Trabajo de Yac. II - Calizas

“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINASESPECIALIDAD DE INGENIERIA GEOLÓGICA

TRABAJO ENCARGADO

TEMA : CALIZAS Y SUS APLICACIONES

DOCENTE : ING. HIPOLITO TUME

CURSO : YACIMIENTOS MINERALES II

CICLO : 2013 – 0

INTEGRANTES ERAZO SALVADOR Andrea Lucia GONZALES ECHE Jesús María VILLALTA GALVEZ Josselin Vanessa

PERÚ - 2013

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA YACIMIENTOS MINERALES II

RESUMEN

Las calizas son rocas sedimentarias de origen fundamentalmente químico u organógeno, formadas al menos por un 50% de carbonato cálcico. Las de origen bioquímico se forman por la acción de los seres vivos. Estos fijan el calcio disueltos en el agua y lo utilizan para construir sus esqueletos en forma de calcita o aragonito, cuando estos mueren, sus esqueletos darán unas calizas formadas por calcita, siempre el aragonito es inestable y se transforma en calcita, también se depositan calizas en los fondos marinos como consecuencia indirecta del metabolismo de los seres vivos. Así las algas al realizar la fotosíntesis consumen bióxido de carbono (CO2); este consumo de bióxido de carbono varía las características del medio con la consiguiente precipitación del carbonato cálcico.

Se debe señalar que el término “calizas” es de tipo genérico puesto que por su amplitud abarca las rocas que contienen en su composición al menos 80% de los carbonatos de calcio o magnesio. Se acepta denominar con el término caliza aquellas rocas cuya fracción carbonática excede a la no carbonática. Generalmente, la fracción carbonática está compuesta por calcita, reservándose la clasificación de dolomía a las formadas por el mineral dolomita.

La caliza tiene gran interés económico ya que constituye la materia prima del cemento; se utiliza parte en la construcción y como fundente en la industria siderúrgica. Las rocas calizas a pesar de que frecuentemente están recristalizadas o han sufrido reemplazo en grado variable, son designadas con nombres basados siempre en las texturas tanto de superficies frescas como en superficies ligeramente atacadas por intemperismo.

El origen de las calizas es amplio e involucra a procesos de diferente índole entre los que secuentan los mecánicos, químicos y bioquímicos. A su vez las rocas originadas por tales procesos, pueden sufrir modificaciones como consecuencia de cambios pos-sedimentarios donde los rasgos originales pueden resultar enmascarados o borrados. Aún cuando la denominación de caliza no es la más adecuada desde el punto de vista petrográfico, razones de índole comercial y/o industrial, han contribuido a la persistencia de esta terminología utilizándose frecuentemente.

Calizas y sus aplicaciones Página 1CALIZAS


I. LA CALIZA:

Es una roca sedimentaria porosa formada por carbonatos, principalmente carbonato de calcio. Cuando tiene alta proporción de carbonatos de magnesio se le conoce como dolomita. La roca caliza tiene una gran resistencia a la meteorización, eso ha permitido que muchas esculturas y edificios de la antigüedad tallados en dichas rocas hayan llegado hasta nosotros. Sin embargo, la acción del agua de lluvia y ríos provoca la disolución de la caliza, creando un tipo de erosión característica denominada kárstica.

Los dos constituyentes más importantes son la calcita y la dolomita, pero pueden aparecer cantidades pequeñas de carbonatos de hierro. (Para rocas constituidas esencialmente de siderita, minerales de hierro sedimentario.)

Las calizas pueden ser de agua dulce o marinas, y suelen indicar una sedimentación en un medio cálido de agua clara. Muchas de las calizas contienen, habitualmente y en diferentes proporciones, material orgánico; detrítico y de precipitación química. En las acumulaciones actuales de caliza están presentes la calcita (CaCO3 hexagonal) y el aragonito (CaCO3

ortorrómbica). Sin embargo, como el aragonito se disuelve o se convierte en calcita con facilidad, no se suele encontrar en las calizas antiguas. Estos cambios y la facilidad con que recristalizan los carbonatos durante la diagénesis justifican el que no sea rara la pérdida de los rasgos característicos de la roca original, dando lugar a indeterminaciones acerca de su origen. Esto es particularmente notorio en calizas antiguas.

Es muy importante mencionar que las rocas calizas tienen empleos variados en la industria metalúrgica, como piedra fundente en los hornos, principalmente en los de hierro y metales no férreos, sirve para separar la sílice y producir una escoria delgada y básica que recoja y retenga las impurezas que se separen del metal, para la concentración de minerales, estirado de alambre, usos de fundición, en los hornos de acero de solera en donde se añade cal con caliza para separar las impurezas, con el creciente uso de la chatarra de hierro se añade más cal al fundido, como fundente en los hornos eléctricos de acero y en los fundidores no férreos, en la manipulación de minerales por flotación se añade cal para crear un circuito alcalino, en la cianuración la cal neutraliza las sales ácidas solubles, coagula fangos y protege contra el anhídrido carbónico.

