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Eclogita que se ha transformado en serpentina?
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prcantos
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MensajePublicado: 25 May 2013 21:46    Título del mensaje: Eclogita que se ha transformado en serpentina?  

En https://www.foro-minerales.com/forum/viewtopic.php?p=95012#95012 María Jesús M. escribió:
...En la foto 1, muestro una eclogita cuyos piroxenos y olivinos se han transformado en serpentina...


Hola. Hay algo que no me cuadra con esta roca. Las eclogitas no tienen olivino, y provienen de rocas básicas, no ultrabásicas; mientras que las serpentinitas provienen de la alteración de rocas ultrabásicas ricas en olivino. Por otro lado, la retrogradación de las eclogitas desembocaría en anfibolitas, no en serpentinitas. Pero estas rocas frecuentemente aparecen juntas formando diversas series litológicas que combinan, por ejemplo, blandas de eclogitas en un cuerpo mayor de serpentinitas o anfibolitas...

Quizá tu fragmento sea una serpentinita con granates; no veo claro que provenga de una eclogita. No sé si tienes alguna razón más. Saludos.

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Pablo Rodríguez Cantos (Granada)
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María Jesús M.




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MensajePublicado: 25 May 2013 21:58    Título del mensaje: Re: Eclogita que se ha transformado en serpentina?  

Pablo si pones esa localización en Mindat, te aparecerá una roca idéntica a la que expongo.
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prcantos
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MensajePublicado: 25 May 2013 22:03    Título del mensaje: Re: Eclogita que se ha transformado en serpentina?  

Vale, pero exploremos la localidad:

https://www.mindat.org/loc-131743.html
https://www.mindat.org/loc-209832.html
https://www.mindat.org/loc-67966.html

El último enlace, con la roca tan parecida, es de una cantera de serpentinitas con piropo donde se dan también las eclogitas. No quiere decir que la roca de la foto sea (o fuese anteriormente) una eclogita.

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Pablo Rodríguez Cantos (Granada)
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María Jesús M.




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MensajePublicado: 26 May 2013 11:26    Título del mensaje: Re: Eclogita que se ha transformado en serpentina?  

prcantos escribió:

Hola. Hay algo que no me cuadra con esta roca. Las eclogitas no tienen olivino, y provienen de rocas básicas, no ultrabásicas; mientras que las serpentinitas provienen de la alteración de rocas ultrabásicas ricas en olivino....

Hola Pablo.

Las serpentinas no se forman sólo a partir del olivino. Pueden generarse a partir de cualquier silicato de magnesio, que esté sometido a unas condiciones de temperatura, presión y ambiente químico adecuadas. Esto significa que puede originarse a partir de olivinos, piroxenos o anfíboles, siempre y cuando contengan magnesio.

Por otra parte, las eclogitas están constituidas, principalmente, por granate y clinopiroxeno (que contiene magnesio).

Dado que los granates no se forman por generación espontánea, si en una cantera de eclogita veo una roca de granate/serpentina, lo más lógico es que la serpentina se haya formado a expensas de los piroxenos de la eclogita.
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prcantos
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MensajePublicado: 26 May 2013 13:16    Título del mensaje: Re: Eclogita que se ha transformado en serpentina?  

Por fin he tenido un rato libre y he podido consultar varios libros de petrología. Te cuento.

Lo primero es una rectificación: el olivino sí puede aparecer como accesorio en las eclogitas (antes yo dije que no de memoria), pero nunca será un mineral esencial.

Según Miyashiro (1994), las eclogitas pueden formarse a partir de rocas básicas de varias composiciones o a partir de otras rocas en condiciones de alta presión (transición a la facies de esquistos azules). En particular, hay un tipo de eclogitas, llamadas "eclogitas del grupo III", que se dan siempre como inclusiones en kimberlitas (subgrupo III.A), en rocas basálticas (subgrupo III.B), o como capas en peridotitas (subgrupo III.C). Según lo que hemos visto en Mindat, parece ser que las eclogitas de Zöblitz son de este último subgrupo (III.C), porque aparecen junto a peridotitas con granate en una "gran cantera de serpentinitas". En estos casos, aunque lo lógico en principio es pensar que las rocas alteradas proceden de las rocas autóctonas, suelen observarse indicios de eventos tectónicos que han complicado mucho los contactos entre las distintas litologías. En palabras de Winkler (1976), "en algunas localidades [las eclogitas] parecen haber sido tectónicamente empotradas en un entorno extraño". De modo que, a no ser que tengamos acceso a un estudio específico de la localidad, habría que pensar que las eclogitas de Zöblitz no tienen relación genética con las demás rocas endógenas de su entorno.

