Chacón Baca, Elizabeth

Cienfuegos, Edith

Girón, Patricia

Morales Puente, Pedro

Rodríguez Díaz, Augusto Antonio

Rodríguez Ramírez, Ricardo

Repositorio Academico Digital UANL

XXV Congreso Nacional de Geoquímica; Octubre 12-16, 2015, Linares, N.L.     124 SESIÓN BIOGEOQUÍMICA / 16.10.2015  [BG01]  ANÁLISIS GEOQUÍMICO PRELIMINAR DEL PEDERNAL DE HUEPAC  Elizabeth Chacón B.1, Augusto A. Rodríguez-Díaz2, Ricardo Rodríguez-Ramírez1, Patricia Girón3,  Edith Cienfuegos3, Pedro Morales-Puente3  1Facultad de Ciencias de la Tierra, Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL), Exhacienda de Guadalupe, Carretera Cerro Prieto Km 8, Linares, Nuevo León 67700 México E-mail: baicala2012@gmail.com  2 Instituto de Geofísica, Circuito de la Investigación Científica, UNAM, México D.F. 04510 México  3Instituto de Geología, Circuito de la Investigación Científica, UNAM, México D. F. 04510 México  El pedernal es una roca sedimentaria no porosa de SiO2 que generalmente tiene una textura de grano fino (sílice amorfo y/o cuarzo microcristalino presumiblemente derivado de la recristalización de sílice amorfo). Los pedernales tienen una amplia distribución en el registro sedimentario y se distribuyen espacial y temporalmente bajo diversas condiciones ambientales. Una variedad de sílice es el sílice opalino, que puede derivar de la precipitación de cenizas volcánicas, de la precipitación de manantiales hidrotermales y mucho más comúnmente a partir de microorganismos protistas como diatomeas, radiolarios y silicoflagelados. Los pedernales pueden encontrarse en forma de estratos o en nódulos y lentes en secuencias diversas. En general, el pedernal en nódulos es mucho más frecuente en secuencias fanerozoicas, mientras que el estratificado es característico de formaciones precámbricas. Entre los pedernales, aquéllos asociados a estromatolitos tienen una gran relevancia paleontológica porque generalmente preservan los microorganismos constructores de estromatolitos. El pedernal que reemplaza ciertas zonas de carbonatos microbianos generalmente preserva información detallada de la estructura tridimensional de diversos microfósiles, por lo que representa una gran ventaja para la interpretación paleoambiental. Sin embargo, no siempre es fácil determinar el origen del pedernal, por lo que además del análisis petrográfico, el análisis o la caracterización geoquímica es de gran utilidad para investigar el origen del pedernal. De hecho hay trabajos que pueden ayudar a revelar la compleja historia diagenética del origen del pedernal (Böstrom et al., 1983; Adachi et al., 1986; Yamamoto, 1987; Murray, 1992; Jun et al., 2000) que son de gran ayuda en la discriminación de pedernales, especialmente para aquéllos casos en los que existe un probable origen abiótico paralelamente con cierta de sílice de origen biológico. Tal es el caso del pedernal cretácico de la localidad de Huepac.  El área de estudio comprende la secuencia vulcanosedimentaria de la Formación Tarahumara que tiene una edad Cretácica (70 Ma) y corresponde a un ambiente somero de origen continental, según los estudios previos (Chacón, 2002), aunque siempre la fuente de sílice ha permanecido como una pregunta abierta. En esta localidad se han observado que algunos estromatolitos domales han sido reemplazados de forma muy puntual por pedernal sinsedimentario con una gran variedad de microfósiles, especialmente diatomeas y cianobacterias  preservados en 3ª dimensión por silicificación. La formación Tarahumara está compuesta de una sucesión heterogénea de rocas incluyendo derrames andesíticos, brechas volcánicas, tufas, areniscas y calizas, muchas de ellas son estromatolitos entre los cuales alternan en horizontes con pedernal negro (Figura 1). Estudios recientes sobre la composición química de muestras de pedernales también sugieren un origen abiótico para el pedernal de Huepac (Rodríguez-Ramírez, 2011). Este trabajo presenta una caracterización más detallada del pedernal de Huepac asociado a los XXV Congreso Nacional de Geoquímica; Octubre 12-16, 2015, Linares, N.L.     125 estromatolitos cretácicos, incluyendo los sus valores de isótopos estables de carbono y oxígeno así como sus implicaciones paleoambientales. La metodología llevada a cabo en este trabajo incluye el análisis petrográfico de más de 40 láminas delgadas bajo luz polarizada y luz normal utiliando un Microscopio Olympus Olympus BH-2. Adicionalmente las láminas petrográficas de muestras seleccionadas se examinaron utilizando un SEM-Hitachi 4700-II con condiciones de operación de voltaje de 5-15 kV y con una corriente de 20nA y un rayo de 1 µm de diámetro. Otro grupo de muestras representativas de pedernal se analizó para determinar los isótopos estables de carbono y oxígeno siguiendo los protocolos estándares del laboratorio de Geoquímica del Instituto de Geología, UNAM publicados en  trabajos previos.                       