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Presencia de arfvedsonita y baddeleyita en rocas sieniticas de Camagüey




Enviado por Mireya



  1. Resumen
  2. Introducción
  3. Materiales y
    métodos
  4. Formación
    sienítica en Camagüey
  5. Resultados
  6. Conclusiones
  7. Bibliografía
  8. Anexo

Resumen

En la región de Camagüey, se destacan por su
alcalinidad las rocas de la Formación Sienítica que
forma parte de los granitoides del arco volcánico
cretácico. Pérez, Eguipko y Sukar (1976)
señalaron la presencia en estas rocas de un anfíbol
sódico del grupo de la riebeckita superpuesto a la
hornblenda y, entre los minerales accesorios, hallaron por
primera vez en Cuba, en granos de tamaño apreciable a la
lupa, un mineral que identificaron como baddeleyita, no
describieron estos minerales por no ser objetivo de aquel
trabajo, en el presente, se dirige la atención a las
características mineralógicas de estas fases poco
comunes. Sobre la base de los parámetros ópticos,
medidos con un equipo de adecuada precisión, se
determinó como arfvedsonita el anfíbol observado
sobre la hornblenda y se aislaron granos del mineral accesorio,
los cuales fueron determinados como baddeleyita de acuerdo con lo
reportado en la literatura. La baddeleyita es un óxido de
zirconio (ZrO2) que puede incorporar en su estructura Hf, Ti U y
Fe. La arfvedsonita es un anfíbol sódico cuya
presencia enfatiza la alcalinidad de estas rocas formadas en una
etapa del magmatismo relativamente temprana.

ABSTRACT

The alkalinity of Sienitic Formation rocks, in
Camagüey region, is noticeable. This Formation takes part of
the cretaceous volcanic—arc granitoids. Perez, Eguipko
& Sukar (1976) pointed out the presence in this kind of rocks
of a sodium amphibole, pertaining to the rebeckite group,
overlapping the hornblende. They also found for the first time in
Cuba, among the accessory minerals, in grains of sizes
appreciable under the magnifying glass, a certain mineral
identified as baddeleite by them. They did not provide the
minerals descriptions then, because it was not the main objective
of their work. At present, attention is given to the
mineralogical features of these so uncommon phases. As for the
optical parameters, from very precise equipment, the amphibole
overlapping the hornblende has been identified as arfvedsonite,
and grains of accessory mineral isolated. These were identified
as baddeleite, which perfectly agrees with the report in
literature. Such mineral is a zirconium oxide (ZrO2) which may
incorporate Hf, Ti, U y Fe into its structure. The mineral
arfvedsonite is a sodium amphibole whose presence emphasizes the
alkalinity of such rocks formed into a relatively early stage of
magmatism.

Introducción

En la región de Camagüey, los granitoides
del arco volcánico cretácico, emplazados dentro de
las rocas volcánicas y volcano-sedimentarias, fueron
estudiados por Shevchenko, Pérez, Sukar, Marí y
otros autores desde la década de los años 70 del
pasado siglo.

Pérez y Sukar (1976) establecieron cuatro
formaciones de granitoides correspondientes a distintas etapas
del desarrollo del arco en esa región. Una de esas
formaciones es la sienítica, desarrollada dentro del
macizo Sibanicú-Las Tunas.

Los autores citados señalaron la presencia de un
anfíbol sódico de la serie arfvedsonita-eckermanita
superpuesto a la hornblenda en esta sienita alcalina y, entre los
minerales accesorios, mencionan la baddeleyita. En el presente
trabajo se dirige la atención a las características
mineralógicas de estas especies poco comunes. Otro reporte
de badddeleita en Cuba, también en la región de
Camagüey, pero en rocas ultramáficas, se encuentra en
el trabajo de S. Henares y otros (2010) quienes dan cuenta de
este mineral parcialmente reemplazado por un óxido de Zr y
Ca incluído en silicatos, que, a su vez, se incluyen en
cromita.

Materiales y
métodos

Se utilizaron resultados de análisis
químicos anteriores, por ICP-MS realizados en el Centro de
Instrumentación Científica (CIC) de la Universidad
de Granada y se emplearon la mineralogía óptica y
la microscopía electrónica de barrido. Se
utilizó el microscopio petrográfico y
mineragráfico Axio Scope Al para la mineralogía
óptica y un microscopio electrónico de barrido Vega
Tescan en el caso de la baddeleyita. Los resultados obtenidos se
comparan con los de la literatura.

