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Geologa y petrognesis de los prismas baslticos,Santa Mara Regla, Hgo.

Geologa y distribucin de la amazonita en los granitoides

El arrecife de coral

Edmundo Snchez Rojas, Myriam Osorio Prez

Mikhail Ostrooumov

Roger Mauvois

Normas EditorialesLa Revista geoCiencia SGM es una publicacin cuatrimestral del Servicio Geolgico Mexicano, que tiene por objetivo difundir trabajos cientficos y de aplicacin originales afines a las Ciencias de la Tierra. Estos trabajos sern revisados por tres rbitros de reconocido prestigio, especialistas en la materia.Servicio Geolgico Mexicano

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Prismas BaslticosSubdireccin de Investigacin1, Servicio Geolgico Mexicano *[email protected]

Geologa y petrognesis de losSanta Mara Regla, Hgo.Edmundo Snchez Rojas1*, Myriam Osorio Prez1

RESUMEN

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L

os prismas baslticos de Santa Mara Regla se localizan en el centro oriente del estado de Hidalgo, dentro del

Municipio de Huasca de Ocampo en el extremo oriental de la Faja Volcnica Transmexicana.

Las rocas que predominan en la regin son de composicin variable desde andesita y riolita a basalto producto de actividad volcnica pliocnica, en forma de derrames, depsitos de flujo y escombros. Hacia el pliocuaternario se depositan rocas ms bsicas asociadas a conos de escoria y flujos en los que desarrollan las estructuras prismticas. Se colectaron dos muestras en diferentes niveles aflorantes en la margen austral del Ro Tulancingo, para determinar su edad por el mtodo K-Ar. De su anlisis se desprende que la edad del derrame que gener la prismatizacin es de 2.58 0.15 Ma.

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El origen y proceso de formacin de los prismas baslticos en el caso particular de Santa Mara Regla, es inicialmente provocado por el desarrollo de una corriente fluvial que fue obstruida por el vulcanismo de la Sierra de Las Navajas, lo cual gener cuerpos de agua aislados. Posteriormente, se desarroll una copiosa actividad volcnica basltica en toda la regin de Hidalgo y Veracruz hacia finales del Pleistoceno e inicio del Cuaternario. Cuando un potente derrame de lava basltica se intersecta con un ro o pequeo brazo lagunar, ocurre un rpido enfriamiento de las superficies superior e inferior del derrame aislando el cuerpo lvico en el centro de estas dos superficies solidificadas. El arroyo al continuar su flujo sobre la superficie superior del derrame induce a un enfriamiento rpido, constante y homogneo del cuerpo lvico aislado, lo cual desarrolla el proceso de contraccin volumtrica a partir de puntos de mayor temperatura que al progresar desarrollan fracturas de tensin entre dos de estos puntos, al irse uniendo todas las fracturas de tensin individuales, desarrollan la prismatizacin. Por ltimo el proceso fluvial de la barranca de Alcholoya sobre el derrame termin por erosionarlo y seccionarlo casi hasta su base como actualmente se aprecia, mostrando los prismas como la maravilla natural que actualmente apreciamos. Palabras clave: Prismas baslticos, enfriamiento homogneo, contraccin volumtrica, Hidalgo Mxico.

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ABSTRACTVolcanic belt. The rocks that prevail in the region varies in composition from andesitic, rhiolitic and basalticServicio Geolgico Mexicano

T

he Basaltic prisms in Santa Mara Regla are located in the center east of the Hidalgo State inside

the Huasca de Ocampo Municipality. It is located in the oriental end of the Transmexican

derived of a great pliocenic volcanic activity, in form of lava flows, deposits flow and debris avalanch with laminar structures and free fall, in pliocuaternary the rocks are more basic associated to cinder cones and lava flows that develop the prismatic structures. In order to know the basalts age that originated these prisms, two samples were collected in diferent levels outcrop in the Tulancingos river southern. The K-Ar method in the Instituto de Geologa of the UNAM was choosed. This analysis shows that the age of the lava flow is 2.58 0.15 Ma. The basaltic prisms, in the peculiar case of Santa Mara Regla, were caused by the development of a fluvial current obstructed by the volcanic flow of the Sierra de las Navajas which generated bodies of isolated water. When a potent lava flow (30 m of thickness) of very homogeneous basaltic lava intersect with a river or small lake, it quickly cooled at the superior and inferior surfaces of the discharge resulting in a isolation of the lavic body between these solidified surfaces. The stream flow on the superior surface induces a quick, constant and homogeneous cooling of the isolated lavic body, generating a volumetric contraction process, starting between points of high temperature that develop tension fractures between two points. When progressing the contraction, links all the individual fractures of tension, develops the prismatization structure. The fluvial process in Alcholoya canyon finished eroding the lava flow and cut it, showing the prisms like the natural marvel that at the moment we appreciate. Key Words: basaltic prisms, homogeneous cooloing, volumetric contraction, Hidalgo Mexico.

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1. INTRODUCCINste estudio se realiz en respuesta a la solicitud del Gobierno Municipal de Huasca de Ocampo Hgo., al Servicio Geolgico

evolucin de la Faja Volcnica Transmexicana, aunque igualmente seala la constante controversia sobre esos puntos. En otro artculo, Ferrari (2004) propone un nuevo modelo con base en un traslape entre pulsos mficos y heterogeneidades mantlicas o rompimiento de un trozo de la placa subducida, para explicar el carcter alcalino de varias rocas de la Faja Volcnica Transmexicana como las que dieron origen a los prismas aqu estudiados. Como puede desprenderse de esta sntesis, los pocos trabajos que abarcan la regin, refieren de manera generalizada la evolucin de los basaltos, pero no existe un estudio especfico de ellos. Con la finalidad de proponer el origen de estas estructuras geolgicas se realiz un estudio de los basaltos columnares, el cual consisti en el anlisis de informacin recopilada de la regin y sobre la gnesis de los prismas baslticos, interpretacin de imgenes de satlite, cartografa geolgica, muestreo y anlisis petrogrfico, isotpico y geoqumico.Abril Servicio Geolgico Mexicano

Mexicano, para conocer el marco geolgico e interpretacin sobre los mecanismos que dieron origen a los Prismas Baslticos en Santa Mara Regla. Esto, en el contexto de la inscripcin que se hizo recientemente de los Prismas Baslticos en el listado de las 13 Maravillas de Mxico, lo cual genera la inquietud de ofrecer informacin cientfica sobre esta maravilla natural al visitante. A pesar de que esta localidad es ampliamente conocida desde el siglo XVIII, ya que en ella se localiza la hacienda de Santa Mara Regla en la cual se realizaba la metalurgia de los minerales explotados en los distritos mineros de Pachuca - Real del Monte, son pocos los estudios geolgicos realizados en el rea. La primera referencia de estos prismas fue realizada por Alexander von Humboldt cuando visit esta regin en 1803 (Humboldt et al., 1991), un poco despus es la poca en que sucede la modernizacin de las minas bajo la gerencia de empresas inglesas. Geyne et al. (1963), realizan un estudio sobre las rocas del distrito Pachuca-Real del Monte e incluyen estas rocas dentro de la Formacin San Cristobal. En 1976, Robin propone las fases del vulcanismo en Mxico y Edward John describe el ambiente geoqumico de las rocas volcnicas en los lmites entre los estados de Hidalgo y Veracruz. En 1983 el INEGI publica la primera edicin de la carta geolgica Pachuca en escala 1:250,000 con la primera cartografa geolgica a esta escala y en 1994, Moore et al., diserta sobre la complejidad del vulcanismo de esta regin ya que ah se presenta la interseccin entre la Faja Volcnica Transmexicana y la Provincia Alcalina Oriental. Lpez-Reyes et al. (1997), elaboran por parte del Consejo de Recursos Minerales la cartografa geolgica-minera y geoqumica de la carta Pachuca F14-11 a escala 1:250,000 abarcando principalmente el estado de Hidalgo y parte de otros estados colindantes, aportando nueva informacin geolgica, estratigrfica y minera colectada en campo. Ese mismo ao, Stephen y Alyson (1997) publican dentro del marco de la II Convencin sobre la evolucin geolgica de Mxico y recursos asociados, un libro gua con la geologa de la Sierra de Las Navajas mencionando datos sobre los prismas baslticos de Santa Mara Regla. Ferrari (2000), sintetiza las principales contribuciones en el campo geolgico, geoqumico y geofsico tendientes a comprender el origen y

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2. LOCALIZACIN Y ACCESO AL REAEl rea en estudio se localiza en el centro oriente del estado de Hidalgo (Figura 1) y pertenece al Municipio de Huasca de Ocampo. Queda comprendido dentro de los lmites geogrficos de la carta Pachuca a escala 1:250,000 de acuerdo a la divisin utilizada por el INEGI. El acceso al rea, se efecta partiendo de la ciudad de Pachuca por la carretera No. 105 hacia Huejutla de Crespo y despus de pasar el poblado de Omitln de Jurez, se toma una desviacin hacia Huasca de Ocampo; de aqu, parten dos caminos hacia el Parque Natural de los Prismas Baslticos.

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FIGURA 1. Plano de localizacin

3. FISIOGRAFASegn la clasificacin de Raisz (1964), el rea en estudio queda en el extremo oriental de la Faja Volcnica Transmexicana. Sin embargo, en forma ms local, el rea se encuentra enmarcada por dos campos volcnicos sobrepuestos en un valle intermontano que desciende de La Sierra de Las Navajas por una planicie de origen volcnico hasta el valle del Ro Tulancingo.

que actualmente alberga los prismas baslticos. La porcin ms baja est localizada hacia el norte de los prismas y constituye el valle del Ro Tulancingo, el cual se ubica por debajo de los 1500 m.s.n.m. (Figura 2).