II. AMBIENTE DE FORMACIÓN

Calizas y sus aplicaciones Página 2


La precipitación del carbonato cálcico con la intervención del agua en un proceso inorgánico y/o bioquímico. El calcio proviene de la meteorización de minerales que lo contienen (piroxenos, anfíboles o plagioclasa) que, junto al anhídrido carbónico de la atmósfera, de lugar a la reacción siguiente que depende de la presión y temperatura:

Ca(CO3H)2 CaCO3 + H2O + CO2

Pero la mayor parte de calizas proceden de la intervención de organismos que toman de las aguas los elementos para formar sus conchas y caparazones (corales, algas, foraminíferos, etc.). Al morir, se produce una acumulación de estas partes que se unen por un cemento calcáreo, generado a la vez que la sedimentación o por procesos diagenéticos.

Debido a que la disolución del carbonato se acelera al aumentar la presión y disminuir la temperatura, en cuencas oceánicas profundas no se forman calizas. Por ello las grandes acumulaciones de calizas se han formado en el mar, pero en plataformas continentales, en aguas cálidas y alejadas de zonas emergidas que puedan aportar sedimentos detríticos. En ambientes continentales el medio sedimentario típico son los lagos, aunque también existen extensas formaciones calcáreas asociadas a suelos (costras calizas), surgencias de agua (travertinos) y cuevas cársticas.

Estos procesos de formación de calizas, entre otros, han originado a lo largo de millones de años, el empobrecimiento del CO2 de la atmósfera e hidrosfera primigenias del planeta Tierra y su enriquecimiento en oxígeno. La fijación del CO2 en las rocas, sobre todo por algas verde-azuladas que originaron unas estructuras sedimentarias calcáreas llamadas estromatolitos, y la liberación de oxígeno hizo que, en el Precámbrico superior, los seres vivos se tuvieran que adaptar a este nuevo componente. Muchos de ellos no lo consiguieron y se extinguieron, lo que supuso seguramente la primera extinción en masa de la historia de la Tierra.

III. VARIEDAD DE LAS CALIZAS

En la naturaleza existe una gran variedad de tipos de rocas calizas: tales como biohérmicas que son formadas por la acumulación de esqueletos de organismos acuáticos formadores de arrecifes; las Biostrómicas son parecidas a las anteriores (tienen el mismo origen) pero ocupan áreas más amplias y aparecen en estratos de espesor variable separados por capas de arcilla; las Bituminosas son calizas de color negro ricos en compuestos orgánicos tales como el queroseno y asfaltos que por destilación, se pueden extraer y utilizar como combustible; los de crinoides son calizas con dolomitas aunque la cantidad de calcita representa siempre más del 50% del total (si no sería una dolomía); calizas fétidas que



contienen un cierto porcentaje de azufre reducido de tal forma que al golpearlas despiden un desagradable olor a huevos podridos; litográficas rocas de grano fino y colores claros, formadas a partir de restos de organismos marinos microscópicos llamados foraminíferos y ciertas algas, por lo que también se denominan calizas pelágicas.

El nombre de litográficas hace referencia a que, debido a la finura del grano, se puede utilizar y se utilizaron para escribir sobre ellas por la misma razón son un excelente material fosilífero que permite la conservación de los organismos más delicados. En una de estas calizas se encontró el ave más primitiva que se conoce (Archaeopteryx) que señala el paso de los reptiles a las aves actuales; calizas Nummulíticas formadas en el terciario a partir de los caparazones de protozoos del género Nummulites que a pesar de ser unicelulares, son visibles a sim ple vista; las Oolíticas son calizas que contienen nódulos esféricos (oolitos), producida por la aglutinación de fango calcáreo alrededor de un núcleo; las pisolíticas formadas a partir de restos de algas dispuestas en masas esféricas de pequeño tamaño.

Las rocas clasificadas como calizas comerciales contienen cantidades variables de carbonatos de magnesio; cuando éste se halla en cantidad inferior a 5%, se dice que la caliza es magnesiana. Una caliza que contenga entre 30% y 45% de carbonato de magnesio se clasifica como dolomítica. La verdadera caliza dolomí-tica está compuesta por mineral dolomita, que es un carbonato doble de magnesio y calcio (CaCO3.MgCO3), y que contiene un 46% de carbonato de magnesio, estas cales se llaman cal rica en calcio, cal magnesiana y cal dolomítica.

Los tipos de rocas carbonatadas se dividen en: físico-químicas formado por: marga, travertino, tobas calizas y caliche; las bioquímicas formadas por calizas de bacterias y algas; organógenas compuestas por calizas lumaquelas conchíferas, eucrinitas, biohérmicas, biostrómicas, creta y nummulíticas; metasomáticas constituidas por dolomías y calizas dolomíticas. Su composición fundamental está integrada por carbonato cálcico, calcita y dolomita. El mecanismo de formación de estos tipos consiste en la unión de concreciones calcáreas, oolitos y pisolitos, consolidación de barros calcáreos y calcáreos arcillosos; se precipitan en regiones cársticas, alrededor de plantas en regiones calcáreas, en suelos por capilaridad, por metabolismo vegetal, por la unión de conchas de moluscos, equinodermos, crinoides, arrecifes de corales, de briosos, por erosión del arrecife, por acumulo de caparazones de foraminíferos y nummulites y por metasomatismo de calizas o precipitaciones directa de dolomita o sílice coloidal. El ambiente de formación es variado desde marino de aguas cálidas, nerítico, tropical, pelágico, litoral; continental superficial o subterráneo; fluvial y lacustre hasta continental árido.



