Zeolitization processes in basic lavas of the Báucarit Formation, northwestern Mexico
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ABSTRACT. Basalts and basal tic andesites interbedded with sandstones in the molassic Baucarit Formation of northwestern Mexico show contrasting zeolite and clay assemblages in amygdales and in veins cross-cutting the flows. In amygdales, heulandite-clinoptilolite, chabazite, offretite/erionite and phillipsite are associated with a di-smectite clay. In veins, mesolite, analcime and stilbite are associated with minor clay, quartz and calcite. The low temperature nature of the zeolites and clays suggests that the infiltrating fluid had a temperature below 100°C and probably ca. 60°C. The absence of a pervasive alteration and a lack of correspondence between clay and host-rock chemistry suggest that this fluid was probably of a meteoric and fresh water character, which subsequently evolved into a more alkaline nature following interaction with glassy material in the interbedded mollassic sediments. RESUMEN. Procesos de ceolitizacion en lavas basicas de la Formacion Baucarit, noroeste de Mexico. Los basaltos y andesitas basalticas interestratificados con areniscas en la formacion molasica Baucarit del noroeste de Mexico poseen asociaciones contrastantes de ceolitas y minerales arcillosos contenidas en amigdalas y en venas que atraviesan las coladas. En las amigdalas, heulandita-clinoptilolita, chabacita, offretita/erionita y phillipsita estan asociadas con una diesmectita. En las venas, mesolita, analcita y estilbita se asocian con cuarzo, calcita y cantidades menores de minerales arcillosos. La ausencia de una alteracion pervasiva y la falta de correspondencia entre la composicion quimica de los minerales arcillosos y la roca huesped sugieren una precipitacion a partir de un fluido de origen externo. El caracter de baja temperatura de las ceolitas y minerales arcillosos sugiere que el fluido infiltrado tenia una temperatura inferior a 100°C y posiblemente cercana a 60°C. Este fluido era, probablemente, agua dulce de caracter meteorico que posteriormente evoluciono hacia una naturaleza mas alcalina a consecuencia de su interaccion con el material vitreo contenido en los sedimentos molasicos interestratificados.Keywords:
Andesites
Analcime
Authigenic
espanolLa Formacion Icaiche Paleoceno-Eoceno aflora en la zona sur de los estados mexicanos de Yucatan, Campeche y Quintana Roo. Abarca mas de 10000 km2 y se caracteriza por capas de depositos de yeso. Esta formacion ha sido poco estudiada ya que el afloramiento se presenta en un area con limitado acceso, limitada poblacion y reducida actividad economica. Estas circunstancias estan directamente relacionadas con la presencia de sulfato disuelto en el agua subterranea, consecuencia de la erosion y disolucion de los depositos de yeso de la Formacion que afectan las condiciones quimicas del agua util, generando poco interes de la poblacion por establecerse en esta zona. La Formacion Icaiche ocupa una zona considerable del area fisiografica conocida como Region Interior Elevada (Elevated Interior Region [EIR]) de la Peninsula de Yucatan, la cual incluye terrenos ocupados por los Mayas, con cierto exito por casi dos mil anos y que fueron finalmente abandonados para el 950 CE. Estudios arqueologicos han senalado que las condiciones de apogeo en esta region se dieron cuando los mayas usaron y adaptaron las depresiones karsticas de la zona, denominadas “bajos”, como los principales suministros de agua. Incluso el aprovechamiento de los sedimentos arcillosos de la zona permitio la construccion de sistemas de almacenamiento y de transporte del agua. Sin embargo, esto no fue constante debido a la alta solubilidad del yeso que predomina en los afloramientos de la Formacion Icaiche. Esta formacion tiene influencia en las caracteristicas de permeabilidad de la zona y en las caracteristicas hidrogeologicas y geomorfologicas tanto en superficie como en las secciones no afloradas de la Formacion. Sin embargo, su