4. MARCO GEOLGICOLa regin donde se encuentran los prismas, presenta un marco geolgico definido por la sucesin de eventos volcnicos, donde se identifican claramente las caractersticas propias de la Faja Volcnica Transmexicana. Hacia la base de la columna estratigrfica local se identifican secuencias

La elevacin predominante del rea, es el cerro Las Navajas (3180 m.s.n.m.), el cual es un remanente de un crter de explosin colapsado hacia la porcin norte desarrollando la planicie

sedimentarias mesozoicas marinas, los afloramientos ms cercanos al parque de los Prismas Baslticos, se localizan al norte de Santa Mara Regla cerca de la ranchera El Huariche en las coordenadas UTM 545361 y 2237802. Sin embargo, los ms representativos se localizan ms al

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norte y noreste en la parte baja del valle del Ro Tulancingo, donde afloran claramente las formaciones Mndez y San Felipe de la Cuenca Tampico-Mizantla. Estas rocas conforman la base sobre la cual se depositaron las rocas terciarias de la regin (Figura 3) en una superficie de erosin con grandes desniveles de varios cientos de metros de forma irregular, los cuales, muy probablemente son generados a travs de fallamiento previo y contemporneo al vulcanismo.

5. ESTRATIGRAFA LOCALEn su mayora los depsitos son volcnicos, separados por discordancias de erosin acompaadas de eventos piroclsticos. Se ha considerado que el espesor mximo de la sucesin volcnica cubre un desnivel de 1,200 m y fue depositada desde el Plioceno tardo. La composicin de las rocas volcnicas vara desde rocas andesticas y riolticas a baslticas derivadas de una gran actividad volcnica, en forma de derrames y depsitos de flujo y escombros que presentan estructuras laminares, interestratificadas y de cada libre, dicha actividad volcnica se considera de edad plioceno tardo; contina con el intenso vulcanismo pliocuaternario con rocas ms bsicas asociadas a conos de escoria y flujos de lava y que son los que desarrollan las estructuras prismticas. En la cartografa desarrollada para este estudio (Figura 4), se identifican los depsitos asociados al vulcanismo de la Sierra de Las Navajas (Tpl TR-R) y constituido por un complejo volcnico de composicin rioltica hiperalcalina, con flujos de lava y domos intercrecidos con depsitos de cada y flujos piroclsticos, as como, grandes flujos de avalancha asociados al colapso del complejo volcnico principal y una gran cantidad de vidrio volcnico (obsidiana negra y dorada, explotada desde pocas precolombinas), La Riolita Navajas fue extravasada a travs de conductos ahora destruidos por la erosin, ubicados al centro de la Sierra de Las Navajas. El espesor mximo actual de esta unidad en la parte central de su rea de afloramiento es del orden de 200 m, con un volumen En esa localidad y en los afloramientos ms al norte de la barranca de Alcholoya subyace a los derrames y escorias baslticas (Tpl B), pero probablemente se ha interdigitado en realidad con estas rocas, ya que en ocasiones en la barranca del Ro Tulancingo y cerca de la Hacienda de Santa Mara Regla se aprecian niveles de basaltos intercalados con flujos de bloques y cenizas de esta unidad (Fotografa 1). Este campo volcnico descansa discordantemente sobre diversas unidades volcnicas hacia la sierra de Pachuca (Snchez-Rojas et al., 2005) y sobreyace directamente a las formaciones de edad Cretcica tarda en la ranchera de El Huariche y en los cortes del Ro Tulancingo. algunas veces desvitrificada en niveles esferulticos, que caracterizan estos depsitos.FIGURA 2. Escenas de satlite Spot donde se aprecia el extremo sur de la Sierra de Las Navajas con el colapso parcial del cono principal hacia el norte, desarrollando la peniplanicie volcnica.

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FOTOGRAFA 1. Detalle del contacto entre los flujos piroclsticos (TplTR-R) y los basaltos y escorias (Tpl B) con un nivel de oleada piroclstica entre ellos.

total extravasado por este campo volcnico de 35 10 km3 (Stephen y Alyson, 1997); sin embargo, dentro del rea los cuerpos correspondientes a esta unidad presentan espesores promedio de 120 m, ya que estn ms alejados de la fuente. El campo volcnico de la Sierra de Las Navajas, est conformado

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por derrames de lava color gris claro con buena estructura fluidal y con hileras de vesculas, aunque en ocasiones es densa y sin estructura. Contienen un 5 % de fenocristales hasta de 0.5 mm, tanto de cuarzo como de sanidino. El mineral mfico principal es la hornblenda en forma de cristales prismticos verdosos, que componen menos del 3 % de la roca. La matriz es cristalina y est compuesta en gran parte por cuarzo y feldespato potsico, que parecen formar un intercrecimiento microgrfico incipiente, en cristales hasta de 0.7 mm en dimetro. Los afloramientos con estructura fluidal y vesculas, contienen niveles de esferulitas y las paredes de las vesculas estn tapizadas por cristales de cuarzo y feldespato. El anlisis qumico de dos muestras corresponde a riolita silcica, con muy bajo contenido de calcio (Snchez-Rojas et al., 2005). Algunas de las ltimas erupciones del centro volcnico de Las Navajas parecen haber consistido en aludes ardientes compuestos por una matriz de lava vesiculada y fragmentada en tiestos de vidrio, la cual cargaba y transportaba cantidades variables de fragmentos riolticos, pmez y obsidiana ms grandes. En la margen austral de la barranca del Ro Tulancingo, aflora un depsito que se interpreta como restos de un alud ardiente, tiene matriz gris compuesta por piroclastos de vidrio incoherentes y con bloques de obsidiana y pmez densa, algunosFIGURA 3: Columna Estatigrfica

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con estructura de rompecabezas. Bajo este afloramiento los depsitos son coherentes y contienen fragmentos de los mismos tipos de

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FIGURA 4. Plano geolgico

11 obsidiana y de pmez densa, aunque generalmente con menos de 4 cm en dimetro. Los depsitos de alud ardiente o los de flujos piroclsticos de bloques y cenizas ubicados en Santa Mara Regla, se explotan en canteras para la construccin local, debido a la fcil manipulacin de esta roca. La parte ms alta est representada por capas bastante extensas de flujos de escombros y cenizas, intercalados con niveles de oleadas piroclsticas (Fotografa 2) y muy posiblemente de avalancha de escombros en facies de bloques en una zona con orientacin de norte a sur desarrollando una peniplanicie volcnica de grandes dimensiones sobre la que se emplazan los basaltos pliocuaternarios del segundo campo volcnico. Los basaltos (Tpl B) sobreyacen a las unidades anteriores con discordancia angular y slo estn cubiertos por aluvin y el depsito de cada de pmez con flujos piroclsticos (Q Pu). En los derrames, los basaltos se presentan muy vesiculados en la parte inferior, las vesculas son redondas y elpticas de hasta 5 mm de dimetro, espaciadas entre s, y por lo tanto no producen mucha porosidad en la roca. Los afloramientos de derrames volcnicos presentan frecuentemente acantilados de 5 a 25 m de altura, (Fotografa 3) con acumulaciones de talud en su base. La roca tiende a romperse en lajas de 1 a 10 cm de espesor, segn planos paralelos a la estructura fluidal. La sucesin comprende derrames de lava (slo algunas veces prismatizados), cantidades menores de ceniza y escoria y capas epiclsticas derivadas de los productos eruptivos constituidas por ceniza y lapilli oscura y rojiza, bloques bombas y niveles de escorias, generalmente mezclada con material volcnico erosionado de las formaciones subyacentes. Asimismo, presenta abanicos conformados por flujos de lahares intercalados con depsitos de cada. Los niveles de ceniza se presentan entre y encima de muchos derrames de lava y localmente se encuentra interestratificado material clstico depositado por agua en forma de aluvin y con bolsadas de escorias volcnicas. El color de los basaltos en cortes frescos es variable de gris a gris oscuro, mientras que la roca asume tonos amarillentos, grisceos y rojizos al intemperismo.Abril 2 0 0 8

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El cono de escoria ms cercano al rea de estudio se localiza al noroccidente a menos de 1 km al oriente de la ranchera de Palma Antigua. Casi todos los derrames de lava mfica de la regin fueron extravasados a travs de conductos en los cerros Alto y Quemado a menos de 2 km al occidente del rea, esto es slo, basado en la erosin y poca definicin de estructuras en estos cerros que hace pensar que sean de edad anterior a otros como el cono cercano a Palma Antigua, donde se aprecia un cono de forma ms definida. Los derrames baslticos sobreyacen discordantesServicio Geolgico Mexicano

FOTOGRAFA 2. Niveles de oleadas asociadas a flujos piroclsticos en el valle del Ro Tulancingo.

sobre conglomerados polimcticos bien clasificados y niveles de areniscas conglomerticas. Sobre los basaltos se aprecia otro nivel de depsitos de cada de compuestos principalmente de pmez color crema, flujo piroclstico aflorante slo en pequeos remanentes cerca de la presa de San Antonio Regla. Estos depsitos de ceniza tambin se interdigitan con aluvin o estn parcialmente cubiertos por ellos.