Formación
sienítica en Camagüey

En la formación sienítica de los
granitoides de Camagüey, la facie principal la constituyen
sienitas biotítico-hornbléndicas de grano grueso,
frecuentemente porfiroideas. En esta facie, los fenocristales de
ortosa constituyen del 75 al 80% de la roca, la plagioclasa es
oligoclasa (8-10%), el máfico más abundante es
hornblenda y los minerales accesorios representan del 2 al 3%,
estos minerales son magnetita, (el más abundante), esfena,
apatito, zircón, baddeleyita y molibdenita Los contactos
con las rocas volcano-sedimentarias son tectónicos con
alteración del intrusivo y de la roca de caja.

Desde el punto de vista petroquímico, estas rocas
pertenecen a la serie alcalina con alto contenido de potasio, que
predomina sobre el sodio, (Tabla I) también son altos, en
general, los contenidos de elementos litófilos como Rb, Ba
y Sr (Tabla II), por el contrario, Ti, FeO, MnO, CaO y P2O5 son
menores con respecto a las otras formaciones de granitoides de la
región. Estos rasgos geoquímicos son propios de una
diferenciación avanzada, sin embargo, la formación
sienítica corresponde a una etapa temprana del magmatismo,
precedida sólo por la formación
gabro-plagiogranítica.

Eguipko y Pérez (1984) explican el origen de
estas sienitas como producto de la interrelación
metasomática del magma granodiorítico con las rocas
volcánicas básicas encajantes. En1997 Pérez
y Sukar se refieren a una ´´evolución
irregular´´ del magmatismo que consideran vinculada
con la heterogeneidad del basamento o con diferentes
profundidades de generación del magma en las diferentes
partes del arco.

Las rocas de esta formación fueron datadas por
los métodos de K/Ar y Ar/Ar y dieron un rango entre 99 y
96 ma, lo cual puede considerarse Albiano-Cenomaniano,
sólo las precede en edad la formación
gabroplagiogranítica, considerada Aptiano-
Albiano.

Tabla I. Elementos mayores en rocas de la
formación sienítica (área de Palo
Seco)

Muestra

Roca

SiO2

TiO2

Al2O3

FeO*

MnO

MgO

CaO

Na2O

K2O

P2O5

H2O

LOI

4796-1

Sienita

62.88

0.31

18.43

3.04

0.09

1.32

2.05

5.55

7.05

0.04

0.00

0.31

4796

Sienita

60.48

0.33

19.19

3.31

0.10

1.93

2.82

5.15

6.88

0.19

0.00

0.74

Al-112

Sienita

61,63

0,43

20,05

0,60

0,10

1,66

3,95

6,78

4,34

0,31

Al-101

Sienita

62,96

0,38

16,64

0,83

0,03

0,11

0,27

5,70

8,02

0,10

 

Resultados

Arfvedsonita

Sobre un cristal de hornblenda de las mencionadas
sienitas se observó otro anfíbol que cumple con los
parámetros ópticos de la arfvedsonita. Este mineral
es un anfíbol sódico, propio de las rocas
ígneas alcalinas y sus pegmatitas, isomorfo con la
eckermanita y con la riebeckita.

La fórmula química de la arfvedsonita
aparece frecuentemente en la literatura como:

(Na,Ca) (Fe2+, Mg)Fe3+Si8O22 (OH)2, aunque, a veces,
varía la forma de expresar ese contenido, la
sustitución del Fe por Li o Mg conduce a formar
eckermannita, el aumento de Na y Si lleva a la formación
de riebeckita los cristales de estos anfíboles son
monoclínicos, del grupo puntual 2/m. La birrefringencia
disminuye y los índices de refracción aumentan con
el incremento de Fe2. El color propio en la serie
arfvedsonita-riebeckita va de azul a verde, más verde
cuanto más cerca de arfvedsonita . La solución
sólida arfvedsonita-riebeckita se origina en las rocas mas
alcalinas, a temperatura y presión moderadas y en
condiciones de baja f O2 un aumento de la fugacidad de
oxígeno da lugar a la formación del piroxeno
sódico aegirina.(Scaillet,2001)

