Estructura y textura de las menas estratiformes manganiferas de todorokita de la formaci6n

El Cobre, Cuba

lntroduccion

Las menas de todorokita de la Isla de Cuba, concentradas principalmente en la provincia de Oriente son un tipo unico de menas industriales ricas en manganeso. En el perfodo desde 1888 hasta los aiios cincuenta de nuestro siglo, en los numerosos yacimientos de esta region fueron ex­trafdas unas 3 500 000 ton de mineral. La ma­yor parte fue extraida de seis grandes yacimien­tos: Ch~.rco Redondo, Ponupo, Quinto, Tarata­na, Bueycito y Los Chivos (Jutinicu).

La estructura de Ia mayor part::: de las menas industtiales es muy fuera de lo comun y es el ob­jetivo de la presente investigaci6n. El estudio de 1a situaci6n geologica de los cuerpos minerales, su constituci6n y condiciones de yacencia, cfectua­do para adarar el origen de las menas, asi como la recolecci6n de las muestras para los analisis mi­neral6gicos en el campo, se realizaron por E. A. Sokolova y los colaboradores del Institute de Geologia de Cuba, A. Brito yD. P. Coutin (1965-1969). Los estudios mineral6gicos de las menas de todorokita, el analisis de sus estructuras y la reconstrucci6n de las peculiaridades de cristaliza­ci6n del proceso de su formaci6n, fueron efectua­dos por V.I. Stepanov (1969-1970).

Los yacimientos de manganeso son mas j6venes que el Eoceno inferior y estan comprendidos en las rocas de yacencia monoclinal de la Fotmaci6n El Cobre, descrita en monografiias (Lewis y Strac­zek, 1955; Simons y Straczek, 1958). Esta for­maci6n esta representada par un paquete de rocas de origen vulcan6geno-ch1stico (tobas y tufitas), cuya deposici6n ocurri6 en condiciones marinas.

E. A. SOKOLOVA y V. I. STEPANOV, del Instituto de Geologia de la Academia de Ciencias de Ia URSS.

A. BRITO y D. P. COUTIN, del Instituto de Geologia de la Academia de Ciencias de Cuba.

Entre estas rocas, en cantidades subordinadas, existen lavas. La composici6n de los efusivos y del material piroclastico varfa de dacftica a basal­tica, con cvidente predominio de variedades ande­siticas. A lo largo de todo el corte de la forma­cion se encuentran capitas y lentes aisladas de ca­lizas frecuentemente enriquecidas con material pi­roclastico. En sus horizontes superiores la canti­dad de rocas cm·bonatadas aumenta tanto que en la composici6n de la formaci6n se distinguen como el miembro aparte Charco Redondo.

La edad de la Formaci6n El Cobre abarca el intervale de tiempo desde el Cretacico tardio bas­ta el principia del Eoceno medio. Su espesor, aproximadamente, se estima de 4 000 m. ~obre la Formaci6n El Cobre yace estratigraficamente en concordancia la formaci6n no mineralizada eoceni­ca San Luis, representada por rocas eminentemen­te terrigenas: areniscas, conglomerados, lutitas, margas, con menor frecuencia calizas. En el sen­tide estructural hay tendencia a que parte de los yacimientos de manganese coincidan con las areas donde se desarrollan pequefios braquiantidinales. La mayor parte de los yacimientos industriales es­tan concentrados en la parte superior de la Forma­cion El Cobre, que abarca varias def;:enas de me­tros del corte. Las menas yacen predominante­mente entre tobas, una considerable parte de las cuales se distribuye en las cercanfas del contacto del paquete de rocas piroclasticas con las calizas de la asodaci6n Charco Redondo. En algunos ca­sas son metaliferas las tobas que forman capitas subordinadas dentro de estas rocas carbonatadas. La extension de la franja de rocas manganfferas en la provincia de Oriente es de cerca de 200

80

km. En cste tcrritorio se conoccn alrededor de 200 yacimientos y manifestaciones de m;mganeso.

Segun la opinion de E. F. Burchard ( 1920) la deposici6n del manganeso ocurri6 a partir de aguas artesianas, mediante el relleno de oquedades y po­ros, y tambien por sustituci6n parcial de capas de rocas porosas. C. F. Park y M. V. Cox (Park 1942; Park y Cox 1944;) supusieron que los compuestos de manganese fueron traidos por fuentes calientes, cuyas aguas se descargaron en las capas de rocas porosas y agrietadas y solo a veces alcanzaron el fondo del mar, sedimentando los oxidos de manga­neso en forma de deposito primario. F. C. Simons y D . A. Straczek (1958} consideran que la acumu­lad6n de menas "estratificadas" ocmri6, preferen­temente en e1 fondo del mar en la zona de ncci6n de las fuentes calientes.

Composici6n sustancial de las menas.

