La peridotita ( en inglés : / ˈpɛrɪdoʊˌtaɪt , pəˈrɪdə- / PERR - ih -doh-tyte, pə- RID - ə- ) es una roca ígnea densa y de grano grueso que consiste principalmente en los minerales de silicato olivino y piroxeno . La peridotita es ultramáfica , ya que la roca contiene menos del 45% de sílice . Tiene un alto contenido de magnesio ( Mg2 + ), lo que refleja las altas proporciones de olivino rico en magnesio, con hierro apreciable . La peridotita se deriva del manto de la Tierra , ya sea como bloques sólidos y fragmentos, o como cristales acumulados a partir de magmas que se formaron en el manto. Las composiciones de las peridotitas de estos complejos ígneos estratificados varían ampliamente, lo que refleja las proporciones relativas de piroxenos , cromita , plagioclasa y anfíbol .
La peridotita es la roca dominante de la parte superior del manto terrestre . Las composiciones de los nódulos de peridotita que se encuentran en ciertos basaltos son de especial interés junto con las chimeneas de diamante ( kimberlita ), porque proporcionan muestras del manto terrestre extraídas de profundidades que van desde unos 30 km hasta 200 km o más. Algunos de los nódulos conservan proporciones isotópicas de osmio y otros elementos que registran procesos que ocurrieron cuando se formó la Tierra, por lo que son de especial interés para los paleogeólogos porque proporcionan pistas sobre la composición temprana del manto terrestre y las complejidades de los procesos que ocurrieron.
La palabra peridotita proviene de la piedra preciosa peridoto , que consiste en olivino de color verde pálido. [1] La peridotita clásica es de un verde brillante con algunas motas negras, aunque la mayoría de las muestras tomadas a mano tienden a ser de un verde más oscuro. Los afloramientos peridotíticos suelen variar de un amarillo terroso brillante a un verde oscuro; esto se debe a que el olivino se erosiona fácilmente hasta convertirse en iddingsita . Si bien el verde y el amarillo son los colores más comunes, las rocas peridotíticas pueden exhibir una amplia gama de colores que incluyen azul, marrón y rojo.
Las rocas ígneas de grano grueso en las que los minerales máficos (minerales ricos en magnesio y hierro ) constituyen más del 90% del volumen de la roca se clasifican como rocas ultramáficas . [2] Estas rocas suelen contener menos del 45% de sílice. Las rocas ultramáficas se clasifican además por sus proporciones relativas de olivino , ortopiroxeno , clinopiroxeno y hornblenda , que son las familias más abundantes de minerales máficos en la mayoría de las rocas ultramáficas. La peridotita se define entonces como una roca ultramáfica de grano grueso en la que el olivino constituye el 40% o más del volumen total de estas cuatro familias minerales en la roca. [3] [4]
Las peridotitas se clasifican además de la siguiente manera: [4] [5]
La peridotita del manto está altamente enriquecida en magnesio, con un índice de magnesio típico de 89. [19] En otras palabras, del contenido total de hierro más magnesio, el 89 % molar es magnesio. Esto se refleja en la composición de los minerales máficos que forman la peridotita.
El olivino es el mineral esencial que se encuentra en todas las peridotitas. Es un ortosilicato de magnesio que contiene algo de hierro con la fórmula variable (Mg,Fe) 2 SiO 4 . El olivino rico en magnesio de las peridotitas es típicamente de color verde oliva. [20]
Los piroxenos son silicatos en cadena que tienen la fórmula variable (Ca,Na,Fe II ,Mg)(Cr,Al,Fe III ,Mg,Mn,Ti,V)Si 2 O 6 que comprende un gran grupo de diferentes minerales. Estos se dividen en ortopiroxenos (con una estructura cristalina ortorrómbica ) y clinopiroxenos (con una estructura cristalina monoclínica ). [21] Esta distinción es importante en la clasificación de las peridotitas de piroxeno [4] [5] ya que el clinopiroxeno se funde más fácilmente que el ortopiroxeno o el olivino. El ortopiroxeno más común es la enstatita , Mg 2 Si 2 O 6 , en la que el hierro sustituye a parte del magnesio. El clinopiroxeno más importante es el diópsido , CaMgSi 2 O 6 , nuevamente con alguna sustitución de hierro por magnesio ( hedenbergita , FeCaSi 2 O 6 ). [21] Las rocas ultramáficas en las que la fracción de piroxenos supera el 60% se clasifican como piroxenitas en lugar de peridotitas. Los piroxenos suelen ser de color oscuro. [21]
La hornblenda es un anfíbol , un grupo de minerales que se asemejan a los piroxenos pero con una estructura de doble cadena que incorpora agua. La hornblenda en sí tiene una composición muy variable, que va desde la tschermakita ( Ca2 ( Mg , Fe ) 3Al2Si6Al2O22 ( OH ) 2 ) hasta la pargasita ( NaCa2 ( Mg , Fe) 4AlSi6Al2O22 ( OH ) 2 ) con muchas otras variaciones en la composición. [ 22] Está presente en la peridotita principalmente como consecuencia de la alteración por fluidos hidratados. [17] [18]