EL CICLO DEL CARBONATO

La solución, transporte y deposición de carbonato cálcico y magnésico da origen a depósitos comerciales de calizas, dolomitas y magnetitas. Las calizas son de origen marino o de agua dulce y el magnesio puede substituir en parte al calcio, dando calizas dolomíticas; comúnmente se hallan presentes impurezas de sílice, arcilla o arena, así como cantidades menores de fosfato, hierro, manganeso y materia carbonácea; en condiciones estables el calcio se libera por meteorización de las rocas y es transportado a las cuencas sedimentarias principalmente como bicarbonato, en parte como carbonato y abundantemente como sulfato; cuando el carbonato de calcio es depositado por medios inorgánicos, orgánicos y mecánicos; el anhídrido carbónico desempeña un papel predominante en los procesos inorgánicos, porque la solución del carbonato cálcico en el agua depende de él. Si se pierde, el carbonato se precipita, como en las estalactitas de las cavernas. El volumen de anhídrido carbónico en el mar depende de la temperatura del agua y de la cantidad existente en el aire, que está en equilibrio con el agua; el agua fría contiene más que la caliente, circunstancia bien conocida para el que abra una botella de agua carbónica caliente, en contraste con una fría.

Asimismo, el agua de mar calentada pierde anhídrido carbónico, y como queda virtualmente saturada de carbonato cálcico, se produce la precipitación. Johnson y William afirman que un aumento de 15° C a 20°C en la temperatura del agua determina la deposición de carbonato de calcio; la evaporación en los lagos produce la deposición de toba calcárea. Otras modificaciones del equilibrio determinan también la deposición del carbonato.

La deposición orgánica se produce por algas, bacterias, corales, foraminíferos y conchas mayores. El carbonato cálcico es depositado también por la fotosíntesis de las plantas, formando así yacimientos enteros de calizas las que pueden estar formadas por foraminíferos o conchas nummulíticas, corales o conchas de mayor tamaño denominadas coquinas.

La caliza puede formarse mecánicamente mediante la deposición de materia desmenuzada de conchas y arena de coral, que se cementan formando una caliza compacta. La mayor parte de las calizas se depositan en aguas poco profundas o de profundidad moderada en el mar, libre de sedimentos terrígenos.

La marga, que es una caliza pura, friable e incoherente, se deposita en los lagos a partir del carbonato de calcio suministrado por las corrientes de agua o los manantiales. Es corriente en los lagos glaciares, porque los glaciares que produjeron los lagos proporcionaron caliza desmenuzada y aportaron agua fría rica en anhí-drido carbónico, y por lo tanto con carbonato en solución. Las aguas frías de los heladeros pierden su contenido en anhídrido



carbónico al llegar a las aguas de los lagos, debido a que se encuentra más caliente y se precipita el carbonato cálcico. Sin embargo, la mayor parte de la marga es depositada por plantas acuáticas inferiores.

La Greta, caliza terrosa blanca, se deposita principalmente en aguas poco profundas y está formada por un precipitado químico de carbonato cálcico y diminutas conchas de foraminíferos.

La dolomita consiste en el doble carbonato de calcio y magnesio (54.35 por ciento de CaCO3 y 45.65 por ciento de MgCO3), pero en las calizas dolomíticas la proporción de MgCO3 es inferior que en la dolomita; la mayor parte de lo que se llaman dolomitas son en realidad calizas dolomíticas; una parte del magnesio puede ser substituido por hierro o manganeso; los tres carbonatos forman mezclas isomorfas con el cálcico entre ciertos límites. Muchas dolomitas no son sedimentarias sino substituciones epigenéticas de caliza; la dolomita está generalmente ausente de los oozes, los oozes constituyen los sedimentos formados orgá-nicamente y pueden dividirse en fangos calcáreos (Globigerina y oozes pterópodos) y fangos silíc ceos (oozes de diatomáceas y radiolarios). No ha sido demostrada su precipitación química directa, sin embargo, se sabe que por medio del agua de mar penetra en las conchas de los organismos y algunos arrecifes de coral están formados en parte por dolomita. Generalmente se considera que las dolomitas sedimentarias son substituciones de oozes calcáreo en el fondo del mar. El teñido de superficies pulimentadas con la solución de Lemberg en donde demuestra que la dolomita está íntimamente intercalada con la caliza y es contemporánea de la misma.

IV. CARACTERISTICAS GENERALES

Textura:

Granular fina a gruesa, es un poco rasposa. Tienen una textura consistente en granos minerales que se entrelazan, desarrollados durante la cristalización de sustancias que se desprenden de la solución.

