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Camas rojas

Red Butte, Gargantas de Selja , Túnez Cathedral Rock, cerca de Sedona, formada por capas rojas del Pérmico. Los estratos rojos de la Formación Spearfish del Pérmico-Triásico rod...

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Red Butte, Gargantas de Selja , Túnez
Cathedral Rock, cerca de Sedona, formada por capas rojas del Pérmico.
Los estratos rojos de la Formación Spearfish del Pérmico-Triásico rodean el Monumento Nacional Devils Tower .

Las capas rojas (o estratos rojos ) son rocas sedimentarias , generalmente compuestas de arenisca , limolita y lutita , que presentan un color predominantemente rojo debido a la presencia de óxidos férricos . Con frecuencia, estos estratos sedimentarios de color rojo contienen localmente finas capas de conglomerado , marga , caliza o alguna combinación de estas rocas sedimentarias. Los óxidos férricos, responsables del color rojo de las capas rojas, suelen aparecer como un recubrimiento sobre los granos de sedimentos que las componen. Ejemplos clásicos de capas rojas son los estratos del Pérmico y el Triásico del oeste de Estados Unidos y la facies de arenisca roja antigua del Devónico en Europa. [ 1 ] [ 2 ]

lechos rojos primarios

Los estratos rojos primarios pueden formarse por la erosión y redeposición de suelos rojos o estratos rojos más antiguos, [ 3 ] pero un problema fundamental de esta hipótesis es la relativa escasez de sedimentos fuente de color rojo de edad adecuada cerca de un área de sedimentos de estratos rojos en Cheshire , Inglaterra. Los estratos rojos primarios también pueden formarse por enrojecimiento in situ ( diagenético temprano) del sedimento por la deshidratación de hidróxidos férricos de color marrón o grisáceo. Estos hidróxidos férricos comúnmente incluyen goetita (FeO-OH) y el llamado "hidróxido férrico amorfo" o limonita . Gran parte de este material puede ser el mineral ferrihidrita ( Fe₂O₃H₂O ) . [ 4 ]

Se ha descubierto que este proceso de deshidratación o "envejecimiento" está íntimamente asociado con la pedogénesis en llanuras aluviales y ambientes desérticos . La goetita (hidróxido férrico) es normalmente inestable en relación con la hematita y, en ausencia de agua o a temperaturas elevadas, se deshidrata fácilmente según la reacción: [ 5 ]

2FeOOH (goetita) → Fe 2 O 3 (hematita) +H 2 O

La energía libre de Gibbs (G) para la reacción goetita → hematita (a 250  °C) es de −2,76 kJ/mol y G se vuelve cada vez más negativa con un menor tamaño de partícula. Por lo tanto, los hidróxidos férricos detríticos, incluyendo la goetita y la ferrihidrita, se transformarán espontáneamente en pigmento de hematita de color rojo con el tiempo. Este proceso no solo explica el enrojecimiento progresivo del aluvión, sino también el hecho de que las arenas de dunas desérticas más antiguas estén más intensamente enrojecidas que sus equivalentes más jóvenes. [ 6 ]

lechos rojos diagenéticos

Las capas rojas pueden formarse durante la diagénesis . La clave de este mecanismo es la alteración intraestratificada de silicatos ferromagnesianos por aguas subterráneas oxigenadas durante el enterramiento. Los estudios de Walker muestran que la hidrólisis de la hornblenda y otros detritos que contienen hierro sigue la serie de disolución de Goldich . Esto está controlado por la energía libre de Gibbs de la reacción particular. Por ejemplo, el material que se altera más fácilmente sería el olivino : p. ej.

Fe₂SiO₄ (fayalita) + O₂ → Fe₂O₃ ( hematita ) + SiO₂ ( cuarzo ) con E = −27,53 kJ/ mol

Una característica clave de este proceso, ejemplificada por la reacción, es la producción de una serie de subproductos que precipitan como fases autigénicas . Estos incluyen arcillas de capas mixtas ( ilita - montmorillonita ), cuarzo , feldespato potásico y carbonatos , así como los óxidos férricos pigmentarios . El enrojecimiento progresa a medida que la alteración diagenética se vuelve más avanzada, por lo que se trata de un mecanismo dependiente del tiempo. Otra implicación es que este tipo de enrojecimiento no es específico de un ambiente deposicional particular . Sin embargo, las condiciones favorables para la formación de capas rojas diagenéticas, es decir, un potencial redox positivo y un pH neutro-alcalino, se encuentran con mayor frecuencia en áreas cálidas y semiáridas, y por eso las capas rojas se asocian tradicionalmente con dichos climas. [ 7 ] [ 8 ]