El estudio de la composicion sustancial de las menas de manganese de Cuba se come.r.z6 sistema· ticamente desde e1 aiio 1941 por numerosos in· ve:>tigadores, principaimente norteamericanos: D. F . Hewet, E. V. Shannon, 1921; M. Fleisher, V. E. Richmond 1943; A. A. Levinson 1960; S. Frondel, U. B. Marvin, J. I to 1960, A. H ore, M. Ross, C . M. Warshaw, D. M. Faulring 1962, Richmond et al., 1969. Como resultado de estos trabajos, en la composic.i6n de las menas fueron determinados 15 minerales de manganese: brauni­ta, pirolusita, manganita, hausmanita, romaneshi·· ta, criptomelano, ranceita, todorokita, neotocita, bementita, orientita, inesita, piedmontita, wad y rodonita < * ) • De ellos solo la todorokita y la pi­rolusita y en menor grado la braunita, forman con­centraciones industriales. De los silicates de man­ganese se conocen grandes acumulaciones de neo­tocita con bementita.

Las menas silicatadas manganesiferas de bemen­tita-neotocita predominan en algunos yacimientos, pero por su inferior contenido en manganese tienen poco valor industrial. En los yacimientos silica-

"1) La denomin aci6n "romuneshHa" de acuerdo co;t Ia dt> <'is i6n de Ia Asoclaci6n Mineral6gica ln!t'rtwclcnal sc pro· pone para el mineral [la Mn + 2 Mn,+ .JO, n H,O (psi!o· mPlano) por Ia con fus i.on en cl uso de este u ltimo ~cr· mino . u tiliznndo tambien como untltcador par~ los ox t· dos solidos de manganeso ind eterminados .

to-manganes!Eeros se elaboraron solamente las me­nas de la zona de oxidaci6n.

Un mineral importante en las menas industriales ricas de manganeso es la todorokita (Mn'·2, Ca, Na) Mn,·4 07. 2 - 3 I-hO, que en algunas partes es sustituida cnergicamente pot pirolusita hipergeni­ca (parcialmente hipogenica ?). La pirolusita for­ma pseudomorfosis en los agregados radiales de todoroki ta y una parte se desarrolla en forma de venitas terrosas y granulosas y acumulacioncs irre­gulares. La todorokita originalmcnte se describia como " un mineral tipo psilomelano" y fue tomada como un mineral nuevo, la " delatorreita" (Simons y Straczek, 1958). La identidad de la "delatorrei· ta" con la todorokita fue establccida en 1960 (Frondel, Marvin, Ito, 1960).

.Actnalmente h toclorokita ha sido diagnosticada por metodos exactos en todos los yacim ientos grandes y en muchas manifestaciones pequefias de Cuba {Straczek et al., 1960). Se tienen 9 analisis quimicos del mineral , cuyos dlculos mostraron la presencia en este de inclusioncs mecanicas, a pesar de la cstructura homogenca externa de los agte­gados esferuHticos de todorokita (T:1bla l) . Como fue aclarado en Ins observaciones al microscopic, las microinclusiones m~1s frecuentcs son de manga­nita, pirolusita, monrmori11onita , pirita limonitiza­da y cuarzo. Las dificultades para obtener el ma­terial puro para los amllisis quilnicos fue una de las causas de las &;tintas variantes para 1a formula de la todorokita. Los estudios roentgenometricos de todorokita tambien tuvieron sus dificultacles. Por cl desorden considerable de las ca]Jas en la estructu.ra de la todorokita, los pulverogramas son, por lo regular de mala calidad .

En la Tabla 2 se indican los roentgenogramas de mas calidad de la todorokita cubana. Para la comparacion se ,publica el roentgenograma de una todorokita hipergenica de las geodas limoniticas del yacimiento de hierro de Bakal, en el Ural Me­ridional. Se debe anotar que en estos roentgeno­gramas se aprecia una notable oscilacion en ias intensidadcs y 1a posicion relativa de algunas lf­neas que se salen de los Hmites del error de me­dicion . La causa mas probable de csto es l.i va· riaci6n en la esrructura en capas de la todorokita,

TABLA 1

Resultados de los andisis quimicos de to dorokita de distintos ya.dmientos de Cuba.

Chan..-o Redondo · Quinto Taratana Ponupo Monte Negro

Datos Frondel Componentes Nuevas 1960 Straczek et ul, 1960 Levinson 1960

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Na20 0,89 1,14 1,44 1 ,3·1 1,30 1,23 0,85 1,45 1,3

K20 0,78 0,35 0,75 0,-13 0,24 0,48 1,48 0,06 0,7

CaO 3,23 2,30 2,1.3 2 ,03 2,57 1,52 2,66 5,51 0,4

SrO - 0,05 0,13 - 0,60 0,24 0,53 0,92 1,2

BaO 0,61 0,19 0,40 O,l...f 1,05 0,20 0,18 0,54 0,9

CoO - 0,05 0,18 0,2.3 - 0,02

NiO - 0,05 - - - -- -CuO - 0,01 0,44 - trazns trazas trazas 0,02 0,5 MgO 1,05 3,25 3,22 3,13 1 ,0-t .3,51 1,58 0,88 2,7 MnO 9,58 11,65 10,70 1.f,56 10,04 8,87 10,16 11,24 9,2