12 El aluvin y coluvin (Qho al), detectados en el2 0 0 8

rea son pequeos volmenes de materiales depositados en abanicos aluviales, pies de monte y llanuras de inundacin en el valle del Ro Tulancingo y partes reducidas de sus tributarios como es el caso de la barranca de Alcholoya enFOTOGRAFA 3. Niveles de derrames baslticos y escorias (Qpt B) generando cantiles verticales en el valle del Ro Tulancingo.

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donde afloran los prismas baslticos. Los depsitos varan desde masivos a bien estratificados. En las tierras peniplanas estn constituidos en gran parte por partculas del tamao de la arena, limo y arcilla y en los abanicos aluviales y pies de monte se forman de grava y bloques mal clasificados. Las rocas volcnicas no son fcilmente diferenciables en la imagen de satlite; an con una combinacin de bandas de 7,4,1 en el RGB, donde se denotan con mayor claridad los cambios litolgicos en la regin. Slo se separa claramente la morfologa que desarrollan conjuntamente los aluviones, mientras que los derrames baslticos no se diferencan bien del resto de las rocas volcnicas. Se aprecian claramente algunos conos de escoria como el de Palma Antigua, y se aprecian algunos lineamientos cerca del rea en estudio (Figura 2).

FOTOGRAFA 4. Seccin de un prisma muestreada, mostrando las partes de donde se laminaron las secciones petrogrficas

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6. EDAD DEL DEPSITOLa nica referencia sobre la edad absoluta de estas rocas segn Stephen y Alyson (1997) es de 1.8 0.4 Ma calculada por el mtodo de K-Ar pero no especifica si este dato corresponde al nivel prismatizado o a otro. Para terminar con esta ambigedad sobre la edad de los derrames asociados a los prismas baslticos se recolectaron dos muestras de roca en dos niveles aflorantes en la margen austral del Ro Tulancingo, y marcadas como SGM-1 y SGM-2 (Figura 3). Se determin su edad por el mtodo de K-Ar en el Instituto de Geologa de la UNAM, cuyos resultados reflejan que hay un ligero cambio entre los dos niveles, ya que la muestra SGM-1 posee mayor concentracin de K y mayor proporcin de Ar radiognico. La edad del derrame que gener la prismatizacin es de 2.58 0.15 Ma (Tabla 1), por lo que corresponde al lmite del Piacenciano y el Gelasiano en la parte media-superior del Plioceno (Gradstein et al., 2006).TABLA 1. Anlisis Isotpico por K-Ar. FOTOGRAFA 5. Fotomicrografa a 2.5 X donde se puede observar un cristal de plagioclasa (Plg) con macla tipo carlsbad.Servicio Geolgico Mexicano

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DESCRIPCIN MEGASCPICA

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7. CLASIFICACIN DE LOS BASALTOSAl examinar con lupa las muestras de mano de los derrames basticos, resalta la presencia de pequeos cristales anhedrales de olivino escasamente esparcidos en una matriz afantica, aunado a esto, la mineraloga y el aspecto denso y oscuro de la roca, sugieren que la clasificacin de campo para esta roca sea la de basalto. Para el anlisis petrogrfico de las rocas que comprenden los Prismas Baslticos se tom una muestra cerca de la Hacienda de Santa Mara Regla en las siguientes coordenadas: 20 13 11.66 N, 98 33 34.35 W. De esta muestra se realizaron tres laminas delgadas con el objetivo de observar las diferencias texturales que nos permitieran indicar variaciones en el grado de enfriamiento que origin la prismatizacin (Fotografa 4).

El prisma cambia su tonalidad de gris oscuro en la orilla a gris ms claro en la parte central, posiblemente por procesos de intemperismo concntrico y asociado a los cambios texturales de la roca. Su composicin es bsica y su textura afantica. Se observan minerales muy finos de plagioclasa, piroxeno, olivino y minerales oxidados. La oxidacin del prisma se presenta ms fuerte en las orillas, mientras que en la parte central la oxidacin es menor. La muestra se clasifica como roca gnea extrusiva de composicin basltica.

DESCRIPCIN MICROSCPICADe la muestra obtenida se realizaron tres lminas de diferentes partes del prisma, cuya descripcin petrogrfica se describe a continuacin: HUASCA A: La muestra a escala microscpica presenta un grado de cristalinidad holocristalina, constituida por fenocristales de plagioclasas (70%), piroxenos (8%), olivinos (3%) y minerales opacos (7%), de dimensiones que van desde 0.03 a 1.3 mm rodeados por una matriz conformada por microlitos de plagioclasas y piroxenos dando un total de 12% de volumen.

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El arreglo de componentes le da a la roca una textura porfrica intergranular, en donde los intersticios entre las plagioclasas se encuentran ocupados por ferromagnesianos, generalmente olivino, piroxeno y minerales opacos (Fotografa 5). La muestra se clasifica como una roca mfica con composicin mineral de basalto rico en plagioclasas. PLAGIOCLASA: Es la fase mineral ms abundante con un porcentaje de 70%, se encuentra como fenocristales que varan en dimensiones desde 0.5 a 1.3 mm (10%) y microfenocristales que varan 0.03 a 0.2 mm (60%). Con base en suServicio Geolgico Mexicano

FOTOGRAFA 6. Fotomicrografa a 2.5 X donde se observan cristales de olivino (Ol), clinopiroxeno (Clpx), ortopiroxeno (Otpx) y microlitos de plagioclasa, tambin se puede observar la textura intergranular.

ngulo de extincin que vara de 34 a 43 se determin que se presentan minerales de Labradorita y Bitownita, de forma subhedral con maclas de tipo Carlsbad. Algunos cristales presentan en sus bordes una coloracin rojiza como una ligera oxidacin (Fotografa 5). Los piroxenos se encuentran en un volumen de 8%, divididos en ortopiroxenos (5%) de forma subhedral con dimensiones que van desde fenocristales < 0.7 mm a microfenocristales de dimensiones de 0.3 mm de color amarillo que muestran un ligero pleocrosmo. Los clinopiroxenos se encuentran en un porcentaje de 3%, de forma subhedral y con dimensiones de microfenocristales de 0.3 mm, color verde, con

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FOTOGRAFA 7. Fotomicrografa a 2.5 X donde se observan los xidos de Fe y Ti ocupando espacios entre las fases minerales, tambin se ven cristales de olivino (Ol), fenocristales y microlitos de plagioclasa (Plg), tambin se puede observar la textura intergranular.

pleocrosmo muy ligero. Se observa un clivaje de 90 (Fotografa 6). Los xidos de Fe y Ti se presentan en un porcentaje de 12%, de color rojizo, forma anhedral y con dimensiones de 0.2 mm (microfenocristales). Algunos xidos se encuentran en forma de bordes de reaccin de los piroxenos y como inclusiones en olivinos, plagioclasas y piroxenos. En forma general se encuentran ocupando espacios en las fases minerales distribuidos en toda la roca (Fotografa 7). El olivino se encuentra en un porcentaje de 3% de forma subhedral, color azul, de 0.8 mm (fenocristales), con fractura concoidea, algunos minerales de olivino se observan rodeados de microcristales de clinopiroxeno.

FOTOGRAFA 8. Fotomicrografa a 2.5 X donde se puede observar la textura porfdica traqutica y microlitos de plagioclasa.

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HUASCA B: La muestra a escala microscpica presenta un grado de cristalinidad holocristalina constituida completamente por fenocristales de plagioclasa (52%), piroxeno (8%), olivino (5%) y minerales opacos (16%) de dimensiones que van desde 0.03 a 1.7 mm, rodeados por una matriz de microlitos de plagioclasa y piroxeno con un porcentaje de 19%. El arreglo de componentes le da a la roca una textura porfdica traqutica, las plagioclasas estn dispuestas en una forma subparalela como resultado del flujo y sus intersticios estn ocupados por microcristales de piroxeno, olivino y xidos de Fe principalmente (Fotografa 8). La muestra se clasifica como una roca mfica con composicin mineralgica de basalto. olivino presentan bordes de reaccin de xido de hierro posiPLAGIOCLASA: Esta fase mineral se presenta en un porcentaje de 52%, como fenocristales que varan en dimensiones de 0.5 a 0.7 mm (5%) y microfenocristales que varan de 0.03 a 0.1 mm (47%), con base en su ngulo de extincin que vara de 27 a 39 se determin que es Labradorita y Bitownita. Se presenta de forma euhedral con maclas tipo Carlsbad, en estos minerales se puede observar una coloracin rojiza de oxidacin en sus bordes (Fotografa 9). Los piroxenos se encuentran en un porcentaje de 8%; los ortopiroxenos anhedrales (5%) con dimensiones de 0.03 a 0.05 mm (microfenocristales), de color naranja con un ligero pleocrosmo. Los clinopiroxenos se encuentran en un porcentaje de 3%, de forma subhedral con tamaos que varan entre 0.03 y 0.5 mm (microfenocristales), son de color verde, con un ligero pleocroismo, algunos piroxenos tambin presentan bordes de reaccin de color rojizo. El arreglo de componentes le da a la roca una textura Porfdica Los olivinos se encuentran en forma subhedral y representan el 5%, con dimensiones de 0.03 mm (microfenocristales), estos minerales se observan muy alterados con fractura concoidea, algunos minerales de traqutica, en donde las plagioclasas estn dispuestas en una forma subparalela como resultado del flujo y sus intersticios estn ocupados por microcristales de piroxenos, olivinos y xidos de Fe principalmente. En general, esta muestra es la ms alterada de las tres y cabe sealar que en esta lmina se observan las plagioclasas ms pequeas que las muestras anteriores. Los xidos de Fe y Ti se presentan en un porcentaje de 16%, de color rojizo y forma anhedral. La mayora de estos xidos se encuentran bordeando algunos minerales y en otros casos se encuentran en la matriz y como inclusiones de plagioclasas, olivinos y minerales opacos. En forma general se encuentran ocupando espacios en las fases minerales distribuidos en la roca. La mayora de los cristales de piroxeno y olivino se observan muy alterados. HUASCA C: La muestra a escala microscpica presenta un grado de cristalinidad holocristalina constituida en su mayora por microfenocristales de plagioclasa (68%), piroxeno (7%), olivino (2%) y minerales opacos (10%) de dimensiones que van de 0.03 a 0.5 mm, rodeados por una matriz de microlitos de plagioclasa y piroxeno conformando el 13% del total de la muestra (Fotografa 10).Abril

FOTOGRAFA 9. Fotomicrografa con aumento a 2.5 X donde se observan fenocristales y microfenocristales de olivino (Ol), ortopiroxeno (Otpx), clinopiroxenos (Clpx) y microlitos de Plagioclasa (Plg).