importancia no ha sido reconocida ni la hidrogeoquimica que puede presentar los flujos subterraneos en la Peninsula de Yucatan. En este trabajo se propone que la disolucion del sulfato de calcio (yeso) seguida por los procesos de colapsos karsticos generaron: 1) la formacion de poljes (depresiones karsticas elongadas que se presentan como valles cerrados) que aparecen en las margenes este y oeste de la EIR; 2) la formacion de geoformas karsticas profundas que se presentan en la zona norte-central del estado de Yucatan; y 3) la formacion de las irregularidades (extensive brecciation of rock), asi como la variacion hidrogeoquimica de los flujos subterraneos en la margen este de la EIR (entre Lago Chicancanab y la Formacion Felipe Carrillo Puerto en Quintana Roo. Asi mismo, se sugiere que los sedimentos arcillosos formados durante los procesos de erosion de la Formacion Icaiche y su posible mezcla con depositos de silice del impacto del Chixchulub pudieron afectar la permeabilidad de las rocas sedimentarias de origen marino del post-Eoceno, posiblemente incluyendo las facies locales de la Formacion Felipe Carrillo Puerto que se presentan en el margen sureste de la Peninsula. Lo anterior resulto en un material con baja permeabilidad para la zona sur de la parte mexicana de la peninsula de Yucatan comparada con la zona norte cuya permeabilidad permite la presencia del lente de agua dulce que se superpone a la intrusion salina. EnglishThe Paleogene-Eocene Icaiche Formation, which contains bedded gypsum deposits that cover an estimated minimum area of 10000 km2, is located in the southern parts of the Mexican states Yucatan, Campeche and Quintana Roo. The formation has been little studied because it crops out in an area with limited access, few people, and little economic activity. Low population density is a consequence of the sulfate-contaminated water that is produced during weathering and dissolution of the gypsum deposits in the formation. The Icaiche Formation occupies a considerable part of the physiographic area known as the Elevated Interior Region (EIR) of the Yucatan Peninsula, which encompasses a terrain that the Maya occupied with varying success for almost two millennia and finally almost completely abandoned by about 950 CE. During their tenure, the Maya survived and at times prospered in this region of unpalatable groundwater by using and adapting natural depressions (called bajos) for water supply and, somewhat later, by using abundant impermeable local clays in construction of dams and ingenious systems for water storage and transport. Because of the relatively high solubility of gypsum, the Icaiche Formation has had an outsize influence on hydrologic and geomorphic features and groundwater geochemistry beyond where it crops out and into parts of the Yucatan Peninsula where it is present in the subsurface, particularly those places where it encounters flowing groundwater. In this study, we propose that gypsum dissolution, followed by collapse of overlying rock, was important in: 1) the formation of poljes (large, partly or completely enclosed karst basins with flat floors and interior drainage) along the east and west margins of the EIR; 2) the development of deep karst in north central Yucatan state; and 3) the formation of irregular terrains, extensive brecciation of rock, and highly varying water quality in the area at the eastern margin of the EIR (between Lake Chichancanab and Felipe Carrillo Puerto, Quintana Roo). Argillaceous sediment released during weathering of the Icaiche Formation, perhaps mixed with siliceous components of impact deposits from the Chicxulub Impact may have affected the permeability of post-Eocene marine sedimentary rocks, perhaps including local facies of the Carrillo Puerto Formation, formed on the southeast margin of the Peninsula. The resulting rocks have markedly lower permeability than rocks of the more northerly lowlands of the Mexican portion of the Yucatan Peninsula that host a pervasive fresh water lens overlying a saline intrusion.
