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Radiolarita

Afloramiento de sílex radiolario franciscano en San Francisco, California. Afloramiento de sílex radiolario cerca de Cambria, California . Los estratos individuales varían de ap...

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Afloramiento de sílex radiolario franciscano en San Francisco, California.
Afloramiento de sílex radiolario cerca de Cambria, California . Los estratos individuales varían de aproximadamente 2 a 5 cm de espesor.
Radiolarita ( Jurásico ) de los Alpes .

La radiolarita es una roca sedimentaria silícea , relativamente dura, de grano fino, similar al sílex y homogénea, compuesta predominantemente por restos microscópicos de radiolarios . Este término también se usa para referirse a lodos radiolarios endurecidos y, a veces, como sinónimo de tierra radiolarítica. Sin embargo, los geocientíficos suelen considerar la tierra radiolarítica como el equivalente no consolidado de la radiolarita. El sílex radiolarítico es una radiolarita microcristalina bien estratificada que posee un cemento silíceo o matriz bien desarrollada. [ 1 ]

Mineralogía y petrología

Las radiolaritas son rocas sedimentarias biogénicas, marinas y finamente estratificadas. Estas capas revelan una alternancia de granos de mica clástica , caparazones de radiolarios, carbonatos y pigmentos orgánicos . Los minerales arcillosos no suelen ser abundantes. Las radiolaritas depositadas a profundidades relativamente someras pueden intercalarse con capas de carbonato. Sin embargo, lo más frecuente es que las radiolaritas sean sedimentos pelágicos de aguas profundas.

Las radiolaritas son rocas muy frágiles y difíciles de partir. Se rompen concoidalmente, dejando bordes afilados. Durante la erosión, se descomponen en pequeños fragmentos rectangulares. Sus colores varían desde el claro (blanquecino) hasta el oscuro (negro), pasando por tonalidades rojas, verdes y marrones.

Los radiolaritos se componen principalmente de caparazones y fragmentos de radiolarios. El material esquelético consiste en sílice amorfa ( ópalo A ). Los radiolarios son protistas marinos planctónicos con un esqueleto interno. Su tamaño oscila entre 0,1 y 0,5 milímetros. Entre sus principales órdenes se pueden distinguir albaillellaria , ectinaria , los espumelarios esféricos y los nassellarios con forma de capucha .

Sedimentación

Según Takahashi (1983), los radiolarios permanecen de 2 a 6 semanas en la zona eufótica (capa superficial productiva hasta los 200 metros de profundidad) antes de comenzar a hundirse. [ 2 ] Su descenso a través de 5000 metros de agua oceánica puede durar desde dos semanas hasta 14 meses. [ 3 ]

En cuanto el protista muere y comienza a descomponerse, la disolución de sílice afecta a su esqueleto. La disolución de sílice en los océanos sigue una relación temperatura/profundidad y es más efectiva en los primeros 750 metros de la columna de agua ; a mayor profundidad, disminuye rápidamente. Al alcanzar la interfaz sedimento/agua, la disolución aumenta drásticamente de nuevo. Varios centímetros por debajo de esta interfaz, la disolución continúa también dentro del sedimento, pero a un ritmo mucho menor.

De hecho, es asombroso que sobrevivan algunas conchas de radiolarios . Se estima que apenas se conserva un uno por ciento del material esquelético original en los sedimentos de radiolarios. Según Dunbar y Berger (1981) [ 4 ] , incluso esta mínima conservación del uno por ciento se debe simplemente a que los radiolarios forman colonias y a que ocasionalmente se incrustan en bolitas fecales y otros agregados orgánicos. Las envolturas orgánicas actúan como protección para las conchas (Casey et al. 1979) y las salvan de la disolución, pero, por supuesto, aceleran el tiempo de hundimiento en un factor de 10.

Tasas de diagénesis, compactación y sedimentación

Caliza de afilar procedente de los Alpes de Ammergau , Alta Baviera , con restos de radiolarios redondeados ( lámina delgada ). El efecto abrasivo de las piedras de afilar se debe a la distribución uniforme de los duros esqueletos de radiolarios en la blanda matriz de caliza.