En cuanto a las reacciones químicas de formación de los minerales de la serpentina, todas las que he encontrado involucran al olivino, y no a los piroxenos (menos aun a los anfíboles) salvo en un caso que cita Coleman (1977) para las series ofiolíticas: "cuando la proporción de olivino y ortopiroxeno es aproximadamente 1:1, entonces la serpentinita sola [es decir, los minerales de la serpentina de la roca] puede formarse simplemente por hidratación de harzburgitas [un tipo de peridotitas]":


Mg2SiO4 (olivino) + MgSiO2 (opx) + H2O ---> Mg3Si2O5(OH)4 (serpentina)


(Nótese que en las eclogitas el componente fundamental es el clinopiroxeno, no el ortopiroxeno).

Por eso pienso que cuando antes nos decías que la serpentina puede formarse a partir de cualquier silicato de magnesio, creo que olvidaste un factor que en estos casos es fundamental junto a la composición química y las condiciones termodinámicas: la forma cristalina de las fases minerales. El ejemplo es claro: la enstatita, que es un silicato de magnesio del grupo de los clinopiroxenos, no se transforma en serpentinas, sino en antofilita o en talco, otros silicatos de magnesio que son accesorios comunes en las serpentinitas; o incluso puede quedar inalterado como piroxeno en la roca serpentinizada. Es decir, aunque las reacciones químicas sean posibles a nivel de sustancias, la forma cristalina característica de los minerales impone restricciones muy importantes que limitan mucho las asociaciones minerales y las paragénesis.

Por todo esto sigo pensando que tu roca es una serpentinita con granate formada por hidratación de las peridotitas con granate autóctonas, y no una eclogita serpentinizada.

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Pablo Rodríguez Cantos (Granada)
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María Jesús M.




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MensajePublicado: 27 May 2013 20:29    Título del mensaje: Re: Eclogita que se ha transformado en serpentina?  

Hola Pablo

Ni siquiera en los libros de geoquímica se incluyen todas y cada una de las posibles reacciones metamórficas, sólo se escriben las más frecuentes, indicando en el texto el resto de las posibilidades.

Por ejemplo, para la formación de serpentina solo aparece: olivino + agua = serpentina.
Para la de talco: Dolomita + cuarzo = talco + calcita

A pesar de ello, en todos los libros serios nos dicen que el talco y la serpentina pueden generarse por metamorfismo, en ambiente rico en agua, de silicatos ricos en magnesio, tales como olivinos y piroxenos. Muchos libros, por ejemplo, el texto universitario: “Manual de mineralogía” de Cornelis Klein y Cornelius S.Hurlbut. Ed. Reverté. (1998) o la “Guía de minerales y rocas” de Grijalbo, incluyen también los anfíboles como posibles precursores de la serpentina. ¡Fíjate que no hablo de la roca serpentinita sino del mineral serpentina!.

Tu has dicho que la enstatita puede transformarse en talco, pero no en serpentina. La diferencia entre estos minerales, radica en la proporción de SiO2/Mg, la red cristalina y el grado de hidratación.
Supón que la enstatita se transforma: tanto si evoluciona a serpentina como si lo hace a talco, debe modificar su red cristalina para formar un filosilicato, por lo que en ambos casos la dificultad para el cambio estructural debe ser muy similar. De hecho, en “Minerales, descripción y clasificación” de Joaquim Mollfulleda se específica: “la serpentina se forma por alteración hidrotermal de rocas ricas en minerales magnesianos, como el olivino o la enstatita”.

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prcantos
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MensajePublicado: 27 May 2013 21:58    Título del mensaje: Re: Eclogita que se ha transformado en serpentina?  

Vaya, no me había dado cuenta de que el talco y la serpentina, ambos filosilicatos, son también del mismo sistema cristalino (monoclínicos).