Algunos de los constituyentes de las calizas son emplazados en la formación del a roca como partículas sólidas por olas y corrientes, tienen texturas y estructuras semejantes a los clásticos ordinarios, o sea que tienen una relación esqueleto-cemento. Muestran estructuras de corriente o hidrodinámicas tales como rizaduras y estratificación cruzada. Las rocas carbonatadas formadas in situ en un ambiente sin corrientes, no muestran selección ni alguna otra evidencia de actividades de corrientes, sin estratificación o con estratificación pobremente desarrollada o en algunos casos muestran estratificación burda. Las calizas ya sean hidrodinámicas o in situ están formadas de un complejo de granos o aloquímicos, micrita o carbonato de grano muy fino comúnmente como matriz; y espatita o calcita gruesamente cristalina la cual también funge como cemento ( Folk, 1962).



Densidad:

Esta va a depender de su altura, puede variar de acuerdo a la cantidad de restos fósiles y silicatos que ésta contenga, pero generalmente son ligeras.

Color: Blanco y tintes diversos debido a impurezas. Pardo, incoloro, blanco, rosa, amarillo y gris. El color de un mineral no es una forma segura para su identificación, supuesto que algunos minerales poseen una escala de colores. El color de raya (color de polvo fino que deja un mineral cuando rayamos en el sobre una placa de porcelana blanca porosa) es un indicador más seguro.

Brillo: Vítreo, de opaco a cristalina. Vítreo, de opaco a cristalina. Translúcido a terroso, en algunas rocas como la dolomita o dolomía tiene brillo cristalino.

Propiedades Físicas:

La caliza es una roca sedimentaria que permite el paso del agua, es decir, es una roca permeable. Cuando el agua penetra en la caliza se lleva a cabo el proceso de disolución, mediante el cual se disuelve el carbonato de calcio. Fractura, exfoliación sistema cristalino, dureza, color, color de raya, densidad y brillo. Contiene silicatos y sílice en diversas proporciones; solubles en agua.

La coloración de las calizas ricas en calcio y las calizas dolomíticas son blancas cuando son puras, pero cambia de color entre el gris y el negro a consecuencia de las impurezas carbonosas que contienen; el óxido férrico da a la caliza color amarillento, rojo, pardo; los sulfuros tales como la pirita, la marcasita y la siderita alteran el color superficial de la roca al oxidarse bajo la influencia de los agentes atmosféricos, dando un color rojizo. Para la construcción de monumentos o la edificación, el color de la caliza es una propiedad importante. Las cales comerciales tienen color blanco o débilmente gris.

La resistencia de la caliza es una propiedad importante a la compresión, al aplastamiento que oscila entre 98.4 y 583.5 kg/cm2, la c szxresistencia a la tracción no es tan importante y es más difícil de determinar, su variación es de 26 a 63 kg/cm2.

La densidad bruta de la caliza, es el peso de un decímetro cúbico, que varía según el contenido de humedad, la textura y la porosidad de la roca. La caliza comercial secada al aire en las condiciones ordinarias tiene una densidad de 1.922 kg/dm3. En condiciones de humedad, la densidad bruta puede ser de 2,242 kg/dm3. La densidad real prescindiendo de los poros llenos de aire, oscila entre 2.2 y 2.9 kg/dm3. La caliza



rica en calcio tiene una densidad de 2.65 a 2.75 kg/dm3; y las calizas dolomíticas de 2.8 a 2.9 kg/dm3.

El análisis espectral con rayos “X” ha revelado que todas las rocas calizas tienen textura cristalina. La textura uniforme suele especificarse para la roca de edificación y la monumental; para los usos industriales la textura no tiene importancia. La textura y la dureza de los minerales que acompañan a la caliza afectan a la dureza de la roca. La dureza de la caliza es de 2 a 3 en la escala relativa de dureza de Friedrich Mohos (1773-1839), esta es una propiedad importante en la roca de cantera, por lo general, las calizas se trabajan con bastante facilidad si no contienen minerales silíceos.

La composición química y las propiedades de la cal y la caliza dependen de la naturaleza y cantidad de las impurezas de la roca original. Las materias contaminadas se depositan simultáneamente con la caliza o entraron durante alguna fase posterior. La alúmina en combinación con la sílice está en la caliza principalmente en forma de arcilla, aunque pueden encontrarse otros silicatos de aluminio en forma de feldespato y mica. Cuando está en cantidades apreciables, la arcilla convierte una caliza rica en calcio en marga o en una arcillosa, que por calcinación dan cales hidráulicas. Encontraste con las calizas que contienen de 5 a 10 por ciento de materiales arcillosos dan cales hidráulicas dé-biles; y las que contienen del 15 al 30 por ciento producen cales altamente hidraúlicas.

