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Permite realizar la practica sedimentologica de minerales pesados en una muestra de lutita y otra de lodolita
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UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE ING GEOLOGICA
CATEDRA SEDIMENTOLOGIA
PRACTICA # 06
ESTUDIO DE MINERALES PESADOS EN
MUESTRAS DE ARENISCAS DE LA
FORMACION CARBONERA
REALIZADO POR:
ALEXIS E CONTRERAS
C I 11952557
MERIDA, 27 DE MAYO DE 1999
INTRODUCCION
Los minerales pesados se definen como aquellos minerales accesorios
menores de las rocas que tienen ordinariamente una gravedad específica
mayor a 2.85 que es el peso específico del bromoformo (el liquido pesado más
utilizado en la separación de minerales), como los minerales pesados se
presentan comúnmente diseminados en un sedimento en cantidades muy
pequeñas, generalmente menos del 1%, su separación y concentración de los
minerales livianos se logra a través de los diferentes análisis y procesos
establecidos en el laboratorio.
El grupo de los minerales pesados constituye solo el 0.1% a 0.5% de las
fracciones terrigenas de los sedimentos. Estos minerales son característicos en
rocas ígneas y metamórficas, disminuyendo en cantidad al pasar a sedimentos
químicamente inestables.
El análisis de minerales pesados es una de las técnicas mas ampliamente
usadas para determinar la fuente de procedencia de los sedimentos que
constituyen las rocas sedimentarias. Una de las principales razones para
realizar el análisis de minerales pesados es la amplia variedad de dichos
minerales detrititicos han sido encontrados en areniscas. Muchos de esos
minerales tienen una paragenesis muy específica, y sin embargo la fuente de
proveniencia de sus sedimentos no puede determinarse por otra forma que no
sea a través del análisis de los minerales con mayor peso específico que 2.85.
OBJETIVOS GENERALES
Reconocer los minerales pesados y sus asociaciones
Las condiciones morfológicas de los minerales pesados
Conocer un procedimiento para la obtención de minerales pesados
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Realizar la recuperación de minerales pesados de una muestra de roca
perteneciente a la base de un estrato de arenisca de la Formación carbonera
en el páramo de tambor estado Mérida.
La muestra es una arenisca de gran fino, de color crema claro, observándose
superficialmente meteorizada dando un color amarillento
MATERIALES Y EQUIPO
Muestra de arenisca disgregada y triturada
Tamices número 80 y 100
Vasos de precipitado
Solución de ácido clorhídrico al 10%
Solución de ácido nítrico (HNO3)
Equipo de filtrado
Dos embudos de vidrio
Cocinilla eléctrica y reloj
Soporte universal
Campana extractor
Solución de bromoformo
Pinza elástica y sujetador
Agitador de vidrio
Para el análisis en el laboratorio
Microscopio con luz reflejada
Lupa petrografica
PROCEDIMIENTO
Se trituro y disgrego una muestra de arenisca perteneciente a la formación
carbonera, luego el material fino que se obtuvo fue pasado por los tamices
80 y 100 durante 5 minutos, la muestra empleada para el análisis es la
obtenida del tamiz 100
Se colocó el material tamizado en un vaso de precipitado y se le agrega
ácido clorhídrico y se colocó en el fuego por 10 minutos, con la finalidad de
remover todo el carbonato que poseía la muestra
Se lavo la muestra con abundante agua y se le agrego el ácido nitrico para
remover las trazas de pirita
Se lavó la muestra con abundante agua y luego fue secada en el horno
El proceso de separación se llevó a cabo en un vaso de precipitado, el cual
se llenó parcialmente con bromoformo
Se llevó el vaso de precipitado con el bromoformo a la campana extractora,
luego se le agregó la muestra totalmente seca, durante esta etapa, los
minerales de la muestra que flotan en la superficie de la solución de
bromoformo se separan por decantación, y la fracción de minerales
pesados se recogen del fondo del recipiente
Los minerales que quedan en el papel secante se llevaron al horno para su
secado
Los minerales pesados fueron observados en la lupa petrográfica para
determinar la esfericidad y redondez de los mismos
Los mismos minerales se observaron en el microscopio con luz reflejada
para su clasificación
Se realiza un informe
MARCO TEORICO
Como se había dicho anteriormente los minerales pesados se aplica
generalmente a los minerales accesorios menores de las rocas que tienen
ordinariamente un peso especifico mayor que 2.89 que es el peso especifico
del bromoformo.