De todas formas te puedo asegurar que he mirado muchas y muchas reacciones y descripciones en los libros. Tiendo a pensar que si la formación de serpentina a partir de piroxenos o anfíboles magnésicos fuese algo corriente, tendría que estar bien recogido en la bibliografía especializada (también en la que yo he consultado), ¿no te parece?.

A ver si alguien más puede aportar información. Saludos.

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Cesar M. Salvan




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MensajePublicado: 27 May 2013 22:27    Título del mensaje: Re: Eclogita que se ha transformado en serpentina?  

En efecto, está bastante recogido en la bibliografía y, en general, durante la serpentinización, tanto el olivino como los ortopiroxenos y clinopiroxenos ricos en magnesio, son reemplazados por serpentinas y sus acompañantes habituales (magnetita, brucita, carbonatos, etc...). Es mas, el piroxeno es un componente fundamental en la reacción:

olivino+piroxeno+agua --> serpentina (+brucita) (+magnetita) + hidrogeno

que es una fuente de poder reductor para la transformación de CO2 en CH4 y otros procesos que pudieron ser fundamentales en la corteza terrestre durante la época prebiótica.

Generalizando, un mineral primario rico en magnesio puede sufrir serpentinización, y es relativamente frecuente ver texturas en las que hay reemplazamiento de no solo olivino, sino también de piroxenos y anfíboles por serpentina.

Yo no soy un experto conocedor del tema, mis conocimientos son marginales, debido al potencial interés del proceso de serpentinización en conexión con el origen de la vida, pero esto es lo que sé.
Quien tenga conocimientos básicos y quiera profundizar un poco, le recomiendo el numero de abril de este año de la revista Elements, dedicado a las serpentinitas.
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prcantos
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MensajePublicado: 28 May 2013 09:46    Título del mensaje: Re: Eclogita que se ha transformado en serpentina?  

César: me había llamado mucho la atención que empleases la palabra "reemplazar", e iba a preguntarte en qué sentido la estabas usando, porque no es lo mismo un mineral reemplazado que un mineral transformado; pero como has completado el mensaje con la reacción, ya has resuelto mi duda.

Efectivamente, parece que la serpentina puede formarse también a partir de piroxenos ricos en Mg; yo sólo había encontrado una referencia, vosotros disponéis de más. Pero, si nos fijamos, siempre tiene que haber olivino en una proporción al menos equiparable al piroxeno, como ya se apuntaba en la cita de Coleman.

Por eso creo que el matiz que antes aportó María Jesús es fundamental para delimitar bien el problema que manejamos, y que yo había perdido de vista en gran medida: una cosa es la formación de la roca llamada serpentinita, y otra cosa es la formación de minerales del grupo de la serpentina.

El segundo problema parece ya bastante claro con todo lo que hemos dicho: los minerales de la serpentina se pueden formar o bien sólo a partir de olivino, o bien a partir de olivino + piroxeno adecuado. La formación de serpentinas a partir de piroxeno exclusivamente creo que no está justificada con las referencias que tenemos, aunque quizá no sea imposible.

El primero, en cambio, referido al caso particular de la roca de María Jesús, sólo tiene por ahora una solución general, que es el proceso general de serpentinización de rocas ultrabásicas y la descripción de esos complejos de metabasitas y serpentinitas de los que Zöblitz es un ejemplo (y en los cuales las eclogitas son incorporaciónes alóctonas). Para afinar más habría que encontrar algún estudio específico de la localidad donde se hable de esa posible serpentinización de eclogitas.

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Pablo Rodríguez Cantos (Granada)
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María Jesús M.




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MensajePublicado: 28 May 2013 11:26    Título del mensaje: Re: Eclogita que se ha transformado en serpentina?  

Hola Pablo, en efecto, creo que tu duda y convicción inicial se debe al hecho de que centras tu interés en las rocas e, imagino, leerás libros de rocas.

Fíjate, si sólo forman serpentinas los silicatos de magnesio, la roca ideal precursora de la serpentinita (formada casi exclusivamente por serpentina), no podría contener cuarzo, feldespatos o feldespatoides. Tendría que ser una roca formada casi exclusivamente por silicatos magnésicos. Evidentemente, esa roca precursora de la serpentinita sólo puede ser una ultramáfica, como, por ejemplo, la peridotitas.