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blemente reaccionando a ignincita.

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La muestra se clasifica petrogrficamente como una roca mfica de composicin mineralgica de Basalto. Las plagioclasas se presentan en un porcentaje de 68%, se encuentran como fenocristales que varan en dimensiones desde 0.6 a 0.08 mm (5%) y microfenocristales que varan desde 0.03 a 0.2 mm (63%); con base en su ngulo de extincin que vara de 33 a 41 se clasific como Labradorita y Bitownita, se presentan en forma subhedral con maclas tipo Carlsbad.Servicio Geolgico Mexicano

FOTOGRAFA 10. Fotomicrografa a 2.5 X donde se observan Microfenocristales de olivino (Ol), ortopiroxenos (Otpx), minerales alterados por xidos de Fe y Ti y microlitos de plagioclasa (Plg) y piroxenos.

PIROXENOS: Esta fase se presenta en un porcentaje de 7%, siendo 5% clinopiroxenos anhedrales con dimensiones de 0.05 mm (microfenocristales) de color verde y con ligero pleocroismo, los ortopiroxenos en un porcentaje de 2% de forma subhedral con dimensiones de 0.2 mm (microfenocristales), de color verde y ligero pleocroismo. Los olivinos se observan en un porcentaje de

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2% de volumen, de forma subhedral y tamao de 0.03 mm (microfenocristales), color azul, con fractura concoidea. La mayora de estos minerales se observan alterados con oxido de hierro de color rojizo en sus bordes posiblemente reaccionando a ignincita. Se observan xidos de Fe y Ti, en un porcentaje de 10%, de color rojizo alterando a los mineraFOTOGRAFA 11. Fotomicrografa con aumento a 2,5 X donde se observa la alteracin que representan los cristales de xido de Fe y Ti.

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les de plagioclasa y olivinos principalmente; se presenta ocupando espacios entre las fases minerales (Fotografa 11). Las clasificaciones y anlisis anteriores de la roca que conforman los prismas, han dado una clasificacin petrogrfica de basalto con variaciones en su textura, porcentaje de minerales y grado de intemperismo. Como complemento a esta clasificacin se realiz un anlisis qumico (Tabla 2), que denota un contenido alto en almina, as como contenidos relativamente bajos

TABLA 2. Resultados de anlisis qumicos para roca total en tres niveles concntricos de un prisma basltico.

en calcio y magnesio, en comparacin con la gran mayora de las rocas baslticas reportadas en la literatura (Snchez-Rojas et al., 2003; Stephen y Alyson, 1997; Geyne et al., 1965).

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Realizando un anlisis normativo de la muestra Huasca A, se obtuvo su clasificacin segn la serie de xidos con y sin correccin, as como su determinacin de componentes minerales segn su anlisis normativo y las caractersticas del magma que dio origen a la roca como son su contenido en hierro, lcalis y magnesio, las relaciones entre ellos, la diferenciacin magmtica, densidad, viscosidad, temperatura de emplazamiento y contenido acuoso del magma (Tabla 3). Lo mismo se calcul para la muestra Huasca B (Tabla 4) y para la muestra Huasca C (Tabla 5). Con estos anlisis se realiz una grfica para determinar la clasificacin ms exacta de la roca (Tabla 6), obteniendo que entra en el grupo del basalto y traquibasalto, lo anterior sugiere que la clasificacin qumica para esta roca coincide con la clasificacin realizada en campo y el anlisis petrogrfico antes referidos.TABLA 3. Anlisis normativo de la muestra Huasca A.Servicio Geolgico Mexicano

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8. GNESIS DE LOS BASALTOS COLUMNARESDebido a que uno de los principales objetivos de este estudio fue determinar el origen y desarrollo de los prismas columnares en Santa Mara Regla, uno de los primeros pasos, como se mencion anteriormente, fue la exhaustiva recopilacin bibliogrfica sobre estas estructuras; la gran mayora de los trabajos consultados se enfocan en la gnesis de los magmas y depsitos volcnicos y slo hacen una descripcin de las estructuras sin tocar los mecanismos para su desarrollo, de tal forma que en varios de ellos se nota una evidente controversia. En algunos estudios atribuyen la formacin de estos prismas a enfriamiento rpido del magma, mientras que otros argumentan enfriamiento lento, estos ltimos sin dar argumentos.TABLA 4. Anlisis normativo de la muestra Huasca B.

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Cabe mencionar que son mucho ms frecuentes y confiables las referencias asociadas a enfriamiento rpido del magma ya sea por un cuerpo acuoso o congelado; y su origen est ms relacionado al cambio de volumen denotado por el enfriamiento rpido pero dentro de un cuerpo de magma confinado, en donde la contraccin de volumen no puede darse por aplastamiento o compactacin del cuerpo magmtico al enfriarse, como sucede en superficie con una corriente de lava, un lahar o un flujo piroclstico.Servicio Geolgico Mexicano

Los prismas no slo son desarrollados en el basalto sino tambin en otro tipo de depsitos magmticos como en sills, diques y pequeas intrusiones as como en depsitos de cada subacuosos, en ignimbritas, y tambin en otro tipo de materiales como areniscas, lodo, carbn, vidrio y an hielo, dependiendo si elTABLA 5. Anlisis normativo de la muestra Huasca C.

gradiente de contraccin es generado por un proceso de enfriamiento o por desecacin, Weinberger, 2001.

18 Los elementos dimensionales de los prismas2 0 0 8

de Santa Mara Regla, varan en dimetro (d) desde unos centmetros hasta 1.5 metros, generalmente son verticales, aunque las hay curvadas horizontales y con alturas ( l ) hasta de 30 metros, cada estra desarrollada por un proceso de tensin (c) individual en general presenta de 30 a 60 cm. (Figura 5 y Fotografa 12). Se han documentado prismatizaciones en casi todo nuestro planeta y hasta en Marte, asociadas a lagos congelados y permafrost en Groenlandia, intrusiones como en Devils Tower en Wyoming, lagos como en Devils Postpile en California y lneas costeras como en la calzada del Gigante en Irlanda del Norte, la cual fue declarada Patrimonio de laTABLA 6. Clasificacin normativa de la roca prismatizada.

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Humanidad en 1986 y Reserva Natural Nacional en 1987 (Schaefer y Kattenhorn 2004, Vidal et al., 2007, Jeong et al.,2005). Las juntas columnares son redes tridimensionales de fracturas planares y a veces

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Con base en diferentes experimentos realizados en laboratorio (Goehring y Morris, 2004, Toramaru y Matsumoto, 2004) con almidn y agua, en los que el gradiente de desecacin es correspondiente al gradiente de contraccin del basalto por enfriamiento para la formacin de columnas prismticas, se han definido las siguientes relaciones: el rea de una seccin transversal de la columna es inversamente proporcional al gradiente de enfriamiento; sin embargo, para el desarrollo de este fenmeno hay que considerar factores como la elasticidad, coeficiente del crecimiento de grieta, la extensin termal, la temperatura de transicin de cristal, y el cociente de la densidad de la grieta en el mximo de la tensin. Estos factores definen un punto crtico debajo del cual el empalme de columnas no se desarrolla. Por ltimo se define que entre ms alto sea elFIGURA 5. Elementos dimensionales: a= cara de la columna b= dimetro c= fractura de tensin l = longitud del prismaServicio Geolgico Mexicano

gradiente de enfriamiento la forma preferida de la columna es un pentgono, mientras que

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FIGURA 6. Esfuerzo requerido para el desarrollo de un crack dependiendo el nmero de caras de un elemento geomtrico.

cncavas que desarrollan prismas, cuya seccin aunque suele ser hexagonal, tambin se pueden encontrar de tres y hasta ocho lados. La razn por la que generalmente se desarrolla la seccin hexagonal en la naturaleza es, segn experimentos de Mallet (1874), porque bajo esta forma el esfuerzo requerido por las superficies de crujimiento es menor que con otras figuras geomtricas, que por tener menos lados requieren por cada una de sus superficies mayor cantidad de esfuerzo para desarrollarse. Dicho de otro modo, el nivel de esfuerzo y energa necesarios para que se genere una diaclasa entre dos puntos es inversamente proporcional al nmero de caras del prisma, ya que entre ms nmeros de caras tenga un prisma, el rea de la cara de la columna (a) a formarse es menor y requiere de menor esfuerzo, razn por la que los prismas adquieren preferentemente la forma hexagonal (Figura 6).FOTOGRAFA 12. Detalle de las columnas prismticas en el parque recreativo de Santa Mara Regla en donde se aprecian varios de sus elementos dimensionales a= cara de la columna, c= fractura de tensin, l = longitud del prisma.