Figura 1. (A) Localidad de Huepac. (B) Estromatolitos domales y (C) el pedernal asociado. (D-E) Diferentes tipos de microfósiles preservados en el pedernal de Huepac.   Los resultados del análisis de éste pedernal indican que en Huepac hay dos tipos de pedernal: hay horizontes de pedernal estratificado y otro tipo de pedernal asociado a los estromatolitos domales que ocurre en forma de nódulos que es lateralmente discontinuo estratos en por lo menos dos estratos. El pedernal estratificado tiene un grosor promedio que varía de 65 cm a más de 1 m, a diferencia de pedernal nodular que ocurre puntualmente en la calizas estromatolíticas y que varía en diámetro entre unos cuantos centímetros hasta cerca de 10 cm. Los lentes de pedernal son irregulares y en láminas petrográficamente exhiben texturas finas caracterizada por peloides y materia orgánica particulada que forma agregados esféricos frecuentemente asociada a calcedonia fibrosa. En lámina delgada el pedernal presenta una coloración variable que varía de oscura y negra a café, café claro, ámbar y hasta tonalidades amarillas  y texturas que varían entre una matriz criptocristalina hasta pedernal altamente alterado con texturas muy heterogéneas entre las que destacan parches heterogéneos de materia orgánica; las áreas más fosilíferas se correlacionan con la presencia de materia orgánica y calcedonia.     XXV Congreso Nacional de Geoquímica; Octubre 12-16, 2015, Linares, N.L.     126 En este análisis preliminar se han seguido algunos de los criterios delineados por Peng et al. (2000) para la caracterización geoquímica. El pedernal de Huepac exhibe un amplio rango de contenido de SiO2, que varían desde 12.78 hasta 93 (Tabla I). En general, los pedernales analizados ostentan bajos contenidos de TiO2 (0 hasta 0.04), Al2O3 (de 0.27 a 2.66), Na2O (de 0.01 a 0.25), y P2O5 (de 0 a 0.26).   Tabla 1. Composición química (%wt.) de estromaltolitos silicificados y su pedernal asociado de la localidad de la Formación Tarahumara. LOI: Loss on ignition. Muestra Descripción SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 t MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 LOI Total R23-1 pedernal 70.01 0.04 1.16 0.33 0.09 0.15 16.19 0.03 0.32 0.06 12.40 100.78 R23 pedernal 66.80 0.03 2.26 1.06 0.11 0.32 15.81 0.06 0.33 0.07 13.79 100.63 R24 pedernal 73.54 0.03 1.65 1.08 0.13 4.61 7.75 0.00 0.14 0.09 11.43 100.44 R25 pedernal 93.55 0.00 1.13 1.28 0.02 0.55 2.19 0.03 0.03 0.00   2.61 101.38 R26 pedernal 93.13 0.00 1.12 1.24 0.02 0.64 2.52 0.03 0.04 0.00   2.03 100.78 R50A pedernal 75.84 0.01 0.27 1.40 0.20 4.13 8.19 0.01 0.07 0.03 10.70 100.86 R50B pedernal 82.81 0.02 0.63 0.95 0.13 1.91 6.72 0.03 0.12 0.02   7.20 100.54 R25A Pedernal fosilífero 32.29 0.04 1.26 1.90 0.21 12.56 20.38 0.03 0.39 0.26 30.60  99.91 R25B Pedernal fosilífero 37.12 0.03 1.41 1.83 0.27 11.42 17.43 0.01 0.19 0.20 28.90  98.80 R3 Estromatolito silicificado (CaCO3)  15.30 0.04 2.34 0.63 0.08 6.97 38.47 0.25 0.37 0.03 36.21 100.68 R8 Estromatolito silicificado (CaCO3) 17.86 0.07 2.64 1.10 0.06 16.25 24.44 0.24 0.45 0.06 37.49 100.64 R10 Estromatolito silicificado (CaCO3) 12.78 0.03 1.78 0.80 0.08 17.35 27.71 0.03 0.04 0.03 39.61 100.23 WSC22(a) Metachert 88.98 0.06 1.63 3.15 0.54 1.23 1.25 0.67 0.48 0.37 0.78   99.14 WSC32(a) Metachert 92.78 0.04 1.78 2.65 0.42 0.87 0.34 0.42 0.24 0.23 0.54 100.31 WSC20(a) Metachert 90.34 0.08 1.72 2.98 0.45 1.10 1.34 0.56 0.49 0.26 0.63   99.95 BTC10(a) Metachert 91.67 0.05 1.73 2.84 0.46 0.98 0.67 0.48 0.39 0.23 0.63 100.13 BTC15(a) Metachert 85.78 0.10 1.48 3.47 0.59 1.78 1.89 1.23 0.89 0.44 0.82   98.47 BTC21(a) Metachert 93.67 0.03 1.82 2.52 0.41 0.62 0.47 