Las principales propiedades ópticas de la
arfvedsonita, según distintos autores (Heinrich, 1965;
Ernst 1962, Hawthome 1976) son:

Color: marrón, verde, azuloso a negro

Pleocroísmo: a amarillo, verde oscuro, verde
azulado´; ß azul oscuro marrón, verde azulado,
verde oscuro, verde azulado; ¥ verde oscuro gris -azul,
negro, verde parduzco

Orientación: biáxico (-); ángulo
2V:30-700

Relieve: alto

Colores de interferencia: de la parte superior del
primer orden a la parte inferior del segundo

La muestra analizada presenta las siguientes
características:

Color: verde (foto1)

Pleocroísmo: verde amarillento, verde azuloso,
verde oscuro

Orientación: biáxico (-); ángulo
2V:530

Relieve: alto

Color de interferencia: en la parte superior del primer
orden

Birrefringencia: 0.014

Elongación: negativa en sección
longitudinal

La formación de este anfíbol sobre la
hornblenda puede considerarse producto de un proceso local de
incremento de Na y Si en el ambiente reductor necesario para la
estabilidad de la arfvedsonita.

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Foto 1. Arfvedsonita sobre
horblenda

Baddeleyita

El elemento Zr en el estadio principal de la
cristalización se incorpora a los últimos
cristalizados para formar el silicato Zr (SiO)4,(zircón)
sólo si el magma está infrasaturado en
sílice, tiene lugar la formación del óxido
baddeleyita. Es frecuente encontrar juntos el zircón y l a
baddeleyita, ya que la baddeleyita puede pasar a zircón
por un aumento de sílice, el zircón, en el
metamorfismo, puede descomponerse en baddeleyita y sílice
amorfa y durante el metamorfismo la baddeleyita pasa a
zircón policristalino.

La baddeleyita es un mineral poco frecuente, su
composición química es ZrO2 de 87 a 99%, la mayor
parte del resto suele ser FeO, TiO2 y HfO2, también puede
contener sílice. Suele incorporar U, Th, Nb y Ta, estos
dos últimos elementos junto a Mg y Fe, como grupo, pueden
sustituir al Zr. Su cristalización es de simetría
monoclínica, grupo puntual 2/m. Características
observables de este mineral son:

Colores amarillo, rosado, castaño, verde claro,
incoloro o negro, transparentes a traslúcidos

Cristales tabulares, prismáticos, radiales, con
predominio de las formas {100} y {110}

Clivaje según {001}

Maclas frecuentes según (110) y estrías
debidas a maclas polisintéticas

Muy insoluble y resistente a las
alteraciones.

Características observadas y medidas en la
muestra:

La muestra está constituida por cristales que
fueron separados bajo microscopio binocular. El hecho de ser
cristales euhedrícos , relativamente desarrollados,
sugiere que su formación tuvo lugar en un medio sin
perturbaciones, con presencia de fluidos y que estas condiciones
se mantuvieron durante el tiempo suficiente para su
crecimiento.

Para el estudio de este mineral era necesario emplear
métodos no destructivos a fin de conservar los cristales.
Fueron observados y fotografiados bajo el microscopio Axio Scope
Al y, para conocer su composición química e
imágenes más detalladas, se empleó el
microscopio electrónico de barrido Vega Tescan con
dispositivo analítico

Los cristales de baddeleyita tienen color de rosado a
amarillo, traslucidos, bien formados, algunos tabulares y otros
alargados (Foto2), en algunos se observan estrías en las
caras del prisma (110) debido a maclas polisintéticas.
Predominan las formas {100}, {110} y {001}, el clivaje es bueno
según [001]. En la cara (100) se observan líneas de
clivaje paralelas a la dirección [001].

En las micrografías (fotos 3 y 4) se observan con
más detalle estas características. Las condiciones
para la obtención de imágenes y análisis
fueron 20 Kv y alto vacío. La traza en las imágenes
corresponde a 100&µm.

Los análisis químicos (Tabla III)
corresponden a tres cristales de la muestra, a cada uno de los
cuales se le hicieron tres disparos con el dispositivo
analítico acoplado al microscopio electrónico y se
promediaron los resultados.

