(VIII) Dolomias

-Origen

-Dolomitización, modelos y mecanismos de dolomitización

-Desdolomitización

Origen

La dolomitizacion es el producto de reemplazamiento por un proceso fisico-

quimico, en donde el mineral de dolomita [Ca, Mg, (CO3)2] reemplaza a los

cristales de calcita (Ca CO3) al haber una sobre-saturacion de iones de

magnesio.

El termino dolomita es usado para designar al mineral y el de dolomia para la roca

carbonatada compuesta de mas del 50% de ese mineral (Davies, 1979), el de

"dolostone" ha sido introducido en la literatura geologica paralelo al de "limestone".

Sin embargo el termino no ha sido aceptado universalmente.

El problema de el origen de las dolomias fue inicialmente estudiado en 1791,

cuando el frances naturista Déodat de Dolomieu fue el primero en describir a

las dolomias

Dolomitización

Folk (1959) menciona que el proceso de dolomitizacion se origina por

reemplazamiento de sedimentos calcáreos aun no consolidados y a poca

profundidad.

Cosiderando como "reeplazamiento" al proceso de sustitucion de un mineral por

otro de composición completamente diferente molecula a molecula, el mismo autor

menciona que la dolomitización se produce generalmente en aguas calientes,

someras y muy salinas y puede formar manchones irregulares de dolomia en las

zonas mas permeables.

Krumbein y sloss (1969) consideran que la dolomitización es un proceso de

reemplazamiento acompañado casi siempre de recristalización, donde una roca

pierde algunas de las estructuras y texturas originales. Por otra parte indican que

no es clara la evidencia de si la dolomitización ocurre durante el deposito de los

sedimentos o posterior a ello.

Modelos y mecanismos de dolomitizacion

Existe una variedad de modelos de dolomitizacion mayores (Morrow, 1988), que

han sido propuestos para explicar el origen de los tipos de dolomias, y que a

continuacion se mencionan (Fig. 11.3):

1. Modelo del reflujo

2. Modelo de sabkha

3. Modelo de mezclado de aguas

4. Modelo coorong

5. Modelo compactacion-sepultamiento

Mecanismos de dolomitizacion

A) dolomias por solucion-canibalismo

B) presion-solucion

C) tectonismo

1. Modelo de laguna hipersalina y reflujo

En este modelo (Fig.11.3.1) el agua marina normal se evapora mientras pasa

en direccion a tierra a traves de una laguna hipersalina de plataforma. El

incremento resultante en la densidad de esas aguas en evaporacion provoca que

se infiltren hacia el sedimento infrayacente y se muevan hacia el mar por filtración

(es decir reflujo) a traves de las capas inclinadas hacia el mar (Fig. 63).

La reaccion de dolomitizacion probablemente ocurre despues de que una gran

cantidad de yeso (o anhidrita) se ha precipitado y la relacion Mg/Ca se aproxima a

9.0.

La fuente deMg2+ para que se origina la dolomitizacion es la misma agua de mar

evaporada.

2. Modelo de sabka

Otro modelo para el desarrollo de dolomita penecontemporanea es el del

ambiente de sabkha (Fig.11.3.2) en donde las dolomias estan acompañadas

por minerales evaporiticos en ambientes de intermarea y supramarea

(Fig.64) que reemplazan a los sedimentos aragoniticos.

Los flujos de marea producidos por tormentas alcanzan la parte mas alejada hacia

tierra a lo largo de los canales.

La frecuencia del flujo hacia tierra decrece a traves del sabkha pero la relación

Mg/Ca de las aguas del flujo se incrementan uniformemente hacia tierra por medio

de precipitacion de yeso, de tal manera que la zona de formación optima de

dolomita es menos de 1 km de ancho siguiendo el limite entre la intermarea a

supramarea.

Las salmueras hipersalinas densas que contienen Mg2+ se infiltran hacia el mar a

traves del sedimento por reflujo. La dolomitización del sedimento infrayacente de

intermarea a supramarea ocurre a una profundidad de 2 a 3 m bajo la superficie

de sabkha.

3. Modelo de mezclado de aguas

En el modelo de mezclado de aguas (Fig.11.3.3) la dolomitizacion ocurre

dentro de la zona de mezcla de aguas subterranea dulce con agua de mar

freatica (Figs. 65 y 66)

Los iones de Mg2+ para la dolomitizacioón son derivados principalmente del agua

de mar y el mecanismo de activación es la circulación continua de agua de mar

inducida por el flujo de agua subterranea dulce.