Tras la deposición, los procesos diagenéticos comienzan a afectar al sedimento recién depositado. Los esqueletos de sílice se erosionan y el ópalo A original comienza a transformarse lentamente en ópalo CT (ópalo con cristalitos de cristobalita y tridimita ). Con el aumento de la temperatura y la presión, la transformación progresa hacia la calcedonia y, finalmente, a cuarzo criptocristalino estable . Estos cambios de fase van acompañados de una disminución de la porosidad del lodo, que se manifiesta como una compactación del sedimento.

La compactación de las radiolaritas depende de su composición química y se correlaciona positivamente con el contenido original de SiO₂ . El factor de compactación varía generalmente entre 3,2 y 5, lo que significa que 1 metro de sedimento consolidado equivale a 3,2 a 5 metros de lodo. Las radiolaritas alpinas del Jurásico Superior, por ejemplo, muestran tasas de sedimentación de 7 a 15,5 metros/millón de años (o 0,007 a 0,0155 milímetros/año), que después de la compactación equivalen a 2,2 a 3,1 metros/millón de años. En comparación, las radiolaritas de las montañas del Pindo en Grecia arrojan un valor comparable de 1,8 a 2,0 metros/millón de años, mientras que las radiolaritas de los Alpes Orientales tienen una tasa de sedimentación bastante pequeña de 0,71 metros/millón de años. [ 5 ] Según Iljima et al. En 1978, las radiolaritas del Triásico del centro de Japón revelaron una tasa de sedimentación excepcionalmente alta de 27 a 34 metros/millón de años. [ 6 ]

Los lodos de radiolarios no consolidados recientes tienen tasas de sedimentación de 1 a 5 metros/millón de años. [ 7 ] En los lodos de radiolarios depositados en el Atlántico oriental ecuatorial se han medido 11,5 metros/millón de años. En áreas de afloramiento como frente a la costa peruana se han reportado valores extremadamente altos de 100 metros/millón de años .

Profundidad de la deposición

Ya no se puede afirmar que los radiolarios se depositan exclusivamente en condiciones pelágicas (de aguas profundas). Se han encontrado capas ricas en radiolarios en calizas de aguas someras , como la caliza de Solnhofen y la Formación Werkkalk de Baviera . Lo que parece ser importante para la preservación de los lodos de radiolarios es que se depositan muy por debajo de la base de las olas de tormenta y por debajo de los chorros de las corrientes superficiales erosivas.

Es muy probable que los radiolaritos sin carbonatos se hayan sedimentado por debajo de la profundidad de compensación de carbonatos (CCD). Cabe señalar que, debido a las fluctuaciones en las concentraciones atmosféricas de CO₂, la CCD no ha permanecido constante en el pasado geológico y también depende de la latitud . Actualmente, la CCD alcanza una profundidad máxima de unos 5000 metros cerca del ecuador , mientras que en el Pacífico Norte puede llegar a ser tan superficial como 4200 metros. [ 8 ]

Bandas y cintas

La característica disposición en bandas y capas en forma de cinta que se observa a menudo en las radiolaritas se debe principalmente a la variación en el aporte de sedimentos, que se ve potenciada secundariamente por los efectos diagenéticos. En el sistema simple de dos componentes arcilla/sílice con un aporte constante de arcilla, las floraciones de radiolarios que cambian rítmicamente son responsables de la creación de una intercalación de arcilla y sílex. Estas diferencias puramente sedimentarias se acentúan durante la diagénesis a medida que la sílice abandona las capas arcillosas y migra hacia los horizontes ricos en ópalo. Se dan dos situaciones: con un alto aporte de sílice y una sedimentación constante de arcilla de fondo, se forman gruesas capas de sílex. Por otro lado, cuando el aporte de sílice es constante y la señal de arcilla varía rítmicamente, se acumulan bandas de arcilla bastante gruesas interrumpidas por finas bandas de sílex. Al añadir carbonatos como tercer componente, se pueden crear sucesiones complejas, ya que la sílice no solo es incompatible con las arcillas, sino también con los carbonatos. Durante la diagénesis, la sílice dentro de las capas ricas en carbonatos comienza a comprimirse y coagularse en cintas, nódulos y otras concreciones irregulares. El resultado son relaciones de estratificación complejas que dependen de la proporción inicial de arcilla/sílice/carbonato y de las variaciones temporales de los componentes individuales durante la sedimentación.