Mn02 68,80 69,57 68,46 67,19 /2,37 72.15 7 ] ,61 67,86 70,6

AhOJ - "H 0,19 - 0,-16 0,14 0,12 0,25 1,2

Fc20 , 4,24 c 0,07 - 0,06 0,06 0,06 0,18 2,2

R20 3 - 0,26

Si02 1,47 0,27 0,41 0,1-t 0,95 0,24 0,64 0,64

so3 - 0,14 - - - - - - no sc obs. Mo03 - 0,05 H2o ·· 9,22 10,50 10,99 10,69 8,80 10,61 9,0.3 9,47 8,2 H20- 0,"70 99,·!8 99,27 98,90 99,02 99,3

100,56 100,0 1 99,.51 99,88

Analisis re~1lizados por: 1 - E. S. Bacilevskaya, 2 - Ito J., 3 - W arshaw K. M., 4 - Gonic F. A.

5, 6, 7, 8 ~ Warshaw K. M., 9 - Grier J. A. y Holt H. 00 ,_

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TABLA 2

Oilculo de los roentgenogramas de todorokita

C UBA Ural

Los Chivos Charco Redondo Bakal

I da I da I da

10 9,6 To 9,6 10 9,59

2 franjas 7,1 1/4 7,13 1 a 7,93

6 4,75 8 4,80 8 4,86

2 a 4,4 1 a 4,45 1 a 4,43

1/2 d 3,40 1/2 3,40 4 a 3,41

2 3,18 1 3,20 - -6 3,07 1 3.10 4 3,13

1 d 2,44 3 2,46 3 2,46

7 2,37 5 2,40 4 2,37

1 2,33 4 2,34 2 2,35

2 d 2,20 2 2,23 3 2,24

1 d 2,14 1/2 2,13 3 2,12

3 d 1,98 2 1,98 2 1,99

1 d 1,92 1/2 1,92 1 1,92

1 d 1,75 1 1,78 2 1,75

1/2 1,68 1/ 2 1,6_8 1 1,67

2 1,63 - - 2 1,63

2 d 1,54 1 1,53 2 1,52

1/2 d 1,48 3 1,49 1 a 1,48

4 d 1,42 2 1,420 5 a 1,410

2 d 1,38 1 1,39 2 a 1,380

A Fe D=57.3 mm A. Fe D=114 rom >.. Fe D=57.3 mm

d - linea difusa, a - linea ancha

primordialmente a costa de la politipia y el desor­den de las capas.

Morfologia de los agregados minerales de las mcnas . .

Por Ia morfologia de los cuerpos minerales lo~ yacimientos de manganese de Cuba se dividen en dos grupos: los estratiformes ("en capas"), que predominan notablemente y los cuerpos subordi­nados de forma irregular (lentes, nidos, deposito;; en forma de chimenea y de vetas, cuerpos brecha­dos). Una gran cantidad de datos se ha obtenido de los yacimientos del primer tipo, muchos de los cuales estan totalmente explotados. Se ha estable­cido que los cuerpos minerales estratiformes fre­cuentemente tienen en planta configuracioncs re­dondeadas o eHpticas a grosso modo, independien­temente de Ia composicion de las rocas encajantes. Muchos de ellos estan compuestos por varias "ca­pas" (hasta cuatro) enriquecidas en oxidos de manganese situadas una sabre otra y separadas por tobas no mincralizadas, tufitas calcarcas y con menor frecucncia por calizas. El cspesor de las "capas" mincralcs llega hasta 12-15 m. Si­guicndo su direccion, las "capas" pueden inte­rrumpirse bruscamente o acufiarse gradualmente, antes de lo cual generalmente se separan en finas "capitas". Son frecuentes las estructuras y vetas locales transversales de hasta 5 em de espesor (Simons y Straczek, 1958).

Constitucion de las "capas" minerales. Las "ca­pas" minerales por su constitucion son muy hete­rogeneas. La heterogeneidad ante todo es provoca­da por la distinta intensidad de sustituci6n de las difcrentes capas de rocas encajantes por la todo­rokita. Estas se diferencian por el espesor, el gra­do de porosidad y la composici6n granulometrica. Este tipo de agregado esta representado por menas masivas estratificadas, que repiten con exactitud la caracteristica textural de la roca sedimentaria (Fig. 1-a) . Tales agregados de todorokita componen las menas pobres de manganese mas difundidas en Ia region. Su constituci6n se caracteriza porquc pre­dominan cl relleno de poros y la sustituci6n por to­dorokita de la parte fina dispersa de las rocas piro­cl:isticas. En esto quedan intactos los cristales de olivino, piroxeno y feldespato en las particulas de

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toba vold.nica, conjuntamente con los fragmentos mayores de vidrio, rocas volcanicas y conchas de foraminfferos. Como resultado de este proceso se forma la caracteristica estructura de cementaci6n de las menas, que muchas veces recuerda la poiquill­tica (Fig. 1-b). Un cuadro analogo aparece cuando se sustituyen las brechas sedimentarias por el mine­ral de manganese. Por regia general quedan sin sustituir los fragmentos de rocas voldnicas, las to­bas, las calizas.