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en un gradiente ms bajo la forma desarrollada es un hexgono. Tambin se han desarrollado diferentes estudios que mediante modelos y algoritmos matemticos intentan representar y entender este fenmeno. El ms conocido es el de Grossenbacher y McDuffie, (1995), en donde se relaciona el desarrollo de estas formas prismticas con el proceso de nucleacin de vrtices polinominales, a partir de un centroide conocido como VOPONUCE (Voronoi polynomial nucleated on the centroid) queServicio Geolgico Mexicano

desarrollan al contraerse un frente de crujido o fractura de distensin por encogimiento en el punto ms alejado de un centro de calor (Figura 5 y Fotografa 13). De este primer crujido en el punto ms cercano a la fuente de enfriamiento o punto de disparo, se contina el proceso en secciones y que desarroll su propia fractura de tensin (c) se van conformando poco a poco las caras de los prismas desde la fuente de enfriamiento donde se genera el esfuerzo tensionante () hasta el punto ms alejado de la fuente de enfriamiento (Goehring y Morris, 2004) (Figura 7). De estos experimentos (Muller, 1998) y las relaciones observadas en las diferentes prismatizaciones en todo el mundo se desprende que: Necesariamente estn relacionados con una entrada de agua que fluy durante meses y aos por arriba del derrame e intervino en el enfriamiento del cuerpo lvico aislado. El desarrollo de las columnas pudo ser afectado por la temperatura y homogeneidad en la composicin del magma as como las dimensiones del depsito. El crecimiento de las columnas es perpendicular a la superficie del flujo por lo que las ms comunes son verticales. El enfriamiento del magma debe ser por una o varias superficies arriba y abajo del cuerpo

FOTOGRAFA 13. Detalle de una seccin columnar en el parque recreativo de Santa Mara Regla en donde se aprecian elementos como d= dimetro de la columna, centroide de calor (VOPONUCE), estras de contraccin concntricas y fractura de tensin.

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FOTOGRAFA 14. Detalle de la parte superior del derrame prismatizado donde se aprecia el desarrollo de una capa amorfa de basalto que aisl el resto del magma que as pudo prismatizarse.

Figura 7. Distribucin del esfuerzo tensionante () asociado al enfriamiento rpido y detalle del proceso de crujido dentro de cada fractura de tensin.

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lvico, el cual mientras an es plstico por el calor, inicia una contraccin que desarrolla esfuerzos internos, as como subsidencia de la superficie superior; a una temperatura entre 900 y 600F, el magma se empieza a fraccionar y comienzan a desarrollarse frentes de crujido de encogimiento entre dos puntos de calor (VOPONUCE), que evolucionan hasta formar superficies de separacin que sern cada vez ms continuas aumentando su rea y volumen de separacin hasta formar las fracturas de tensin, que al evolucionar se unen entre s, desarrollando las caras de las columnas prismticas. En el caso particular de Santa Mara Regla, el desarrollo de la prismatizacin es provocado por superposicin de los siguientes eventos:

que pudo haber intervenido en el enfriamiento y encapsulamiento del cuerpo lvico. 3. Desarrollo de una copiosa actividad volcnica basltica en toda la regin de Hidalgo y Veracruz hacia finales del Pleistoceno e inicio del Cuaternario (Robin, 1976). Se documentaron en el rea del Municipio de Huasca y alrededores de Santa Mara Regla, al menos tres derrames secuenciados desarrollando una peniplanicie volcnica sobre los flujos piroclsticos de la Sierra de Las Navajas. 4. Interseccin entre el frente de un potente derrame (30 m de espesor) de lava basltica muy homognea representante de esta actividad magmtica antes referida con un ro o pequeo brazo lagunar, lo cual provoca que se enfren sus superficies superior e inferior, proceso evidente en el desarrollo de una costra solidificada de lava amorfa en la parte superior de los prismas, aislando el cuerpo lvico en el centro de estas dos superficies solidificadas (Fotografa 14). 5. El arroyo contina su flujo sobre la superficie superior del derrameServicio Geolgico Mexicano

1. Desarrollo de una paleogeografa en la que existan corrientes fluviales de al menos 2do

despus de superar el embalse provocado por ste, con lo que induce a un enfriamiento rpido, constante y homogneo del cuerpo lvico aislado.

orden como el actual Ro de Tulancingo. 2. Truncamiento de estos sistemas fluviales por vulcanismo y procesos de remocin en masa generando cuerpos de agua aislados. Hay evidencias de que en el Pleistoceno, la regin donde ahora se encuentran los prismas, presentaba cuerpos lagunares aislados, asociados al truncamiento de drenajes por los depsitos volcnicos de la Sierra de Las Navajas como es el caso de un cuerpo cartografiado al norte de Alcholoya a escasos 10 km al NE de Santa Mara Regla (Stephen y Alyson, 1997) o por grandes deslizamientos de masas como es el caso del paleolago de Amajac cerca de Atotonilco el Grande (Arellano-Gil et al., 2005). Al suroccidente de la poblacin de Aguacatitla, en uno de los ltimos afloramientos hacia el norte del derrame prismatizado, se aprecia que este sobreyace a un pequeo horizonte de 0.5 m de espesor de conglomerados polimcticos, que denotan que al menos en el rea donde se prismatiz el basalto exista un cuerpo aluvial

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FOTOGRAFA 15. Lbulo frontal del derrame prismatizado, esto se aprecia en el desarrollo de los prismas en forma horizontal en la parte inferior de la fotografa y bordeando un afloramiento de flujos piroclsticos.

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6. Desarrollo del proceso de VOPONUCE que provoca el crujido, que al progresar uniendo todas las fracturas de tensin individuales, desarrollan la prismatizacin como se explic anteriormente. 7. La continuacin del proceso fluvial de la barranca de Alcholoya sobre el derrame termin por erosionarlo y seccionarlo casi hasta su base, mostrando los prismas como una maravilla natural. Para determinar las caractersticas del derrame de basalto, se analiz la posibilidad de que ste fuera a partir de un derrame fisural, ya que los afloramientos de los prismas slo se observan sobre la barranca de Alcholoya; sin embargo, no se observaron en la imagen de satlite, ni en campo, elementos de la existencia de una zona de debilidad que dieraServicio Geolgico Mexicano

forma horizontal y fuertemente inclinada en forma radial rodeando un afloramiento de flujos piroclsticos subyacientes, dando la idea de ser el lbulo frontal de un derrame encapsulado y con prismatizacin en su centro (Fotografa 15).

9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESEn este estudio se identifica la interaccin de dos campos volcnicos con expresiones geomrficas poco diferenciables en imagen de satlite y modelo digital de elevacin y constituidas por rocas de diferentes composiciones, pero edades casi contemporneas. El primero constituye el vulcanismo pleistocnico de riolitas hiperalcalinas en la Sierra de Las Navajas y el segundo que se intercala hacia la cima del primero y est constituido por campos pliocuaternarios de composicin principalmente basltica calcoalcalina que es el que desarroll la prismatizacin en Santa Mara Regla.

origen a este cuerpo lvico; por otra parte al suroccidente de la poblacin de Aguacatitla en uno de los ltimos afloramientos hacia el norte del derrame prismatizado, se ve claramente el desarrollo de los prismas en

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Se determin la edad del derrame en 2.58 0.15 Ma por el mtodo de K-Ar en el Instituto de Geologa de la UNAM.FOTOGRAFA 16. Prismas en la barranca de Almoloya separados del cantil con inclinacin en cantiliver con alto riesgo de colapsarse como se aprecia en la base.

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Los anlisis en muestra de mano, petrogrficos y qumico modal coinciden en clasificar estas rocas como basalto con variaciones a traquibasalto adems se aprecian diferencias texturales entre el centro y la periferia de un prisma basltico. El origen y proceso de formacin de los prismas baslticos en el caso particular de Santa Mara Regla, es provocado por la secuencia de varios eventos: el primero es la generacin de un pequeo cuerpo de agua a partir de la obstruccin del drenaje por el vulcanismo de la Sierra de Las Navajas. Este cuerpo se intersecta por un potente derrame de lava basltica muy homognea y ocurre un rpido enfriamiento de las superficies superior e inferior del derrame aislando el cuerpo

FOTOGRAFA 17. Prismas en el parque recreativo con cortes transversales que provocan colapso de secciones del prisma hacia la barranca.

lvico, el cual contina su rpido enfriamiento al mantenerse el flujo de agua sobre la superficie

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superior del derrame, lo cual desarrolla el proceso de contraccin volumtrica a partir de puntos de mayor temperatura; al progresar desarrollan fracturas de tensin entre dos de estos puntos, al irse uniendo todas las fracturas de tensin individuales, desarrollan la prismatizacin. El proceso actual es la erosin fluvial de la barranca de Alcholoya sobre el derrame que termina por seccionarlo como actualmente se aprecia. Al realizar un reconocimiento por la barranca de Alcholoya dentro del parque recreativo, donde el turismo aprecia de primera mano los prismas baslticos, se hace evidente que varias de estas estructuras se encuentran en un punto de alta inestabilidad, ya sea por su inclinacin natural o por que las columnas se encuentran seccionadas. El intemperismo, erosin y vibracin provocados por las cascadas que se inducen a caer sobre los prismas, pueden provocar un colapso altamente peligroso para el turismo que transita hacia su base. Se recomienda realizar un estudio de estabilidad de bloques y acatar las recomendaciones que se propongan para reducir el peligro evidente en este parque recreativo (Fotografas 16-18).FOTOGRAFA 18. Prisas en el parque recreativo separados del cantil por seccionamiento transversal y con alto nivel de inestabilidad.Abril 2 0 0 8 Servicio Geolgico Mexicano

