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The Isomass Method: Verifying conserved elements in geochemically open geological processes

El método Isomasas: verificando elementos conservados en procesos geológicos geoquímicamente abiertos

Author
Calderón Díaz, Sergio

Townley, Brian

Stanley, Cliford R.

Full text
http://www.andeangeology.cl/index.php/revista1/article/view/V52n1-3675
10.5027/andgeoV52n1-3675
Abstract
This contribution presents the Isomass method, aimed at verifying the conserved behaviour of elements in geochemically open systems even when the parent rock composition is lacking. The method estimates system size changes for a specific element that is assumed to be conserved by calculating the amount of material transfer for each of the other elements, thus verifying (or rejecting) the initial assumption. By analysing the calculated amount of material transfer (or daughter system size ratios), additional conserved elements (if any) can be identified. The Isomass method is used here to evaluate a set of numerically generated samples whose element concentrations derived after mass additions and losses are assigned to daughter rocks. In addition, it is also applied to three real datasets that examine soil formation, magmatic fractionation in a komatiitic lava, and hydrothermal metasomatism. The method is capable of: (1) determining which elements confirm their conserved behaviour for a variety of geological environments; (2) identifying which other elements are conserved, added or lost; (3) calculating the amount of material transfer; and (4) providing a measure of the extent of the conserved character of elements. The method illustrates that the whole-rock compositions of parent and daughter samples do not represent the actual material transfer that occurred during geochemically open geological processes, as conserved elements may appear enriched or depleted, and non-conserved elements may have concentrations that do not reflect the actual material transfers that took place. The Isomass method is therefore a proper and valuable tool for the verification of conserved elements and the investigation of material transfer in rocks.
 
Esta contribución presenta el método de Isomasas, enfocado en verificar el comportamiento conservado de elementos en sistemas geoquímicamente abiertos, incluso cuando no se encuentra disponible la composición de la roca parental. El método estima los cambios en el tamaño del sistema para un elemento específico que se asume conservado, calculando la cantidad de transferencia de material para cada uno de los otros elementos, verificando (o rechazando) así la suposición inicial. Al analizar la cantidad calculada de transferencia de material (o las proporciones de tamaño del sistema hijo), se pueden identificar los elementos conservados adicionales, en caso de que los haya. El método de Isomasas se utiliza aquí para evaluar un conjunto de muestras generadas numéricamente, cuyas concentraciones elementales derivadas después de la adición y pérdida de masa son asignadas a las rocas hijas. Además, también se aplica a tres conjuntos de datos reales que examinan formación del suelo, fraccionamiento magmático en una lava komatítica y metasomatismo hidrotermal. El método es capaz de lo siguiente: (1) determinar qué elementos confirman su comportamiento conservado para una variedad de ambientes geológicos; (2) identificar qué otros elementos son conservados, añadidos o perdidos; (3) calcular la cantidad de transferencia de material; y (4) proporcionar una medida del alcance del carácter conservado de los elementos. El método ilustra que las composiciones de roca total de las muestras parental e hija no son representativas de la transferencia real de material que ocurrió durante procesos geológicos geoquímicamente abiertos, dado que los elementos conservados pueden aparecer enriquecidos o empobrecidos, y los elementos no conservados pueden exhibir concentraciones que no reflejen las transferencias de material que tuvieron lugar. El método de Isomasas es, por tanto, una herramienta de utilidad para la verificación de elementos conservados y para la investigación de la transferencia de material en rocas.
 
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