Conceptes fonamentals:
Per a l'estudi dels magmes des del punt de vista de la seva evolució fisicoquímica, és necessari introduir prèviament alguns conceptes. Sistema. Des del punt de vista de la termodinàmica geoquímica, rep el nom de sistema una part de l'univers en la qual estam interessats, com per exemple, una galàxia, una certa quantitat de vidre redu‹da en un envàs, una associació de cristalls, o una petita porció dins un cristall. La paraula sistema és utilitzada també pels petròlegs en un sentit un poc distint i més ample, com ara l'expressió "el sistema albita- anortita ". En aquest sentit, sistema significa tots els possibles sistemes termodinàmics compostos per la mescla d' albita i anortita bé siguin sòlids o líquids, o ambdues coses, i en qualsevol proporció. Sistema tancat.- Es aquell sistema que únicament intercanvia energia amb el medi extern. Sistema obert.- Es aquell sistema en el qual es produeix a la vegada intercanvi de matèria i energia amb el medi extern. Fase.- Es tota part homogènia d'un sistema que pot ser-ne extreta per procediments mecànics. En el cas dels gasos, com que són totalment miscibles en un sistema de distints gasos en equilibri només hi haurà una fase. En estat líquid hi pot haver fases immiscibles separades; per exemple aigua i oli, que romanen com a dues fases separades. En els magmes es troben líquids miscibles com les sèries isomòrfiques de l' olivina i les plagiòclasis En aquest cas és impossible separar els termes associats, el que produeix que en les solucions isomorfes només hi haurà una fase. La sílice pot presentar-se successivament en distintes fases en estat sòlid ( quars alfa, quars beta, tridimita i cristobalita) segons les condicions de pressió i temperatura. Finalment, en una roca constitu‹da per cristalls de minerals, hi ha tantes fases com espècies cristal.lines hi siguin presents. Regla de les fases de Gibbs.- Si en un sistema de N elements constituents sotmès a V graus de llibertat (expressats en funció del nombre de les variables del sistema) el nombre màxim de fases possibles del sistema F respon a l'equació: F = N + 2 - V En una porció de magma que no interaccioni d'una manera notable amb la resta, les úniques variables ( grau de llibertat) són la temperatura i la pressió, de forma que V=2. La regla de les fases (en aquest cas senzill se suposa que la composició d'una porció de magma queda constant en un moment donat) s'expressaria així: F = N + 2 - 2 és a dir: F = N Així, si hi ha vuit elements constituents (els vuit elements geoquímics principals que formen quasi el volum total de les roques endògenes) hi hauria també vuit fases diferents. Com que aquests elements es troben en estat gasós i líquid (dues fases), hi haurà, almenys, 8 - 2 = 6 classes de cristalls sòlids diferents. Com que, a més, molts elements poden substituir-se en els edificis cristal.lins sense que siguin alterats, poden formar sèries isomorfes el nombre de fases sòlides existents en un magma es fa molt menor que el que preveu la regla de les fases. Lògicament, en els magmes el procés és molt més complicat, ja que cada element o espècie mineral format, varia constantment de pressió i temperatura, fins que s'assoleix l'estat sòlid total, per refredament del magma En aquest estat final, la roca formada tendrà tantes fases com elements minerals cristal.lins s'hi puguin observar.
|