Otra causa de la heterogeneidad de la constitu­ci6n de las "capas'' minerales es la alternancia desordenada de los agregados del tipo arriba des­crito, con otro. Para este Ultimo es caracterfstico el desarrollo metasomatico de formas independien· tes de cristalizad6n de agregados de todorokita visibles macroscopicamente: la arrifionada (botroi­dal) y la dendrftica. Estos agregados tienen estruc­turas t"nto de cementaci6n como cristalina gruesa o esferoidolitica2

'') • En el caso de la cristalizaci6n dendrftica, entre las distintas ramas de las dendri­tas sc conserva la roca inalterada, al mismo tiempo que las ramas de las dendritas tienen estructura de cementaci6n o estan compuestas por todorokita de cristales grandes. (Fig. 2).

La tercera causa de la heterogeneidad de las "capas" es que Ia constituci6n de cada "capita" no es constante seglin la direcci6n de la capa. Ele­mentos aislados de la estructura de la mena pue­clen prolongarse en promedio un metro. Algunos tramos lenticulares de tobas no estan sustituidos por la todorokita. Los agregados de cristales gran. des de todorokita frecuentemente estan localizados en los intervalos con contornos lenticulares o en forma de nido.

Todas las "capas" minerales son "capitas" de distinta estructura y espesor en alternancia irre­gular. Una peculiaridad unica de las menas de to­dorokita es la orientacion de los agregados esfe­ruliticos, csferoidoliticos y dendriticos, por lo re­gular en una direccion de arriba a abajo. Entre los agregados con estructura de cementaci6n y la

:2•) Sc propane dcsignar por csferoidolitos a aquellas varieda · des de esferulitos que t iencn no e! credmiento zona( co· rriente concentrico circu lar de constituci6n genera l ra· dia l. sino eliptico. Los es feroidolitos, igual que los es­fcrulitos pueden considerarse como individuos que pue­d ~n formar distintos agregados (vcr Grlgoriev, 1961 , t><i~:. 253-258).

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f igura

Mena de cementaci6n de t odorokita a) Ia sustituci6n irregula r par !a lodoroid la (pseudomor­fizaci6n) acentua La eslratificaCI<)n para lela de Ia toba; yacimiento Los Chivos (Jutinicu) muestra de tam afio natural. b) [ragmento de Ia muestra de !a fig. l - a; se ven las segre­gaciones porfidicas de los minerales de las roeas volcanicas y los fragmentos de toba intac-

ta. Secci6n delgada. Aurnento 20.

todorokita de cristales grandes siempre se obser­va un limite bien marcado. Segun aumenta el con­tenido de todorokita de cristales grandes en la ca­pa mineral, la calidad de la mena crece. Las menas de todorokita de mas alta calidad consisten de todorokita casi pura y contienen basta un 65% de MnOz.

Un tipo peculiar de constituci6n de cuerpos mi­nerales se aprecia en las capas de brecha sedimen­taria o de tobas con cantos grandes erraticos. Por la ausencia de una estratificaci6n marcada en mu­chos tramos de las rocas encajantes, los agregados desctitos anteriormente se desarrollan irregular­mente en extrema, aunque permanece la tendencia general a conservar Ia orientaci6n de las cortezas esferulfticas con las cabezas de los esferulitos ver­ticalmente bacia abajo. Cerca de los cantos gran­des generalmente no sustituidos por Ia todorokita, la direcci6n del crecimiento de los esferulitos y es-

feroidolitos aislados puede cambiar. Ocurre la combadura de algunos fragmentos por el crecimien­to de los esferulitos y esferoidolitos, las astilladu­ras de los esferoidolitos cuando encuentran obs­t~kulos. Como resultado, Ia distribuci6n de la to­dorokita en la "capa" puede ser completamente dispareja y las menas con frecuencia· tiem!n aspecto moteado. En los· casos generales, los fragmento<> y cantos de rocas pirochisticas que no sufren sus­tituci6n por todorokita pueden ser su.stituidos por dt~ndritas de todorokita de una segunda genera­d6n3~' >.

3*) Se dcbcn d ist inguir los terminos generac!o n y cngcndr a· miento. El termino .. cngendramiento•• (surgimicnto) Gri · goricv. 1961 se ut iliza tanto para caradcrizar el proceso en que aparcccn nuevas individuos de minera les en las condiciones de crecimicnto de las lases de una genc­racion (paragenesis), como para caracterizar los produc­tos de ese proceso de engcndramiento. Para cl primer caso se propane conservar cl termlno cngend rarniento y para e.l segundo se propane el nuevo termino "genera· cion "' de los individuos minernles.

