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Miguel Ángel García
Soluciones sólidas
CRISTALIZACIÓN MAGMÁTICA
 
SOLUCIONES SÓLIDAS. ISOMORFISMO 

Cuando cristalizan conjuntamente dos o más componentes puede suceder:
      - Que algunos puedan formar soluciones sólidas, lo cual nos lleva al isomorfismo.
      - Que no sean solubles entre sí en estado sólido, lo cual nos lleva a la segregación de cristales.

Normalmente, al cristalizar un magma se forman cristales distintos. Sin embargo, existen grupos de sustancias cuyas redes cristalinas son tan parecidas que pueden constituir cristales únidos en los que estén perfectamente mezclados, en cualquier proporción, las particulas estructurales de dichas sustancias. Este tipo de cristales mixtos son soluciones sólidas o series isomorfas (ej,: galena: sulfuro de Pb y halita: cloruro de Na; su celdilla es cúbica en ambos casos).

Para que ocurra esto, los elementos intercalados deben tener un radio iónico parecido (K y O, Ca y Na, Fe y Mg, Al y Si,...). Entonces, algunos de los iones de la red pueden ser sustituidos por otros de radio iónico similar, sin que varíe la estructura cristalina (y, por tanto, sin que varíen apenas las propiedades del mineral inicial): es el denominado isomorfismo. Los minerales isomorfos tienen, pues, distinta composición química, pero cristalizan con la misma estructura, a menudo formando soluciones sólidas o series isomorfas.

Ejemplos de series isomorfas:

Para el estudio de las series isormorfas, se hace un diagrama de equilibrio, donde representamos la T y las concentraciones de cada componente.

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO DE LAS PLAGIOCLASAS

La T a que se inicia la cristalización depende de la composición; a la T más elevada aparece la anortita pura y a la más baja, la albita pura. Cuando se enfría un magma de composición mixta hasta una T en que se inicia la cristalización, la plagioclasa que se separa de él es más básica que el magma madre.

Por ej.: una fusión M al alcanzar una temp. T1 deposita cristales de una composición que contiene aproximadamente un 86 % de anortita. A medida que avanza la cristalización, la composición del magma cambia según la curva liquidus (superior), mientras que la composición de la plagioclasa depositada cambia continuamente según la curva sólidus (inferior).

En cada etapa, la colada están en equilibrio con cristales más básicos que ella misma, y las relaciones entre líquido y cristales están expresadas por las líneas horizontales. Los cristales formados al principio reaccionan con el magma y van pasando progresivamente a variedades más sódicas, en equilibrio bajo las nuevas cond., formando una serie de reacción continua.

SEGREGACIÓN DE CRISTALES

Es la cristalización separada de cada componente.
La T a que un mineral cristaliza no es estrictamente su punto de solidificación, sino que depende de su solubilidad relativa bajo las cond. físicas y químicas prevalentes en el magma. Un mineral cristaliza cuando el magma, bajo las cond. reinantes, llega a la saturación.

Para el estudio de la segregación de cristales durante la consolidación magmática, se hace un diagrama de equilibrio, donde representamos la T y las concentraciones de cada componente.

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO DEL DIÓPSIDO (piroxeno) Y DE LA ANORTITA (plagioclasa)

Cuando el diópsido constituye más del 42 % del total, es el primer mineral que cristaliza, y cuanto mayor sea su concentración tanto más alta será la T a que aparece por 1ª vez. Cuando la anortita constituye más del 58 %, aparece 1º, y la T a la que comienza a cristalizar varía según su concentración.

A medida que desciende la T, la composición de la mezcla varía (curvas sólidus) hasta que el piroxeno y la plagioclasa alcanzan el 42 % y el 58 %, respectivamente; éstas son las proporciones eutécticas (punto eutéctico) de ambos minerales, y suministran una mezcla con la mínima T posible de cristalización. A partir del punto eutéctico, ambos minerales comienzan a cristalizan conjuntamente y la composición de la mezcla se mantiene cte.

Para ampliar, ir a SOLUCIONES SÓLIDAS. SEGREGACIÓN DE CRISTALES.

 
POLIMORFISMO

Dos minerales son polimorfos cuando presentan la misma composición química y distinto sistema cristalino.
Veamos tres ejemplos se series de minerales polimorfos:

Ver polimorfismo entre la calcita y aragonito, y entre el diamante y el grafito.
 
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