ROCAS CARBONÁTICAS Drs. Luis A. Spalletti y Ernesto Schwarz Cátedra de Sedimentología, Facultad de Ciencias Naturales y Museo, Universidad Nacional de La Plata. 2010.
Clásicamente conocidas como calizas (rocas para la fabricación de la cal), los sedimentos y sedimentitas constituidas por el anión carbonato tienen gran importancia, no sólo por su frecuencia en el registro geológico, g sino por su valor aplicado y por su interés científico. El desarrollo de los depósitos carbonáticos está ligado en forma muy estrecha con la vida sobre la Tierra. De esta forma, los cambios evolutivos y las extinciones han producido variaciones en las características de los depósitos carbonáticos y en su distribución en los ambientes sedimentarios.
RELACIÓN ENTRE LA GENERACIÓN DE ROCAS CARBONÁTICAS Y LA VIDA El tiempo, la evolución y las rocas carbonáticas
COMPONENTES DE LAS ROCAS CARBONÁTICAS. ELEMENTOS QUÍMICOS ESENCIALES Y MINERALES CONSTITUTIVOS Los principales minerales que constituyen las rocas carbonáticas son: ARAGONITA (CaCO3): rómbico, biáxico negativo, carece de clivaje romboédrico, índices de refracción relativamente altos. CALCITA (Ca CO3): hexagonal (romboédrico), uniáxico negativo, tiene menos birrefringencia que otros minerales romboédricos, maclas polisintéticas paralelas a la diagonal mayor. CALCITA MAGNESIANA (CaCO3, con 4 a 19 moles % de MgCO3). DOLOMITA [Ca (Mg, Fe) (CO3)2]: hexagonal, de tendencia euedral, frecuentemente zonal, puede presentar tinción con óxidos de hierro, índices de refracción mayores que la calcita. Maclado polisintético paralelo a las diagonales mayores y menores de los rombos cristalinos. SIDERITA (FeCO3): hexagonal, coloración amarilla castaña a castaña, con índices de refracción muy altos.
ELEMENTOS QUÍMICOS ACCESORIOS En la calcita pueden aparecer variables contenidos de Mg, Fe y Mn. En la aragonita son más comunes Pb, Ba y Sr, aunque estos elementos también se encuentran en la calcita (*). Otro componente que puede llegar a tenores importantes (superiores al 10%) es la materia orgánica descompuesta, preservada en las rocas típicas de ambientes anóxicos. Los carbonatos pueden tener contenidos variables de componentes silicoclásticos de diversa granulometría. También pueden identificarse en ellos procesos diagenéticos de silicificación. () (*) El Sr se encuentra en proporciones de alrededor de 1.200 ppm en la calcita, mientras que su contenido asciende ha niveles entre 8.000 y 10.000 ppm en la aragonita. Las composición primitiva de rocas originariamente aragoníticas que en la actualidad están constituidas por calcita puede ser reconocida por los tenores elevados de Sr.
ISÓTOPOS DEL OXÍGENO Y CARBONO EN CARBONATOS Los valores más negativos tienden a aparecer en las rocas formadas en aguas dulces. Los de δ 18 O tienden a decrecer con el aumento en la edad de las rocas (intercambio isotópico durante la diagénesis).
CONTROLES SOBRE LA FORMACIÓN DE LOS SEDIMENTOS Y SEDIMENTITAS CARBONÁTICOS Organismos Geoquímica de las aguas ph Disponibilidad de CO2 Temperatura (clima) Profundidad d
CONTROLOES EN PRECIPITACIÓN INORGÁNICA DE CaCO3 Factor Dirección de cambio Efecto directo Efecto en Solubilidad de CaCO3* Temperatura Aumento Pérdida de CO2, Incremento de ph Disminución Presión Disminución Pérdida de CO2, Incremento de ph Disminución Salinidad Disminución Disminución en actividad de cationes extraños (e.g. Mg+2) Disminución * Una disminución en la solubilidad de CaCO3 significa un incremento en la tendencia a precipitar del mismo.