Figura 2

Dcndrita volurnctrica ramificnda a grosse modo de todorokita con e~ tructu ra de ccmcniacio;l en toba no mineralizada; a) Corte longitudi nal; b) Corte transversal; la forma de los cor tes de las distint as ramas de Ia dendrite es analoga a Ia lirni ­Llci611 de las concrccioncs arrii1onaclas ai sladas. Ync. Charco Redondo. Tamafio

redu<.:i do.

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La direcci6n del crecimiento de las dendritas conserva la direccion vertical y a veces se observa que las cabezas crecen ramificadas bacia e1 centro del clasto. Fen6menos analogos fueron encontra· dos en las brechas de los yacimientos "no estrati­ficados". Indudablemente, el estudio de las estruc­turas y las texturas de las menas de todorokita en las brechas tienen el mayor valor teorico para la comprensi6n del proceso de su origen. Por desgra­cia el insuficiente afloramiento de tales menas no permite hacer observaciones completas.

Frecuentetnente el cuadro general de la consti­tuci6n de la "capa" mineral se complica con el de­sarrollo complementario de metasomatitas sillceas calced6nico-cuarzosas de origen end6geno y exoge­no (?) (el "bayate") (Fig. 3). A diferencia de los agregados de todorokita estas rocas originan cuer­pos de forma irregular, concreciones, aureolas con­formes. Es posible que parte de las metasomati· tas calced6nico-cuarzosas sea post-mineral, ya que se observaron casas de sustituci6n de menas de to­dorokita y pirolusfticas por sflice.

Constitucion de los agregados minerales con estructura de cementadon.

La constituci6n mas interesante de agregados de todorokita, que presentan formas propias de cris­talizaci6n son la arrifionada (botroidal) y la den-

dritico-volumetrica, entre las cuales se tienen tran­siciones graduales. En el caso mas simple, limpian­do la superficie irregular protuberante del contacto entre una mena pobre con estructura de cementa­ci6n y una capita de toba mineralizada, descubri­mos la superficie arrifionada-concrecional de un agregado de todorokita.

Tales formas son tipicas para las concrecioncs que crecen muy juntas y rellenan, por ejemplo, una grieta en milonita, alterada en la corteza de intemperlsmo. En e1 corte, esos agregados de to­dorokita son homogeneos. Sus estudios microsco­picos muestran la constitucion de granos finos de todorokita en el cementa, semejante al de la ma­yorfa de las concredones corrientes de cualquicr composicion. No se aprecian diferencias en la es­tructura de tales agregados y de las "capitas" mi­nerales que repiten completamente el dibujo tex­tural de Ia roca scdimentaria. El crecimiento de un agregado con semejantes superficies concrecio­nales Ileva al desarrollo de protuberancias redon­deadas, que pasan a dendritas volumetricas ramifi­cad~, las cuales tienen esa misma constitud6n microsc6pica.

En los cortes transversales a traves de las den­dritas se crea una ilusi6n total de concreciones arrifionadas a grosso modo separadas y aisladas (Fig. 2). Estas dendritas alcanzan la longitud de

Figura 3

Aspecto de una "capa" mine­ra l con ti pos de agregados de todorokita de ceme ntacion (a) y volumetrico-dendrilica (b) . Sc ve cl desarrollo irre­g ular de las dendritas en Ia parte inferior de Ia capa . Las ultimas cstan bordeadas par una aureola de mctasomati tas siliceas end6genas (?) (v). Segun F. E. Simons y D. A. Straczek; yacimiento C harco

Redondo.

un metro y e1 ancho de la rama basta 10 em. Al hacer los preparados, la escultura de la superficie lateral de las dendritas refleja con salientes esca­lonados las diferencias en la composici6n granulo­metrica y en la porosidad de las distintas capitas de rocas encajantes, lo cual es caractcrfstico tam­bien para las concreciones corrientcs.

Constituci6n de los agregados de todorokita de cristal::s grandes. Las variaciones de la estructura de los agregados cristalizados4 ~' J de todorokita son mucho mas complejas y diversas. En varias "capitas" finas, compuestas completamente por to­dorokita se observan todas las transiciones: desde los agregados con superficie esferulitica arrifi.ona­da y esferulitos aislados individualizados hasta los agregados con superficie ondulosa, compuestos por haces divergentes de fibras de configuracion im­precisa. En el primer caso, tenemos la estructura drusitica csferulftica clasica con una selecci6n geometrica bien marcada entre los distintos esfc­rulitos. (Grigoriev, 1961; Stepanov, 1970). En el segundo, una corteza esfcrulitica complcja con cristalizacion desordenada como las drusas de cris­talcs muy grandes, en que la separaci6n formal de un individuo generalmente es imposible.

