#ThinSectionThursday 4: Una pinche cuarcita mugrosa

Aunque la sede oficial de mi post-doc era la Colorado University at Boulder, pasé largas temporadas en México porque la zona de campo que estaba estudiando se encontraba en el estado de Sonora, al noroeste de México.

Qué os puedo contar de Sonora… para que os hagáis una idea, si visitar Teotihuacán es como ser socio del Madrid, donde tú eres uno entre un millón, ir a Sonora es como pertenecer al grupo Bilderberg. Desde luego, no esperes un destino superturístico, apenas hay monumentos, no hay grandes cadenas hoteleras en la costa, el turismo rural es prácticamente inexistente… pero si te gusta el desierto, te encantará. Y si encima puedes hacer geología como pude hacer yo, y tienes la oportunidad de convivir con sus gentes, entonces acabarás pensando que es uno de los lugares más fascinantes del planeta (casi tanto como este). Ahí es ná, ni ná.

La roca que os muestro hoy no da mucha información desde el punto de vista metamórfico, ni siquiera es muy espectacular al microscopio, solo tiene cuarzo (o casi). Por eso, cuando presenté mis resultados de circones detríticos del Complejo Bámuri en la IV Reunión Nacional de Ciencias de la Tierra, que tuvo lugar en Juriquilla el año 2004, dije medio en broma que esta roca la asignaba a la Formación Pinche Cuarcita Mugrosa.

Aquí estoy yo, en el año 2004, presentando mis resultados de circones detríticos de las cuarcitas del Complejo Bámuri en la IV Reunión de Ciencias de la Tierra, celebrada en Juriquilla (Querétaro, México)
Aquí estoy yo, en el año 2004, presentando mis resultados de circones detríticos de las cuarcitas del Complejo Bámuri en la IV Reunión de Ciencias de la Tierra, celebrada en Juriquilla (Querétaro, México). Foto de Isabel Pino.

Podéis descargaros mi presentación en pdf aquí, y este de abajo es mi resumen

Resumen presentado en la IV Reunión de Ciencias de la Tierra.
Resumen presentado en la IV Reunión de Ciencias de la Tierra.

La roca al microscopio

Echémosle un vistazo, como siempre, primero a contraluz

[tweet https://twitter.com/PetroMet/status/523417654812758016]

Desde luego, petrográficamente promete muy poco, aunque seguro que algo podemos decir.

Cuarzo, cuarzo everywhere, al menos en los 5 mm de campo de visión.
Cuarzo, cuarzo everywhere, al menos en los 5 mm de campo de visión.

¡Qué horror! Todo cuarzo y ni fábrica plana ni nada, es una roca masiva, de textura granoblástica.

En una roca con varios minerales, las diferencias en sus índices de refracción nos facilita reconocer los límites entre los distintos minerales. Pero al ser la roca prácticamente monomineral es muy difícil distinguir dichos límites. Crucemos nícoles a ver si la cosa mejora

Cruzando nícoles a la imagen anterior podemos ver los cristales de cuarzo.
Cruzando nícoles a la imagen anterior podemos ver los cristales de cuarzo.

Vemos que los cristales de cuarzo tienen diferente tamaño, es una roca inequigranular. Además, los contactos entre los cristales de cuarzo son irregulares. Este hecho, aparentemente banal, nos sirve para deducir que la roca no ha sido expuesta a altas temperaturas (la textura sería entonces poligonal, con contactos rectos a ángulos de 120º, como si de una espuma petrificada se tratase). No hay tampoco evidencias de una fuerte deformación; la presión no ha jugado un papel importante.

Eso sí, se aprecian unos pequeños minerales que tienen un alto color de interferencia. Cambiemos de objetivo y a ver qué son

Detalle (campo de visión: 3 mm) de los pequeños minerales birrefringentes.
Detalle (campo de visión: 3 mm) de los pequeños minerales birrefringentes. Nícoles paralelos arriba y cruzados abajo.

Pues por el hábito, color y birrefringencia tienen toda la pinta de ser moscovita.

Volviendo al objetivo de menor aumento, descubrimos un bandeado en función del tamaño de grano, ¿será una característica heredada del protolito? De serlo, esteríamos frente a una S0 (así de raro llamamos nosotros a la estratificación).

Cristales de cuarzo de menor tamaño que definen una banda N-S, ¿una textura heredada del protolito? Campo de visión 5 mm.
Cristales de cuarzo de menor tamaño que definen una banda N-S, ¿una textura heredada del protolito? Nícoles cruzados, campo de visión 5 mm.

Ponemos de nuevo un mayor aumento y descubrimos a nuestro cronógrafo preferido: circón

El minirrolex de los minerales: circón. Pequeñito, pero matón. Campo de visión de unos 3 mm.
El minirrolex de los minerales: circón. Pequeñito, pero matón. Campo de visión de unos 3 mm.

Veis que no tiene el característico hábito prismático, está bastante redondeado: es un circón detrítico. Al ser un mineral tan resistente, el circón es capaz de sobrevivir un ciclo sedimentario completo (incluso a varios): erosión, transporte y sedimentación.

Si separásemos estos circones detríticos y analizásemos su contenido en isótopos de U-Th-Pb, podríamos tener una importante información sobre su procedencia.