EFECTO DE ACTIVIDAD ORGÁNICA EN PRECIPITACIÓNDECaCO3 CaCO3 La precipitación de minerales desde el agua de mar involucra procesos esencialmente il químicos, pero estos procesos químicos pueden ser ayudados de varias maneras posibles por organismos Mecanismo Procesos bioquímicos más importantes Acción directa Efecto final Extracción directa Extracción directa Actividad bacteriana Fotosíntesis Promueve el crecimiento de exoesqueleto Elementos ligantes de tejidos (e.g. algas) Promueve precipitación de CaC03 Pérdida de CO2, Incremento de ph Genera fragmentos esqueletales desde limo a grava luego de muerto el organismo Forma fango carbonático (micrita) Promueve precipitación de micrita, genera peloides, matas algales Promueve precipitación inorgánica
EJEMPLOS DE ACTIVIDAD ORGÁNICA EN PRECIPITACIÓNDECaCO3 CaCO3 Exoesqueletos carbonaticos Halimeda (alga verde) Actividad algal - Estromatolitos actuales Dinoflagelados - fotosíntesis
LOS ORGANISMOS Y LA FIJACIÓN DE MINERALES CARBONÁTICOS Tomado de Boggs (2006)
COMPOSICIÓN DOMINANTE vs. PERIODOS GEOLÓGICOS Tomado de Boggs (2006) A lo largo del tiempo geológico han existido periodos en los cuales predominaba la precipitación de Aragonita + Calcita Magnesiana en los océanos, y otros en donde predominaba globalmente la precipitación de Calcita (de bajo Magnesio).
ESCALA DE SOLUBILIDAD DECRECIENTE DE COMPONENTES CARBONÁTICOS Calcita altamente magnesiana (> 12 Mol % MgCO3) Aragonita Calcita magnesiana (< 12 Mol % MgCO3) Calcita (< 4 Mol % MgCO3) Dolomita
LA COMPOSICIÓN MINERALÓGICA Y LA EDAD DE LAS ROCAS CARBONÁTICAS En estrecha relación con la solubilidad que poseen los principales componentes carbonáticos, se pueden apreciar tendencias a cambios mineralógicos con el tiempo geológico. Las rocas carbonáticas que preservan los componentes más solubles (calcita altamente magnesiana, aragonita) son únicamente las muy jóvenes. Por el contrario, rocas carbonáticas del Precámbrico se caracterizan por composiciones dolomíticas y calcíticas.
Límite o profundidad de compensación (CCD). Relación entre profundidad y procesos de disolución. Los cambios en el ph con la profundidad. Concepto de lisoclina. Las curvas de calcita y de aragonita.
El futuro en crisis de los carbonatos La acidificación de los mares por acción antrópica
PROCESOS FORMADORES DE LOS DEPÓSITOS CARBONÁTICOS Precipitación: bioquímica química metasomática Redistribución: intervención de procesos mecánicos o de retrabajamiento
PRODUCCIÓN Y DISTRIBUCIÓN Principales controles: DE LOS CARBONATOS 1) La importancia del déficit en los aportes silicoclásticos para la generación de volúmenes importantes de rocas carbonáticas (cuencas subalimentadas). Concepto de DILUCIÓN CARBONÁTICA. 2) La productividad orgánica (fragmentos esqueletales y productos del ciclo vital).
CONDICIONANTES DE LA PRODUCTIVIDAD EN LOS AMBIENTES MARINOS Temperatura Insolación (penetración de la luz) Recirculación de nutrientes Otros: Salinidad Balance de CO2 Régimen de corrientes Naturaleza del sustrato Turbidez de las aguas
AMBIENTES EN LOS QUE SE PRODUCE LA ACUMULACIÓN DE SEDIMENTOS CARBONÁTICOS COS Continentales: lagos, suelos, ambiente espélico. Marinos y marinos marginales (incluidas albuferas, planicies mareales, bahías, etc.). Importancia de la situación geográfica: La influencia de la latitud. La influencia de la profundidad.