Land (in Morrow,1988) sugirió que muchas dolomias antiguas de plataforma que

carecen de evaporitas y son pobres en elementos traza (por ej. Na, Sr) e isotopos

pesados (O18, C13) pueden haberse formado por la interacción de agua marina

subterranea dulce.

4. Modelo Coorong

Trabajos recientes han establecido a la Laguna Coorong (en Australia) como

un modelo (Fig.11.3.4) para la dolomitización temprana en muchas

secuencias antiguas de microdolomias que no están asociadas con

evaporitas.

En este modelo se presenta una laguna y una serie de lagos efímeros que se

extienden 200 km paralelamente a la costa. En los lagos se forma un lodo

dolomítico muy fino (Yoghurt) bajo la influencia del agua subterránea continental o

en la zona de mezcla entre el agua de mar y la continental.

La fuente de los iones de Mg2+ no ha sido identificado con certeza; las dolomias

que se forman cerca de la costa pueden haber derivado su Mg2+ directamente del

agua de mar, pero las dolomias que se forman hacia el continente probablemente

utilizan el Mg2+ del agua subterranea; parte del cual puede haber derivado del

intemperismo de rocas volcanicas basicas.

5. Modelo compactación-sepultamiento

La compactacion de los sedimentos de grano fino durante el sepultamiento

(Fig.11.3.5) involucran la expulsion progresiva del agua intersticial.

Comúnmente grandes masas de lutitas están subyacidas o bordeadas por gruesas

secuencias de carbonatos de plataforma. Una parte de esta agua expulsada por

compactacion rica en Mg2+ puede pasar a través de las calizas adyacentes y

causar la dolomitización.

El Mg2+ requerido para la dolomitización es derivado principalmente del agua

intersticial.

Los minerales de arcilla experimentan una secuencia de cambios mineralógicos

relacionados con la profundidad lo cual proporciona una fuente adicional de agua

intersticial y de una variedad de iones incluyendo Mg2+ soltado desde los

minerales de arcilla hacia los fluidos intersticiales.

A) dolomias por solución-canibalismo

La solución-canibalismo se refiere a la derivacion de Mg2+ para la

dolomitización a partir de la disolución de calcita magensiana y

reprecipitación de calcita baja en magnesio.

B) dolomias por presión-solución

Recientemente el fenomeno de presión-solución a lo largo de capas de

solución y de estilolitos ha sido citado como una causa mayor de

dolomitización.

La fuente de los iones de Mg2+ en la dolomitización por presión-solución es por

solución canibalismo a partir de la disolución de calcita magnesiana.

C) dolomias tectonicas

Muchas dolomias han sido designadas como tectonicas en estudios

antiguos, particularmente en los casos en donde esas dolomias estan

asociadas a fallamientos

Desdolomitizacion

Proceso diagenético de desdolomitización

Von Morlot, 1847 (in:Frank, 1981) fué el primero en reportar el

reemplazamiento de dolomita por calcita (Figs. 10.3 y 11.12), considerando

que la desdolomitización es producida por la reacción de una solución de

sulfato de calcio y dolomita como se representa en la siguiente reacción:

CaSO4 + CaMg (CO3)2 ---- 2 CaCO3 + MgSO4

Sin embargo, existen varias teorías sobre el origen de este proceso, donde

algunos autores atribuyen esto al fenómeno epigenético y otros como fenómeno

diagenético (in: Magaritz y Uri Kafri, 1981); por lo que mencionaremos los criterios

de algunos autores sobre el origen del proceso de desdolomitización.

Tatarskiy, 1949 (in: Chilingar, 1956) afirma con base en evidencias de campo que

la intercalación de yeso con dolomías no ayuda al proceso de desdolomitización.

Asimismo, Yanat'eva, 1955 (in:Chilingar, 1956) encontró que a temperatura normal y presión parcial de CO2 igual a 1 atm, el yeso prácticamente no afecta la

solubilidad de la dolomita y actúa como un componente inactivo.

Faust, 1949 (in: Fairbridge, 1983) considera que soluciones hidrotermales pueden

también jugar un papel en la desdolomitización.

Lucia, 1961; menciona que varios trabajos en la literatura rusa describen rocas

llamadas "desdolomías" en las cuales se cree que la calcita ha reemplazado a la

dolomita bajo condiciones sin metamorfismo, y que la desdolomitización de la

formación tansil del pérmico está relacionada con la lixiviación de la anhidrita (o

yeso).

Shearman et al., 1961 y Evamy, 1963 (in: Frank, 1981) y Goldberger, 1967;

consideran que el proceso de desdolomitización es originado por la reacción de

una solución de sulfato de calcio y dolomita como fue propuesto por Von Morlot,

1847 (in: frank, 1981).