Yucatan peninsula
Peninsula
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Un rasgo de mucho interes en la provincia volcanica del Eoceno tardio-Oligoceno temprano de la Sierra Madre del Sur es la estructura domica de forma eliptica, orientada al NW-SE (52 × 30 km) y ubicada en el area de Coxcatlan-Tilzapotla. La estructura eliptica contiene la caldera de Tilzapotla, domos rioliticos, volumenes importantes de unidades ignimbriticas, asi como el intrusivo de Buenavista y los plutones de Coxcatlan y Chautle, ubicado estos ultimos al occidente y al oriente del anillo de la caldera, respectivamente. Los estudios geocronologicos realizados previamente en las rocas magmaticas silicicas y las intermedias intercaladas en sedimentos continentales anteriores a la caldera, asi como la presencia de una discordancia angular entre capas de grano fino y grueso, constrinen el tiempo del levantamiento del domo al Eoceno tardio (~38–34 Ma). Lo anterior sugiere que el proceso de formacion del domo esta relacionado al emplazamiento de magmas en la corteza previo al colapso de la caldera (34.3 Ma). Nuevas edades de U-Pb por LA-ICPMS en zircones y edades de 40Ar-39Ar en minerales de unidades magmaticas clave, combinadas con observaciones de campo, estudios petrograficos y analisis geoquimicos ponen de manifiesto la geocronologia del emplazamiento magmatico y el desarrollo del complejo volcanico-plutonico, asi como su conexion con el domo. El rango de edades 206Pb/238U en circones del pluton de Coxcatlan de 39.5 ± 0.6 a 35.2 ± 0.2 Ma sugiere que el pluton de Coxcatlan se construyo gradualmente durante ~4 m.a. y se traslapa con la historia magmatica de la ignimbrita Tilzapotla (36.6 ± 0.4 a 33.3 ± 0.5 Ma). Se observa un traslape significativo en la distribucion de edades de las poblaciones que indica una continuidad temporal en el registro de la cristalizacion de los circones. Los fechamientos de circones del pluton mafico de Chautle arroja una edad igual (34.37 ± 0.26 Ma), dentro del error, a las edades principales de la ignimbrita Tilzapotla. Estos datos se ajustan mejor con un proceso continuo pero creciente de construccion de un sistema volcanico-plutonico que alcanzo su climax con el colapso de la caldera y la erupcion de la ignimbrita Tilzapotla. La evidencia de la inyeccion de magmas maficos durante este proceso indica que la recarga de magmas proporciono la energia termica durante la historia prolongada del sistema magmatico. Las relaciones mutuas de intrusion observadas entre los enclaves maficos y la facies de granodiorita indican mezcla inhomogenea (mingling) dentro de la camara cuando ambas fases no habian alcanzado la cristalizacion completa. El desarrollo del sistema Coxcatlan-Tilzapotla resulto en la formacion del domo, extendiendo el techo arriba de la zona rica en fundido hacia el sureste. La relacion espacial y temporal entre la ignimbrita Tilzapotla, que es rica en cristales, y la intrusion menos diferenciada de Chautle sugiere que la inyeccion de magmas maficos en la camara podria haber perturbado las acumulaciones de cristales (mushes) y desestabilizo el reservorio magmatico en la parte superior de la corteza causando la erupcion en la parte sureste del domo.
Caldera
Batholith
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Studies conducted by means of petrography, cathodoluminescence, SEM, fluid inclusion and REE geochemistry in core samples from the Rosablanca Formation in the Mesa de Los Santos sector, identified two types of material: the host rock classified as Packstones and Grainstones, and veins that texturally expose three types of filling (blocky texture, blocky elongate texture, fibrous texture). Diagenesis is characterized by dissolution, carbonate cement precipitation, compaction, fracturing and fluid circulation through fractures during at least three episodes; these diagenetic processes were contemporaneous with the distensive and compressive tectonic regimes regionally dominant during the Cretaceous, Paleogene and Neogene in the study area. The fluids that generated the different types of texture inside the veins were brines that belonged to the H2O – NaCl – CaCl2 system, with salinities between 0.03 – 12.96 % wt eq NaCl, derived from the Rosablanca Formation that was deposited under oxic conditions, retaining their marine character and implying an autochthonousorigin for the REE present in the veins. The conditions of entrapment for fluid inclusions during the early event were heterogeneous, arising from an immiscible mixture of brines andhydrocarbons, while in the second, they were homogeneous with later post-entrapment processes.later post-entrapment processes.