Para realizar un estudio de los sedimentos clasticos se necesita conocer la
naturaleza y el carácter de la roca o de las rocas generadoras de las cuales
estos sedimentos derivaron.
Dicho conocimiento puede en parte permitir identificar la región generadora. Es
preciso no obstante conocer y reconocer las series minerales distintivas y
características de las rocas generadoras contrastables.
De esta forma también es importante determinar si un sedimento es de primer
ciclo sedimentario derivado de una roca cristalina, o si corresponde a un
segundo ciclo, derivado de un segundo ciclo sedimentario.
Así los minerales pesados han sido excepcionalmente útiles como indicadores
de la naturaleza de la roca generadora y tienen un gran valor practico en la
identificación y correlación de unidades estratigraficas y ayuda a descifrar los
eventos en la historia geológica de muchas regiones.
Son generalmente un complemento útil para la litología, paleontología y
registros eléctricos en la identificación y correlación de formaciones
sedimentarias.También puede dar información acerca de la localización de la fuente de
origen de un sedimento y sobre las condiciones existentes antes, durante y
después de sus ciclos de sedimentación.
Según su origen los minerales pesados en los sedimentos se pueden
clasificaren alogenicos o y autogénicos. Los alogénicos o minerales detrititicos
representan las acumulaciones derivadas de rocas madres y han sobrevivido a
la destrucción por meteorización, abrasión y descomposición o por soluciones
entre los estratos; por otra parte, los autigénicos o minerales secundarios, se
han formado en el lugar donde se les encuentra.
En algunos casos un conjunto de minerales pesados caracteriza a una sola
unidad estratigráfica en una región considerable y los contactos de las
formaciones coinciden con los cambios mineralógicos.
En cuanto a la morfología de los minerales pesados, estas son de gran
importancia porque se constituyen en indicadores de la intensidad de la
abrasión que ha sufrido el sedimento. Por ejemplo; la presencia de granos
angulares y redondeados de minerales pesados dentro de una misma muestra,
indican fuentes múltiples.
Los minerales pesados son afectados por tres procesos: escogimiento,
abrasión mecánica y disolución. el escogimiento ocurre de las condiciones
hidrodinámicas que actúan durante las etapas de depositación y transporte y
además controlan la abundancia relativa y absoluta de los minerales pesados.
La abrasión mecánica ocurre durante el transporte y causa una disminución del
tamaño de los granos por una combinación de fractura y redondez. La
disolución causan una perdidas parciales o totales de los minerales pesados,
por una variación en las condiciones geoquímica, en muchas etapas en el ciclo
sedimentario.
PROCESOS HIDRAULICOS
Debido a que los minerales son más densos que los granos de cuarzo y
feldespato se comportan diferentemente durante el transporte y la
depositación. De esta forma la distribución del tamaño del grano en los
minerales pesados en las areniscas difiere del tamaño del grano delos
minerales más livianos.
MINERALES PESADOS Y El TIEMPO GEOLOGICO
Estudios realizados por Pettijonh (1941) demostraron que las areniscas más
antiguas son progresivamente menos ricas en minerales pesados y considera
que la principal causa de la perdida de los minerales pesados era el tiempo
geológico. Pettijonh formuló un orden de persistencia de los minerales pesados
a partir de evaluaciones sobre la evolución de estos minerales a través del
tiempo geológico.