En el engrosamiento de algunas capitas de cor­tcza esferulftica, en las fracturas se ve el cambio gradual de la configuraci6n circular de algunos anillos concentticos de los esferulitos a eliptica. Esto, antes que todo se manifiesta en el aplana­miento de las cimas y en el aumento de la pendien­te de la inclinacion de la superficie de los anillos concentricos en las partes laterales del esferulito respecto a Ia base de la corteza. De este modo se forman las cortezas compuestas por esferoidoli;os. En el caso de su desarrollo complete se forman drusas con la superficie arriiionada aplanada {no esfetica) y esta muy claramente manifestada la selecci6n geometrica de los esferoidoli tos vistas en la superficie de fracturacion. En la superficie de fracturacion transversal en la base de esas cortezas, como en las cortezas esferulfticas en las "capitas" finas, se ve la constitucion fibrosa corrientc del

4•) Sc deben dis li nguir los conceptos "cr istal ino" (s us fan ­d a c ris ta !ina) y " cr lstalino" (que esta lim it ado exto:>rior ­m~nte en form~ d e crista les, <>sier ulitos y c~ lcroidol i· tos ]. Para el ult1mo caso se propane utiti za r el termi· uo "cr lsta lizado".

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agregado con un ligero brillo sedoso. Segun en­groseu los agregados en Ia superficie de f1 actura· cion aparece el brillo ccntellcante caracteristico que evidencia Ia torcedura axial de las fibras de los esferoidolitos, semejante al caso de la calccdo· nia. El grado de torcedura hecuentcmcnte dis­minuyc en las superficies la terales de los csferoi­dolitos (Fig. 4).

La posterior complicaci6n en la constitucion de los agregados de esferulitos y esferoidolitos ocurre por dos vfas. Cuando varia bruscamente el regi­men de cristalizacion en la superficie de Ia corte­za (drusas) de los esferulitos o esferoidol1tos en crec1tn1ento se observa d engendramiento masivo de centros de crecimiento de individuos de una

Figura 4

Agregado nwsivo esfcroidolitico de tod;n okita . Yac. Charco Redondo. Tamaflo red uci llo.

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nueva generaci6n. La continuaci6n de su crcci­miento y la selecci6n geometrica lleva al surgi­miento de un agregado drusitico semejante al pri­mcro. La alternancia de cortczas esferullticas o es­feroidoliticas de varias generaciones cuando la co­rrelaci6n de los espesores de las distintas cortczas es arbitraria crea una cstructura heterogenea muy compleja de agregaclos.

En el segundo caso en las cortezas aumenta pro­gresivamente la cantidad de cenuos de crecimien­tO. En esto los esferoidoli tos individuales dismi­nuyen la magnitud del corte transversal conservan· do el angulo de divergencia de las fibras que lo componen. Surgen los individuos alargados hacia los lados delimitados por las superficies de indue­cion planas que los separan de los esferoidolitos vecinos. El tamaiio de los mismos alcanza 20 em

Figura 5

Creci rniento rilmieo · concelltrico de tin agregado de <lendril as volurndricas de todorokita f! ll <.a li za. Ya c.

Juanita . Tamniio reducido.

con una anchura de basta 1 mm. Individuos se­mejantcs pueden a su vez rcunirse en esferoicloli­tos de segundo orden, en los cuales jucgan el pa­pel de fibras aisladas en los esferoidolitos de pri­mer orden. Surgen las estructuras caracteristicas para algunos pollmeros cristalinos. Semejantes agregados tienen muchas vcccs una participaci6n muy bien manifestada. Debido a la disoluci6n de finas peliculas de calcita en las superficies de in­ducci6n o par otras causas, en el agregado apare­cen estructuras prismaticas caracterfsticas que rc­cuerclan en miniatura la participaci6n columnar de los basaltos.

Conjuntamente con la sustitucion completa de la toba par los agregados masivos de cristales gran­des de todorokita, f recuentemente se encuentran tambien agregados dendriticos de estructura esfe­roidolitica entre las cuales la roca queda sin sust i­tuir. Estos alcanzan su mayor perfecci6n de for­ma cuando sustituyen las capitas de calizas. En esto son frecucntes los agregados dendriticos rit­mico-conccntricos (Fig. 5). Al observar las "capas" minerales compues tas primordialmente por todo­rokita de grandes cristales, en conjunto se crea la impresi6n de la cristalizaci6n esferulftica ritmica con espesores y estructura arbitrarios de los dis­t intos riunos y de la orientaci6n de los agregados en un solo sentido, Jirigido de arriba a abajo .

De csta forma en la heterogenea estructura de las "capas" minerales al crecer los agregados de todorokita de una generacion pueden aparecer dos procesos metasomaticos independientes. En uno ocurre la sustituci6n total de las rocas encajantes y en el otro parcial, con la formacion de la estruc­tura de cementacion. Como ya fue subrayado, el Hmite entre los dos tipos de agregados metasoma­ticos es brusco. Las correlaciones de eclad entre los agregados de dendritas con estructura de ce­mentacion y las dendri tas con estructura esferoi­dolltica sc observaron en cl yacimiento Ponupo. Sabre las cabezas arrinonadas de las ramas de la dendrita de estructura esferoidolitica creci6 con una completa forma hereditaria de crecimiento la dendrita con estructura de cementaci6n. En esto surgi6 la dendrita morfol6gicamente {mica, que evidencia el brusco cambia en la intensidad de sustituci6n de las rocas encajantes por la todoro-

kita at crccer un agregado. Por consiguiente, los agregados masivos de todorokita precedieron a los que iienen cstructura de ccmcntacion.