CARÁCTER INTRACUENCAL DE LOS SEDIMENTOS CARBONÁTICOS A diferencia de los sedimentos y sedimentitas silicoclásticos, las rocas carbonáticas son esencialmente intracuencales. Sus constituyentes alotígenos son no terrígenos, se han originado en el interior de las cuencas sedimentarias, ámbitos en los que han sufrido procesos de removilización.
PECULIARIDADES DE LAS ROCAS CARBONÁTICAS DIFERENCIAS CON LOS SEDIMENTOS SILICOCLÁSTICOS ROCAS CARBONÁTICAS ROCAS SILICOCLÁSTICAS Intracuencales Extracuencales En equilibrio químico En desequilibrio químico Compuestos por pocos minerales Composición múltiple Mayor susceptibilidad a Menor susceptibilidad a los los cambios diagenéticos cambios diagenéticos En continuo cambio precipitación- disolución. El grado de porosidad es un fenómeno transitorio.
COMPONENTES DE LAS ROCAS CARBONÁTICAS. Conceptos de Folk. COMPONENTES INTRACUENCALES Componentes autígenos o autóctonos (acumulados in situ) Por precipitación química o metasomática (ortoquímicos) La clasificación por el tamaño cristalino La macroesparita La esparita La subesparita Conceptos de granoesparita y poiquiesparita. Por concentración bioquímica. Los componentes esqueletales y los productos de la actividad orgánica. Componentes alotígenos (reelaborados) Esqueletales: : desde parcialmente removilizados (para-autóctonos) autóctonos) a removilizados, desarticulados y fragmentados No esqueletales: Ooides Peloides (incluye pellets) Intraclastos y agregados Fango carbonático. La micrita. COMPONENTES EXTRACUENCALES Calcilitos y calcilitita.
PRINCIPALES TIPOS DE CARBONATOS ESPARÍTICOS (SPAR)( Tucker (2003)
PRINCIPALES TIPOS DE CARBONATOS ESPARÍTICOS (SPAR)( Clasificación granulométrica Macroesparita > 2 mm Esparita 2-0.062 mm Subesparita < 0.062 mm Clasificación según relación de componentes Granoesparita: cristales ecuantes entre granos Poiquiesparita: cristales de dimensiones grandes englobando a varios granos Tucker (2003)
OOIDES Tucker (2003) Ooides actuales (Bahamas) Ooides antiguos
OOIDES
PELOIDES - INTRACLASTOS PELOIDES: Partículas de forma variable, pero formados por carbonato microcristalino y sin estructura interna I INTRACLASTOS: sedimentos carbonáticos parcialmente litificados o fragmentos carbonáticos de rocas previas I tomada de Adams et al, 1997
FRAGMENTOS ESQUELETALES - FÓSILES G O B G y B: fragmentos de gasterópodos y bivalvos con cemento esparítico. Tucker, 1991 O: ostra con estructura calcítica original
FRAGMENTOS ESQUELETALES - FÓSILES Ei Tucker, 1991 Ep Placa y espina de equinodermo F Restos de equinodermos, briozoarios (B) y forminíferos (F) con nódulos de glauconita (G). B G
FRAGMENTOS ESQUELETALES - FÓSILES Restos fragmentarios de equinodermos, briozoos y pelecípodos muy desintegrados. Restos de briozoos, espinas de equinodermos, forminíferos y fragmentos de bivalvos. Parcial glauconitización.
ASOCIACIONES CARBONÁTICAS MARINAS, FUNDADAS EN LOS ORGANISMOS GENERADORES Clorozoa: aguas cálidas, caracterizada por corales hermatípicos y algas verdes calcáreas. Ooides y/o peloides pueden estar presentes. s Sub-asociación cloralgal: con algas y sin corales, refleja incremento de salinidad, ambientes más restringidos (marinos marginales). Foramol: aguas templadas, con moluscos, briozoos, foraminíferos bentónicos y algas rojas calcáreas (también participan equinodermos, ostrácodos y esponjas). Peloides pueden estar presentes.