Lithification
Cementation (geology)
Neogene
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ABSTRACT Natural zeolites filling amygdales and veins in tertiary basaltic host rocks on the Isle of Skye (NW Scotland) have been studied in some detail by transmitted light microscopy, scanning electron microscopy and X-ray diffraction techniques . The zeolites and associated minerals so identified in order of their relative time of formation from early to late were nontronite, amorphous silica phases, carbonate phases, chabazite, phillipsite, wairakite, thomsonite, analcime, natrolite and stilbite-type minerals . Zeolite formation in the Skye basalts began with low Si/Al ratio Na zeolites and a gradual increase in Ca content and Si/Al ratio, ending up as Ca zeolites . They were probably formed as a consequence of late-stage hydrothermal activity, although, locally, contact metamorphism may control the process of zeolite formation RESUMEN Las zeolitas naturales como relleno en amigdalas y venas que ocurren en rocas basalticas Terciarias de la Isla de Skye (NW Escocia) han sido estudiadas en detalle por tecnicas de microscopia de luz transmitida, microscopia electronica de barrido y difraccion de rayos X. Las zeolitas y los minerales asociados identificados, en orden de su tiempo relativo de formacion, son nontronita, fases de silice amorfa, carbonatos, chabazita, filipsita, wairakita, thomsonita, analcima, natrolita y minerales tipo estilbita. La formacion de zeolitas en los basaltos de Skye comenzo con una zeolita rica en Na de baja relacion Si/Al y con el aumento gradual en el contenido de Ca y Si/Al, termino con una zeolita rica en Ca Estas probablemente se formaron como consecuencia de una actividad hidrotermal tardia, aunque localmente un metamorfismo de contacto pudo controlar el proceso de formacion de las zeolitas
Analcime
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RESUMEN:El basamento sedimentario de la Cordillera de la Costa del norte de Chile (Formacion Las Tortolas), entre los 25°30' y 27°S, esta constituido por una secuencia de turbiditas distales, con intercalaciones menores de calizas y cherts pelagicos. Esta secuencia se deposito en un ambiente submarino, de planicie abisal, con paleocorrientes de direccion SEE, probablemente paralelas a un margen continental, activo, del tipo cordillerano. La edad de las sedimentitas se ubicaria en el lapso Ordovicico-Devonico y su depositacion fue acompanada por erupciones de basaltos alcalinos. Tanto las rocas sedimentarias como las volcanicas fueron deformadas y afectadas por un metamorfismo, que alcanzo hasta las facies de esquistos verdes, con anterioridad a la intrusion de monzogranitos del Permico Inferior. La existencia, en la region, de una importante zona de melanges tectonicos (melange de Chanaral) indica que este conjunto de rocas forma parte de un complejo de subduccion de probable edad paleozoica superior.
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Se presentan los resultados del estudio de la estratigrafia, quimica y edades de rocas asignadas a la franja oriental de la Formacion Abanico expuestas en la ladera sur del Rio Volcan, Cordillera Principal al este de Santiago (30o50'S, 70o12'/70o5'W). La serie expuesta, de ca. 3.300 m de espesor, esta compuesta predominantemente por basaltos, andesitas basalticas y rocas volcanoclasticas. Dataciones radiometricas 40Ar/39Ar en plagioclasa de flujos de lava entregaron edades entre el Oligoceno-Mioceno inferior con una edad maxima de 34,3±0,4 Ma para la porcion inferior y una edad plateau de 21,4±1,0 Ma en la porcion media de la serie. Las lavas poseen una afinidad calcoalcalina y caracteristicas tipicas de rocas volcanicas de arco desarrollado en un margen continental activo. Estas definen un patron quimico de evolucion temporal representado por un aumento de concentraciones de elementos LILE, LREE y razones LaN/YbN, el que ha sido atribuido a un aumento de la influencia del componente de subduccion con el tiempo. La comparacion geoquimica de estas rocas con las rocas volcanicas Oligoceno-Mioceno inferior de las areas de Cerro Abanico y Chacabuco, ubicadas en el borde occidental de la Cordillera Principal al este de Santiago y limite norte de la Depresion Central, respectivamente, muestra la existencia de variaciones composicionales transversales del volcanismo Oligoceno-Mioceno inferior. Estas variaciones, de oeste a este, corresponden a: (1) incremento en las concentraciones de elementos LILE, LREE y HFSE, razones LaN/YbN y razones iniciales de Sr y Nd, y (2) disminucion de razones LILE/HFSE y LREE/HFSE. Estos patrones pueden ser atribuidos a una disminucion de la influencia del componente de subduccion y aumento de la intensidad de procesos de contaminacion cortical de oeste a este.