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Artculo de divulgacin

Amazonita en los GranitoidesAspectos mineralgicos, cristaloqumicos y tipomrficosMikhail Ostrooumov11

Geologa y distribucin de la

Servicio Geolgico Mexicano

Universidad Michoacana de San Nicols de Hidalgo, Instituto de Investigaciones Metalrgicas, Departamento de Geologa y Mineraloga [email protected]

RESUMENgenticos especficos de las formaciones granitoides. Se describen las condiciones geolgicas, mineralgicas y geoqumicas de formacin, diversas propiedades, los atributos tipomrficos, la naturaleza del color y gnesis de la amazonita. Se da una breve sinopsis de la historia y perspectivas de utilizacin de este mineral. Esta investigacin est dirigida a especialistas en las reas de mineraloga, geoqumica, gemologa y a gelogos dedicados a la prospeccin y evaluacin de yacimientos minerales, pero tambin a un amplio crculo de lectores interesados en el tema. Palabras clave: Amazonita, distibucin geolgica, tipos genticos especficos, atributos tipomrficos, cristaloqumica.

E

25Abril

n el presente artculo se examinan las caractersticas que inciden en la distribucin geolgica de la amazonita, la relacin existente entre sus manifestaciones y yacimientos con los tipos

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Este trabajo, cedido exclusivamente para nuestra revista, aborda algunos de los aspectos ms relevantes del libro Amazonita: Mineraloga, Cristaloqumica, Tipomorfismo del autor del presente artculo Mikhail Ostrooumov, que acaba de ser publicado (noviembre de 2007) por la Editorial Politcnica, en San Petersburgo, Rusia.

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ABSTRACT

formations. The principal chapters deal with the geological, mineralogical and geochemical conditions of formation, various properties, typomorphic features, color nature, and genesis of this mineralogical variety of the potassium feldspars species. One chapter provides a brief synopsis to the history and to a few of the recent perspectives of amazonite employment. This article makes ones way to mineralogists, geochemists, gemologists, and geologists which are working in the prospect and evaluation of mineral deposits; and also to the public at large (for example, to collectors of minerals and gemstones) that have the interest in this subject. Key Words: Amazonite, geological setting, especific genetic types, typomorphic features, crystal chemestry.

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his work characterizes the distinctive features that influence in the geological setting of amazonite

as well as in the relationship between their deposits and specific genetic types of the granitoide

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INTRODUCCINa amazonita (amazonstone) pertenece a los minerales que han llamado la atencin de los mineralogistas desde hace muchas

generaciones. Entre los cientficos que investigaron la amazonita se encuentran los famosos corifeos de la geologa y mineraloga: A. des Cloiseaux, N. Kokcharov, V. Vernadsky, V. Goldschmidt, A. Fersman y muchos otros. La historia del descubrimiento de la amazonita y de las investigaciones cientficas sobre esta variedad de feldespato, est llena de enigmas, paradojas, errores e hiptesis. Durante los ultimos aos se han dedicado muchas investigaciones y publicaciones que abordan diversos aspectos de la cristaloqumica, propiedades, y gnesis de la amazonita. Al mismo tiempo se podra decir que, hasta la fecha, no ha sido publicada ninguna investigacin especial en la que se hayan descrito todos sus datos geolgicos, mineralgicos y cristaloqumicos, desde la perspectiva moderna de la ciencia contempornea. Por este motivo, en San Petersburgo, Rusia, acaba de ser publicado, bajo mi autora, un libro que es una especie de tratado mineralgico totalmente dedicado a este conocido mineral, con el ttulo Amazonita: mineraloga, cristaloqumica, tipomorfismo y del que el presente artculo quiere resaltar algunos de sus principales aspectos. Cabe destacar que en el libro mencionado se abordan los problemas actuales y los resultados finales de los estudios modernos de la amazonita, en su aspectos ms sofisticados. Se propone una amplia metodologa en la descripcin sistemtica de todas las reas de estudio de la amazonita, que corresponde completamente a las expectativas actuales de la Mineraloga Avanzada. En particular, en este trabajo se consideran las leyes de la distribucin espacial y temporal de la amazonita en diferentes formaciones geolgicas, as como tambin la relacin de sus yacimientos con diversos tipos genticos de las formaciones granticas. Se describen las condiciones de existencia de este mineral en diferentes ambientes geolgicos, caractersticas mineralgico-geoqumicas y otras particularidades especficas de las formaciones naturales concretas de amazonita. Se discuten las propiedades cristaloqumicas, ndices caractersticos, naturaleza del color, gnesis y tipomorfismo de la amazonita. Finalmente, se propone un ensayo histrico breve y perspectivas prcticas del uso de este mineral. Se sabe que muchos mineralogistas y coleccionistas destacan la gran variedad de color y de matices verde-azules (Figura 1) que presenta este mineral (Ostrooumov, 1982a). La naturaleza del color de la amazonitaBAbril

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FIGURA 1. Paleta de colores en amazonitas: A: pegmatitas precmbricas B: pegmatitas paleozoicas C: granitos mesozoicos

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ha sido objeto de investigacin de mineralogistas y gelogos desde hace casi doscientos aos. Sin embargo, los intentos de explicacin de este fenmeno especfico en el grupo de los feldespatos no han permitido, hasta el presente, llegar a un resultado definitivo. La hiptesis sobre la relacin entre el color de la amazonita y la impureza isomorfa de plomo, hasta hoy da es la ms reconocida en el medio mineralgico (Marfunin y Bershov, 1970; Hofmeister y Rossman, 1985). Por otra parte, se han propuesto tambin otras hiptesis con una argumentacin diferente, en las que el color se relaciona con lasServicio Geolgico Mexicano

importantes, que muestran la importancia de este mineral en la mineraloga contempornea.

GEOLOGA Y MINERALOGA DE LA AMAZONITALos yacimientos de amazonita se originan en varios tipos genticos de formaciones granticas (granitos y pegmatitas de diferentes tipos, aplitas, vetas hidrotermales, formaciones subvolcnicas), que se caracterizan por diferente posicin geolgica. No obstante, los yacimientos principales de este mineral estn relacionados con los macizos granticos y vetas pegmatticas, donde la amazonita juega un papel destacado como componente mineral importante (Figura 2). La edad geolgca de estas formaciones con amazonita vara del Precmbrico (1800-2000 millones de aos) al Mesozoico (150-180 millones de aos). Recientemente, en los Alpes Orientales y en el Pamir Central se han descubierto pegmatitas con amazonita de edad eocnica (alrededor de 40 millones de aos). Desde el punto de vista gentico y espacial, las pegmatitas que estn ligadas a grandes macizos de granitos alcalinos son las formaciones ms antiguas (precambricas) y profundas, mientras que los granitos de tipo F-Li, donde la amazonita es el mineral esencial, son ms jovenes (mesozoicos) y menos profundos. Analizando la ocurrencia de la amazonita en el tiempo geolgico, se ha establecido su considerable incremento hacia las pocas ms jvenes por su edad geolgica, tanto por el mayor grado de desarrollo como por la escala de sus manifestaciones (macizos granticos). Por otro lado, las amazonitas de las formaciones ms antiguas se distinguen por su color ms intenso y por una paleta de matices ms rica. Estas amazonitas se encuentran slo en las pegmatitas precmbricas de Canad y Rusia. Es muy curioso que hasta hace medio siglo la amazonita era considerada como una variedad mineralgica muy rara. Actualmente, el nmero de yacimientos grandes de amazonita es de ms de una centena, sin considerar los depsitos menos importantes. De acuerdo con datos recientes (Ostrooumov, 1989), este mineral se ha encontrado en todos los continentes (menos en la Antartida) y en muchos paises. La mayora de los yacimientos de amazonita (Figura 2) se encuentra en los lmites de las plataformas precmbricas, como la Siberiana, la Norteamericana, la Australiana y los escudos Ucraniano, el ndico, el del Bltico y el de Groenlandia. Tambin en los macizos granticos relacionados, principalmente, al cinturn orognico kimmeriano como sucede en la regin del Baikal (Rusia) y en Mongolia, y en menor grado al caledoniano y hersiniano.

impurezas de hierro, grupos de agua, grado de orden/desorden Al/Si en la estructura cristalina, etc. (Ostrooumov et al., 1989). Ostrooumov, (2007) seala que estos diversos puntos de vista sobre el origen del color de la amazonita, reflejan slo diferentes aspectos del mismo fenomeno, que no se excluyen el uno al otro sino que se complementan mutuamente. De todos modos, est claro que el color de la amazonita se caracteriza por una naturaleza compleja determinada por un conjunto de causas, que reflejan una amplia variacin de particularidades qumicas y estructurales de este mineral. Durante las ltimas decadas, los gelogos y mineralogistas han discutido tambin el uso de la amazonita en la bsqueda y prospeccin de yacimientos minerales que contienen metales econmicos y tierras raras. Existen diferentes opiniones al respecto. Desde nuestro punto de vista, la respuesta ms acertada se encontrara en la caracterizacin detallada de la posicin geolgica y petrolgica de la amazonita, as como tambin en la investigacin de su composicin qumica, estructura y propiedades correspondientes en cada tipo gentico de las formaciones granticas concretas. En el libro recientemente publicado (Ostrooumov, 2007) se consideran diversos datos nuevos sobre la geologa, mineraloga, cristaloqumica y tipomorfismo de la amazonita. Veamos aqu slo algunos de los resultados ms