El cristal señalado como baddeleyita 1 dio un
alto contenido de Si, mientras que el señalado como
baddeleyita 2 tiene una composición típica de este
mineral en él se observan sobre la cara (100) las
líneas de clivaje paralelas a la dirección
[001].

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Foto 2 Cristales de
baddeleyita

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Foto 3 Baddeleyita 1

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Foto 4 Baddeleyita 2

Tabla III. Composición
química de las muestras de baddeleyita

Muestra/Promedio

O

Mg

Al

Si

Ca

Ti

Zr

Hf

Baddeleyita 1

52.43

11.65

2.99

13.17

1.315

<0.01

29.18

<0.01

Baddeleyita 2

44.56

1.434

<0.01

53.99

<0.01

Conclusiones

Se aportan datos mineralógicos de especies poco
frecuentes reportadas en las rocas sieníticas de
Camagüey.

La presencia de anfíbol sódico como la
arfvedsonita enfatiza desde el punto de vista mineralógico
el carácter alcalino de esta roca, bien basado desde el
punto de vista químico, su formación superpuesta a
la hornblenda implica un incremento de Na y Si, en un proceso
metasomático en condiciones reductoras.

La baddeleyita se formó en un ambiente tranquilo
en un magma subsaturado en SiO2, con posterioridad a la
formación de zircón que también se encuentra
como mineral accesorio en la sienita.

Bibliografía

Ernst,W.G. 1962 Synthesys, Stability Relations and
Occurrence of Riebeokite – Arfvedsonite Solid Solutions.
The Journal of Geology; 70 (6): 689-736.

Eguipko,O M. Pérez 1984 Principales
particularidades petroquímicas de los granitoides del
eugeosinclinal cubano y sus formaciones. Ciencias de la
Tierra y el Espacio
(9) : 59-73.

Heirich, E.Wm. 1970 Identificación
Microscópica de los Minerales, Bilbao: Ed. Urmo:
308-312.

.Henares, S, J. González, F. Gervilla et al,
2010. Las cromititas del complejo ofiolítico de
Camagüey, Cuba: Un ejemplo de cromitas ricas en aluminio.
Boletín de la Sociedad geológica
Mexicana
., 62 (1): 173-185.

Howthorne,F.C. 1976. The Chrystal Chemistry ofAmphiboles
The Canadian Mineralogist; 14:346-356.

Mineral Data Publishing 2001-2005. Version 1 Baddeleyite
Properties Overview

Pérez M, Sukar K. 1997. Granitoides del arco
volcánico cretácico de la región central de
Cuba (Antigua provincia de Camagüey). Estudios sobre
Geología de Cuba, Habana: CNDIG: 388-398.

Scaillet, B, R Mc Donald. 2001. Phase Relations of
peralkaline silicic magmas and petrogenetics implications
Journal of Petrology. 42 (4) : 825-845.

Anexo

Tabla II. Elementos traza en rocas de la
formación sienitica (área de Palo Seco)

(ppm)

Al-112

Al-101

Ba

1023

759,193

Ce

44

5,054

Cr

48

69,996

Cs

0,348

Cu

15.8

126,055

Ga

14.7

15,087

La

14

2,587

Nb

2.1

3,418

Nd

20

3,045

Ni

1.1

2,069

Pb

3.7

4,499

Rb

58

76,062

Sc

< 5

2,963

Sn

3

2,426

Sr

748

104,63

Th

2.3

0,839

U

4.7

0,372

V

41

50,348

Y

20

1,992

Zn

54

16,692

Zr

49

44,844

Co

0,761

Li

0,667

Be

2,176

Pr

0,684

Sm

0,25

Eu

0,415

Gd

0,685

Tb

0,11

Dy

0,622

Ho

0,622

Er

0,36

Tm

0,052

Yb

0,412

Lu

0,061

Ta

0,216

HF

1,416

Te

0,277

 

 

Autor:

Inés Milia González(1),)

Mireya Pérez
Rodríguez(2),

Mercedes Torres La Rosa(1)

  • 1. Instituto de Geología y
    paleontología, Via Blanca y Línea del
    Ferrocarril CP 11000, Cuba,

  • 2. Instituto Superior Politécnico
    José Antonio Echevarría, Calle 114, entre 110 y
    127, Cuba, ZIP 11901,

 

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