La materia silícea contenida en las arcillas puede presentarse en estado libre, como arena, fragmentos de cuarzo y pedernal y en estado combinado como feldespato, mica, talco y serpentina; ésta impureza esta en proporciones variables, aunque por lo general pequeño. Para la mayoría de las aplicaciones pueden despreciarse las cantidades pequeñas; sin embargo, el 5 por ciento o más de materia silícea en una caliza puede ser nociva para el rendimiento en la fabricación de la cal y para la calidad de la misma. A las temperaturas propias de la calcinación, la mayor parte de la sílice, en especial la que se halla en forma de partículas minúsculas (las partículas de sílice grandes como granos gruesos de arena suelen permanecer inertes), reacciona con el óxido de calcio y produce silicatos fundidos; éstos productos vítreos se reúnen en el horno y obstruyen el paso del material, fenómeno que en los hornos relativos forma un anillo de silicato que se va ensanchando durante la rotación del horno. Además de ser una impureza, la materia silicosa es muy dura y nociva para las cales y las rocas destinadas a producir materiales de pulimento.

Las calizas metalúrgicas y químicas deben contener menos del 1 por ciento de alúmina y menos de 2 por ciento de sílice.



Los compuestos de hierro de una caliza son pocas veces nocivas para la cal, a menos que se necesite una cal muy pura. Normalmente, el hierro está en forma de limonita (hidróxido férrico) y pirita FeS2. Los silicatos que contienen hierro no se descomponen.

Los compuestos de sodio y potasio están pocas veces en cantidad notable en la caliza y no son nocivas si no se desea una cal pura. Cuando están en proporciones pequeñas se volatilizan durante la calcinación; en ocasiones contiene materia carbonosa, pero tiene poca importancia para la cal resultante, ya que arde y se pierde durante la calcinación.

Los compuestos de azufre y los compuestos de fósforo (generalmente sulfatos y fosfatos) son impurezas nocivas en la cal y la caliza química. En los procesos metalúrgicos que exigen cal y caliza relativamente pura para fundente, esos componentes ácidos no deben estar en cantidades mayores de 0.05 por ciento de azufre y 0.02 por ciento de fósforo.

Muchas fábricas de cal reducen las impurezas de la cal cribando y seleccionando la roca caliza antes de calcinarla, puesto que por cada 1000 kilogramos de caliza sólo producen 560 kilogramos de cal viva, el porcentaje de impurezas en una cal viva es casi el doble del de la roca original.

V. COMPOSICION

MINERALOGÍA: COMPOSICIÓN QUÍMICA:

Aragonito ± Sr EnCa Co3 Cal Mg ↑ Sedimentos

Calcita ± Mg, Fe Cal Mg ↓ En

Dolomita Ca Mg (CO3)2 ± Fe Rocas

CRISTALES:

TAMAÑO FORMA

de calcita:de dolomita:

4 µm 16 µmAnhedrales ↑Euhedrales ↑

MICRITA DOLOMICRITA

Microesparita Dolomicroespa

rita

ESPARITA DOLOESPA

RITA



VI. COMPONENTES PETROGRÁFICOS DE LAS CALIZAS

ESENCIALES → COMPONENTES CARBONATADOS:�

GRANOS ALOQUÍMICOS ↑↑: No esqueléticos: intraclastos

Ooides = oolitosPellets

Esqueléticos: algas, esponjas…Foraminíferos…Moluscos, braquiópodos…Crinoideos, trilobites…Corales, briozoos…

OTROS GRANOS:Fragmentos de roca (de calizas, mármoles, dolomías)

FADE DE UNION (= ORTOQUIMICOS): Matriz (= lodo carbonatado) MICRITA Cemento ESPARITA↑ , MICRITA↓

ACCESORIOS → COMPONENTES NO CARBONATADOS:�

Siliciclasticos: cuarzo, Arcillas… Evaporiticos: yeso, halita… Óxidos de Fe; materia orgánica: pirita…

Descripción:

Terrígenos: granos procedentes de fuera de la cuenca sedimentaría, carbonatadas o no, que deben suponer menos del 50% del total de la roca (si no es así serían rocas detríticas).

Aloquímicos: Granos formados en la misma cuenca: fragmentos de otras rocas carbonatadas (Intraclastos), oolitos, pellets, pisolitos, oncolitos, o conchas, caparazones y otros restos carbonatados de fósiles.

Ortoquímicos: Cemento carbonatado que une entre si los anteriores componentes de la caliza, se divide en micrita (de 1 a 10 Micras) y esparita (cristales de más de 10 micras).


= fósiles= bioclastos

PELOIDES

←EXTRACLASTOS

TERRIGENOS

←EXTRACLASTOS

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Elementos petrográficos de las calizas

Granos no esqueléticos Granos esqueléticos

VII. TEXTURA

a) TEXTURAS DEPOSICIONALES

TEXTURA BIOCONSTRUIDA Calizas algales (ej: estromatolitos)



Calizas arrecifales (ej: arrecifes)

TEXTURA GRANUDA Calizas oolíticas (ej: arenas de ooides) Calizas bioclásticas (ej: arenas de fosiles) Calizas litoclasticas: intra → autoctonos

Extraclásticas→alóctonos (cantos blandos, nodulos)

TEXTURA LODOSA / MICROCRISTALINACalizas fangosasCalizas lodosas

TEXTURA CRISTALINA Calizas cristlinas (← de precipitación química)

(ej: rocas espeleotemas)

b) TEXTURAS DIAGENETICAS

TEXTURA CRISTALINACalizas cristalinas (← de recristalización)

VIII. CLASIFICACIÓN

1. Clasificación de Folk (1962) : Folk establece una clasificación de calizas teniendo en cuenta las proporciones relativas de los tres constituyentes básicos: (aloquímicos), matriz micrítica y cemento esparítico (ortoquímicos).