Lechos rojos secundarios

Las capas rojas secundarias se caracterizan por una zonación de color irregular, a menudo relacionada con perfiles de meteorización subdiscordantes . Los límites de color pueden atravesar contactos litológicos y mostrar un enrojecimiento más intenso adyacente a las discordancias. Las fases de enrojecimiento secundario podrían superponerse a capas rojas primarias formadas anteriormente en el Carbonífero del sur del Mar del Norte . [ 9 ] La alteración postdiagenética puede tener lugar a través de reacciones como la oxidación de la pirita :

3O₂ + 4FeS₂ → Fe₂O₃ ( hematita ) + 8S E = −789 kJ/mol

y oxidación de siderita :

O₂ + 4FeCO₃ → 2Fe₂O₃ ( hematita ) + 4CO₂ E = −346 kJ/mol

Las capas rojas secundarias formadas de esta manera son un excelente ejemplo de telodiagénesis . Están vinculadas al levantamiento , la erosión y la meteorización superficial de sedimentos previamente depositados y requieren condiciones similares a las de las capas rojas primarias y diagenéticas para su formación. [ 10 ]

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Véase también

Referencias

  1. ↑ Diccionario de términos mineros, minerales y afines (2.ª  ed.). Alexandria, Virginia: American Geological Institute en colaboración con la Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc. 1997. ISBN 0-922152-36-5. Consultado el 8 de noviembre de 2020 .
  2. ↑ Neuendorf, KKE; Mehl, JP Jr.; Jackson, JA, eds. (2005). Glosario de Geología (5.ª ed.). Alexandria, Virginia: Instituto Geológico Americano. ISBN  0-922152-76-4.
  3. ↑ Krynine, PD (1950). "Petrología, estratigrafía y origen de las rocas sedimentarias del Triásico de Connecticut". Boletín del Servicio Geológico y de Historia Natural de Connecticut . 73 .
  4. ↑ Van Houten, Franklyn B. (mayo de 1973). "Origen de los estratos rojos: una revisión - 1961-1972". Annual Review of Earth and Planetary Sciences . 1 (1): 39– 61. Bibcode : 1973AREPS...1...39V . doi : 10.1146/annurev.ea.01.050173.000351 .
  5. ↑ Berner, Robert A. (febrero de 1969). "Estabilidad de la goetita y el origen de las capas rojas". Geochimica et Cosmochimica Acta . 33 (2): 267– 273. Bibcode : 1969GeCoA..33..267B . doi : 10.1016/0016-7037(69)90143-4 .
  6. ↑ Langmuir, D. (1 de septiembre de 1971). "Efecto del tamaño de partícula en la reacción goetita = hematita + agua" . American Journal of Science . 271 (2): 147– 156. Bibcode : 1971AmJS..271..147L . doi : 10.2475/ajs.271.2.147 .
  7. ↑ Walker, Theodore R. (1967). "Formación de capas rojas en desiertos modernos y antiguos". Boletín de la Sociedad Geológica de América . 78 (3): 353. doi : 10.1130/0016-7606(1967)78 [ 353:FORBIM ] 2.0.CO ; 2 .
  8. ↑ Walker, Theodore R.; Waugh, Brian; Grone, Anthony J. (1 de enero de 1978). "Diagénesis en aluvión desértico de primer ciclo de edad cenozoica, suroeste de Estados Unidos y noroeste de México". Boletín de la GSA . 89 (1): 19– 32. Bibcode : 1978GSAB...89...19W . doi : 10.1130/0016-7606(1978)89 < 19:DIFDAO > 2.0.CO ; 2 .
  9. ↑ Johnson, SA; Glover, BW; Turner, P. (julio de 1997). "Eventos de enrojecimiento y meteorización multifásicos en capas rojas del Carbonífero Superior de las Midlands Occidentales Inglesas". Journal of the Geological Society . 154 (4): 735– 745. Bibcode : 1997JGSoc.154..735J . doi : 10.1144/gsjgs.154.4.0735 . S2CID 129359697 . 
  10. ↑ Mücke, Arno (1994). «Capítulo 11, Parte I. Ferruginización postdiagenética de rocas sedimentarias (areniscas, limonitas oolíticas, caolines y bauxitas) — Incluye un estudio comparativo del enrojecimiento de capas rojas». Developments in Sedimentology . 51 : 361–395 . doi : 10.1016/S0070-4571(08)70444-8 . ISBN 9780444885173.
  • Imágenes de estratos rojos del Pérmico-Triásico en el cañón de Palo Duro.