T extura de los cuerpos minerales y su genesis

Para reconstruir el proceso de fonnacion de las mcnas de manganeso del tipo descrito, la informa­cion mas importante la permite obtener el analisis de la textura de los cuerpos minerales basandose en el principia universal de la simetda de los feno­men~s ffsicos de P. Curie (Curie, 1966). La for­mulacion fundamental de este principia dice: "Si cualquier causa provoca cualquier efecto, la sime­tria de la causa debera reflejarse en Ia simetrla del cfecto".

iCmiles causas pueden interesarnos en este pla­no? En primer Iugar las fuerzas que trasladaron la sustancia de las menas ( 6xidos de manganeso) basta el lugar en que se dcpositaron. Las fuerzas que Ilevaron como si fuera una consecuencia, un efc::cto, a determinada forma de los cuerpos mine­tales, a su determinada constituci6n y situacion en el espacio. De acuerdo con los requisitos de la formulaci6n del principia de P. Curie, estas fuer­zas deben describirse por los conceptos de sime­tria. Para concretar la soluci6n de esta cuesti6n, P. Curie formul6 el concepto sabre la caracteris­tica de la simetria: "La simetria caracteristica de cualquier fenomeno (merpo) es la maxima sime­tria compatible con la existencia del fen6meno (cuerpo)".

Sabre 1a base de estos puntos existe la posibi­lidad de precisar el concepto de "textura de los agregados minerales". Desde los tiempos de U. Grubenmann (Grubenmann, 1904) se entiende por textura las peculiaridades espaciales de la cons· tituci6n de los agregados minerales. Muchos au­tares indicaron los distintos indices que determi­nan las texturas sin indicar los Hmites precisos con el concepto "estructura". La confusion que surgi6 con esto entre ambos conceptos Ilev6 a que actual­mente haya gran indeterminaci6n en el termino "textura".

Tanto la estructura como la textura determinan las peculiaridades espaciales (volumetricas) de la constituci6n de los cuerpos cristalinos. La estruc-

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tura, en el sentido estricto de la palabra, esta dc­terminada por el cuadro geomctrico que forman las superficies de separacion de los distintos indi­viduos (gninulos, cristales, esferulito:;) en un cspa­cio dado del agrcgado mineral. Depende de la for· rna de los individuos, determinada completamcntc per la cinetica del paso de la sustancia de la solu­ci6n al cuerpo del crista!. Esta definicion es cer· cana a la aceptada geceralmente. Para adarar el modo de traslaci6n de la sustancia de las menas (de minerales) hasta el lugar de su deposici6n (cristalizacion) result6 aplicable el an~.lisis textural basado en el principia universal de P. Curie (Ste­panov, 1970). En este caso por textura de los agregados minerales entendieron las peculiaridades geometricas de las variaciones de la estructura del agregado ( o la ausencia de ellas), en toda la exten­sion del proceso de cristalizaci6n dado, que fueron determinadas por la simetria de las fuerzas que esendalmente influyeron en la llegada de la sus­tancia desde el exterior al agregado en credmiento.

Para la determinacion concreta de la textura de los cuerpos minerales de todorokita, son esencia­Ies los siguientes datos:

1 -la disposicion paralela de las capas minera­les una sabre otra y 2 -la alternancia ritmica de agregados de todorokita de cementaci6n y de cris­tales grandes, con la orientaci6n en un solo senti­do de los ultimos, dirigido de arriba a abaio. De estos datos se determina univocamente la slmetria caracteristica de los cuerpos minerales, correspon­diente a la simetria del cono (Loo oo P) con la orientad6n de su vertice de arriba a abajo.

De acuerdo con ei principia universal de sime­tria C:e P. Curie, las fuerzas que trajeron la sustan·· cia mineral basta el lugar de su cristalizacion tam­bien deben tener la simetria caracteristica del cono. T e6ricamente puede haber solo dos variantes de solucion:

1) La infiltracion de las aguas alimentadoras de arriba a abajo bajo la accion del campo de gra­vitaci6n, que en cualquier punto local de la Tierra tambien tiene la simetrfa del cono.

2) El crecimiento de los agregados de todoro­kita en Ia corriente ascendente de soluciones ter­males, infiltra.ndose a traves de las rocas porosas.

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Para ambos casos es imprescindible un £rente hori­zontal plano de las soluciones en movimiento. Pa­ra elcgir el valor optimo rcsulto ser dec1sivo el arullisis de .Ia estructura de las cortczas csferulfti­cas y csferoidoliticas dcsdc las posiciones de las lcycs de la cinetica de la cristalizadon y del princl­pio de P . Curie.