El concepto que le atribuía al tiempo geológico como principal agente
controlador de los minerales pesados fue objetado por Turnau Morawska
(1984) quien argumenta que la literatura en que se basaba Pettijonh acerca
del orden de persistencia de los minerales pesados no era correcta, y mostró
una relación alternativa entre la gran diversidad de minerales pesados y el
tiempo geológico, y solamente los sedimentos cuaternarios tienen
significativamente más minerales pesados que el resto de la columna
geológica.
Hay muchos ejemplos de areniscas antiguas que poseen gran diversidad de
minerales pesados tales como Los Urales del permo-triasico en Ucrania, los
cuales contienen abundantes anfiboles y piroxenos. Estos ejemplos.
demuestran que a pesar que las areniscas más antiguas tienden a tener
menor diversidad de minerales pesados la edad de estas formaciones no
puede ser catalogado como el factor fundamental en el control de estos
minerales, más allá de las soluciones intraestratales.
ASOCIACIONES MINERALES
La experiencia con el trabajo de minerales pesados en cualquier región
conduce usualmente al reconocimiento de ciertas asociaciones minerales que
tienen distinto significado estratigrafico o correlativo y se les ha dado el nombre
de colores.
Asociación Azul : También llamada asociación fundamental la componen:
circón, leucoxeno, ilmenita, turmalina y rutilo.
Asociación Amarilla : Resulta de adicionar a la asociación azul la estaurolita,
silicatos de aluminio metamórficos y magnetita.
Asociación Roja : Resulta de adicionar gránate y cloritoide a la asociación
azul.
Asociación verde: Al adicionar a la asociación azul el epidoto, zoicita y
clinozoicita.
Asociación Púrpura : Resulta al adicionarle glaucofana a la asociación verde.
Una combinación de los conjuntos verde y amarilla da por resultado la
asociación anaranjada.
PALEOAMBIENTE DE LA FORMACION ESTUDIADA
El ambiente sedimentario de la Formación Carbonera parece haberse
desarrollado en una extensa llanura baja similar a la existente hoy en el sur del
Lago, con formación de pantanos, algunos con vegetación densa, lagunas con
aguas salobres y con drenaje por ríos sinuosos que migraban por la llanura.
Trump y Salvador (1964) señalan que tanto la fauna como la litología indican
ambientes de aguas salobres con aguas progresivamente más profundas hacia
el tope de la formación. Notestein et al. (1944) considera a los sedimentos de la
Formación Carbonera (en gran parte) como no marinos. Colmenares et al.,
(1988) colocan a la unidad dentro de una llanura deltaica, sometida a la acción
de las mareas y la influencia marina. Azpiritxaga y Casas (1989) determinaron
que la formación fue depositada en un ambiente de llanura deltaica alta por sus
características sedimentológicas y análisis palinológicos efectuados; presenta
depósitos de canal distributarios en su base y depósitos de llanura de
inundación (pantanos y abanicos de rotura) hacia el tope.
TABLA 1
ORDEN DE PERSISTENCIA DE LOS MINERALES PESADOS
(MODIFICADO D PETTIJONH, 1963)
NUMERO MINERAL NUMERO MINERAL
-3 ANATASA 11 EPIDOTO
-2 MUSCOVITA 12 HORNBLENDA
-1 RUTILO 13 ANDALUCITA
1 CIRCON 12 TOPACIO
2 TURMALINA 14 TITANITA
3 MONACITA 15 ZOISITA
4 GRÁNATE 16 AUGITA
5 BIOTITA 17 SILLIMANITA
6 APATITO 18 HIPERSTENA
7 ILMENITA 19 DIOPSIDO
8 MAGNETITA 20 ACTINOLITA
9 ESTAUROLITA 21 OLIVINO
10 CIANITA 22
EL SIGNO(-) INDICA QUE EL MINERAL ES MAS ABUNDANTE EN
SEDIMENTOS ANTIGUOSQUE EN MODERNOS
TABLA 2
ASOCIACIONES DE MINERALES PESADOS Y PROCEDENCIA
(MODIFICADO FEO – CODECIDO, 1960)
ASOCIACIONES MINERALES FUENTES
Apatito, biotita, circon, hornblenda, muscovita, rutilo, turmalina
(variedad rosada).