Aunque las peridotitas se clasifican por su contenido de olivino, piroxenos y hornblenda, varias otras familias minerales están presentes característicamente en las peridotitas y pueden constituir una fracción significativa de su composición. Por ejemplo, la cromita a veces está presente en cantidades de hasta el 50%. (Una composición de cromita por encima del 50% reclasifica la roca como una cromitita peridotítica ). Otros minerales accesorios comunes incluyen espinela , granate , biotita o magnetita . Una peridotita que contenga cantidades significativas de uno de estos minerales puede tener su clasificación refinada en consecuencia; por ejemplo, si una lhertzolita contiene hasta un 5% de espinela, es una lhertzolita con espinela , mientras que para cantidades de hasta el 50%, se clasificaría como una lhertzolita con espinela . [23] Los minerales accesorios pueden ser útiles para estimar la profundidad de formación de la peridotita. Por ejemplo, el aluminio en la lhertzolita está presente como plagioclasa a profundidades menores a unos 20 kilómetros (12 millas), mientras que está presente como espinela entre 20 km y 60 kilómetros (37 millas) y como granate por debajo de los 60 km. [24]
La peridotita es la roca dominante del manto de la Tierra por encima de una profundidad de unos 400 km; por debajo de esa profundidad, el olivino se convierte en el mineral de mayor presión wadsleyita . [26]
Las placas oceánicas constan de hasta unos 100 km de peridotita cubiertos por una corteza delgada. La corteza, comúnmente de unos 6 km de espesor, consiste en basalto, gabro y sedimentos menores. La peridotita debajo de la corteza oceánica, "peridotita abisal", se encuentra en las paredes de las grietas en el fondo marino profundo. [27] Las placas oceánicas generalmente son subducidas de regreso al manto en zonas de subducción . Sin embargo, los fragmentos pueden empotrarse en la corteza continental o sobrepasarse por un proceso llamado obducción , en lugar de ser transportados hacia abajo en el manto. El emplazamiento puede ocurrir durante orogenias , como durante las colisiones de un continente con otro o con un arco de islas . Los fragmentos de placas oceánicas empotradas dentro de la corteza continental se denominan ofiolitas . Las ofiolitas típicas consisten principalmente en peridotita más rocas asociadas como gabro , basalto almohadillado , complejos de diques y umbrales de diabasa y sílex rojo. [28] [29] La peridotita alpina o macizo de peridotita orogénica es un término más antiguo para una ofiolita emplazada en un cinturón montañoso durante una colisión entre placas continentales. [30] [31] [32]
Las peridotitas también se presentan como fragmentos ( xenolitos ) transportados por magmas desde el manto. Entre las rocas que comúnmente incluyen xenolitos de peridotita se encuentran el basalto y la kimberlita . [33] Aunque la kimberlita es una variante de la peridotita, la kimberlita también se considera un material volcánico brechado , [10] por lo que se la conoce como una fuente de xenolitos de peridotita. Los xenolitos de peridotita contienen osmio y otros elementos cuyas proporciones de isótopos estables proporcionan pistas sobre la formación y evolución del manto de la Tierra. [34] [35] Dichos xenolitos se originan a profundidades de hasta casi 200 kilómetros (120 mi) [36] o más. [37]
El equivalente volcánico de las peridotitas son las komatitas , que en su mayoría entraron en erupción a principios de la historia de la Tierra y son raras en rocas más jóvenes que el Arcaico en edad. [38]
Se han encontrado pequeños trozos de peridotita en brechas lunares. [39]
Las rocas de la familia de las peridotitas son poco comunes en la superficie y son altamente inestables, porque el olivino reacciona rápidamente con el agua a temperaturas típicas de la corteza superior y en la superficie de la Tierra. Muchos, si no la mayoría, de los afloramientos superficiales han sido alterados al menos parcialmente a serpentinita , un proceso en el que los piroxenos y los olivinos se convierten en serpentina verde . [20] Esta reacción de hidratación implica un aumento considerable en el volumen con la deformación concurrente de las texturas originales. [40] Las serpentinitas son mecánicamente débiles y, por lo tanto, fluyen fácilmente dentro de la tierra. [41] Las comunidades de plantas distintivas crecen en suelos desarrollados sobre serpentinita, debido a la composición inusual de la roca subyacente. [42] Un mineral del grupo de las serpentinas, el crisotilo , es un tipo de asbesto. [43]
La mayor parte de la peridotita es de color verde debido a su alto contenido de olivino. Sin embargo, las peridotitas pueden variar en color desde gris verdoso [44] [45] a casi negro [46] a verde amarillento pálido. [47] La peridotita se erosiona para formar una costra marrón distintiva en exposiciones subaéreas [48] y un color naranja intenso en exposiciones submarinas. [49]