Y a se indic6 la existencia de transiciones gra­duates entre los esferulitos con forma esferica en los anillos concentricos de crecimiento y los esfe­roidolitos que tienen forma eliptica en los anillos conce~trlcos . Es decir, que los esferoidolitos son disimetricos5''' J respecto a los esferulitos. Esto, de acuerdo con una de las consecuencias del prin­cipia universal de simetrfa de P . Curie: "Cuando cualquier acci6n (cuerpo) revela cualquier disime­tria, esra disimetria debera aparecer en las causas que las crearon" (Curie, 1966).

Eft'ctivamente, durante la cristalizad6n, a cual­quier punto de la superficic del esferulito que cre­cc, llega igual masa de la sustancia del mineral, es dedr, el traslado masivo es is6tropo (tiene la simc­tria caracterfstica de la esfera OJ P ooq. Como es sabido, la difusi6n tiene esa misma caracteristica de las propiedades. De aqui se sigue que el creci· miento de cualquier esferulito individual se reali­za a costa de la sustancia que trae la difusi6n. Esto es posible tambien pot el movimiento fron­tal de las soluciones alimentadoras, si la velocidad del crecimiento del esferuli to es inferior a Ia velo­cidad a que traen la sustancia las soluciones que se infiltran.

Otro fen6meno completamente distinto ocurre durante el crecimiento de los esfcroidolitos. Ya se subray6 que en eilos el grosor de los anillos concentricos de crecimiento esta aumentado brus­camente en las cabezas y rapidamente disminuyc en senti do lateraL Es decir, la simetria caracterfs­tica del esferoidolito individual responde al cono (Loo OJP) cuando la cabeza esta considerablemente aplanada. De aquf se sigue que la alimentaci6n del esferoi.dolito en crecimiento fue predominante en la cabeza, disminuyendo gradualmente la can­tidad de sustancia que se depositaba en direcci6n

5'') ·P ar d is imctri~ se enliendc Ia simctria incomplcta en com­P"raciun con Ia rn:ixirna poslble para c l fen6meno {cuer· po) (Shubniknv. 196! ) .

hacia la base del. agregado. Es decir, que la sime· tria de los esferoidolitos cs inversa a la simetrfa caracter!stica del cucrpo mineral. Esto es posible en cl caso en que la vclocidad del crecimiento del csferoidolito es comparable con la velocidad a que llcga la sustanda al agregado que crece. En esto el movimiento de las soluciones debe ser solamcn­te bacia el agregado que crece. De esta forma, la causa de la disimetrfa del agregado de esferoido­litos es la forma plana del £rente de la soluci6n alimentadora, que provoca tambien el aplanamien­to de la cabeza de los esferoidolitos. Por los datos experimentales tambicn se sabe del crecimiento predominante de los cristales en el sentido del mo­vimiento de la soluci6n alimentadora (Shafra­novskii, 1964).

Condusiones

Para los yadmicntos de mcnas de todorokita de la provincia de Orjente, caracterizados por Ia pre­sencia de tcxturas directivas de los agregados y por la disrribucion de las capas una sobrc otra, sc nos prcscn ran como fundamentadas las siguien­rcs conclusiones:

1) Los cuetpos minerales de todorokita en los yacimientos de manganese surgieron por medio de la sustituci6n de las robas y las calizas de la for­maci6n El Cobre en estructuras geol6gicas favora­bles a costa del aporte de manganeso por soludo­nes termales ascendentes . Las soluciones se tras­ladaron preferentemente por rocas porosas y no por dislocaciones tect6nicas.

2) La forma de los cuerpos minerales, en me­elida considerable, csta determinada por los con­tornos de la corriente ascendente alimentadora de soluciones en el corte del plano de la estratifica­ci6n de las rocas encajantes.

3) En las menas de todorokita se encuentran Jos tipos de estructura: los agregados con estruc­turas de pseudomorfizaci6n (cementaci6n) y los agregados con for mas de crecimiento propias ( es­tructuras de cementaci6n, esferuliticas, esferoidoli­ticas y dendrftica:;}. En el segundo caso la veloci­dad del aporte de manganese por las soluciones mineralizadas cs comparable con la velocidad de cristalizadon de Ia todorokita; en el primer ca&:)

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aquella superaba a esta. Las diferencias entre los agregados de todorokita de cementaci6n y cristali­zados, son producidas por el aumento brusco de Ia cantidad de centros de crecimiento (de nudea­ci6n) a costa del aumento relativo de la velocidad de cristalizaci6n al formarse las estructuras de ce­mentaci6n. La alternancia de las "capitas" de agregados con distintas estructuras, que crecen de

arriba a abajo, evidencia las oscilaciones periodi­cas irregulares en l.a velocidad del crecimiento res­pecto a Ia velocidad a que las soluciones alimenta­doras ascendentes traen el manganese.

4) Se ha elaborado una nueva aplicaci6n del principia universal de simetria de P. Curie al ana­lisis de las texturas y las estructuras de los agrega­dos minerales.

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