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29FIGURA 2. Distribucin de los yacimientos principales de amazonita (esquema tectnico segn Belousov ): 1 - escudos, 2 - pendientes de escudos y anticlinorios de plataformas antiguas, 3 - sinclinorios de plataformas antiguas, 4 - 7 - regiones de plegamiento: 4 - calednicos, 5 - hercnicos, 6 - cretcicos (kimmerian), 7 - alpnicos, 8-9-macizos medianos de cimentacin en regiones de plegamiento, 10- plataformas epipaleozoicas con cubierta sedimentaria, 11 - fronteras de cinturones neotectnicos y rifts, 12 - grabens, 13 - yacimientos de amazonita

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alcalinos se asocian depsitos metasomticos con niobio, tierras raras, zircn, flor, berilio y torio (a veces con plomo). Las manifestaciones de amazonita estn vinculadas con estos tres tipos definidos de formaciones de granitoides: los leucogranitos de alaskita, los leucogranitos subalcalinos y los granitos alcalinos. La amazonita se encuentra

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En el curso del ciclo tectnico-magmtico de inversin se conformaron diversas formaciones de granitoides: la granodiortica, la grantica, la leucograntico-alasktica, la subalcalina leucograntica (o de granitos ricos en flor y litio) y la alcalino grantica, que se diferencian visiblemente por sus caractersticas geoqumicas (Tabla 1). Con los macizos de las formaciones granodiorticas y granticas no estn relacionados los yacimientos de metales raros. Los macizos leucograntico-aplticos producen diversos tipos de yacimientos: los pegmatticos de berilio (sin litio) y niobio-tantalio; los greisen de cuarzo y estao, wolframio, molibdeno, bismuto y berilio. Los intrusivos de granito subalcalino relacionados a pequeas zonas de debilidad en lineamientos angostos, generan en cpulas y apfisis depsitos filonianos (tipo greisen) de metales raros como estao, talio, litio, berilio, flor, y ms raramente rubidio, cesio y wolframio. Por su parte, a las cpulas y apfisis de granitos

en granitos, aplitas, pegmatitas, en filones cuarzofeldespticos, y tambin en algunas rocas subvolcnicas. La edad de las rocas en las que se encuentra la amazonita vara en un gran diapasn, desde el Proterozoico al Terciario. A las formaciones ms antiguas (Proterozoico) se vinculan las pegmatitas amazonticas de los granitos alcalinos como en la Pennsula de Kola y en Siberia Oriental, en donde la amazonitizacin a veces alcanza un mximo tanto en intensidad, como en la homogeneidad de coloracin; a las formaciones ms jvenes (JursicoCretcico),

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macizos granticos se agrupan en zonas alargadas que pueden alcanzar de 3 km a varias decenas de kilmetros de longitud y de 0.5 a 10 km de ancho. Estas zonas, por lo general, coinciden con cinturones de diques y pequeas intrusiones de diversa composicin y edad, asociados a fallas regionales. Los granitos subalcalinos conforman diques y troncos y cuerpos de forma irregular, cuyas zonas de influencia van desde unas decenas de metros hasta algunos kilmetros de longitud y desde cinco metros hasta varias centenas de metros de ancho. En profundidad pueden alcanzarServicio Geolgico Mexicano

varios cientos de metros. Las rocas encajonantes de los leucogranitos subalcalinos son rocas vulcanosedimentarias, pero tambin formaciones granitoides ms antiguas. Alrededor de las intrusiones de granito de amazonita se observan intensas alteraciones metasomticas, dentro de las rocas encajonantes. De esta forma, en los granitoides ms antiguos surgen zonas de biotitizacin, deTABLA1. Contenido medio (g/t) de elementos traza en las rocas de las formaciones de granitoides. NOTA. Tabla configurada con contenidos medios de los elementos en los distintos granitoide, segn Beskin (1979).

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metacristales de cuarzo, albitizacin, amazonitizacin, que con frecuencia crean la ilusin de gradaciones paulatinas entre los granitoides de distintas formaciones. El tamao de los macizos constituidos por completo de granito de amazonita es, por lo general, pequeo (de

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se asocian algunos granitos subalcalinos, como sucede en la regin del Transbaikalie, Rusia y en Mongolia, donde la amazonitizacin abarca macizos completos, pero la intensidad de color de este mineral es mucho ms dbil que en los cuerpos amazonitizados de las pegmatitas de los granitos subalcalinos de la Pennsula de Kola, antes mencionados.

1 a 1.5 km2) y su edad se ha estimado que vara desde el Paleozoico medio al Mesozoico tardo. Los granitos que contienen amazonita por lo general presentan la siguiente zonacin, desde el centro del cuerpo hacia su periferia: biotitamuscovita, microclina-albita, amazonita-albita, micas de litio. A veces es muy difcil diferenciar las zonas de microclina-albita y amazonitaalbita, por lo que es ms prctico tener en cuenta los cambios paulatinos desde la zonas de biotita-muscovita a las de amazonita (microclina)-albita.

Granitos de Amazonita y sus derivadosLos granitos de amazonita, que en la literatura geolgica se acostumbraba mencionar como un tipo extico de granitoides, en la actualidad se estudian como formaciones geolgicas importantes y ampliamente distribuidas. En opinin de Feldman et al. (1967), y otros autores, el valor primordial de los granitos de amazonita estriba en que, en una gran cantidad de casos, son la fuente econmica de metales como el tantalio, niobio y estao y una fuente con perspectivas para la obtencin de litio, rubidio, cesio y otros elementos. Los depsitos de metales raros de este tipo son en la actualidad ampliamente conocidos en Rusia, Argelia, Egipto, China, Mongolia y Estados Unidos. Segn datos de Kovalenko et al. (1971), semejantes

Pegmatitas de AmazonitaLas pegmatitas de amazonita ms interesantes e importantes en el sentido prctico, son las que estn relacionadas a los granitos alcalinos. Para ellas es caracterstico un amplio e intenso

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desarrollo no slo de amazonitizacin, sino tambin de otros procesos posmagmticos (albitizacin, mineralizacin, etc.). Segn datos de Voloshin y Pakhomovsky (1986), los cuerpos pegmatticos con amazonita se localizan primordialmente en los contactos de los macizos alcalinos, coincidentes con las soluciones alcalinas parcialmente modificadas o con esquistos, gneis y otras rocas metamrficas. Las pegmatitas de amazonita ms antiguas (del Precmbrico), que contienen paragnesis de minerales de tierras raras, son conocidas en la actualidad en muchos lugares del mundo: en la Pennsula de Kola en Rusia, en Siberia oriental, en Estados Unidos, Nigeria, Mozambique y otros pases. Estos cuerpos pegmatticos se presentan, por lo general, en forma de vetas y lentes, cuya longitud vara de unos cuantos metros hasta algunas centenas de metros, sin sobrepasar los 400-600 m y un espesor entre 1 y 20 m. La zonacin en estos cuerpos est dbilmente representada y se manifiesta slo por el aumento de tamao de los minerales constitutivos de la roca a partir de la salbanda y hacia el centro de los filones y en el cambio, en esta misma direccin, del tono de color del feldespato potsico, desde el gris y rosa hasta alcanzar distintas tonalidades de azul y verde. Adems de la microclina y la amazonita, otros minerales importantes de las pegmatitas son la albita y el cuarzo. Minerales como biotita, fluorita, magnetita y granate se presentan en menor cantidad. Los minerales accesorios son gadolinita, tantalita-columbita, fergusonita, galena, y ms raramente itrialita, torita, pirocloro, samasrkita y berilo. Las pegmatitas de amazonita del Paleozoico temprano y medio son semejantes en dimensin y forma a las ya descritas para el Precmbrico, pero se diferencian de estas ltimas por una mayor presencia de gadolinita y berilio, como sucede en depsitos de la regin de Yacutia, en Rusia, y al sur de Noruega y en Polonia.

Las pegmatitas de amazonita del Paleozoico tardo asociadas a granitos alcalinos, se conocen en los Urales, en Madagascar y en Estados Unidos. Se presentan como mantos y lentes de pequea longitud (por lo general de algunas decenas de metros) y espesores hasta de 10 m. Estos filones pegmatticos se encuentran diferenciados, una buena parte con estructuras grficas y pegmatticas que presentan, a veces, grandes bandas con cristales de feldespato, cuarzo, topacio y algunos otros minerales. Los minerales constitutivos de estas pegmatitas estn representados por microclina, amazonita, albita y cuarzo, con menor presencia de micas. Los minerales accesorios son granate, topacio, berilio, fenaquita, columbita, fergusonita, samarskita y torita.