Te cuento de donde viene el límite olivino/piroxeno que has mencionado. Como dije más arriba, la relación Si/Mg es distinta en estos silicatos, en serpentina es 2/3, en enstatita 1/1 y en forsterita 1/2 . Por tanto, para obtener una serpentinita debemos tener una relación de Si/Mg de 2/3.
Vale, pues el que dijo que para formar serpentinita debía haber una relación 1:1 de forsterita/enstatita estaba pensando en el proceso como si fuese una relación matemática: hacer que el porcentaje de Si/Mg de la mezcla llegue al teórico: 2/3.
Es la descripción de un sistema “idealizado” para formar serpentinitas en sistema cerrado (aislado), lo cual es un poco incongruente ya que la formación de serpentina requiere agua, es decir, un sistema abierto, que puede tardar millones de años en completarse.

Las reacciones metamórficas no son sólo (mineral A)= (mineral B), no cuentan sólo los minerales inicial y final sino también el ambiente termodinámico y la circulación de fluidos. En el caso de la serpentina, si el fluido que hidrata la roca es rico en magnesio (por ejemplo, procedente de una masa de dolomias cercanas, muy frecuentes en ambiente de rocas básicas), no nos hace ninguna falta introducir el olivino en la ecuación.
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prcantos
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MensajePublicado: 28 May 2013 12:46    Título del mensaje: Re: Eclogita que se ha transformado en serpentina?  

María Jesús M. escribió:
...Te cuento de donde viene el límite olivino/piroxeno que has mencionado. Como dije más arriba, la relación Si/Mg es distinta en estos silicatos, en serpentina es 2/3, en enstatita 1/1 y en forsterita 1/2 . Por tanto, para obtener una serpentinita debemos tener una relación de Si/Mg de 2/3.
Vale, pues el que dijo que para formar serpentinita debía haber una relación 1:1 de forsterita/enstatita estaba pensando en el proceso como si fuese una relación matemática: hacer que el porcentaje de Si/Mg de la mezcla llegue al teórico: 2/3.
Es la descripción de un sistema “idealizado” para formar serpentinitas en sistema cerrado (aislado), lo cual es un poco incongruente ya que la formación de serpentina requiere agua, es decir, un sistema abierto, que puede tardar millones de años en completarse...


Tienes razón, pero se está hablando en realidad de dos proporciones distintas: una cosa es la proporción Si/Mg de cada fase mineral, y otra es la proporción relativa de cada par de componentes minerales, por ejemplo olivino / piroxeno.

Lo que pasa es que antes, por brevedad, sólo me referí a una, la que me interesaba. (Sí, siempre intento ser breve, creedme). Por eso creo que merecerá la pena traducir el texto completo de Coleman:


R. G. Coleman, Ophiolites, New York 1977, p. 100-101 escribió:
Asumiendo que la serpentinización involucre sólo olivino y agua, podemos escribir las reacciones hipotéticas que representan los cambios químicos más probables en la serpentinización de peridotitas

[1] 2 Mg2SiO4 (olivino) + 3 H2O (aportada) ---> Mg3Si2O5(OH)4 (serpentina) + Mg(OH)2 (brucita)

[2] 2 Mg2SiO4 (olivino) + 2 H2O (aportada) ---> Mg2Si2O5(OH)4 (serpentina) + MgO (liberado)

[3] 3 Mg2SiO4 (olivino) + 4 H20 + SiO2 (aportados) ---> 2 Mg3SiO5(OH)4 (serpentina)

Las ecuaciones [2] y [3] muestran que no es posible convertir olivino en serpentina sin añadir sílice o sustraer magnesia. Si el exceso de magnesia se emplea para formar brucita, entonces una dunita puede convertirse en una serpentinita por la simple adición de agua [1]. La proporción media MgO/SiO2 en tanto por ciento de peso para las dunitas es ~1'23 y si la serpentinización de una dunita está acompañada sólo por la adición de agua, esta proporción tendría que mantenerse constante. Para las serpentinitas analizadas, masivas, con brucita y derivadas de dunitas ofiolíticas, la proporción MgO/SiO2 en tanto por ciento de peso ha resultado ser ~1'23 (Coleman y Keith, 1971), pero las venas cizalladas de serpentinita monomineral tienen una proporción entre 0'99 y 1'00. Así, es posible que las tres reacciones [1], [2] y [3] puedan ser aproximaciones válidas de los cambios químicos que pueden convertir la dunita en serpentinita.

