Antonio García Casco

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Geotermobarometría

 [Introducción] [Fundamentos Termodinámicos] [Bases Conceptuales] [Aplicaciones y Limitaciones] [Referencias]

por
Antonio García Casco

Texto redactado en enero de 1995 como parte de un temario para la asignatura Petrología Metamórfica (¡aquellas oposiciones a Titular de Universidad!). Aunque desde entonces ya ha llovido y la geotermobarometría ha avanzado bastante, creo que estas páginas puede ser de utilidad, sobre todo a modo de introducción para alumnos de grado. Si observas alguna errata, por favor comunícamelo.


La información contenida en estas páginas puedes descargarla como un fichero pdf: geotermobarometria.pdf (1.9 Mb)


Prólogo

El tema que se desarrolla a continuación, Cálculo de P y T: Geotermobarometría corresponde al Tema 11 del programa propuesto para la asignatura Petrogénesis Metamórfica 1. Aproximación Termodinámica, correspondiente al Segundo Ciclo de la licenciatura de Geología.  Este tema se incluye en la tercera parte del programa, una vez que el alumno tiene conocimientos de Termodinámica (Parte I del programa) y sobre el metamorfismo progresivo de rocas de composición común (Parte II). La estructura del tema consta de tres partes:

1. Fundamentos Termodinámicos. En este apartado se recuerdan las ecuaciones termodinámicas fundamentales que describen el equilibrio heterogéneo y que son utilizadas para los cálculos termobarométricos. El punto fundamental sobre el que se incide es la aplicabilidad del principio de estabilidad de Gibbs, del que emanan estas ecuaciones. Las deducciones matemáticas se tratan en la primera parte del programa de Petrogénesis Metamórfica 1. Aproximación Termodinámica (Tema 5), aunque se presentan en las líneas que siguen con el fin de dar entidad a este texto.

2. Bases conceptuales de la geotermobarometría. En esta parte se detallan las bases conceptuales y los criterios sobre los que se fundamenta la utilización de calibrados de equilibrios heterogéneos con fines termométricos y barométricos, y se exponen los equilibrios más utilizados. En esencia, esto supone analizar el espacio P-T-Keq de equilibrios de intercambio y equilibrios de transferencia neta, lo cual permite identificar las propiedades termodinámicas que hacen de estos equilibrios heterogéneos “buenos termómetros” o “buenos barómetros”. El análisis de los equilibrios de tipo solvus (incluyendo solvus s.s. y laguna composicional), que no es sino una particularidad del análisis general de los equilibrios de intercambio, se presenta en la primera parte del programa de Petrogénesis Metamórfica 1. Aproximación Termodinámica (Temas 3 y 5) por lo que no se incide en ello.

3. Aplicaciones y limitaciones de la geotermobarometría. Se aborda el problema práctico de la estimación P-T en rocas metamórficas. Con la ayuda de dos ejemplos bien estudiados, el equilibrio de intercambio Fe-Mg entre biotita y granate (termómetro GARB) y el equilibrio de transferencia neta entre los componentes de fase cuarzo, silicato de Al, anortita y grosularia (barómetro GASP), se analiza la significación y limitaciones de los calibrados experimentales y empíricos. Adicionalmente se evalua el problema de la incertidumbre en los cálculos derivada de la propagación de errores, aunque este aspecto no es tratado en toda su compejidad. Dentro de todo este análisis se ofrece información sobre los distintos modelos de solución empleados en la literatura. Este aspecto, del que no se dan los fundamentos ya que son expuestos en la primera parte del programa de Petrogénesis Metamórfica 1. Aproximación Termodinámica (Tema 3) permite poner de manifiesto una de los grandes limitaciones de la termobarometría convencional: la abundancia de calibrados/correcciones permite obtener soluciones P-T muy variadas para una misma roca. Se plantea así que la elección de un calibrado/corrección de entre todos los disponibles debe basarse en criterios independientes, esencialmente teóricos, lo cual supone una gran responsabilidad para el petrólogo no especialista. Para eludir este problema, se propone como alternativa a la termobarometría convencional la termobarometría basada en el método del multiequilibrio. Este método permite obtener soluciones P-T únicas en una roca al resolverse, simultáneamente, un elevado número de equilibrios utilizando bases de datos termodinámicos internamente consistentes. Actualmente, el método presenta dos limitaciones, la perfección de los datos termodinámicos y modelos de solución utilizados y el tratamiento estadístico del problema (i.e., correlaciones y transmisión de errores). Finalmente, se plantea la posibilidad de extraer información sobre trayectorias P-T con los métodos presentados, utilizando fases zonadas e inclusiones en porfidoblastos.

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Última modificación: viernes, 12 de junio de 2020 17:56 +0200