Ocurrencia en el tiempo y el espacio

Paleozoico

Lidita silúrica de Sajonia , cerca de Nossen ( Montañas de pizarra Nossen-Wilsdruff )

Los radiolaritos más antiguos conocidos provienen del Cámbrico Superior de Kazajistán . [ 9 ] El lodo radiolario se sedimentó aquí durante un período de 15 millones de años hasta el Ordovícico Inferior . Los sedimentos de aguas profundas se depositaron cerca del paleoecuador y están asociados con restos de corteza oceánica . La datación se ha realizado con conodontos . En secciones más ricas en cal se identificaron cuatro asociaciones faunísticas de radiolaritos. La fauna más antigua, bastante empobrecida , data del segundo piso del Ordovícico (Arenigiense). La fauna más joven consta ya de 15 taxones diferentes y pertenece al quinto piso (Caradociano Inferior). [ 10 ]

Durante el Ordovícico Medio ( Darriwiliense Superior ), se formaron radiolaritas cerca de Ballantrae, en Escocia . Allí, los sílex radiolariformes recubren espilitas y rocas volcánicas. También se encuentran radiolaritas en las cercanas Tierras Altas del Sur , donde están asociadas con lavas almohadilladas .

A los radiolaritos escoceses les siguen depósitos en Terranova del Ordovícico Medio y Superior. El sílex rojo de Strong Island, por ejemplo, se asienta sobre ofiolitas .

En el límite Silúrico / Devónico , se desarrollaron sílex negros (llamados localmente liditas o pizarras de sílex ) a partir de radiolarios, principalmente en la región del Bosque de Franconia y en Vogtland , en Alemania .

De gran importancia son las novaculitas de Arkansas , Oklahoma y Texas , depositadas al final del Devónico. Estas novaculitas son sílex de color blanco lechoso, de estratificación fina y gran dureza; sufrieron un metamorfismo de bajo grado durante la orogenia de Ouachita . Su mineralogía consiste en microcuarzo con un tamaño de grano de 5 a 35  μm. El microcuarzo proviene de las escleras de las esponjas y de los caparazones de los radiolarios.

Durante el Misisípico, se sedimentaron liditas negras en el Macizo Renano en Alemania. [ 11 ] El Pérmico Inferior de Sicilia alberga radiolaritas en olistolitos de caliza , [ 12 ] en el mismo período se han reportado radiolaritas del noroeste de Turquía ( complejo Karakaya de los Póntides ). Las radiolaritas de la Zona de Filita de Creta datan del Pérmico Medio . [ 13 ] Las radiolaritas de los mantos de Hawasina en Omán cerraron el final del Pérmico. [ 14 ] Hacia el final del Paleozoico , también se formaron radiolaritas a lo largo del margen sur de Laurasia cerca de Mashad en Irán . [ 15 ]

mesozoico

Durante el Triásico ( Noriense superior y Rhaetiense ) se depositan calizas laminares y silíceas en la región de Tetis , un ejemplo de ello es el Hornsteinplattenkalk de la Formación Frauenkogel en los Karawanks meridionales de Austria . [ 16 ] Están compuestas por sílex y micritas intercalados separados por superficies de estratificación irregulares y no planas. Los horizontes silíceos se originaron a partir de capas de caliza ricas en radiolarios que posteriormente sufrieron silicificación. Sedimentos similares en Grecia incorporan capas con turbiditas calcáreas . En horsts locales y más arriba en la pendiente, estos sedimentos experimentan un cambio de facies a calizas rojas, ricas en radiolarios y portadoras de amonites. [ 17 ] En el centro de Japón, radiolaritas ricas en arcilla se depositaron como sílex estratificados en el Triásico superior. Su ambiente deposicional era un mar marginal poco profundo con tasas de acumulación bastante altas de 30 metros/millón de años. Además de los radiolarios, las espículas de esponja son muy prominentes en estos sedimentos. [ 6 ]

Desde el Bajociano Superior ( Jurásico Medio ) en adelante, se acumularon radiolaritas en los Alpes . El inicio de la sedimentación fue diacrónico , pero su final, en el Titoniense Inferior, fue bastante abrupto. Estas radiolaritas alpinas pertenecen al Grupo de Radiolaritas de Ruhpolding ( RRG ) y se encuentran en los Alpes Calcáreos Septentrionales y en los Peninos de Francia y Suiza ( Graubünden ). Asociadas a ellas se encuentran las radiolaritas de Córcega . Las radiolaritas de los Apeninos Ligures aparecen algo más tarde, hacia finales del Jurásico.