Para las harzburguitas ofiolíticas con olivino y ortopiroxeno, la proporción media MgO/SiO2 en tanto por ciento de peso es 1'02, mucho más cercana a la de las serpentinitas monominerales. Cuando la proporción entre olivino y ortopiroxeno es aproximadamente 1:1, entonces la serpentinita sola puede formarse por la simple hidratación de la harzburguita:

[*] Mg2SiO4 (olivino) + MgSiO2 (opx) + H2O ---> Mg3Si2O5(OH)4 (serpentina)

Valores inferiores de la proporción MgO/SiO2 son características también de las lherzolitas, y la brucita es poco común en sus equivalentes serpentinizados. Si la proporción Olivino/ortopiroxeno es mayor que 1, entonces se puede esperar la brucita; alternativamente, puede añadirse sílice o eliminarse magnesia para producir una serpentinita monomineral.


En este texto hay algunas cosas interesantes que quiero destacar:

a) "Asumiendo que la serpentinización involucre sólo olivino y agua..." establece, en efecto, un marco teórico idealizado concreto, pero después se incluye también el caso en el que no hay sólo olivino y agua, sino también ortopiroxeno. Más tarde se analiza también el papel del FeO. Y el papel de los fluidos nunca se menosprecia, el agua por lo menos siempre tiene que estar presente por aportación externa o almacenada internamente.

b) En dos ocasiones se emplea la proporción 1:1 entre olivino y ortopiroxeno, que se refiere básicamente a los coeficientes de los reactivos en la ecuación [*]. Si la proporción no es de 1:1 (con una diferencia importante), alguno de los reactivos se agotará mucho antes que el otro. Si se agota el ortopiroxeno, podrían seguir funcionando las reacciones [1], [2] o [3] para seguir formando serpentinita. Si se agota primero el olivino, el exceso de magnesia producirá la brucita, y si hay exceso de sílice, también quizá el talco y otros.

Naturalmente, si la circulación de fluidos (fundamental en la naturaleza) aporta otros componentes químicos (MgO, CaO, SiO2), caben muchas otras posibilidades. Pero sigo sin encontrar claramente una referencia que declare sin vacilación que el piroxeno magnésico, en ausencia de olivino, pueda producir serpentina. De hecho he encontrado un diagrama en el que se separan dos tipos de reacciones a partir de resultados experimentales: la serpentinita es inestable por encima de los 500ºC, mientras que la enstatita (ortopiroxeno magnésico) y el talco sí lo son. Si los propietarios del copyright me autorizan a reproducirlo, lo pondré para comentar más cosas.

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Pablo Rodríguez Cantos (Granada)
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prcantos
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MensajePublicado: 28 May 2013 14:06    Título del mensaje: Re: Eclogita que se ha transformado en serpentina?  

Por fin he encontrado una cita concreta sobre el problema de la formación de serpentina a partir del piroxeno. Algo así es lo que yo echaba en falta: se habla claramente de la serpentinizción del piroxeno independientemente del olivino (siempre por debajo de 500ºC y normalmente incluso por debajo de 350).

"La reacción básica puede escribirse de la forma

2 Forsterita + 3 H2O ---> Serpentina + Brucita

si lo que se serpentiniza es olivino y en la forma

3 Enstatita + 2 H2O ---> Serpentina + SiO2

si es piroxeno"

(Tomado de Javier Gómez Jiménez, Metamorfismo - Apuntes de la asignatura Petrología Endógena II (Módulo I), tercer curso de la Licenciatura en Geología, Departamento de Ciencias de la Tierra, Universidad de Zaragoza, Enero 2006, p. 147. Disponible en https://gmg.unizar.es/gmgweb/Asignaturas/EndogenaII/metamorfismo_nuevo/default.htm ) (enlace normalizado por FMF) .

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MensajePublicado: 28 May 2013 17:05    Título del mensaje: Re: Eclogita que se ha transformado en serpentina?  

El diagrama que citaba antes (que se puede reproducir simplemente citando la fuente) es una buena representación de uno de los problemas que ha aparecido hasta ahora: si la serpentina puede generarse a partir del ortopiroxeno magnésico también en defecto de olivino.