ROCAS IGNEAS ACIDAS
Casiterita, fluorita, granate, monacita, muscovita, topacio,
turmalina (variedad azul), wolframita
ROCAS GRANITICAS
Augita, cromita, diopsido, hipersteno, ilmenita, magnetita,
olivino, pirrotita
ROCAS IGNEAS BASICAS
Barita, circon, (frarmentos redondeados), leucoxenos minerales
de hierro, rutilo, turmalina
ROCAS SEDIMENTARIAS
Andalusita, cianita, cloritoide, epidoto, estaurolita, glaucofano,
granate, sillimanita, titanita, zoisita, clinozoisita
ROCAS METAMORFICAS
HIDROTERMALES
Andalucita, condradita, corindon estauroita, flogopita,estaurolita,
granate, topacio, vesubianita,wolastonita, zoisita
ROCAS METAMORFICAS
DE CONTACTO
TABLA 3
ESFERICIDAD Y REDONDEZ DE LOS MINERALES PESADOS
ANALIZADOS EN EL LABORATORIO
Numero Redondez Esfericidad Numero Redondez Esfericidad
1 Subangular Subprismoidal 16 Subangular Subprismoidal
2 Angular Subprismoidal 17 Angular l Subdiscoidal
3 Angular Esferico 18 Subredond Subprismoidal
4 Subredond Esferico 19 Subangular Subprismoidal
5 Subangular Subprismoidal 20 Subangular Subprismoidal
6 Redondeado Esferico 21 Subangular Subprismoidal
7 Subredond Prismoidal 22 Subredond Subprismoidal
8 Redondeado Esferico 23 Angular Subdiscoidal
9 Subangular subprismoidal 24 Angular Subdiscoidal
10 Subredond subprismoidal 25 subangular Esferico
11 Angular Subprismoidal 26 Subangular Esferico
12 Subredond Subprismoidal 27 Angular Subprimoidal
13 Subredond Subprismoidal 28 Subangular Subdiscoidal
14 Angular Subdiscoidal 29 Subredond Discoidal
15 angular subprismoidal 30 angular discoidal
TABLA 4
PORCENTAJES DE ESFERICIDAD Y REDONDEZ DE LOS MINERALES
REDONDEZ % ESFERICIDAD %
MUY ANGULOSO 0 ESFERICO 20
ANGULOSO 33.33 DISCOIDAL 6.67
SUBANGULOSO 33.33 PRISMOIDAL 3.33
SUBREDONDEADO 26.67 SUBPRISMOIDAL 53.33
REDONDEADO 6.67 SUBDISCOIDAL 16.67
MUY REDONDEADO 0 CILINDRICO 0
TABLA 5
MINERALES PESADOS ENCONTRADOS EN LAS MUESTRAS ANALIZADAS
MINERAL CANTIDAD %
HEMATITA 14 50
MAGNETITA 5 17.87
RUTILO 2 7.14
APATITO 0 0
ILMENITA 1 3.57
OXIDO 1 3.57
CUARZO 2 7.14
FRAGMENTO ROCA 2 7.14
LEUCOCENO 1 3.57
CIRCON 0 0
ANALISIS Y RESULTADOS
El análisis de minerales pesados realizado en el laboratorio arrojo los
siguientes resultados.
El histograma de frecuencia indica que existe un predominio del mineral
magnetita, lo que representa el 50% de los minerales analizados constituyendo
una clase unimodal, por lo que se establece que este mineral es estable y
persistente y puede proceder de cualquier tipo de roca ya sea ígnea,
sedimentaria o metamórfica. Hay que destacar que existe una clase proximal
que corresponde al mineral magnetita el cual aparece en más del 17%,
seguido por los minerales rutilo y cuarzo con un 7.14% cada uno y finalmente
se encontraron leucocenos e ilmenitas que representan el 3.57 del total de la
muestra analizada.