Desde el Jurásico Medio en adelante, también se formaron radiolaritas en el dominio del Pacífico a lo largo de la costa oeste de Norteamérica , un ejemplo de ello es el complejo Franciscano . Las radiolaritas de la Secuencia del Gran Valle son más jóvenes y datan del Jurásico Superior.

Los radiolaritos de California tienen un paralelismo con la sedimentación de radiolaritos en el Pacífico occidental ecuatorial al este de la Fosa de las Marianas . La acumulación de lodo radiolario en la corteza oceánica jurásica fue continua aquí desde el Calloviense en adelante y duró hasta el final del Valanginiense . [ 18 ]

Mookaite de la cordillera Kennedy , cerca de Gascoyne Junction, Australia Occidental, forma parte de la colección permanente del Museo de los Niños de Indianápolis .

La radiolarita de Windalia es una formación del Cretácico Inferior ( Aptiense ) en Australia Occidental . La formación contiene abundantes fósiles de foraminíferos , radiolarios y nanoplancton calcáreo [ 19 ]. Localmente, la radiolarita opalina a calcedónica de colores variados se extrae y se utiliza como piedra ornamental denominada mookaíta . [ 20 ] Al mismo tiempo, se depositaron radiolaritas en Marin Headlands, cerca de San Francisco .

Se pueden encontrar radiolaritas del Cretácico Superior en las montañas Zagros y en las montañas Troodos de Chipre ( Campaniense ). Las radiolaritas del noroeste de Siria son muy similares a las de Chipre y probablemente tengan la misma edad. Se han reportado arcillas radiolarias rojas asociadas con nódulos de manganeso en Borneo , Roti , Seram y Timor Occidental . [ 21 ]

Cenozoico

Un buen ejemplo de radiolaritas cenozoicas son las arcillas radiolarias de Barbados , halladas dentro del Grupo Oceánico . Este grupo se depositó entre el Eoceno temprano y el Mioceno medio sobre corteza oceánica que actualmente se subduce bajo el arco insular de las Antillas Menores . [ 22 ] No se conocen radiolaritas más recientes, probablemente porque los lodos radiolarios más jóvenes no tuvieron tiempo suficiente para consolidarse.

Usar

La radiolarita es una roca muy dura, por lo que se utilizó ampliamente en la tecnología prehistórica y se la conoce como el "hierro del Paleolítico". Con ella se fabricaban hachas , cuchillas , taladros y raspadores . Sin embargo, los filos de estas herramientas son algo menos afilados que los del sílex . En los inicios de la costa central de California, la radiolarita también se extraía para la construcción de carreteras .

