Formación de hierro bandeado 1

Formación de hierro bandeado

Formación de hierro bandeado

Roca de 2.100 millones de años de antigüedad perteneciente a una formación bandeada de Fe.Tipo Sedimentaria

Las formaciones de hierro bandeado (BIF, Banded Iron Formation) son rocas sedimentarias que contienen almenos un 15% de hierro (Fe),[1] y presentan una estructura formada por bandas, estando unas compuestas por elhierro, y las otras por sílex.[2] El hierro suele aparecer en forma de óxidos, normalmente magnetita (Fe3O4) yhematita (Fe2O3).[3] El ancho de las bandas puede ser de escala submilimétrica o llegar a medir varios metros, y ellímite entre ellas es neto.[4] Estas rocas aparecen en el registro geológico hace 3.800 millones de años, si bien lamayoría tienen una edad comprendida entre 2.500 y 1.800 millones de años (Proterozoico), cuando desaparecen delregistro, volviendo a depositarse en ambientes glaciares en el Proterozoico tardío (800-600 millones de años).[5]

En cuanto a su origen, no existe un consenso claro.[6] Se han propuesto varios modelos para explicar su génesis:deposición en ambientes lacustres, hidrotermales, evaporíticos, procesos de meteorización, deposición en zonas desurgencia y origen biológico.[6] Se distinguen tres tipos de formaciones de hierro bandeado: formaciones de hierrobandeado tipo Rapitan, formaciones de hierro bandeado tipo Lago Superior y formaciones de hierro bandeado tipoAlgoma.[5] Estas rocas además poseen interés económico, al usarse para extraer hierro.[7]

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Distribución geográficaSe pueden encontrar formaciones de hierro bandeado en materiales precámbricos de América, Asia, Europa, África yOceanía.[8]

América

Vista aérea de la mina de Carajas (Pará, Brasil),de donde se extrae hierro a partir de formaciones

de hierro bandeado.

En el estado de Minas Gerais, en Brasil, se encuentra el llamadocuadrilátero ferrífero, donde se halla la mayor concentración de hierrode la Tierra, cuyo origen procede de estas formaciones.[9] Lasformaciones de hierro bandeado de Urucum (Mato Grosso del Sur,Brasil y Bolivia) son de edad Proterozoico superior, las más recientesdel país,[10] y se caracterizan por no haber sufrido procesos demetamorfismo.[10] Más al norte se encuentra la mina de Carajas, en elestado de Pará,[11] donde las formaciones se explotan para extraerhierro de la limonita y de la hematita.[11]

En la Cordillera de la Costa, en Chile, se encuentran estas formaciones,formadas por magnetita y cuarzo granular, en un afloramiento de unos200 km2.[12] El Cerro Bolívar, en Venezuela, está formado por formaciones de hierro bandeado, siendo uno de losmayores yacimientos del mundo.[13][14]

La región del Lago Superior, situada en la parte centro-norte de los Estados Unidos y al sur de Canadá albergaformaciones de hierro bandeado, siendo la zona de mayor producción mundial de hierro.[12] Los yacimientos másimportantes de esta región son Mesabi, Menominee, Marquette, Gunflint, Cuyuna, Vermilion y Gogebic.[15] Seencuentran intercalaciones de lutita carbonácea y cuarcita, y en menor medida de conglomerados, brechas, argilita,dolomita, sílex, rocas volcánicas, pirita, siderita y pirrotina.[16] En el cinturón de rocas verdes de Abitibi (Canadá)también afloran estas rocas,[17] encontrándose en el eje de la cuenca de Abitibi, y presentando evidencias de habersedepositado en ambientes acuáticos profundos.[18] También hay formaciones de hierro bandeado en la península delLabrador, acompañadas de ciertas cantidades de sulfuros, carbonatos y silicatos, y que han sufrido los efectos de ladiagénesis y de metamorfismo de bajo grado.[19] En los Territorios del Noroeste y Yukón se localiza la formación dehierro de Rapitan, con una edad de 755-730 millones de años (Proterozoico tardío), asociada a ambientes glaciares yformada por hematita y sílex.[20]

En Groenlandia se halla el cinturón de rocas verdes de Isua que contiene formaciones de hierro bandeado.[21] Tieneuna antigüedad de 3.800 millones de años, y son las rocas formadas cerca de la superficie terrestre más antiguas.[22]

AsiaEn China, en Gongchangling (An-shan), se encuentran formaciones de hierro bandeado de 3.100 millones de años deantigüedad, caracterizadas por la presencia de grafito.[23] Estas formaciones alcanzan espesores de 80 metros.[24] Enla región de Orissa, en la India, se encuentran estas formaciones, cuya magnetita se depositó en ambientes marinossomeros.[25] Tienen una antigüedad de 3.200-3.000 millones de años, y no presentan evidencias de haber sufridometamorfismo intenso.[26] También se encuentran en el cinturón de esquistos de Bababudan, de la misma antigüedadque las anteriores.[27][28]

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Europa

Fragmento de una formación de hierro bandeadoprocedente de Krivoi Rog (Ucrania).