ESTRUCTURAS DE LAS ROCAS CARBONÁTICAS En las rocas carbonáticas pueden reconocerse muchas de las estructuras (mecánicas y biogénicas) típicas de las rocas silicoclásticas. Óndulas modeladas en ooides (Bahamas) Estratificación entrecruzada en caliza
Ejemplos de estructuras típicas : ESTRUCTURAS TÍPICAS DE ROCAS CARBONÁTICAS 1) Estromatactis: huecos subhorizontales con distribución irregular, comunes en micritas, de tamaño milimétrico a centimétrico, de fondo plano y techo convexo, con relleno de calcita esparítica. 2) Estructura birdseye: : similar a la anterior, pero de menor dimensión ( 1 a 3 mm), desde esférica y oval a irregular. 3) Geopetal: estructura de relleno parcial con micrita i de cavidades, d comúnen fósiles. Permite la determinación de la base y techo de los estratos. Relleno interno
ESTRUCTURAS CARACTERÍSTICAS DE LAS ROCAS CARBONÁTICAS (II) 4) Estructura tepee: : de V invertida. Son antiformas que se generan en sustratos carbonáticos duros a causa de la expansión causada por la cementación o por el relleno de fracturas con sedimento o con cemento. 5) Estilolitas: planos suturales o microsuturales (microestilolitas) generados en ambiente mesogenético por disolución bajo presión de carga o presión stress. 6) Estructura biosedimentaria criptalgal: generada por el soldamiento y precipitación de carbonatos a través de algas verde azuladas (cianobacterias cianobacterias) )ybacterias bacterias.
LOS ESTROMATOLITOS ESTRUCTURAS ALGALES Son estructuras microbiales (microbialitas) producidas esencialmente por la actividad de cianobacterias Logan et al. (1964)
LOS ESTROMATOLITOS ESTRUCTURAS ALGALES Comparaciones de Hoffman Estromatolitos actuales, Shark Bay, Australia Estromatolitos del Precámbrico
CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS CARBONÁTICAS
LOS CONCEPTOS CLÁSICOS EN SISTEMÁTICA CARBONÁTICAS AUTÓCTONAS BIOGÉNICAS QUÍMICAS METASOMÁTICAS CARBONÁTICAS ALÓCTONAS CALCIRUDITAS CALCIPSAMITAS (CLÁSICAMENTE CALCARENITAS) CALCIPELITAS
CLASIFICACIÓN TEXTURAL
CLASIFICACIÓN PETROGRÁFICA (FOLK, 1959) Fundamento: : empleo de todos los componentes que participan en la roca y que aparecen en proporción superior al 1 %. Procedimiento: 1) Determinar la moda petrográfica, sobre la base de los componentes definidos por Folk. 2) Ordenar a los componentes en orden porcentual decreciente. 3) Aplicar la denominación con el empleo de sustantivos, prefijos, sufijos y calificativos. 4) Sugerencias: anteponer el prefijo oligo antes de todos los componentes que aparezcan en proporciones menores al 25%. 5) En el caso de sedimentitas con dolomita emplear el prefijo dolo para aquéllas que posean más del 50% de dicho mineral y el calificativo dolomítico para las que lo tengan entre 50 y 10%. 6) Tipos especiales de Folk: Dismicrita: micrita fenestral o micrita esparítica o subesparítica. Biolitita: : carbonatos biogénicos bioconstruidos (build ups), entre los que se reconocen biohermitas y biostromitas. Calcilitita: : carbonatos terrígenos, constituidos esencialmente por calcilitos.