Volcanic arc
Island arc
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RESUMEN:El volcanismo Triasico en la Cordillera de la Costa de Chile central esta representado por la Formacion Pichidangui (31°54'-32°15'S), constituida por flujos de lavas acidas y basicas con intercalaciones de cuerpos subvolcanicos y rocas sedimentarias. Ambos tipos de lavas presentan un metamorfismo no deformativo de muy bajo a bajo grado. Las caracteristicas geoquimicas de estas lavas corresponden a las de la serie toleitica, con valores de Nb/Y entre 0,20 y 0,17. Los bajos valores de [mg] en las rocas basicas son indicativos de liquidos no primarios. Las diferencias observadas en elementos traza inmoviles y tierras raras (LREE/HREE, Eu/Eu*) entre las rocas acidas y basicas son consistentes con sus signaturas isotopicas, cuyos valores iniciales son: (87Sr/86Sr)o 0,70397-0,70597 y (143Nd/144Nd)o 0,512515-0,512608 para las rocas basicas y 0,70514-0,71161 a 0,512108-0,512526 en las acidas. Estas diferencias geoquimicas e isotopicas entre ambos tipos de lavas se interpretan como consecuencia de diferentes tasas de contaminacion cortical a partir de una fuente mantelica enriquecida, con un componente litosferico, en un ambiente extensional intracontinental, seguido por cristalizacion fraccionada para generar los liquidos acidos y basicos. Las similitudes geoquimicas e isotopicas observadas entre las rocas basicas del Triasico y los gabros del Jurasico Inferior del Complejo Limari de la Cordillera de la Costa de Chile central se interpretan como la consecuencia de una genesis comun para ambos magmatismos, que estaria relacionada con la evolucion mesozoica del margen pacifico de Gondwana.
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The Aptian-Albian Caballos Formation is a proven reservoir in the oil producing basins of the Upper Magdalena Valley and Putumayo (Colombia), characterized by wide variation in its petrophysical properties. Integrated provenance, diagenetic and basic petrophysical analyses are presented from two stratigraphic sections of the Caballos Formation in the Upper Magdalena Valley (Ocal and Cobre creeks) in order to test regional geological models, and to relate compositional and diagenetic factors with the reservoir quality.Sandstones from the Caballos Formation document a change from texturally immature- subarkoses, litharenites to quartz arenites. High quartz contents, the presence of feldspar, sedimentary, metamorphic and volcanic lithic suggest mixed provenance, with a major contribution from sedimentary sources. U-Pb dating of detrital zircons reveals age populations that include contributions from Precambrian, Permian, Triassic and Jurassic rocks. These data, together with the compositional trends, suggest that source areas likely include adjacent massifs from the eastern segment of the Upper Magdalena Valley with similar compositional andtemporal characteristics (Garzón and Macarena Massifs for the southeastern Ocal Section, and the Upper Magdalena Valley massifs and the eastern flank of the Central Cordillera; Ocal Section). The changes in compositional features and detrital geochronology between the upper and lower members of both sections suggest a change in source areas, associated with the erosion and depletion of adjacent uplifts, and the increasing dominance of more distal eastern and western sources, which reflect the end of tectonic instability and the deepening of the basin.The presence of quartz, feldspar, and lithic rock fragments have a major impact on the porosity and permeability of Caballos Formation sandstones. Porosity values are lower in the lower member of the Caballos Formation where diagenesis has altered abundant feldspar and lithic rock fragments to authigenic porefilling clays. Higher porosity and permeability values found in the upper member of the Caballos correspond to a combination of higher quartz contents and the dissolution of meta-stable components during late diagenesis.