Diferencia tres tipos básicos de calizas: aloquímicas (con >10% de granos), micríticas (con <10% de granos) y biolititas. Dentro de las calizas aloquímicas distingue entre: calizas esparíticas (espacio intergranular ocupado por esparita) y calizas micríticas (espacio intergranular ocupado por micrita).

Una de las limitaciones de esta clasificación es que no se puede aplicar a sedimentos.



2. Clasificación de Dunham (1962) : Distingue dos tipos generales de carbonatos (rocas y sedimentos carbonáticos) (1) los que presentan textura deposicional reconocible, y (2) los que presentan textura cristalina, no siendo posible reconocer la textura deposicional.



a) Carbonatos con textura deposicional reconocible:

Boundstone: Los componentes originales se encuentran ligados durante la

sedimentación debido a la acción de organismos bioconstructores (corales, algas

rodofíceas, cianobacterias, etc.).

Grainstone: Textura grano-soportada y sin matriz micrítica. El espacio

intergranular puede estar ocupado por cemento. Packstone: Textura grano-soportada y con matriz micrítica. El espacio

intergranular está ocupado por micrita. Wackestone: Textura matriz-soportada con más del 10% de granos.

Mudstone: Textura matriz-soportada con menos del 10% de granos.

b) Carbonatos cristalinos cuya textura deposicional no es reconocible.

La clasificación de Dunham (1962) es muy práctica, tanto para rocas como para

sedimentos.

3. Clasificación de Embry y Klovan (1971) : Esta clasificación complementa la clasificación

de Dunham, añadiendo cinco nuevos tipos:

Rudstone: Textura grano-soportada, en la que los “clastos" tienen un tamaño > 2

mm y están en una proporción superior al 10%.



Floatstone: Textura matriz-soportada, en la que los “clastos" tienen un tamaño > 2

mm y están en una proporción superior al 10%.

Dentro de los boundstones diferencian los siguientes tipos:

Framestone: Tipo de bioconstrucción en la que los organismos construyen

armazones rígidos (Ej.: arrecifes de corales).

Bindstone: Tipo de bioconstrucción por organismos (esqueléticos o no) que

incrustan y atrapan el sedimento (Ej.: estromatolitos).

Bafflestone: Tipo de bioconstrucción en la que los organismos atrapan sedimento

por efecto pantalla (Ej.: mud mounds).



4. Clasificación de Friedman (1965) : Esta clasificación es útil para calizas y dolomías

cristalinas, en las que no se aprecia la textura deposicional. En ella se considera la textura

cristalina (forma de los cristales) y la fábrica cristalina (dimensión y relaciones mutuas entre

cristales). El autor propone los siguientes términos texturales:

Equigranular: los cristales tienen aproximadamente las mismas dimensiones.

Dependiendo de la forma de los cristales, a su vez la textura podría ser:

-Xenotópica (cristales anhedrales).

-Hipidiotópica (cristales subeuhedrales).

-Idiotópica (cristales euhedrales)

Inequigranular: los cristales tienen dimensiones diferentes. Igual que en el caso

anterior, dependiendo de la forma de los cristales, la textura podría ser:

-Xenotópica (cristales anhedrales).

-Hipidiotópica (cristales subeuhedrales).

-Idiotópica (cristales euhedrales).

En cada uno de estos tres últimos casos, las relaciones mutuas entre los cristales pueden

ser: poiquilotópica, cuando los cristales son de gran tamaño y engloban a cristales más pequeños,



y porfirotópica, cuando los cristales son de tipo porfiroblástico, y se distinguen por su contraste con

el resto de los cristales de la roca.

Ejemplos:

1. Clasificación Folk (1962): Caliza micrítica con bioclastos.Clasificación Dunham (1962): Mudstone con bioclastos (Globigerínidos).

2. Clasificación Folk (1962): Biomicrita.

Clasificación Dunham (1962): Packstone bioclástico (moluscos, algas

verdes, etc.).




Clasificación Dunham (1962): Packstone bioclástico (Globigerínidos).

4. Clasificación Folk (1962): Dolo-ooesparita.

Clasificación Dunham (1962): Dolograinstone oolítico.




Clasificación Dunham (1962): Packstone bioclástico (foraminíferos y otros

restos esqueléticos).

IX. TIPOS DE CALIZAS

Creta

La creta es una caliza blanca de grano fino, porosa y blanda. Está formada principalmente por caparazones de foraminíferos. Estos protozoos aparecieron en el Cámbrico, y en el Mesozoico abundaban en tal manera que llegaron a forman cretas de enormes espesores, de ahí que uno de los periodos del Mesozoico se denomine Cretácico, en clara referencia a este fenómeno. Para el estudio de los tiempos geológicos, en paleontología y estratigrafía tienen gran importancia los fósiles de foraminíferos. Una forma de caliza que se usa para la tiza.

