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TRABAJO PRÁCTICO Nº 8 MICROSCOPÍA DE ROCAS CARBONÁTICAS. Introducción: La formación de las rocas carbonáticas (rocas que contienen más del 50% de carbonatos) se haya dominada por los procesos biológicos y bioquímicos, aunque a partir del agua de mar puede producirse la precipitación de carbonato de calcio (CaCO3) inorgánico. Posteriormente, la diagénesis (procesos físicos y químicos) modifican considerablemente las rocas carbonáticas. Las calizas están presentes en diferentes períodos geológicos desde el Cámbrico, son indicadoras de eventos relacionados a la evolución y extinción de los invertebrados de esqueletos carbonáticos. En el Precámbrico también se registra la presencia de calizas pero de composición dolomítica y muchas contienen estromatolitos (producidas principalmente por cianobacterias). Los factores que controlan la formación y depositación del carbonato son: temperatura, salinidad, profundidad de agua y aporte de material silicoclástico. La mayoría de los sedimentos carbonáticos se forman en la faja tropical – subtropical, unos 30º al norte y sur del Ecuador, las calizas del Fanerozoico fueron formadas en latitudes bajas. La mineralogía de sedimentos carbonáticos está dominada por el aragonito (ortorómbica) y la calcita (trigonal). El aragonito es inestable a temperatura y presión superficial, por lo tanto, durante la diagénesis los granos de aragonito son reemplazados por calcita (calcitización) en la que se conserva algo de la estructura original, o disueltos completamente dejando un molde, el que puede ser rellenado con calcita (cemento). En el caso de la calcita se reconoce una calcita con bajo contenido de Mg y una de alto contenido de Mg, el límite entre ambas está propuesto en 4 moles MgCO3, aunque la calcita con alto contenido de magnesio tiene normalmente entre 11 y 19 moles de MgCO3. Los granos de calcita con bajo contenido de Mg en su composición original, se preservan perfectamente durante la diagénesis; mientras que la calcita con alto contenido de Mg pierde este elemento y pasa a calcita con bajo Mg. De esta manera, todos los sedimentos carbonáticos son convertidos a calcita con bajo Mg durante la diagénesis. Los minerales no-carbonáticos observados en las calizas son: granos terrígenos de cuarzo y pelitas y por otra parte pirita, hematita, chert y fosfatos de origen diagenético. Las evaporitas, yeso – anhidrita, pueden encontrarse vinculadas a sucesiones de calizas. Componentes de las calizas Las calizas pueden ser muy variadas en su composición pero los componentes de estas rocas pueden ser divididos en cuatro grupos principales: granos no esqueletales, granos esqueletales, matriz y cemento. 1 - Granos no esqueletales Los granos no esqueletales sólo precipitan en las aguas cálidas someras de los trópicos. Hay dos tipos de granos no esqueletales que pueden ser considerados conjuntamente por las similitudes que presentan en la mineralogía, estructura y origen: ooides y pisoides. Los ooides son granos esféricos o subesféricos formados por una o más láminas concéntricas alrededor de un núcleo, usualmente una partícula de carbonato o cuarzo. La mineralogía de los ooides influencia la microestructura que se forma y de acuerdo a la composición, también puede verse afectada durante la diagénesis (Fig. 8.1). Los ooides marinos actuales son principalmente aragoníticos y también pueden serlo los ooides en lagos salinos con una relación Mg/Ca alta. Los ooides de mineralogía doble (aragonito y calcita con alto contenido de Mg) han sido descriptos en albúferas hipersalinas de las costas de Texas (Land et al., 1979) y en el Pleistoceno de la plataforma de Florida (Major et al., 1988); mientras que ooides de aragonito y calcita con bajo contenido de Mg han sido descriptos en el lago Pyramid en Nevada (Popp y Wilkinson, 1983).

Figura 8.1: Estructura interna de ooide marino actual y antiguo mostrando sus diferentes partes y las posibles composiciones. Se denomina ooide a las partículas antes descirptas y con un tamaño menor o igual a 2 mm, sin embargo, la mayoría varía entre 0,2 y 0,5 mm. Las partículas mayores a 2 mm se denominan pisoides.

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Ooides superficiales, se aplica a los granos que sólo muestran el desarrollo de una lámina alrededor del núcleo. (Fig. 8.2) Ooides compuestos, se utiliza cuando varios ooides se encuentran rodeados de láminas concéntricas. (Fig. 8.2)

0,2 – 0,5 mm

fango calcáreo < 62μm en albúfera

OOIDE S láminas concéntricas lámina micritizada Ooide Compuesto núcleo Ccompuesto Aragonita tangencial calcita radial fibrosa Figura 8.2: Esquema de estructura interna de un ooide y sus diferentes tipos (ooide superficial y compuesto).

