponga de la composici贸n de los l铆quidos generados o del residuo. Si se conoce
la composici贸n de los l铆quidos generados, se utilizan las variaciones en las concentraciones
elementales que presentan las rocas, mediante un ajuste simult谩neo de todas ellas
por resoluci贸n de un sistema de ecuaciones formado por las expresiones que describen el
proceso, para un n煤mero suficiente de elementos, o bien independientemente para cada
par谩metro y elemento. A su vez, si se conoce la composici贸n qu铆mica de los residuos
hay que suponer la composici贸n del protolito y a partir del elemento m谩s residual fijar
los dos par谩metros que quedan por conocer: el coeficiente de partici贸n global residuofundido
para los distintos elementos y el grado de fusi贸n que ha sufrido cada restita, asumiendo,
seg煤n proceda, el grado de fusi贸n, el coeficiente de reparto global de uno de los
elementos o la concentraci贸n del mismo.[EN] During melting processes both stable isotopes and trace elements fractionate, whereas
radiogenic isotopes do not change. The distribution of the former between the phases
that participate, follows diluted solutions laws in such a way that it is possible to establish
relatively simple equations to model these processes. Additionally, the radiogenic
isotopes behaviour implies that the magmas retain the source signature thus allowing its
identification.
In the case of equilibrium melting, the highly incompatible elements abundance is
very high in the liquid at the beginning of the process and decreases progressively as the
melting degree increases. On the contrary, the concentration in compatible elements
grows very slowly during the first steps to increase sharply for the highest F values.
During fractional melting, the first liquid generated removes almost all the incompatible
elements thus producing a relative depletion in those elements in the successive liquids.
In the case of incongruent melting, the magmas are enriched in the trace elements with
high distribution coefficients for the phases that melt and low for the newly generated
phases, and are impoverished in the elements that constitute the new phases. If melting is
produced in the presence of a fluid phase, the liquid will be depleted in those elements
with fluid/liquid distribution coefficients close to 1, rdative to the same liquid generated
without a fluid phase. Finally, during disequilibrium or nondiffusive melting, the first
liquid fraction has a concentration in incompatible dements higher and in compatible
elements lower than that in the source, so the solid-liquid interface is depleted and enriched,
respectively. However, at the end of the process the concentration of elements in
the liquid is equated to the abundance in the solid that melted.
To model equilibrium me1ting two diferent approaches can be followed, depending
on the availability of the mineral-liquid distribution coefficients and the percentages in
which the mineral phases have participated. When these parameters are known, it is possible
to duplicate the concentrations observed in the primary liquids by selecting reasonable
constants. On the contrary, when these parameters are unknown the approach to
follow will depend on the knowledge of the cbmposition of the liquids or that of the residue.
In the first case, the element concentrations of tbe rocks are used to obtain a simultaneous
best-fit solution of a system constituted by tile equations that describe the process,
either for a number of elements, or individually for each parameter and element. If
the composition of the residue is known, it is necessary to guess the composition of the
protolith. Then, from the most residual element the two remaining parameters (the residue-
melt bulk distribution coefficient and the degree of melting of each restite) are defined,
either assuming the degree of melting, the elements bulk distribution coefficient, or
their concentration.Este trabajo se ha realizado dentro del Proyecto de Investigaci贸n
PB92-lOS 芦Magmatismo intraplaca relacionado con puntos
calientes en la Pen铆nsula Ib茅rica禄, financiado por la Direcci贸n
General de Investigaci贸n Cient铆fica y T茅cnica.Peer reviewe