Sin título-1.jpg
 Descripción:
Curvas de equilibrio univariante en el diagrama presión-temperatura para diversas reacciones involucradas en los procesos de deshidratación en el sistema MgO-SiO2-H2O, representativo de las serpentinitas.

Se observan dos zonas claramente diferenciadas: para bajas presiones, la serpentina sólo es estable por debajo de 500ºC (zona de la izquierda); para temperaturas mayores, el ortopiroxeno no producirá serpentina, sino talco (zona de la derecha).

Tomado de D. A. Young, "N. L. Bowen, H. H. Hess, and ultramafic rocks: Perspectives on ophiolites before plate tectonics", 2003, p. 61; en Y. Dilek and S. Newcomb, eds., "Ophiolite concept and the evolution of geological thought", Boulder, Colorado, Geological Society of America Special Papel 373, pp. 55-63.
 Visto:  15907 veces

Sin título-1.jpg



Imagen16 copia.jpg
 Descripción:
Otra versión, expandida, del diagrama anterior muestra muchas más reacciones. El sistema MgO-SiO2-H2O, el que interesa aquí, es el de las curvas verdes. (El azul incluye también el CaO en el sistema). La reacción enstatita + agua = serpentina + cuarzo no aparece reflejada sin embargo.

Tomado de la web del Prof. Antonio García Casco de la Universidad de Granada http(:)//www(.)ugr(.)es/~agcasco/personal/petmet/teoria/2fundamentos(.)htm .
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Imagen16 copia.jpg



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germanvet




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MensajePublicado: 28 May 2013 17:14    Título del mensaje: Re: Eclogita que se ha transformado en serpentina?  

Interesantisssssssssima discusión científica. Bravo por los participantes. Todos aprendemos más de rocas y minerales. ¡NO dejéis de cuestionaros por favor ! y promover más " "discusiones"como ésta, aunque sean durillas por agotadoras (para vosotros ...supongo). Enhorabuena

Germán
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prcantos
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MensajePublicado: 28 May 2013 17:55    Título del mensaje: Re: Eclogita que se ha transformado en serpentina?  

Volviendo a lo que antes llamé "primer problema", el de las asociaciones de rocas básicas y ultrabásicas metamorfizadas de lugares como Zöbitz, acabo de encontrar un documento extraordinario. Parece ser una colección de artículos, o algo parecido, que documentan una excursión por los Montes Metálicos de Sajonia y Bohemia con motivo del 9th International Eclogite Conference 2011. El enlace es https://geolines.gli.cas.cz/index.php?id=volume23 .

Tiene mucho que leer, desde luego, pero usando el buscador se puede notar rápidamente que las serpentinitas de la zona de Zöblitz provienen todas de peridotitas, no de eclogitas. Además, se puede leer un detalle interesante (página 51):

"La serpentinita [de Zöblitz] se compone principalmente de lizardita y clinocrisotilo y antigorita subordinados. Además, se dan agregados milimétricos de clorita que pseudomorfizan granates. Ocasionalmente se pueden hallar porciones preservadas de la lherzolita con granate original como grandes bloques residuales en la parte antigua de la cantera. La lherzolita se compone de granates centimétricos con aureolas kelifíticas en matriz de olivino equigranular milimétrico, clinopiroxeno, ortopiroxeno y cantidades menores de anfíbol".

Con esta descripción, la pregunta para María Jesús es si su roca con granates casi centimétricos no será más bien una lherzolita con granate no serpentinizada... en otras palabras, ¡una roca guapísima! Puedes intentar sacar alguna foto de cerca de la matriz verdosa y de los bordes de los granates. Saludos.

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Pablo Rodríguez Cantos (Granada)
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Josele




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MensajePublicado: 28 May 2013 18:18    Título del mensaje: Re: Eclogita que se ha transformado en serpentina?  

Como germanvet, yo también le estoy sacando provecho a este hilo. Gracias a los dos por esforzaros con el tema.

Aprovecho para reproducir aquí la foto original de María Jesús que ha dado pié a esta enriquecedora discusión.



p1030243_131.jpg
 Descripción:
Serpentina y piropo
Zöblitz, Erzgebirge, Sachsen, Alemania
Ancho de imagen 8 cm.
Es una eclogita serpentinizada.
Foto: María Jesús
 Visto:  15845 veces

p1030243_131.jpg



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Josele
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prcantos
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MensajePublicado: 28 May 2013 20:15    Título del mensaje: Re: Eclogita que se ha transformado en serpentina?  