EJEMPLOS DE DENOMINACIONES DE FOLK 70% ooides y 30% esparita: ooesparita 70 % esparita y 30% de ooides: esparita oolítica 80% fragmentos esqueletales y 20% micrita: bio-oligomicritaoligomicrita 60% pellets, 30 % esparita y 10% micrita: pelesparita oligomicrítica. 55% dolomita-esparita, 30% intraclastos t y 15 % pellets: doloesparita intra-oligopelletal.
CLASIFICACIÓN DE DUNHAM (basada en textura)
CLASIFICACIÓN DE DUNHAM EJEMPLOS
PROBLEMAS DE LA CLASIFICACIÓN DE DUNHAM El uso de vocablos en inglés. La indefinición granulométrica de los tipos detríticos.
LOS APORTES DE EMBRY Y KLOVAN En lo referente a granulometría: CALCIPSAMITAS CALCIRUDITAS textura fango soportada Wackestone Floatstone textura grano soportada Packstone-Grainstone Rudstone Floatstone Rudstone En la discriminación de subtipos para el boundstone: Bafflestone (deflectolita): los organismos sésiles actúan como pantallas que atenúan los efectos de las corrientes y favorecen la decantación de fango carbonático. Bindstone: cuerpo tabular, laminar constituido por restos de organismos que han sido unidos por la acción de incrustantes. Stromatolitic boundstone: carbonato típico estromatolítico. Framestone: los organismos constituyen un cuerpo rígido por crecimiento colonial y en simbiosis.
CLASIFICACIÓN DE DUNHAM MODIFICADA
AMBIENTES DE ACUMULACION CARBONÁTICOS
LAS MÁS TÍPICAS BIOCONSTRUCCIONES CARBONÁTICAS BIOHERMAS O BUILD-UPSUPS TIPOS DE ARRECIFES Tucker (2003)
EJEMPLOS DE ATOLONES Atolón Addu Maldivas sur Bora Bora
EJEMPLOS DE BARRERAS ARRECIFALES Gran Barrera r (NE Australia)
MODELOS CLÁSICOS DE DEPOSITACIÓN PARA LOS CARBONATOS DE AMBIENTES MARINOS Y CON INFLUENCIA MARINA (TRANSICIONALES) RAMPAS CARBONÁTICAS PLATAFORMAS-TALUDES TALUDES CARBONÁTICOS PLATAFORMAS AISLADAS (TIPO ATOLÓN)
RAMPA Rampa interna (build-ups) Albufera Rampa externa Mud mound PLATAFORMA Planicie mareal Albufera Barras esqueletales Barrera arrecifal patch reef PLATAFORMAS AISLADA Continente Frente arrecifal Arrecife, barras esqueletales y/o oolíticas modificado de Boggs (2006)
DISTRIBUCION DE FACIES EN LOS DIFERENTES AMBIENTES
MODELO GENERAL DE FACIES CARBONÁTICAS DE WILSON (1975)
CARBONATOS LACUSTES EJEMPLO DEL LAGO TANGANYKA Cohen & Thouin (1987) El lago más largo del mundo
EL CALICHE, CALCRETO O TOSCA Carbonatos típicos de regiones continentales con precipitaciones entre 200 y 600 mm anuales y en las que la evaporación excede a la precipitación. p Por lo común aparecen en las planicies de inundación fluviales, aunque también se interestratifican con sedimentos eólicos y coluviales. Son carbonatos pedogenéticos (representan horizontes iluviales de suelos, por circulación vertical en la zona vadosa) hasta freáticos de agua dulce, que pueden aparecer como nódulos (muñecos) o como duricostras. Los hay masivos, laminados y pisolíticos. Pueden aparecer bioturbados b con túbulos que representan rellenos de raicillas. ill También hay septos micríticos producidos calcificación de filamentos de hongos. La textura del carbonato es de grano fino (subesparita hasta dismicrita).