El tipo de creta del sudeste de Inglaterra está constituida por un pequeño porcentaje de Foraminíferos; otro, de conchas finamente pulverizadas y de una alta proporción de material esquelético calcáreo de algas planctónicas unicelulares (cocolitos).


http://es.wikipedia.org/wiki/Tiza

http://es.wikipedia.org/wiki/Caliza


Calizas fosilíferas:

Calizas compuestas por un elevado porcentaje de restos carbonatados de seres vivos (fósiles), cementados por Carbonato cálcico.

Tienen un color muy variable: blanquecino, amarillento, pardo, claro, rosado, rojo, a veces pardo oscuro o casi negro si los hidrocarburos, debidos a la transformación de las partes blandas de los organismos, son abundantes. Textura sumamente variable, desde compacta, casi porcelanácea, con grano sumamente pequeño, hasta sacaroide, con grano muy grande. La abundancia y distribución de los fósiles puede constituir la causa determinante de su textura. La estructura es así mismo muy variable, pero en general la estratificación es neta, con estratos de potencia variable, desde algunos milímetros a varios metros. Los fósiles en general suelen concentrarse en la superficie de los estratos. Son bastante corrientes las cavidades debidas a la disolución de parte de los organismos, en general a modo de estructuras negativas, o bien revestidas de pequeños cristales de calcita o dolomía.

En las calizas de escollera o arrecifes se ha conservado como un todo la estructura del arrecife en vida incluso en el caso de que la más entera no se halle en su posición originaria y haya experimentado fenómenos de plegamiento e incluso de inversión debido a movimientos tectónicos posteriores a los fenómenos de diagénesis. Se localizan asimismo vetas transversales de calcita de origen diagenético y, ocasionalmente, vetas y zonas mineralizadas de sustitución metasomática, producida en ambiente diagenético (galena, blenda, etc.). Produce efervescencia con acido clorhídrico diluido.

La caliza es predominante, con cantidades menos importantes de dolomía y aragonito. Pequeñas cantidades de calcedonia, cuarzo y silicatos, en especial minerales propios de arcilla, en parte de procedencia detrítica, en parte originados por precipitación química


http://www.ecured.cu/index.php/Carbonato_c%C3%A1lcico


o bioquímica. Localmente abundantes son a veces los hidrocarburos, los sulfuros (pirita y marcasita) y los hidróxidos, cristalinos o amorfos, de hierro y manganeso.

Se forman esencialmente por acumulación de esqueletos calcáreos de organismos marinos y por tanto deben considerarse como de origen autóctono. Se distinguen, según las condiciones ambientales de formación, en calizas biohermicas o de arrecife, calizas biostrómicas o lumaquelas y calizas pelágicas. Un biohermo constituye una masa circunscrita y de desarrollo predominantemente vertical, formada por organismos vivos rodeada por rocas de otro tipo. El biohermo puede deberse al acúmulo de algas (calizas algales), de colonias de corales (calizas de arrecife), de restos de crinoideos, conchas de braquiópodos, etc. En general es de estructura bastante porosa y por tanto fácilmente sometida a reacciones químicas durante el proceso de diagénesis con absorción del magnesio disuelto en el agua de mar (dolomitización del aragonito y, en menor medida, de la caliza). Por tanto suelen estar enriquecidas en drusas y cavidades tapizadas de cristales y rellenas de arcilla residual. Son frecuente las estructuras de separación (brechas intraformacionales) y los estilotitos, formas de disolución químicas con redeposición de la fracción insoluble (especialmente arcillas y óxidos de hierro) que en sección, aparecen en forma de líneas sinuosas parecidas a las suturas de los huesos craneales. Los restos fósiles no son muy abundantes puesto que en parte quedan obliterados durante la diagénesis, salvo en las zonas particularmente protegidas y por tanto riquísimas en estos restos. Las calizas biostrómicas proceden de la acumulación de organismos sobre fondos planos y extensos, o en forma de cojín, mal estratificados, de porosidad discreta y, frecuentemente, con intercalación de capas arcillosas o de, calizas detríticas (clacilutitas).

Están formados primordialmente por restos de conchas, de organismos vivos que se disponen sobre el fondo.



Calizas bioclásticas:

Son calizas formadas mayoritariamente por fragmentos carbonatados de fósiles. Realmente son calizas fosilíferas cuyos fósiles están muy fragmentados. Son muy abundantes en el Terciario de la región. Lumaquelas o coquina: Roca de grano grueso formada esencialmente por la acumulación de conchas o fragmentos de éstas. Son calizas fosilíferas con predominio de conchas de bivalvos, aunque por extensión se llega a aplicar a la acumulación de restos de otros organismos (lumaquela de gasterópodos, lumaquela de nummulites y caliza nummulítica), aunque las lumaquelas suelen estar menos cementadas y por ello son muy porosas.