Antes de terminar con la petrografía, seguramente habréis notado que el cuarzo tiene un aspecto muy sucio, cuando los profesores siempre insistimos en que la manera de diferenciar cuarzo de plagioclasa es precisamente que el cuarzo suele ser limpio, sin alterar, mientras que la plagioclasa al alterarse más fácilmente, suele aparecer más sucia. Pero en este caso la “suciedad” no es por alteración sino por la presencia de inclusiones (que vete tú a saber de qué son, pero ahí están).

Sacarle jugo a la nada

Aparentemente, la roca no da más de sí, ni condiciones exactas de metamorfismo, ni nada. Pero esto no es cierto del todo. En el año 1996, J.H. Kruhl y M. Nega publicaron un artículo en el Geologische Rundschau (mítica revista europea de geología general, conocida ahora como International Journal of Earth Sciences). En él, los mencionados autores argumentan que los bordes suturados del cuarzo siguen una ley de potencia cuya dimensión fractal se puede relacionar con las condiciones de temperatura experimentadas por la roca.

Si os interesa el tema y no tenéis acceso a la anterior revista, podéis alimentar vuestra curiosidad con este artículo (en pdf) publicado en Geogaceta por Fidel Martín-González (actualmente en la Universidad Rey Juan Carlos), en el que aplica este método para unas rocas de cizalla en Santa María de la Alameda.

El puzzle de Laurentia

Es curioso lo de los fractales, eso de la repetición de patrones a diferentes escalas. Así como los cristales de cuarzo de esta roca parecen piezas de un puzzle, la roca que los contiene forma parte de un puzzle todavía mayor: la configuración de Laurentia y el supercontinente Rodinia.

Así que, aunque al microscopio pueda parecer vulgar (pinche y mugrosa), nuestra cuarcita tiene una historia muy interesante que contarnos, empezando por su edad. Aun a riesgo de ser indiscreto, la roca en cuestión tiene no menos de 1765 Ma. Lo sabemos por la edad de los circones detríticos más jóvenes que contiene y por unas rocas volcánicas que aparecen intercaladas y que también datamos. Eso es la tira de tiempo, en el período Estatérico (parece un rey Godo) del Paleoproterozoico.

Estas ondulaciones se formaron en una playa hace una chingada de años.
Estas ondulaciones se formaron en una playa hace una chingada de años.

Estas rocas se encontraban en la conocida como Provincia Cortical Mojave, un terreno (en el sentido tectónico de la palabra) que bordeaba el cratón norteamericano. Alrededor de dicho cratón se fueron adosando durante el Paleoproterozoico una serie de terrenos, el ya mencionado Mojave, y las provincias de Yavapai y Mazatzal.

Una diapositiva de otra presentación sobre el basamento sonorense con una reconstrucción paleogeográfica de la Norteamérica laurentiana.
Una diapositiva de otra presentación sobre el basamento sonorense con una reconstrucción paleogeográfica de la Norteamérica laurentiana.

Estas dos últimas se interpretan como terrenos juveniles, es decir, arcos volcánicos formados sin la influencia de una corteza más antigua (el cratón). Lo sabemos porque sus valores de épsilon de neodimio se van acercando a la curva del manto empobrecido.

Diagrama de épsilon de neodimio frente a la edad de la roca para diferentes macizos Paleoproterozoicos de Sonora. La flecha indica como las rocas más jóvenes se acercan progresivamente a la curva del manto empobrecido, es decir, tienen cada vez menos influencia del cratón Arcaico.
Diagrama de épsilon de neodimio frente a la edad de la roca para diferentes macizos Paleoproterozoicos de Sonora. La flecha indica cómo las rocas más jóvenes se acercan progresivamente a la curva del manto empobrecido, es decir, tienen cada vez menos influencia del cratón Arcaico.

Por el contrario, tanto las rocas ígneas como las sedimentarias de la Provincia Mojave presentan claras evidencias de la influencia de una corteza más antigua. En el trabajo que presenté en Juriquilla, argumentaba que parte de esa influencia provenía del cratón norteamericano. Comparé sus poblaciones de edades de circones detríticos con otras poblaciones conocidas de la Provincia Mojave de California y se parecían bastante.

Finalmente, utilizando la evolución metamórfica, así como datos de circones detríticos, de geoquímica de rocas sedimentarias y del sistema isotópico Sm/Nd, llegamos a la conclusión de que el ambiente más probable para estas cuarcitas era una especie de margen pasivo en extensión.

Ambiente más probable en el que se depositaron las pinches cuarcitas mugrosas.
Ambiente más probable en el que se depositaron las pinches cuarcitas mugrosas.

La pieza que falta

Aunque es este resumen dejamos claro que el mítico Complejo Bámuri sonorense pertenece a la Provincia Mojave, todavía queda una pieza por encajar. Porque resulta que en aquella época se supone que había una porción de corteza continental adosada a la Provincia Mojave por el oeste (que actualmente se encontraría en algún lugar al otro lado del Pacífico). Existen diferentes ideas de cuál pudo ser esta pieza, pero, para variar, no hay consenso. Unos dicen que Australia (y llaman a su reconstrucción AUSWUS), otros dicen que la Antártida oriental (reconstrucción SWEAT), otros que Siberia… en fin, un lío paleogeográfico sin resolver del supercontinente anterior a Pangea, Rodinia (famoso por sus sandwiches, por cierto).

Tal vez la clave estuviera en Sonora; tardaremos en saberlo.

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