EL CALICHE, CALCRETO O TOSCA
DIAGÉNESIS DE LAS ROCAS CARBONATADAS ESTADOS DIAGENÉTICOS (James & Choquette, 1983) EOGENÉTICO MESOGENÉTICO TELOGENÉTICO
EOGÉNESIS: : diagénesis temprana, producida en el ambiente depositacional. MESOGÉNESIS: : ocurre en la zona de soterramiento en la que se produce incremento de temperatura, presión litostática y cambios marcados en la composición de las aguas porales. TELOGÉNESIS: : diagénesis que se produce bajo condiciones de oxidación, aguas meteóricas y decrecimiento de presión y temperatura a causa del ascenso tectónico y exposición de las masas de rocas.
FACTORES CONDICIONANTES DE LA DIAGÉNESIS DE LAS ROCAS CARBONATADAS GEOQUÍMICA DEL AGUA ph DISPONIBILIDAD (ACTIVIDAD) DEL C02 TEMPERATURA PRESIÓN (HIDROSTÁTICA Y LITOSTÁTICA) COMPOSICIÓN DE LOS SEDIMENTOS CARBONATADOS: Aragonita Calcita magnesiana (4 a 19 Moles % de MgCO3) Calcita Dolomita
PROCESOS DIAGÉNETICOS ESENCIALES DE LOS CARBONATOS DISOLUCIÓN CEMENTACIÓN NEOMORFISMO (Folk): Inversión (polimorfismo) Recristalización
MODELOS EOGENÉTICOS
LA DIAGÉNESIS EN EL FONDO MARINO ZONA FREÁTICA MARINA Rasgos: : presencia de agua marina (salinidad normal) hasta hipersalina. Factores condicionantes: : batimetría y posición latitudinal (variaciones de temperatura, ph, penetración solar). Tiempo de acción: : 10 a 10.000 años. PROCESOS BIOGÉNICOS EN EL FONDO MARINO BIOTURBACIÓN mezcla textural destrucción estructuras primarias MICROBIOTURBACIÓN generación de velos micríticos CEMENTACIÓN EN EL FONDO MARINO: cementos de aragonita y de calcita altamente magnesiana
TIPOS DE CEMENTOS EN LA ZONA FREÁTICA MARINA Cemento fibroso Blatt (1992) (99) Pairson (1982) Cemento estalactítico (pendant) Cemento menisco
DIAGÉNESIS METEÓRICA Exposición a la atmósfera, duración de 1000 a 10.000 años. Se desarrolla en sucesiones carbonatadas de somerización, ió debidas a agradación sedimentaria o a caída del nivel del mar.
CARACTERES Y PROCESOS DE LA ZONA VADOSA Poros de los sedimentos alojan aire y aire-agua. agua. Circulación de aguas vertical. Fluctuación permanente de las condiciones de humedad. MECANISMOS DE CONTROL: SUBSATURACIÓN Y SOBRESATURACIÓN PROCESO DE DISOLUCIÓN: preferentemente superficial (edáfico), se produce por agua meteórica (ácida) y descomposición de materia orgánica (aumento de CO2). Actúa sobre calcita magnesiana, aragonita y calcita (inclusive). Fin de la disolución: al alcanzarse la saturación, degasificación y aumento de temperatura PROCESO DE NEOMORFISMO (cambios con preservación de la fábrica). Recristalización (calcita magnesiana a calcita). Inversión (aragonita a calcita por reprecipitación). PROCESO DE CEMENTACIÓN. Calcita. Tipo menisco y/o pendant. Precipitan concreciones parasingénicas (pisolitas).
CARACTERES Y PROCESOS DE LA ZONA FREÁTICA DULCE Poros totalmente rellenos con agua. Circulación dominantemente subhorizontal. Tope: nivel freático. Base: zona de mezcla. DISOLUCIÓN: puede ocurrir en el tope de esta zona siempre que las aguas no hayan alcanzado la saturación y estén enriquecidas en CO2. Blatt (1992) CEMENTACIÓN: ocurre en el sector donde las aguas alcanzan la saturación (puede ser en toda la zona o en la parte media), hacia abajo el efecto de cementación disminuye). Calcita isópaca laminar y calcita granular (blocky).