Peloides: son granos esféricos, elipsoidales o angulares compuestos de carbonato microcristalino pero sin estructura interna (principalmente en plataformas carbonáticas marinas someras). El término es puramente descriptivo y fue Origen de los peloides acuñado por McKee y Gutschick (1969). Peletoide fue sugerido por Milliam (1974) pero no es ampliamente usado. La longitud de los pellets es de 1,5 a 3 veces su diámetro. Pellets El término pellet también es usado fecales comúnmente pero tiene connotaciones de origen fecal. planicie de Los gasterópodos, crustáceos y marea desagrega poliquetos producen pellets en cantidades odepositació ción considerables (el camarón Callianasa n en spellets major produce 450 pellets por día). stransporte en formación suspensión Granos esqueletales La productividad de carbonato en solución biogénico es más alta en aguas marinas de salinidad normal en la parte agitada somera de la zona fótica (profundidad hasta la que penetra la luz, 100 a 200 m). Las arenas carbonáticas esqueletales se forman en latitudes más altas, donde las algas rojas calcáreas y los moluscos tienen predominancia. La excepción se ha registrado en el Terciario de Nueva Zelanda y sur de Australia, donde unas muy pocas secuencias de calizas antiguas se han descripto en latitudes templadas. En el ambiente pelágico de aguas más profundas se desarrollan los oozes calcáreos (pelita compuesta por 30% de fragmentos esqueletales), compuestos principalmente por esqueletos de organismos pelágicos, foraminíferos y cocolitos. Material intergranular a) Micrita, matriz o barro carbonatado compuesto por un agregado de cristales finos menores a 4 μm de aragonito a calcita rica en Mg. Por diagénesis se transforman en cristales de calcita baja en Mg. Al microscopio se ve como una masa homogénea criptocristalina y oscura, normalmente de color pardo (Fig. 8.5). En cuanto al origen se puede decir que se genera por:  Precipitación química (albúferas o lagoons hipersalinos)  Precipitación bioquímica por fotosíntesis de algas (albúferas y lagos de agua dulce)  Desintegración de algas verdes (halimeda, penicillus)  Actividad bioerosiva  Degradación mecánica de esqueletos bioclásticos  Actividad bacteriana  Caparazones de nanoplacton. 63

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Es importante mencionar que la micrita es un material primario en la formación de la roca. La micrita se forma en ambientes protegidos, de baja energía, en caso contrario los pequeños cristales serían dispersados por las aguas cuando hay agitación (lagoons continentales, lagoons, plataforma profunda, fondos abisales). b) Esparita: Término usado genéricamente para los cementos carbonatados. El cemento esparítico es un agregado de cristales de carbonato (aragonito o calcita) de tamaños mayores a las 4 μm que precipitan en los espacios existentes entre los granos de un sedimento carbonatado, o en los espacios internos de estas partículas (Fig. 8.5). Pseudoesparita: se forma por procesos neomórficos de recristalización (a diferencia del cemento esparítico).

B

A

Figura 8.5: En la imagen A se aprecia esparita como material intergranular, mientras que en la figura B se observa micrita. Nótese el color pardo oscuro y la granulometría más pequeña del material micrítico.

Clasificación Tres sistemas de clasificación suelen usarse para rocas carbonáticas, pero la tercera, la clasificación de Dunham que se basa en la textura, es ampliamente usada. 1.

El más simple, es el que divide las rocas carbonáticas en base al tamaño de granos. CLASIFICACION TAMAÑO DE GRANO Conglomerado cálcico ( calcirudita) Mayoría de granos 2mm Calcarenita (calcarenita) Mayoría de granos entre 2mm y 62m Calcilutita (calcilutita) Mayoría de granos  62m

2. Clasificación de Folk (1962) Esta clasificación de calizas utiliza las proporciones relativas de los componentes autóctonos de la roca carbonatada (aloquemos, matriz, cemento) reconociéndose cinco (5) tipos diferentes: Tipo I: alto contenido de alóquímicos y alto contenido de cemento esparítico, siendo interpretado como depositación en ambientes turbulentos. Tipo II: alto contenido de alóquenos y alto contenido micrita, indicando corrientes débiles y de corta duración o una tasa rápida de formación de fango microcristalino. Tipo III: predominio de alóquenos y cemento calcáreo esparítico Tipo IV: término genérico usado por Folk para las calizas bioconstruídas. Tipo V: son rocas carbonáticas modificadas por recristalización o dolomitización.

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Sin textura deposicional reconocible. Dolomias de reemplazamiento y Calizas recristalizadas

>10% aloquemos

Esparita>micrita

Micrita>esparita

Intraesparita

Intramicrita

Ooesparita

Oomicrita

> 3/1

Bioesparita

Biomicrita

3/1 a 1/3

Biopelesparita

> 25 % Intraclastos

25 % Ooides

< 1/3

Pelesparita

Biopelmicrita

IV