0.06 0.04 0.24 0.34 100.22 Jasperite(b) Jasperita 92.20 0.00 0.13 4.00 0.29 0.02 1.80 0.03 0.07 0.02 -   98.56 Tokoro(e) Pedernal 93.67 0.08 1.77 2.52 0.41 0.62 0.47 0.06 0.04 0.44 - 100.08 DSDP  Leg 32(d) Pedernal 94.08 0.05 0.52 2.53 0.43 0.33 0.35 0.51 0.28 0.15 -   99.23 Monterrey Fm1(e) Cuarzo del pedernal 95.60 0.07 0.54 0.46 - 0.88 1.32 0.91 0.15 0.11 - 100.04 Monterrey Fm2(e) Cuarzo del pedernal 99.40 0.03 0.04 - - - 0.18 0.31 0.03 0.03 - 100.02    La deficiencia relativa en TiO2 y Al2O3 son importantes indicadores de pedernales hidrotermales, ya que reflejan que el sílice deriva de aguas submarinas hidrotermales. En la Tabla 1 también se enlistan la composición química de pedernales de otras localidades para comparación: pedernales hidrotermales de la localidad de terreno Franciscano en California, U . S. A. , la localidad de Shimanto en Japón ( Yamamoto, 1987) , DSDP Leg 32 (Deep Sea Drilling Program) (Adachi et al., 1986) y la Cuenca Danchi del noroeste de Guangxi, China (Zhou Yongzhang, 1990). Adicionalmente, el contenido de MnO (0.02 hasta 0.27 en el pedernal fosilífero de Huepac) es inversamente proporcional al contenido de sílice y por tanto, es obvio que su contenido sea mayor en los carbonatos estromatolíticos. Bostrom et al., (1983) estableció que los pedernales de origen hidrotermal están obviamente enriquecidos en Si, Fe, Mn pero que están especialmente empobrecidos en Al, Ti, K, y Na. Estas características geoquímicas también ocurren o se cumplen en el pedernal de Huepac. Al mismo tiempo las proporciones Fe/ Ti, Al/ (Al + Fe + Mn) (Fe + Mn)/Ti son útiles para distinguir pedernales hidrotermales de depósitos marinos considerando el hecho de que los sedimentos marinos de origen hidrotermal contienen XXV Congreso Nacional de Geoquímica; Octubre 12-16, 2015, Linares, N.L.     127 concentraciones altas de Fe y Mn, lo cual contrasta con los valores de Fe y Mn en sedimentos normales no hidrotermales. Por otra parte también se analizaron los isótopos de algunos pedernales de Huepac, tanto del pedernal con un gran contenidom en materia orgánico como de pedernales no fosilíferos (Tabla 2).   Tabla 2. Composición isotópica de pedernales de la Formación Tarahumara. No. Muestra Composición Color y Textura δ 13C δ 13Cstd δ 18O δ 18Ostd R-450 SiO2 Negro no fosilífero 0.40 0.016 -5.39 0.012 R-350 SiO2 Negro  no fosilífero 0.70 0.019 -5.01 0.032 R-200 SiO2 Negro 0.14 0.010 -5.44 0.020 R-140 SiO2 Negro lustroso 0.39 0.021 -5.27 0.023   Muy negro 0.39 0.010 -5.27 0.021 R-estrom1 CaCO3 Café laminado -0.59 0.041 -7.49 0.040 R-estrom2 CaCO3 Café laminado -0.51 0.014 -3.69 0.021  La intrusión de sílice en los laminación estromatolítica aunque puede haber reemplazado la microfábrica original remplazando al carbonato en algunos puntos. Los valores y el análisis cuantitativo de estoscaracterización geoquímica muestran que dichos elelmntos se suplieron no dentro de la solución hidrotermal sino en la fracción detrítica deruvada de rocas volcánicas (Murray, 1994). Además de microfósiles de cianobacterias el pedernal muestra la preservación de espículas y de diatomeas embebidas en una matriz de cuarzo microcristalino. El examen oor SEM reveló relictos de carbonato como roca huésped además de un rico contenido en arcillas en forma de placas pequeñas tabulares de Si, Al, Mg y ±Fe, por lo que pueden interpretarse como esmectitas.  Los análisis geoquímicos de este trabajo son congruentes con los demás estudios previos de cartografía, petrografía y biosedimentológicos que sugieren un origen no biológico para el pedernal de Huepac, aunque si hay cierta influencia biogénica y algunos valores isotópicos se sobrelapan.    REFERENCIAS Adachi, M., Yamamoto, K., Sugisaki, R. 1986. Hydrothermal Chert and Associated and Siliceous Rocks from the Northern Pacific: Their Geological Significance as Indication of Ocean Ridge Activity. Sedimentary Geology 47, 125-148. Böstrom, K. 1983. Genesis of ferromanganese deposits-diagnostic criteria for recent and old deposits. En: Rona, P.A. et al. (eds), Hydrothermal processes at seafloor spreading centers: New York, Plenum Press, p. 473-483. 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Análisis geoquímico preliminar del Pedernal de Huepac

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