CARACTERES Y PROCESOS DE LA ZONA DE MEZCLA PARTE SUPERIOR: Predominio de disolución sobre precipitación, puede haber abundantes oquedades. d PARTE INFERIOR: Cementación por calcita magnesiana. La zona de mezcla se invocó para desarrollar teorías sobre dolomitización.
MESOGÉNESIS DIAGÉNESIS DE SOTERRAMIENTO COMPACTACIÓN FÍSICA (10 a 40% de reducción poral), empaquetamiento granular, reorientación granular, deformación granular por ruptura y aplastamiento. COMPACTACIÓN QUÍMICA (25 % de reducción poral por disolución bajo presión: estilolitización). CEMENTACIÓN. En general son cementos de composición mineralógica similar a la de los freáticos de aguas dulces. TIPOS: calcita prismática laminar, calcita en mosaico esparítico, calcita poiquiesparítica, a la que se pueden sumar dolomita y anhidrita. CARACTERES: cementos formados a alta temperatura de soterramiento, son comunes las inclusiones fluidas. RECONOCIMIENTO: corte de fracturas y/o estilolitas relleno de poros de compactación inclusiones de hidrocarburos
CEMENTACIÓN DE CALCITA MESOGENÉTICA Boggs (1992)
DIAGÉNESIS EN EL ESTADO TELOGENÉTICO Su diferencia con la diagénesis meteórica radica en la naturaleza del material original. El sedimento carbonatado post-mesogenético es rico en calcita y/o dolomita que son carbonatos mineralógicamente estabilizados. Su acción es mucho menos pronunciada. DISOLUCIÓN: vadosa y freática producida por aguas cargadas en CO2. En climas húmedos es importante la karstificación: : formación de huecos, cuevas y cavernas. PRECIPITACIÓN: por sobresaturación y degasificación de CO2: calizas espélicas o espeleotemas. Generación de estalactitas, estalagmitas, perlas espélicas y ónix calcáreo.
DIAGÉNESIS EN EL ESTADO TELOGENÉTICO Esteban & Kappa (1983)
ROCAS DOLOMÍTICAS - DOLOMÍAS El principal componente es la dolomita (carbonato doble de calcio y magnesio) que cristaliza en el sistema romboédrico y muestra estructura fuertemente ordenada. La sustitución con Fe es común en la rocas dolomíticas (dolomita ferrosa o ferroan dolomite), por lo que adquieren tonalidades que van desde el amarillento y ocre al rojizo. Los cristales de dolomita pueden variar de tamaño desde macroesparíticos a subesparíticos. Los mosaicos dolomíticos pueden ser xenotópicos (con cristales anedrales, bordes aserrados a curvos, límites irregulares) o idiotópicos (cristales euedrales con forma de rombos casi perfectos). Los cristales euedrales de dolomita se mencionan con gran frecuencia en el registro sedimentario. En las rocas dolomíticas de reemplazo metasomático puede darse un fábrica totalmente destructiva (sin que se reconozca la forma de los granos y cristales originales) hasta una fábrica retentiva en la que se preservan todas las texturas y estructuras originales. Puede haber también reemplazos selectivos (como por ejemplo de algunos restos esqueletales, o de las porciones micríticas de una sedimentita carbonática de textura inequigranular.
Miembro Chorreado, Formación Huitrín, Cuenca Neuquina Formación La Manga, Cuenca Neuquina
ROCAS DOLOMÍTICAS Y PROCESOS DE DOLOMITIZACIÓN La dolomita puede precipitar en forma primaria en aguas marinas o lacustres, pero se sostiene que los volúmenes de dolomita primaria son comparativamente escasos. La dolomita no es concentrada por organismos para elaborar sus estructuras esqueletales. Se considera mucho más común la dolomitización a expensas del carbonato de calcio. Consiste en un proceso diagenético que puede estar asociado con el ambiente de depositación (penecontemporáneo a diagenético temprano) o puede ocurrir mucho más tardíamente (durante el soterramiento). La dolomita secundaria es un producto de disolución del carbonato original y reprecipitación metasomática. Entra Mg a la fase sólida y pasa el Ca a la fase líquida. El proceso de dolomitización se da cuando la concentración de Mg o de la relación Mg/Ca son elevadas.