En Rusia se encuentra la anomalía magnética de Kursk.[29] Estaanomalía magnética es una de las mayores de la Tierra,[30]

caracterizándose la zona por una gran abundancia de yacimientos deFe.[31] Las formaciones de hierro bandeado de esta región alcanzanhasta los 1.200 metros de potencia, y los principales minerales dehierro constituyentes son la hematita y la martita.[32] En este país, en laRepública de Carelia, se encuentra el cinturón de rocas verdes deKostomuksha.[33] En este cinturón, las formaciones de hierro bandeadose encuentran afectadas por zonas de cizalla, y asociadas a estas zonas,y como resultado de procesos metasomáticos (el metasomatismo es untipo de metamorfismo en el que intervienen fluidos a altas temperaturas), aparecen mineralizaciones de oro.[33]

En la cuenca de Krivoi Rog (Ucrania), las formaciones de hierro bandeado poseen un espesor que varía entre 10 y200 metros, donde se intercalan capas de materiales pizarrosos con niveles ferruginosos.[34]

África

Localización del cratón de Kaapvaal, Sudáfrica.

En los países de Costa de Marfil, Liberia y Guinea se encuentranformaciones de hierro bandeado, localizadas en la zona sur del cratóndel oeste de África.[35] Se depositaron en el eón Arcaico, yprobablemente estén ligadas genéticamente a las formaciones de hierrode Venezuela, quedando separadas al abrirse el océano Atlántico.[36]

En Sudáfrica existen varios afloramientos de estas rocas, como laformación de hierro de Penge. Se sitúa en la aureola de contacto delcomplejo ígneo de Bushveld, y está formada por magnetita ygrunerita.[37] En el cratón de Kaapvaal las formaciones de hierrobandeado se disponen sobre sedimentos depositados en una rampacarbonática-siliciclástica,[38] y se depositaron hace 2.900 millones deaños.[39] Algunos estudios sugieren que este cratón está relacionado con el cratón de Pilbara (Australia),[40] pudiendohaber formado ambos un supercontinente, que recibe el nombre de Vaalbará.[41] En la cuenca de Griqualand Westtambién se encuentran formaciones de hierro bandeado sobre niveles de carbonatos.[42]

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Oceanía

Cráter Shoemaker, Australia. Su impacto diolugar a las mineralizaciones de oro y uranio de la

formación Frere.

El cratón de Pilbara, en Australia, posee unas formaciones rocosas deedad Arcaico superior-Proterozoico inferior, conocidas como grupoHamersley, que contienen formaciones de hierro bandeado.[43] Secaracterizan por tener una gran continuidad lateral, extendiéndose enun área de 60.000 km².[44] En la formación Frere se encuentranformaciones de hierro bandeado y formaciones de hierro granulares.[45]

En estos niveles se localizan altas concentraciones de oro y uranio,cuya acumulación parece ser debida a la actividad hidrotermalprovocada por el impacto meteorítico que formó la estructura deimpacto Shoemaker.[45]

En el cratón de Yilgarn su espesor suele variar entre 5 y 50 metros, yes raro que alcancen espesores de 100-150 metros.[46] Tienen una edadde 2.700-2.600 millones de años, y han sufrido metamorfismo de altogrado.[47] En la cordillera de Middleback también aparecenformaciones de hierro bandeado, con una edad estimada de 2.200millones de años.[48]

Mineralogía

Los minerales que suelen formar las bandas de hierro son magnetita y hematita.[3] Sin embargo, pueden contenerotros minerales, y no solo óxidos, si no también silicatos, carbonatos y sulfuros.[8] Esta variedad de minerales pareceser que está condicionada por los cambios en el potencial de reducción y el pH dentro de la cuenca dondesedimentaron.[12] Por eso en estas formaciones se pueden distinguir cuatro facies: facies de óxidos, facies desulfuros, facies de silicatos y facies de carbonatos.[12]

Hematita, mineral de hierro, es uno de losconstituyentes principales de las formaciones de

hierro bandeado.

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Mineral de Fe Fórmula química

Hematita Fe2O3

Magnetita Fe3O4

Greenalita Fe3Si2O5(OH)4

Minnesotaíta (Mg,Fe)3Si4O10(OH)2

Estilpnomelana (K,Na,Ca)0,6(Mg,Fe2+,Fe3+)6Si8Al(O,OH)27 2-4H2O

Clorita (Fe,Al,Mg)3(Si,Al)2O5(OH)4

Riebeckita Na2 Fe2+3Fe3+

2 Si8O22(OH)2

Siderita FeCO3

Ankerita Ca(Fe,Mg,Mn)(CO3)2

Pirita FeS2

Tipos

Esquema de un arco insular, con su volcanismoasociado. En estas zonas se cree que se

depositaron las formaciones de hierro bandeadotipo Algoma.