PRIMER DESCUBRIMIENTO DE AMAZONITA EN MXICOPor lo que se refiere a Mxico, existe el reporte de por lo menos dos localidades con este mineral, una en el estado de Oaxaca y otra en el estado de Chihuahua (Schmitter y Martn Del Campo, 1980), aunque hasta ahora en slo una de ellas ha sido identificado recientemente un depsito, por Snchez y Robles (2002). El citado yacimiento se localiza en la parte norte de la Repblica Mexicana, en el sitio conocido como Cerros Bahues, municipio Coronado, Chihuahua. El afloramiento que contiene a este mineral es un cuerpo de composicin grantica del Eoceno (38 Ma/K-Ar), que incluye a pegmatitas del Oligoceno (32 Ma/K-Ar), enriquecidas en amazonita. El anlisis mineralgico, cristaloqumico y colorimtrico de las muestras tomadas en este yacimiento (Figura 3) ha mostrado que sus particularidades especficas de composicin qumica, estructura y color son muy parecidas a las amazonitas que se formaron en granitos de F-Li en Siberia, Transbaikal, Rusia. De acuerdo con nuestros datos, en las

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FIGURA 3. Amazonita mexicana en granitos de F - Li (Municipio Coronado, estado de Chihuahua)

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muestras estudiadas hemos encontrado presencia de diferentes minerales de tantalio y niobio (principalmente de las series Columbita-Tantalita y Pirocloro-Microlita), que antes no haban sido encontrados en los yacimientos de Mxico (artculo en preparacin).

potsicos asociados, son las concentraciones siempre ms elevadas de plomo y de elementos trazas radioactivos rubidio, uranio, torio. Adems, de acuerdo con los datos obtenidos,

Estos hechos muestran, ante todo, el alto potencial del subsuelo mexicano con relacin a la bsqueda de nuevas materias primas, as como tambin la clara posibilidad de encontrar nuevos tipos de yacimientos minerales que podran ser detectados en un futuro en el territorio del pas.

existe la misma tendencia en la evolucin de la composicin qumica de las amazonitas en las pegmatitas y granitos de diferente edad y profundidad de formacin. A medida que se observa la transicin de la paragnesis de los feldespatos potsicos comunes hacia los mismos con las amazonitas se ha establecido

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CRISTALOQUMICA Y COLOR DE LA AMAZONITAEn mineraloga existe una regla: las propiedades de los minerales estn relacionadas con la composicin qumica y la estructura cristalina. A su vez, la composicin qumica y la estructura cristalina estn ligadas mutuamente y determinan la naturaleza de una especie o variedad mineral. El analisis de los datos bibliogrficos y los resultados de nuestras propias

que se enriquecen en potasio (Ortoclasa), plomo y componentes alcalinos raros y voltiles, y se empobrecen en hierro, bario, estroncio y en componente sdico (Albita). Al mismo tiempo, podemos mencionar que las amazonitas que se forman en diferentes condiciones petrolgicas y geoqumicas se diferencian por algunas particularidades especficas de su composicin qumica. Asi, por ejemplo, la composicin qumica de las amazonitas de las pegmatitas precmbricas (Peninsula de Kola, Rusia) cambia en un amplio diapasn, tanto para los principales componentes, como para las impurezas (Tablas 2 y 3). A diferencia de las amazonitas precmbricas, los individuos minerales de este mineral en las pegmatitas paleozoicas (Urales) o en los granitos mesozoicos (Transbaikalie) se caracterizan por otras particularidades tipoqumicas (Tabla 3). En este caso se trata de diferentes niveles de concentracin de los elementos impureza caractersticos. As, las amazonitas paleozoicas contienen concentraciones mximas de rubidio, mientras que en las mesozoicas se determinan cantidades mnimas de plomo. Esta tcnica analtica ha permitido establecer que todas las muestras analizadas de amazonita

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investigaciones de la composicin qumica de las amazonitas provenientes de diferentes tipos genticos de rocas granticas (Ostrooumov et al., 1989) permiten, ante todo, comprender la diferencia entre las amazonitas y los feldespatos potsicos de colores ordinarios (no amazonitas). Las particularidades geoqumicas ms generales (es decir independientes de las condiciones geolgicas de localizacin) y ms esenciales de la amazonita, en comparacin con los feldespatos

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1 - ppm.

TABLA 2. Anlisis qumico de diferentes generaciones de amazonita en pegmatitas precmbricas (en wt % y ppm determinados por XRF).

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de los yacimientos pegmatticos pertenecen a la microclina mxima: los valores obtenidos del grado de triclinidad se encuentran en los limites 0,85-1,00 y los valores de orden monoclnico se han determinado en el intervalo 0,82-1,00. Los resultados obtenidos sugieren un alto grado de orden catinico Si/Al en las amazonitas de las pegmatitas precmbricas y paleozoicas. Al mismo tiempo, se determin un cierto desorden estructural en las amazonitas que se forman en los granitos mesozoicos como resultado de la difraccin de rayos X algunas variedades de amazonita muestran valores de triclinidad entre 0,2-0,5. Con base en estos datos, se puede constatar la correlacin entre la intensidad del color de la amazonita y el grado de desorden estructural: las variedades de color claro se caracterizan por valores menores de triclinidad, mientras que las de color intenso muestran valores mximos en este parmetro. Como resultado de estas investigaciones cristaloqumicas y espectromtricas se han establecido las caracteristcas especficas (composicin qumica, estructura cristalina, color, etc.) de las amazonitas que se formaron en diferentes condiciones de mineralognesis (Ostrooumov et al., 1989). As, por ejemplo, las particularidades espectromtricas ms tpicas de las amazonitas precmbricas que se formaron en las pegmatitas de la Peninsula de Kola son los espectrs UV-Visibles y de Resonancia Paramagntica Electrnica especficos que estn relacionados con la presencia de impurezas isomorfas de plomo, los cuales se transforman en centros paramagnticos electrnicos o huecos. Estos centros no se encuentran en los feldespatos de otra naturaleza qumica o estructural. Por eso, en la descripcin sistemtica de la amazonita los ndices tipomorfos juegan un papel importante, ya que expresan un cambio en la composicin qumica (Tabla 2), en el contenido de las impurezas isomorfas, en las particularidades de la estructura cristalina, en el hbito y aspecto morfolgico o modificacin polimorfa, es decir ms exactamente, en todo el conjunto de las particularidades especficas de la cristaloqumica y sus diferentes propiedades. En otras palabras, los ndices tipomorfos de la amazonita son, en primer lugar, sus particularidades cristaloqumicas y morfolgicas. En segundo lugar, entre stos ndices tambin se encuentran diferentes propiedades fsicas de la amazonita (por ejemplo, el color, la luminescencia, el pleocroismo, etc.) que a su vez dependen de unas particularidades cristaloqumicas especficas y por lo tanto, de las condiciones concretas de formacin y transformacin de este feldespato alcalino en diversos ambientes geolgicos. geoqumico dado. En otras palabras, tales minerales prcticamente representaran la misma idea que, en la geologa histrica, corresponde a la definicin de fsiles ndice. As, por ejemplo, los investigadores de la escuela mineralgica rusa, como resultado de estudios detallados, mostraron que para las pegmatitas granticas se puede distinguir alrededor de 60 minerales tipomorfos, entre los cuales varias especies se forman en una o ms geofases determinadas. En el presente trabajo se considera a la amazonita como un tpico mineral con ndices genticos caractersticos, que indican precisamente su pertenencia a un proceso geolgico bien definido, a una u otra etapa del proceso o a una asociacin paragentica bajo una temperatura determinada de formacin. A dichos ndices se ha propuesto llamarlos tipomorfos y a los minerales caractersticos para un determinado proceso geolgico de formacin se les ha definido, de igual manera, como minerales tipomorfos.Abril

TABLA 3. Caractersticas tipoqumicas de las amazonitas en pegmatitas (1 - Precmbricas, Pennsula de Kola; 2- Paleozoicas, Urales) y en granitos (3-Mezozoicas, Zabaikalie). NOTA. Numerador valor promedio, denominador cambio de valores de las generaciones tempranas hacia las tardas.Servicio Geolgico Mexicano

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TIPOMORFISMOA finales de los aos setentas y al principio de los ochentas del siglo XX, como resultado de una intensa discusin cientfica, se propuso entre los minerales tipomorfos considerar las especies minerales que ocupan un lugar determinado dentro de un proceso geolgico-

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CONCLUSINFinalmente, sera conveniente comentar lo siguiente. La amazonita, descrita y utilizada desde la antiguedad, est experimentando en la actualidad una especie, por as decirlo, de segundo nacimiento o, mejor, renacimiento. Y si hace unas decenas de aos la amazonita llamaba la atencin de los cientficos, slo en su calidad de mineral gemolgico por sus matices impresionantes de color, durante los ltimos aos ha adquirido una importancia prctica innegaServicio Geolgico Mexicano

prospecciones mineras y geolgicas, de una manera concreta. La amazonita, como regla general, aparece en las fases finales de formacin de los diferentes tipos genticos de rocas granticas y, por lo tanto, representa el ndice ms claro de la manifestacin en estas rocas de procesos geolgicos ulteriores (greisenizacin, albitizacin y concentracin de menas de metales raros) que fueron superpuestos en diversos tipos de yacimientos minerales y que, a su vez, estn relacionados con una u otra mineralizacin especfica y de importancia econmica. Por esta razon, se puede estimar, de cierta manera, que los yacimientos de amazonita delimitan las reas de influencia de las formaciones petrolgicas potencialmente susceptibles de contener mineralizacin y pueden servir como gua para la prospeccin de diversos yacimientos minerales econmicos.

ble. Los mineralogistas contemporaneos han revelado las propiedades sorprendentes de este mineral: la capacidad de acumular elementos alcalinos raros y como consecuencia convertirse en una materia prima potencial para su extraccin; la posibilidad de ser utilizada para la determinacin de la edad absoluta de varias formaciones granticas; y, finalmente, servir como el indicador de las particularidades de su gnesi