Evamy, 1963; sugiere que el reemplazamiento de la dolomita por la calcita en las

calcarenitas y calcitas arrecifales del bajociano de ambleon en bas-bugey, francia,

se debió a la liberación de los iones de sulfato durante la oxidación de la pirita en

las calizas descritas proponiendo que estos iones de sulfato al entrar en

combinación con sulfato de calcio y sulfato ferroso originan la desdolomitización.

Braddock y Bowles, 1963 y Folkman 1969 (in: Munn y Jackson, 1980) sugirieron

que el proceso de desdolomitización puede ocurrir por la introducción de exceso

de iones de calcio y sulfato originado de la anhidrita y del yeso.

Schmit, 1965; menciona que el proceso de desdolomitización que se originó en

las dolomías del jurásico superior en el campo molbergen no de alemania, se

debió a que el área estuvo expuesta a condiciones de agua meteórica.

De Groot's, 1967 (in: Munn y Jackson, 1980) en trabajos experimentales sugirió

que el proceso requiere soluciones con una alta relación de ca/mg, flujo rápido de

soluciones y temperaturas y presiones bajas (50°c y 0.5 atm) respectivamente,

estas condiciones indican un proceso cerca de la superficie, asociado con

intemperismo subaéreo, y por lo tanto lo relaciona con discordancias.

Katz, 1968, 1971; menciona tres diferentes mecanismos para explicar el proceso

de desdolomitización:

1) la desdolomitización es un rasgo superficial y parte del intemperismo

químico

2) reacción de la dolomita con soluciones que contienen sulfato

3) la desdolomitización es un proceso diagenético relacionado por cambios

físico-químicos en la capa y sistema de agua intersticial.

Folkman, 1969; al estudiar las dolomías yagur del albiano-cenomaniano al n de

israel, encontró el proceso de desdolomitización asociado a una discordancia,

sugiriendo que el mecanismo de la desdolomitización fue similar al propuesto por

evamy (1962) de la oxidación de la pirita ya que la toba contiene altas

concentraciones de ésta.

Braun y Friedman, 1970; Chafetz, 1972 (in: frank, 1981) sugieren que la

desdolomitización es un fenómeno diagenético cerca de la superficie relacionado

con "intemperismo" y que la presencia de este proceso en subsuelo puede indicar

la presencia de una discordancia.

Katz, 1971 (in: Frank, 1981) similarmente, sugiere que la hematita diseminada

dentro de los núcleos y zonas de calcita en "desdolomías" es el producto de

oxidación resultado de una dolomita ferrosa precursora.

Blatt et al., 1972; sugieren que la desdolomitización comúnmente ocurre en

asociación con yeso o pirita oxidada, y que se origina en condiciones muy

cercanas a la superficie; además el agua meteórica en afloramientos de yeso

genera una solución con una relación muy alta de ca/mg.

Aguayo, 1978; relacionó el proceso de desdolomitización ocurrido en las facies de

dolomías con evaporitas de la formación novillo en el campo anáhuac, con la

disolución de las evaporitas durante el influjo de agua dulce. Según el autor estas

soluciones de agua dulce o salobre se saturaron de sulfatos y carbonatos y

reemplazaron heterogéneamente por calcita a los cristales de dolomita

previamente formados.

Frank, 1981; menciona que dos mecanismos han sido propuestos para el proceso

de desdolomitización:

1) la reacción de dolomita con una solución de sulfato de calcio.

2) la alteración de dolomita ferrosa por oxigenación de agua meteórica

Fairbridge, 1983; sugiere que la desdolomitización es generalmente un

reemplazamiento metasomático de calcita por dolomita, por tal motivo smit y swett

(in: fairbridge, 1983) utilizan el termino "calcitización".

Si hacemos un resumen de los mecanismos propuestos para el proceso de

desdolomitización tomando en consideración los criterios establecidos por

los autores anteriormente mencionados sobre el origen de este fenómeno

tenemos que puede deberse a:

1) la relación de la dolomita con soluciones de sulfato de calcio

(proceso diagenético temprano)

2) exposiciones subáereas en condiciones de agua meteórica y por lo

tanto asociada a las discordancias

3) debido a la oxidación de la pirita la cual libera iones de sulfato y que

al entrar en combinación con sulfato de calcio y sulfato ferroso originan la

desdolomitización y

4) oxidación de una dolomita ferrosa precursora por oxigenación de

agua meteórica.