Arenite
Diachronous
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En la zona oriental de la Cordillera Patagonica central (45°15-45°40S), al noreste de la ciudad de Coihaique, trabajos detallados de campo y doce nuevas edades K-Ar han permitido documentar la cronologia de las sucesiones volcanicas y establecer su edad del Cretacico Superior- Paleogeno? La unidad mas antigua corresponde a domos rioliticos y riodaciticos del Complejo Volcanico Casa de Piedra, de edad campaniana, que fueron emplazados sobre rocas volcanicas de la Formacion Divisadero, del Aptiano- Albiano? Las lavas andesiticas a daciticas de plagioclasa y dos piroxenos de la Formacion El Toro y los basaltos de Morro Negro, tienen edades del Maastrichtiano. Sin embargo, lavas daciticas con una firma quimica similar a la de la Formacion El Toro afloran topograficamente debajo de los basaltos de Morro Negro, indicando que estas son las lavas mas jovenes de estas tres asociaciones volcanicas. Datos petrologicos y geoquimicos permiten caracterizar los tres episodiosvolcanicos. Las rocas del Complejo Volcanico Casa de Piedra y las andesitas-dacitas de la Formacion El Toro tienen la mineralogia y las caracteristicas geoquimicas de magmas asociados a subduccion: fuerte enriquecimiento en Tierras Raras livianas (LREE) y elementos altamente incompatibles (Rb, Th, U y K), y anomalia negativa en Nb-Ta. Los basaltos de Morro Negro muestran un patron diferente en los diagramas de Tierras Raras y multi-elementos. Sus caracteristicas geoquimicas se asemejan a los basaltos cuaternarios de Murta, considerados como relacionados con la apertura de una ventana astenosferica, y los diferencian de las de los basaltos eocenos de Balmaceda, mas parecidos a lavas de tipo intraplaca.
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Las areniscas en facies Weald de la Cuenca del Maestrazgo fueron depositadas durante la etapa de rift Jurasico superior-Cretacico inferior. Una caracteristica de las cuencas intracratonicas desarrolladas durante periodos de
rifting es la presencia de varias potenciales areas fuentes que pueden aportar sedimentos a la vez. Este hecho
complica la interpretacion de la procedencia usando los modelos clasicos a escala tectonica. En este trabajo, la
geoquimica de roca total se relaciona con el analisis quimico en minerales pesados y con el analisis modal para
llegar a discriminar la procedencia de areniscas syn-rift.
La composicion modal y los analisis de roca total de las areniscas estudiadas indican una composicion arcosica-
subarcosica. Las areniscas de la Fm. Mora, en la base, presentan la mayor abundancia en minerales pesados y el
contenido mas bajo en feldespatos (menor contenido en Rb). Por el contrario, las areniscas de la Fm. Camarillas,
en el techo, reflejan un incremento en Rb relacionado con un aporte mayoritario de feldespato-K. La composicion
quimica de las turmalinas analizadas sugiere una procedencia mixta, a partir de granitos (turmalinas ricas en Fe)
y rocas metamorficas (turmalinas ricas en Mg) para todas las unidades estudiadas. Esta interpretacion es consistente
con la mayor abundancia de fragmentos de roca metamorficos observados en las formaciones Mora y El Castellar
y la presencia de abundante feldespato-K y fragmentos de roca plutonicos en la Fm. Camarillas.
La sedimentacion de las areniscas de la Fm. Camarillas coincidio con el levantamiento y erosion del Macizo
Iberico. Para este momento, el area fuente principal estaba constituida por rocas plutonicas, lo que implica una
dilucion significativa de las areas fuentes metamorficas, que fueron dominantes durante la sedimentacion de las
areniscas inferiores de las formaciones Mora y Castellar.
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