MINERALES COMUNES EN LAS ROCAS CARBONATADAS

 

A)    Minerales carbonatados

Las rocas carbonatadas contienen tres minerales esenciales: calcita, aragonita y dolomita. Sin embargo, algunas calizas también pueden contener diferentes proporciones de ankerita y siderita. La calcita y la dolomita son difíciles de distinguir entre sí, a menos de que éstas sean teñidas con alzarína, donde la calcita se tiñe de color rosa y la dolomita no.

En los sedimentos carbonatados actuales, los organismos formadores de arrecifes utilizan calcita y aragonita para sus estructuras esqueletales. En las calizas, la calcita son casi exclusivamente ricas en CaCO3 y están relativamente libres de hierro y magnesio. Por otro lado, algunos invertebrados contienen una proporción considerable de MgCO3 en solución sólida, son las llamadas calcitas de alto magnesio que contienen más del 18% de MgCO3. Estas calcitas son metaestables y no son muy comunes en calizas mesozoicas y más antiguas.

La dolomita está íntimamente relacionada a la calcita, en secciones delgadas el habitat rombohédrico típico de la dolomita les permite ser distinguidas de la calcita. Se ha establecido que la dolomita es principalmente un producto secundario por reemplazamiento de calcita o aragonita, produciendo conchas dolomitizadas de origen post-depositacional; aunque también puede ser primaria (Fig. 1). Cuando las dolomitas son ricas en hierro, esto permite la zonación de los cristales rómbicos (Fig. 2).

 

 

Fig. 1      Procedencia de la dolomita. Modificada de Pettijhon (1975).

 

     

Fig. 2      Cristales rómbicos de dolomita vistos bajo el microscopio petrográfico. Tomadas de Pettijhon (1975).

 

La aroganita, cuyo nombre proviene de la ciudad española Aragón donde fue definida, es el polimorfo del carbonato de calcio que cristaliza en el sistema ortorrómbico. Se distingue de la calcita por su peso específico más alto, mayor dureza y carecer de exfoliación cruzada. El carbonato de calcio segregado por los moluscos como aragonita, se transforma en calcita en el lado externo de la concha. Debido a que la aragonita es inestable, se encuentra solo en materiales recientes, con algunas excepciones. Aún las conchas aragoniticas pueden cambiar a calcita en pocos años. El efecto de esta transformación es la pérdida de la estructura interna y la presencia de un mosaico de cristales anhedrales.

Los oolitos de aragonita sufren una recristalización similar y pueden llegar a convertirse en un mosaico de calcita micrítica, con la pérdida de su estructura original.

Se ha demostrado experimentalmente que las aguas carbónicas que contienen calcio, depositan aragonita en caliente y calcita en frío. El nácar de muchas conchas es aragonita. Además, ésta puede ser depositada por fuentes hidrotemales y puede estar asociado a capas de yeso y depósitos de hierro en donde adquiere formas parecidas al coral, denominado flor de hierro.

B)    Sílice y silicatos

Aunque la mayor parte de las calizas consisten de minerales carbonatados, otras muestran un contenido variable de otros minerales, como los silicatos, principalmente la calcedonia. Este mineral puede encontrarse diseminado a través de toda la roca o también segregado en nódulos de pedernal en calizas y dolomias (Fig. 3).

 

Fig. 2     Procedencia del pedernal y otros sedimentos silíceos. Modificada de Pettijhon (1975).

 

Si la calcedonia es de grano fino, es difícil detectarla en sección delgada; se puede presentar como esferulitas pequeñas o rellenando espacios entre los rombos de dolomita de algunas calizas dolomitizadas. El sílice también se presenta como cristales pequeños euhedrales de cuarzo autigénico. Muchas calizas y dolomias, especialmente calcarenitas, contienen cuarzo detrítico, y en ocasiones, estos cristales presentan un sobrecrecimiento secundario.

Los feldespatos, al igual que el cuarzo, se presentan como minerales autigénicos euhedrales, y aunque son escasos, pueden llegar a formar hasta un 40% de la roca.

Los minerales de arcilla es el contaminante más común de las rocas carbonatadas. La arcilla no es muy notable en sección delgada ya que es de grano muy fino, pero se pueden llegar a observar en los residuos insolubles separados de la caliza. La naturaleza de los minerales arcillosos se determina mejor por difracción de rayos X, y se ha establecido por Waver (en Pettijhon, 1975), que la illita es la que predomina en rocas las carbonatadas.

 

C)    Minerales evaporíticos

El yeso monoclínico (CaSO4.2H2O) es un mineral frecuente en las rocas sedimentarias. Se caracteriza por su blancura y las tres exfoliaciones distintas, su solubilidad en ácido y la presencia de una gran cantidad de agua, esto último lo distinguen claramente de la anhidrita.