Es comparativamente poco frecuente. DOLOMITA PRIMARIA La precipitación química expontánea de dolomita se ha registrado en ambientes marginales (planicies mareales, albuferas, lagos vecinos al mar), y en condiciones inter a supramareales. Se conocen ejemplos de precipitación primaria en las Bahamas, en la Península de Florida, en la costa del Golfo de Arabia, en algunos sectores costeros (albuferas) del norte de Brasil y del lago Coorong en Australia. La dolomita es normalmente un mineral bien organizado desde el punto de vista cristalino. Sin embargo, las dolomitas primarias tienen un alto grado de desorganización y reciben la denominación de protodolomitas. Aparecen dentro del sedimento o como parte de costras superficiales (mudcracked dolomite crusts). Por lo común sus cristales son muy pequeños (rombos de 1 a 5 micrones). Esta protodolomita se vincula con procesos de fuerte evaporación que se producen en regiones muy áridas (sabkhas no evaporíticos) hasta en regiones relativamente húmedas pero con una estación seca que favorece la evaporación).
LAGO COORONG EN EL SUR DE AUSTRALIA
PROCESOS DE DOLOMIZACIÓN TEMPRANA La dolomitización i ió temprana puede producirse bajo condiciones i de hipersalinidad id d o de hiposalinidad. Se propusieron dos modelos clásicos: modelo de sabkha y modelo Dorag. El modelo de sabkha refleja condiciones de fuerte aridez e hipersalinas. Hay exceso de Mg por precipitación previa de Ca en carbonatos (tapetes algales). El modelo Dorag es de mezcla de aguas marinas y meteóricas ( de 5 a 20 % de aguas marinas) y refleja condiciones húmedas. Actualmente se definen cuatro modelos principales: sabkha, albufera, acuífero confinado y acuífero no confinado.
CONDICIONES PARA EL PROCESO DE DOLOMIZACIÓN TEMPRANA
MODELOS DE DOLOMITIZACIÓN TEMPRANA Modificado de Tucker (2003)
MODELOS DE DOLOMITIZACIÓN TARDÍA La dolomitización tardía o de soterramiento es un proceso mesogenético de metasomatismo s o sobre calcita c ode neomorfismo o o sobre dolomitas o tempranas. En él, las aguas fósiles o singénicas juegan un rol preponderante. Estas aguas pueden proceder de la compactación física y química de los sedimentos durante el soterramiento. El Mg en exceso puede ser provisto por las reacciones de transformación de esmectita a illita en rocas pelíticas. Se estiman profundidades d de soterramiento entre 300 y 1000 m. Las temperaturas son superiores a los 45º. La dolomita tardía se puede reconocer por su textura en parches (porfirotópica), irregular y más gruesa que las dolomitas tempranas. Además posee mayores tenores de hierro. Son comunes los sectores huecos o cavernosos y de los fósiles sólo suelen quedar sus moldes. Los cristales de dolomita mesogenética pueden cortar r a las estilolitas si es que se han formado con posterioridad a estas estructuras.
PROCESOS DE DEDOLOMITIZACIÓN La dedolomitización coinsiste en el pasaje desde dolomita a calcita. Este proceso de neomorfismo suele ser retentivo, preservándose los cristales con forma rómbica de la dolomita que ha sido reemplazada. El proceso de dedolomitización suele ocurrir por la aparición de sulfatos de calcio, anhidrita, it (por ejemplo por oxidación ió de sulfuros), ante los cuales la dolomita se vuelve fuertemente inestable. La dedolomitización también puede producirse en ambiente telogenético por circulación de aguas con fuerte nivel de oxidación.