Se distinguen tres tipos principales de formaciones de hierro bandeado:tipo Algoma, tipo Lago Superior y tipo Rapitan.[5]

• Tipo Algoma: las formaciones de hierro bandeado tipo Algomaestán relacionadas con procesos de vulcanismo submarino,encontrándose las facies de sulfuros más cerca del foco emisor, y lasfacies de óxidos más lejos.[1] Entre las formaciones de hierro seintercalan rocas máficas y félsicas, grauvacas volcanoclásticas ypizarras.[49] Se suelen encontrar en cinturones de rocas verdes, y lamayoría son de edad Arcaica.[50] Se cree que estos depósitos seformaron en arcos insulares[49]

• Tipo Lago superior: estas formaciones son las que tienen mayorpotencia y extensión.[5] Se depositaron en plataformas, y se suelen encontrar asociadas a otras rocas, comodolomitas, cuarcitas, arcosas, conglomerados, pizarras negras, y en menor medida, rocas volcánicas.[51] Su edadronda los 2.500-1.800 millones de años.[5] Algunos científicos consideran que este tipo de formaciones de hierroson análogas a los depósitos sedimentarios con hematita de Sinus Meridiani y Aram Chaos, en Marte.[52]

• Tipo Rapitan: las formaciones de hierro de este tipo son las menos abundantes.[53] Son de edad Proterozoicotardío (800-600 millones de años), y se asocian a depósitos de tipo glacial.[5] Su mineralogía es muy sencilla,estando formadas básicamente por hematita y cuarzo.[5]

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Formación

Formación de hierro bandeado procedente deMíchigan, en la región del Lago Superior.

La ausencia de elementos detríticos en estas rocas indica que se handepositado por debajo del nivel de base del oleaje (a ciertaprofundidad).[5] Probablemente tuvieran un papel importante en suformación las primeras bacterias fotosintéticas, al producir oxígenolibre que oxidaría al hierro disuelto, que sería muy abundante en esemomento.[54] Este fenómeno se produjo hace 2.400 millones de años, yse conoce como la Gran Oxidación.[55] El hierro oxidado no es solubleen agua, por lo que se acabaría depositando en el fondo marino.[54] Laalternancia de bandas de hierro y sílice se explica por fluctuaciones enla cantidad de cianobacterias, reduciéndose su número al contaminarseel agua cuando la cantidad de oxígeno era tan abundante que el hierrono podía neutralizarlo.[5] Otra hipótesis sugiere que los bandeados se producen por cambios estacionales en latemperatura del agua.[3]

La presencia de cianobacterias explica las formaciones de hierro que se depositaron a partir de la Gran Oxidación(tipo Lago Superior), pero este modelo no sirve para formaciones más antiguas, debido a la poca abundancia deoxígeno.[3] Una manera en la que el hierro se puede oxidar con poco oxígeno es mediante oxidación fotoquímicaprovocada por rayos ultravioletas.[56][57] Otra forma de explicar la oxidación sería mediante la acción de bacteriasfototróficas anoxigénicas,[57] un tipo de bacterias que realizan fotosíntesis anoxigénica.[58]

Otra hipótesis para explicar la precipitación del hierro se basa en la mezcla de agua rica en hierro reducido con aguarica en hierro oxidado.[59] Esto implicaría que los océanos primigenios estarían divididos, debido a diferenciasquímicas y de densidad, en dos capas, y debido a una surgencia, las dos capas se podrían mezclar, precipitando elhierro.[59]

Las formaciones de hierro de tipo Rapitan, se encuentran asociadas a sedimentos glaciares.[59] Se ha propuesto queuna glaciación global ocurrida hace 800 millones de años provocó que el hielo aislara el océano de la atmósfera.[59]

Como consecuencia de ello el océano tendría un ambiente reductor, donde se acumularían iones Fe2+, y en elmomento en que los hielos se derritieran, al restablecerse la circulación de las aguas, se produciría oxidación yprecipitación del hierro, formando la hematita.[59]

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Fuentes y contribuyentes del artículo 11

Fuentes y contribuyentes del artículoFormación de hierro bandeado  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=64240334  Contribuyentes: 4lex, Addicted04, Antón Francho, Bestiasonica, Chiton magnificus, Ciaurlec,Galandil, Makete, Misigon, P.o.l.o., PePeEfe, Shalbat, Taty2007, 1 ediciones anónimas

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