El yeso se encuentra muchas veces formando capas delgadas, a veces intercalado con calizas y lutitas, y generalmente en capas bajo los depósitos de sal, por haber sido depositado como uno de los primeros minerales que cristalizan por evaporación de aguas salinas. Puede cristalizar en fibras de brillo sedoso formando el espato satinado. El alabastro es una variedad de grano fino; mientras que la selenita es una variedad que produce hojas de exfoliación incoloras y transparentes. También se presenta en forma de masas lenticulares o cristales esparcidos en una matriz de carbonatos; así mismo, en forma de rosetas grandes euhedrales en lodos y lutitas. Este tipo de ocurrencia es probablemente de origen autigénico y se forma en los lodos después de la depositación.

El yeso comúnmente aparece como hidratación de la anhidrita y en algunos casos este proceso involucra un aumento en volumen del 30 al 50 %; como consecuencia, se produce un abultamiento produciendo el efecto de plegamiento enterolítico (Fig. 4) de capas de anhidrita encerradas en la sal de roca o en otras rocas; sin embargo, algunos autores interpretan el plegamiento como de origen tectónico y no por un cambio en el volumen de la secuencia.

 

Fig. 4      Yeso laminado mostrando el plegamiento enterolítico. Formación Castile (Pérmico), Texas. Las láminas se consideran depósitos anuales. Tomada de Pettijhon (1975).

 

La anhidrita (CaSO4) cristaliza en el sistema ortorrómbico, es incolora y presenta tres exfoliaciones normales entre sí. Se distingue de la calcita por su peso específico y del yeso por su dureza. Por absorción de agua atmosférica, la anhidrita se transforma en yeso.

La halita (NaCl), llamada comúnmente sal de roca, sal gema o sal común, es un mineral masivo, toscamente cristalino y de brillo transparente a traslúcido. En ejemplares impuros puede llegar a tener tonalidades amarillentas, rojizas, y púrpuras. También se caracteriza por su exfoliación cúbica. Es un mineral muy común como precipitado de las aguas marinas e interestratificado con rocas sedimentarias; está asociado al yeso, silvina, anhidrita, calcita, arcilla y arena.

Los depósitos de sal se forman por evaporación gradual y desecación final de masas de agua salada, llegando a presentar espesores que van desde metros hasta centenas de metros. Los domos de sal son masas casi verticales que penetran las rocas hacia la superficie a partir de una capa profunda; la anhidrita, el yeso y el azufre están generalmente asociados a estos domos. La detección por métodos geofísicos de estos domos es un hecho muy importante en la exploración petrolera, ya que éstos sirven muchas veces como trampas para el hidrocarburo. Algunos de estos depósitos se tienen bajo las aguas del Golfo de México, en el Istmo de Tehuantepec y a lo largo de la costa de Louisiana y Texas en Estados Unidos.

 

D)    Constituyentes menores

Los constituyentes menores en las rocas carbonatadas incluyen a la glauconita, el colófano y la pirita.

La glauconita ocurre como gránulos grandes redondeados de color verde, verde oscuro o azul verdoso, y en ciertas condiciones, pueden ser muy abundantes en los depósitos sedimentarios. Este mineral ha sido identificado en dos formas (Bathurst, 1972), como una capa incrustante o sobre los suelos duros de calizas (hardgrounds) y guijas; por lo que es muy probable que sea de origen primario; si tiene este origen, se presenta rellenando parcialmente cavidades o en cámaras de foraminíferos. Sin embargo, también se tiene como un reemplazamiento incompleto de origen secundario.

También la glauconita ocupa canales axiales de las espículas de esponjas, en este caso, se considera que la formación se da durante un largo período de tiempo antes de que la caliza se cementara. Aunque la glauconita requiere de condiciones reductoras para su desarrollo, se puede encontrar en ambientes bien oxigenados ricos en materia orgánica. Actualmente se tiene en suelos marinos de mar abierto, pero en las testas de los foraminíferos donde el microambiente deja un potencial redox negativo.

El colófano es de origen primario y se tiene en restos fosfáticos esqueléticos como en las conchas de los braquiópodos (Língula), las espinas de los peces y en materiales similares. A partir de estudios de rayos X, se ha establecido que el colófano es en esencia apatito, por lo que no se considera una especie distinta. Dado que el material esquelético es de fosfato cálcico, a partir de la acumulación se éstos se pueden llegar a presentar grandes masas de rocas sedimentarias denominadas fosforitas o rocas fosfáticas. Existen depósitos comerciales muy importantes en Francia, Bélgica, España, Túnez y Marruecos; mientras que en México, los depósitos de Baja California Sur en La Paz, suministran gran parte del fosfato para la generación de fertilizantes.

La pirita (S2Fe) es el sulfuro más común y extendido en las rocas sedimentarias, pudiendo ser de origen primario o secundario. Se presenta como granos esparcidos, los cuales después de la oxidación se convierten en limonita. Se pueden encontrar fósiles piritizados o a lo largo de los márgenes de los restos fosilizados.

 

 

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