La presencia del mineral cuarzo dentro de los minerales pesados encontrados
se le puede atribuir a que cuando se estaba realizando la decantación de los
minerales pesados este se pudo haber adherido otro mineral, constituyendo un
fragmento de roca, o también es posible que se deba a un posible deterioro del
bromoformo ya que de otra forma resulta imposible encontrar cuarzo
conjuntamente con otros minerales pesados, puesto que el peso especifico del
cuarzo es inferior al peso especifico del bromoformo.
La presencia de los minerales magnetita y hematita en los sedimentos que
componen las rocas de la Formación Carbonera poseen un alto contenido de
minerales de hierro, y esta la razón por la cual en algunos sectores la
Formación carbonera se encuentra altamente oxidada.
El histograma de frecuencia de redondez de los minerales pesados representa
una clase bimodal en el cual existe un predominio de granos angulares y
subangulares en un 33.33%.
Esto indica que la fuente de la cual provienen los sedimentos de la Formación
Carbonera es relativamente cercana al área de depositación, y no fueron
sometidos a cortas distancias de acarreo.
La asociación mineral que se presenta es la denominada asociación amarilla
debido a que al contenido de minerales como magnetita, ilmnita, leucoceno y
rutilo.
Debido a la abundancia de minerales de hierro como son la hematita y
magnetita, y además la presencia de los minerales rutilo y leucoceno se
pudiera decir que el aporte de sedimentos de la formación Carbonera son de
origen sedimentario.
Hay que destacar que los resultados que se han obtenido al realizar esta
practica pueden estar influenciados de manera negativa, debido a la falta de
habilidad del estudiante en lo que respecta al reconocimiento exacto de los
minerales pesados, y la poca cantidad de sedimentos obtenidos y procesados.
De esa forma se pudo haber llegado a conclusiones erróneas, si estas se
comparan con lo que hasta ahora se puede haber dicho sobre el origen de la
fuente de aporte de sedimentos que conforman las rocas de la Formación
carbonera en la zona de Jaji Estado Mérida.
CONCLUSIONES
El análisis de minerales pesados permite determinar la litología en la
identificación y correlación de unidades sedimentarias. Así como ofrece
información acerca de la localización de la fuente de origen de los sedimentos
de las diferentes unidades estratigraficas y de las condiciones existentes antes,
durante y después de su ciclo de sedimentación.
Los minerales pesados son muy importantes en la determinación de la
polaridad de los estratos, en correlación con las estructuras sedimentarias,
especialmente en rizaduras simétricas y asimétricas.
Las diferencias en las asociaciones de minerales pesados puede ser debido a
la naturaleza de las rocas de origen o al grado de estabilidad de los minerales
principales y accesorios que conforman las rocas.
En el análisis de minerales pesados realizado en el laboratorio se pudo
determinar que la gran mayoría de los minerales encontrados poseían alto
contenido de hierro.
La posible fuente de aporte de sedimentos de la formación carbonera
corresponde a depósitos de rocas sedimentarios la cual se encuentra cerca al
sitio de acumulación de los sedimentos debido al poco transporte sufrido por
los mismos.
El análisis de minerales pesados resulta mucho más efectivo en depósitos
cuaternarios, mientras que en rocas ya consolidadas resulta más difícil debido
a la diagenesis y a la presión litostatica sufridas por las rocas.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
-CORRALES, INMACULADA (1977). Estratigrafia.
Editorial Rueda
Madrid – España, pp 78
- FEO CODECIDO, G (1960). Técnica para el estudio de los minerales pesados
y su aplicación a la Estratigrafía en Venezuela. Compañía Shell de Venezuela,
Caracas pp 5-24.
-GUERRERO, OMAR. Practicas de Sedimentología. Universidad de los Andes,
Mérida – Venezuela. Practica de minerales pesados
-ANDREW C, MORTON. Sedimentary geology
processes controling the compsition of heavy mineral assemblages in
sandstones.
Volumen 124 Nros 1 – 4
CLEMENTE, GONZALEZ DE JUANA, (1980) Geologia de Venezuela y sus
cuencas petrolíferas
Foninves, Caracas, 820 p.p.