Yo también estoy aprendiendo muchísimo gracias a la roca que nos puso María Jesús y a la discusión que se ha generado.

Voy a comentar otro detalle que antes se me olvidó, y que da respuesta también a algo que ya apareció y que yo no sabía: la serpentinización de los anfíboles magnésicos.

César M. Salván escribió:
...Generalizando, un mineral primario rico en magnesio puede sufrir serpentinización, y es relativamente frecuente ver texturas en las que hay reemplazamiento de no solo olivino, sino también de piroxenos y anfíboles por serpentina...


María Jesús M. escribió:
...incluyen también los anfíboles como posibles precursores de la serpentina...


Observando la primera línea azul de la figura "Imagen16 copia.jpg" (la que está más a la izquierda), podemos recuperar la reacción

Diópsido + Antigorita ---> Forsterita + Tremolita + H2O

escrita, como siempre, con las fases de mayor temperatura a la derecha. Aquí tenemos un caso, en el sistema MgO-CaO-SiO2-H2O, de hidratación de un par que incluye el anfíbol de Ca-Mg tremolita y que produce antigorita.

Todo esto no nos permite decir, en general, que los silicatos de magnesio, o los piroxenos o anfíboles con Mg, pueden serpentinizarse, pero sí tenemos ya localizados casos concretos muy significativos en los que la serpentina se forma por hidratación de enstatita±olivino y tremolita+olivino.

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Pablo Rodríguez Cantos (Granada)
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María Jesús M.




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MensajePublicado: 28 May 2013 20:17    Título del mensaje: Re: Eclogita que se ha transformado en serpentina?  

Pablo la roca es lo que es, en este caso me limité a copiar la etiqueta y luego, cuando Josele me llamó la atención sobre la lizardita; comprobé las serpentinas y vi que era idéntica a la de Mindat, allí dice que la cantera tiene eclogitas y tu dices que hay lherzolita, pues ni idea de la respuesta a tu pregunta. Lo que sí sé es que me he divertido mucho con la discusión.

Y ya que has colgado esos gráficos tan monos, yo cuelgo el resumen con fórmulas simplificadas, porque si nos ponemos excesivamente rigurosos, al final sólo se entera el que lo escribe. Voy con el resumen del problema que hemos discutido:

Problema 1) El olivino de magnesio se transforma en serpentina.
La forsterita (relación Mg/Si=2/1) posee mayor proporción de magnesio (o menor proporción de sílice que la serpentina (relación Mg/Si=3/2= 1,5). ¿cómo se resuelve? Pues depende del ambiente:

1.a) Si sólo hay forsterita, sobra magnesio y se construye con él otro mineral, por ejemplo, brucita. Digo, por ejemplo, porque si el fluido fuese rico en carbonato (o CO2) se formarían carbonatos de magnesio.

Forsterita + agua = serpentina + brucita.

1.b) Si la roca está formada por olivinos y piroxenos: el piroxeno aporta la sílice suficiente para reaccionar con el exceso de magnesio del olivino.

forsterita + piroxeno-Mg + agua = serpentina

Si en vez de piroxeno de magnesio usamos uno de calcio, se formarán otros minerales cálcicos adicionales.

Problema 2) Un piroxeno de magnesio se transforma en serpentina.
A la enstatita (relación Mg/Si=1/1) le falta magnesio (o le sobra sílice) para llegar a la composición de la serpentina (relación Mg/Si=3/2= 1,5).

2.a) Si sobra sílice se puede formar con ella otro mineral:

piroxeno-Mg + agua = serpentina + cuarzo

2.b) Si el fluido es rico en magnesio, cosa común cuando el agua recorre rocas básicas o moles dolomíticas, puede aportar el magnesio que le falta al piroxeno para formar la serpentina:

piroxeno + agua (con magnesio disuelto) = serpentina

Estas son las cuatro posibilidades límite, aunque hay otras por “culpa” de los fluidos e incluso por el cambio de las condiciones metamórficas a lo largo de la vida del sistema en estudio.
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prcantos
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MensajePublicado: 28 May 2013 20:43    Título del mensaje: Re: Eclogita que se ha transformado en serpentina?  

Vaya, hemos escrito casi a la vez. Gracias por este resumen que incorpora el juego de proporciones. Ahora lo entiendo mejor.

