Los anillos de Liesegang ( / ˈ l iː z ə ɡ ɑː ŋ / ) (también llamados anillos de Liesegang o bandas de Liesegang ) son bandas coloreadas de cemento observadas en rocas sedimentarias que generalmente cortan a través de la estratificación . [1] [2] Estas estructuras sedimentarias secundarias ( diagenéticas ) exhiben bandas de minerales ( autigénicos ) que están dispuestas en un patrón regular repetitivo. [3] Los anillos de Liesegang se distinguen de otras estructuras sedimentarias por su apariencia concéntrica o similar a un anillo . El mecanismo preciso a partir del cual se forman los anillos de Liesegang no se conoce por completo y aún se está investigando, [4] pero existe un proceso de precipitación que se cree que es el catalizador para la formación del anillo de Liesegang, conocido como el ciclo de sobresaturación-nucleación-agotamiento de Ostwald-Liesegang. [5] Aunque los anillos de Liesegang se consideran una ocurrencia frecuente en rocas sedimentarias , [6] los anillos compuestos de óxido de hierro también pueden aparecer en rocas ígneas y metamórficas permeables que han sido meteorizadas químicamente . [7]
En 1896, un químico alemán llamado Raphael E. Liesegang describió por primera vez las bandas de Liesegang en sus observaciones a partir de los resultados de un experimento, y Wilhelm Ostwald proporcionó la primera explicación para el fenómeno. [8] [9] [10] [11] El propósito del experimento de Liesegang era observar la formación de precipitados resultante de la reacción química producida cuando se colocaba una gota de solución de nitrato de plata sobre la superficie de un gel de dicromato de potasio. El precipitado resultante de dicromato de plata formaba un patrón concéntrico de anillos. Liesegang y otros investigadores sucesivos observaron el comportamiento de los precipitados formando anillos en rocas sedimentarias, por lo que estas características se conocieron como anillos de Liesegang . [3]
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El proceso por el cual se desarrollan los anillos de Liesegang no se entiende completamente. [4] Los anillos de Liesegang pueden formarse a partir de la segregación química de óxidos de hierro y otros minerales durante la meteorización. [2] Un mecanismo popular sugerido por los geoquímicos es que los anillos de Liesegang se desarrollan cuando hay una falta de convección (advección) y tiene que ver con la interdifusión de especies reactivas como el oxígeno y el hierro ferroso que precipitan en bandas discretas separadas que se espacian en un patrón geométrico. [10] Un proceso de precipitación conocido como el ciclo de sobresaturación-nucleación-agotamiento de Ostwald-Liesegang es conocido por la comunidad geológica como un mecanismo probable para la formación de anillos de Liesegang en rocas sedimentarias. [5] En este proceso, la "...difusión de reactivos conduce a la sobresaturación y nucleación; esta precipitación resulta en la formación de bandas localizadas y el agotamiento de reactivos en zonas adyacentes". [5] Como sugiere Ostwald, hay una formación localizada de semillas de cristales que ocurre cuando se alcanza el nivel adecuado de sobresaturación, y una vez que se forman las semillas de cristales, se cree que el crecimiento de los cristales reduce el nivel de sobresaturación de los fluidos en los espacios porosos que rodean los cristales, por lo que la mineralización que ocurre después del crecimiento inicial del cristal en las áreas circundantes se desarrolla en bandas o anillos . [10] Un ejemplo clásico basado en la hipótesis de Ostwald-Liesegang se observa en las interacciones entre el agua y la roca, donde el hidróxido de hierro precipita en la arenisca a través del espacio poroso. [10]
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Los patrones de anillos de Liesegang se consideran estructuras sedimentarias secundarias (diagenéticas), aunque también se encuentran en rocas ígneas y metamórficas permeables que han sido meteorizadas químicamente. [7] La meteorización química de las rocas que conduce a la formación de anillos de Liesegang generalmente implica la difusión de oxígeno en agua subterránea en el espacio poroso que contiene hierro ferroso soluble. [7] Los anillos de Liesegang generalmente cortan capas de estratificación y ocurren en muchos tipos de roca, algunas de las cuales más comúnmente incluyen arenisca y sílex . [3] Aunque hay una alta incidencia de anillos de Liesegang en rocas sedimentarias, [6] relativamente pocos científicos han estudiado su mineralogía y textura con suficiente detalle como para escribir más sobre ellos. [12] Los anillos de Liesegang se conocen como ejemplos de autoorganización geoquímica, lo que significa que su distribución en la roca no parece estar directamente relacionada con las características que se establecieron antes de la formación del anillo de Liesegang. [13] Por ejemplo, en ciertos tipos de rocas sedimentarias como las limolitas carbonatadas ( calcisiltitas ), los patrones de anillos de Liesegang pueden ser malinterpretados como fallas ; los anillos pueden parecer "desplazados", sin embargo, las láminas en la roca exhiben un patrón ininterrumpido, por lo tanto, el desplazamiento observado se atribuye a pseudofallas. [7] Las pseudofallas son el resultado de anillos de Liesegang que se desarrollan dentro de áreas de la roca que son adyacentes entre sí pero en niveles estratigráficos variables. [7] Los anillos de Liesegang pueden tener la apariencia de laminación fina y pueden confundirse con láminas cuando son paralelos o subparalelos al plano de estratificación, y se diferencian más fácilmente de las láminas cuando se observan los anillos cortando a través de capas o laminación. [2]