Las peridotitas pueden adoptar una forma masiva o pueden estar en capas en una variedad de escalas de tamaño. [50] Las peridotitas en capas pueden formar las capas base de intrusiones en capas. [51] Estas se caracterizan por texturas cumuladas , caracterizadas por un tejido de cristales euédricos (bien formados) entrelazados gruesos (>5 mm) en una masa fundamental de cristales más finos formados a partir de magma líquido atrapado en el cumulado. Muchas muestran una textura poiquilítica en la que la cristalización de este líquido ha producido cristales que crecen más y encierran los cristales cumulus originales (llamados chadrocristales ). [52]
Otra textura es una textura bien recocida de cristales anhédricos de igual tamaño con límites de grano rectos que se intersecan a 120°. Esto puede resultar cuando un enfriamiento lento permitió la recristalización para minimizar la energía superficial. La textura cataclástica, que muestra fracturas irregulares y maclado por deformación de los granos de olivino, es común en las peridotitas debido a la deformación asociada con su modo tectónico de emplazamiento. [50]
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Las peridotitas tienen dos modos principales de origen: como rocas del manto formadas durante la acreción y diferenciación de la Tierra, o como rocas acumuladas formadas por precipitación de olivino ± piroxenos a partir de magmas basálticos o ultramáficos. Estos magmas se derivan en última instancia del manto superior por fusión parcial de las peridotitas del manto. [53]
Las peridotitas del manto se encuentran en forma de ofiolitas en cadenas montañosas colisionadas, como xenolitos en basalto o kimberlita, o como peridotitas abisales (muestreadas del fondo del océano). [27] Estas rocas representan un manto fértil (lherzolita) o un manto parcialmente empobrecido (harzburgita, dunita). [54] Las peridotitas alpinas pueden ser de la asociación de ofiolitas y representar el manto superior debajo de las cuencas oceánicas, o masas de manto subcontinental emplazadas a lo largo de fallas inversas en cinturones montañosos. [55]
Las peridotitas estratificadas son sedimentos ígneos y se forman por acumulación mecánica de cristales de olivino densos. [56] Se forman a partir de magmas derivados del manto, como los de composición basáltica. [57] Las peridotitas asociadas con complejos ultramáficos de tipo Alaska son acumulaciones que probablemente se formaron en las zonas de raíces de los volcanes. [58] Las peridotitas acumuladas también se forman en flujos de lava de komatiita . [59]
Las komatiitas son fusiones parciales de peridotita a alta temperatura que se caracterizan por un alto grado de fusión parcial a gran profundidad debajo de la superficie. [60]
La eclogita , una roca de composición similar al basalto, está compuesta principalmente de onfacita (clinopiroxeno sódico) y granate rico en piropo . La eclogita está asociada con la peridotita en algunas apariciones de xenolitos; [61] también se presenta con peridotita en rocas metamorfoseadas a altas presiones durante procesos relacionados con la subducción. [62]
La peridotita podría ser utilizada potencialmente en un método de bajo costo, seguro y permanente para capturar y almacenar CO2 atmosférico como parte del secuestro de gases de efecto invernadero relacionado con el cambio climático . [63] Ya se sabía que la peridotita reacciona con el CO2 para formar un mineral sólido de piedra caliza o mármol similar al carbonato ; y este proceso puede acelerarse un millón de veces o más mediante una simple perforación y fracturación hidráulica para permitir la inyección del CO2 en la formación de peridotita del subsuelo. [64]
La peridotita recibe su nombre de la piedra preciosa peridoto , una gema verde vidriosa extraída originalmente en la isla de San Juan en el Mar Rojo [65] y ahora extraída en la reserva india apache de San Carlos en Arizona. [66]
La peridotita que se ha hidratado a bajas temperaturas es el protolito de la serpentinita , que puede incluir amianto crisotilo (una forma de serpentina) [43] y talco . [67]
Las intrusiones estratificadas con peridotita acumulada suelen estar asociadas a minerales de sulfuro o cromita. Los sulfuros asociados a las peridotitas forman minerales de níquel y metales platinoides; la mayor parte del platino que se utiliza en el mundo hoy en día se extrae del complejo ígneo Bushveld en Sudáfrica y del Gran Dique de Zimbabue . [68] Las bandas de cromita que se encuentran en las peridotitas son la principal fuente mundial de cromo . [69]
{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: falta la ubicación del editor ( enlace )Aunque se encuentran algunos buenos cristales de color oliva en algunos otros lugares, como Birmania, China, Zambia y Pakistán, el noventa por ciento de todos los peridotos conocidos se encuentran en un solo lugar. Se trata de una reserva de nativos americanos y se encuentra en un rincón poco visitado de los Estados Unidos. San Carlos
Medios relacionados con la peridotita en Wikimedia Commons