En cuanto a la foto de Mindat (supongo que te refieres a ésta, claro), realmente parece la misma roca. Pero en Mindat no dice que sea una eclogita serpentinizada, que es lo que despertó mis sospechas. La nueva posibilidad, que sea una lherzolita con granate, viene de lo que he leído en las descripciones de los artículos de los Montes Metálicos que puse antes, pero no lo podemos asegurar. Desde luego, una foto de cerca ayudaría probablemente, para distinguir si la matriz contiene cristales o texturas ígneas. De todas formas, hay que recordar que el paso entre peridotitas y serpentinitas es una transición gradual y no un límite neto.



m0268_793.jpg
 Descripción:
Serpentinita con piropo
Ebersdorf, Leiben, Austria
6 x 5 cm.
Otra roca del mismo tipo para dar color a este hilo tan teórico.
 Visto:  15801 veces

m0268_793.jpg



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MensajePublicado: 28 May 2013 21:44    Título del mensaje: Re: Eclogita que se ha transformado en serpentina?  

Voy a intentar ilustrar un poco las cuatro posibilidades que antes ha listado María Jesús (1a, 1b, 2a, 2b). Como sistema teórico es impecable, pero hay que tener en cuenta que el comportamiento de las rocas metamórficas y sus reacciones en la naturaleza está sujeto, sorprendentemente, a restricciones muy precisas, como vamos a ver. Pondré un ejemplo concreto tomado de nuevo del libro de R. G. Coleman, Ophiolites, New York 1977, p. 99.

Coleman aporta el diagrama triangular del sistema MgO-SiO2-H2O que aparece más abajo, y que incluye todas las especies minerales que pueden intervenir en las reacciones metamórficas en el caso en que sólo se incorpore agua (si este agua tiene otros componentes disueltos, como el CO2, que es muy frecuente, habría que emplear otro modelo teórico). De todas formas, la restricción de que sólo se incorpore agua, aunque pueda parecer antinatural, no lo es tanto si pensamos que los fluidos acuosos están en realidad bastante diluidos; es decir, en algún momento se habrán consumido las sustancias disueltas que reaccionan. A partir de ahí nos situamos.

La zona sombreada del diagrama muestra el rango composicional de dunitas, harzburguitas y lherzolitas ofiolíticas (y sus versiones serpentinizadas) que se consideran en el estudio.

En el caso de una roca que, por su composición química, caiga dentro del subtriángulo BRUCITA-SERPENTINA-FORSTERITA, sólo es posible la reacción 1a de María Jesús. Es decir, se formará brucita. Sin embargo, si la roca está en el campo FORSTERITA-SERPENTINITA-ENSTATITA, entonces no se formará brucita, sino que el piroxeno y el olivino se hidratarán conjuntamente para formar serpentina, con la reacción 1b.

Esto ocurre así porque las líneas que unen los minerales del triángulo son curvas de equilibrio univariantes que representan las únicas paragénesis metamórficas posibles para unas condiciones determinadas de presión, temperatura y quimismo; en otras palabras, las reacciones metamórficas no pueden salirse de cada triángulo por una restricción termodinámica llamada regla de las fases de Gibbs (salvo que cambien las condiciones de presión y temperatura, lo que exigiría un nuevo diagrama con otra disposición de líneas).

Continuemos con la casuística. Si la roca está en el caso 2a, con piroxeno pero sin olivino, esta vez la reacción que ponía María Jesús para 2a no es posible, porque en el campo SERPENTINA-ENSTATITA-TALCO no se puede liberar cuarzo, sino que se formaría talco a partir de la enstatita, posibilidad que mencioné yo en otro momento. Y además, la reacción 2b también sería imposible.

Por eso es muy conveniente, para este tipo de estudios, conocer los diagramas de paragénesis de las rocas de una determinada zona para las condiciones termodinámicas próximas al pico térmico.



Sin título-3 copia.jpg
 Descripción:
Diagrama triangular que ilustra las especies minerales en el sistema MgO-SiO2-H2O con un sombreado para el rango composicional de las serpentinitas y sus protolitos de peridotitas en las ofiolitas.
 Visto:  15788 veces

Sin título-3 copia.jpg



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Pablo Rodríguez Cantos (Granada)
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