Referencias

  1. ↑ Neuendorf, KKE, JP Mehl, Jr., y JA Jackson, JA, eds. (2005) Glosario de Geología (5.ª ed.). Alexandria, Virginia, American Geological Institute. 779 págs. ISBN 0-922152-76-4
  2. ↑ Takahashi, K. y Honjo, S. (1983). Esqueletos de radiolarios: tamaño, peso, velocidad de hundimiento y tiempo de residencia en océanos pelágicos tropicales. Deep-Sea Research, 30, págs. 543–568.
  3. ↑ Takahashi, K. (1981). Flujo vertical, ecología y disolución de radiolarios en océanos tropicales: implicaciones para el ciclo de la sílice. Tesis doctoral inédita, Institución Oceanográfica Woods Hole e Instituto Tecnológico de Massachusetts.
  4. ↑ Dunbar, RB y WH Berger (1981) Flujo de gránulos fecales hacia sedimentos de fondo modernos de la cuenca de Santa Bárbara (California) basado en el atrapamiento de sedimentos, Boletín de la Sociedad Geológica de América, vol. 92, págs. 212–218
  5. ↑ Garrison, RE y Fischer, AG, 1969. Calizas y radiolaritas de aguas profundas del Jurásico Alpino. En Friedman, GM (Ed.) Ambientes deposicionales en rocas carbonatadas. Soc. Econ. Palentol. Mineral. Spec. Pübl. 14. 20
  6. 1 2 Iljima, A. et al. (1978). Origen orgánico de mar poco profundo del sílex estratificado del Triásico en el centro de Japón. J. of the Faculty of Sci., Univ. of Tokyo, Sec. 2, Vol. XIX, 5, págs. 369-400
  7. ^ De Wever, P. e I. Origlia-Devos; 1982, Datations novelles par les Radiolarites de la serie des Radiolarites sl du Pinde-Olonos, (Grecia) , CR Acad. Carolina del Sur. París., 294, pág. 399–404
  8. ↑ Berger, WH y Winterer, EL (1974). Estratigrafía de placas y la línea de carbonato fluctuante. Editores: Hsü, KJ y Jenkyns, HC, Publ. Esp. Int. Ass. Sediment. Sedimentos pelágicos: en tierra y bajo el mar , págs. 11-48.
  9. ↑ Tatiana J. Tolmacheva, Taniel Danelian y Leonid E. Popov. Evidencia de 15 millones de años de sedimentación silícea biogénica continua en aguas profundas durante los océanos del Paleozoico temprano.
  10. ^ Taniel Danelian, Leonid Popov (2003). La biodiversité des radiolaires ordoviciens: respect à partir des données nouvelles et révisées provenant du Kazakhstan. Boletín de la Société Géologique de France, 174, núm. 4, pág. 325–335, ISSN 0037-9409
  11. ^ Schwarz, A. (1928). Die Natur des culmischen Kieselschiefers. Abh. Senckenberg. naturaleza. Ges., 41, pág. 191-241
  12. ↑ Catalano, R. et al. (1991). Faunas circumpacíficas de aguas profundas del Pérmico del Tetis occidental (Sicilia, Italia): nuevas evidencias sobre la posición del Tetis pérmico. Palaeogeogr. Palaeocli. Palaeoeco., 87, págs. 75–108
  13. ^ Kozur, H. y Krahl, J. (1987). Erster Nachweis von Radiolarien im tethyalen Perm Europas. N.Jb. Geol. Palaontol. Abh., 174, pág. 357–372
  14. ↑ De Wever, P. et al. (1988). Edad pérmica de las radiolaritas de los mantos de Hawasina. Montañas de Omán. Geología, 16, págs. 912–914
  15. ↑ Ruttner, AE (1991). La zona fronteriza meridional de Laurasia en el noreste de Irán. Editores: Unión Europea de Geociencias, Estrasburgo. Terra Abstracts, 3, págs. 256-257
  16. ^ Lein, R. y col. (1995). Neue Daten zur Geologie des Karawanken-Strassentunnels. Geol. Palaontol. Guante. Innsbruck, 20, pág. 371–387
  17. ↑ Bosselini, A. y Winterer, EL (1975). Caliza pelágica y radiolarita del Mesozoico de Tetis: Un modelo genérico. Geology, 3, págs. 279–282
  18. ↑ Ogg, JG et al. (1992). 32. Historia de la sedimentación del Jurásico al Cretácico temprano en el Pacífico ecuatorial central y en los sitios 800 y 801. Actas del Programa de Perforación Oceánica, Resultados Científicos, 129
  19. ↑ D. W. Haig, et al. Microfósiles calcáreos y silíceos del Cretácico Medio de la Formación Gearle Siltstone basal, Anticlinal de Giralia, Cuenca Sur de Carnarvon, Alcheringa: An Australasian Journal of Palaeontology , Volumen 20, Número 1, 1996, páginas 41–68
  20. ↑ Mookaite en mindat.org
  21. ↑ Margolis, SV et al. (1978). Nódulos fósiles de manganeso de Timor: evidencia geoquímica y radioquímica de origen en aguas profundas. Chem. Geol., 21, págs. 185-198
  22. ↑ Speed, RC y Larue, DK (1982). Arquitectura de Barbados e implicaciones para la acreción. J. geophys. Res., 87, págs. 3633–3643
  • Sílex radiolario y basalto laminar en el Área Recreativa Nacional Golden Gate (NPS), consultado el 13 de abril de 2024.
  • Preguntas frecuentes sobre el sílex  - Servicio de Parques Nacionales
  • Fotografía de radiolarita en Córcega, Francia (texto en francés), consultada el 17 de mayo de 2009.