Calizas nodulosas rojas: Rocas carbonatadas de color rojizo con estructura nodular originada por un intenso proceso de bioturbación sobre fangos micríticos calcáreos. Suelen contener gran abundancia de restos de ammonoideos y belemnites. Se les conoce también como ammonítico rosso y se formaron en altos fondos marinos alejados del continente emergido durante el Jurásico (umbrales). Poseen un elevado interés comercial (rojo Caravaca, el rojo Cehegín, el gris Cehegín, el Cehegín médium y el rojo Quipar) y científico por su contenido paleontológico.

Caliza nodulosa roja con ammonites del Jurásico superior de la Sierra de Lugar (Fortuna)

Calizas biohérmicas:

Las calizas biohérmicas son rocas formadas por colonias de animales marinos. El tipo de organismo puede ser muy variado, por eso se denominan de diferentes formas dependiendo de la especie; calizas coralinas (a base de esqueletos de corales), calizas de algas (si incluye tallos de algas), etc.


http://www.natureduca.com/zoo_indice.php


Caliza arrecifal del Mioceno superior de Molina de Segura

Caliza con restos de algas rojas y gasterópodos del Eoceno de la Sierra del Carche (Jumilla)

Calizas oolíticas:

Calizas compuestas fundamentalmente por oolitos que son granos esféricos de carbonato cálcico de origen inorgánico con estructura concéntrica. Se formaron en medios marinos cálidos y poco profundos (plataformas carbonatadas). Se caracteriza por ser de color amarillo brillante.



Se compone de núcleos granulares menores de 2 mm de diámetro originados por precipitación de carbonato cálcico alrededor de partículas de naturaleza diversa, y cemento o matriz de carbonato cálcico (micrita) que puede presentar una serie de impurezas de arcilla, hidratos de hierro, etc.

Presenta unos gránulos, formados por la precipitación de carbonato cálcico, de muy pequeño tamaño (menores de 2 mm), a diferencia de la caliza pisolítica, que los presenta algo mayores.Muestra una potente reacción con ClH en frío, observable con la notoria efervescencia que se produce.

Caliza oolítica del Jurásico de Cehegín

Caliza Pisolítica

Es una caliza de color blanco, amarillento pardo; textura definida por una densa compenetración de esférulas (de tamaño superior a 2mm de diámetro), a veces algo aplastadas y con estructura interna concéntrica; matriz escasa. Frecuentemente los blancos son de escasa entidad o medianamente potentes, con fragmentos de fósiles. Normalmente esta roca está formada por calcita, dolomía, siderita, hematíe o calcedonia como accesorios.

Las pisolitas y oolitas (esférulas todavía más pequeñas siempre con la estructura interna concéntrica o fibrorradiada) se forman por precipitación de caliza o aragonito alrededor de un núcleo de cuarzo o carbonatos en el seno de agua cálida en agitación, volteando sobre el fondo durante el crecimiento.



Calizas lacustres:

Calizas formadas por la precipitación de carbonato cálcico en medios lacustres. Suelen tener coloraciones claras con tonos grisáceos, pardos o rosados. Se caracterizan por presentar numerosas oquedades originadas por el escape de gases, pero a su vez son muy resistentes. En ellas pueden existir restos de gasterópodos de agua dulce o pulmonados (calizas lacustres de Moratalla), bioturbaciones originadas por raíces (calizas lacustres de Mula) o de oncolitos (calizas lacustres de Caravaca), que son estructuras redondeadas y concéntricas originadas por el crecimiento de algas verde-azuladas o cianobacterias.

Caliza lacustre con oncolitos del Mioceno superior de Caravaca



Caliza litográfica

Es una de las calizas de grano más fino, de color blanquecino. Se produce en las zonas pelágicas, por precipitación de carbonato cálcico en forma pulverulenta, sin arrastre de material detrítico.

Debido a su proceso de compactación estas calizas puras se suelen separar perfectamente por los planos de estratificación con superficies planas.

Estas rocas, por su limpieza de reproducción han sido utilizadas en las artes gráficas desde siglos pasados.

Grano muy fino, muy pura, muy suave. Criptocristalina, fractura concoidea. Colores claros.

Travertinos

Son rocas calizas bandeadas que se originan por evaporación de parte del CO2 disuelto en aguas calientes.

Travertino o sinter es la denominación de una roca sedimentaria de origen parcialmente biogénico, formada por depósitos de carbonato de calcio y que es utilizada ampliamente como piedra ornamental en construcción, tanto de exterior como de interior. Gran parte de los monumentos e iglesias de la antigua Roma están construidos con travertino.

En las zonas kársticas formadas por roca caliza, el agua disuelve la roca y se carga de carbonato de calcio, razón fundamental de la formación desimas y cuevas, pero dicho mineral se puede depositar posteriormente en distintas formaciones, entre ellas


http://es.wikipedia.org/wiki/Cueva

http://es.wikipedia.org/wiki/Sima

http://es.wikipedia.org/wiki/Carbonato_de_calcio


http://es.wikipedia.org/wiki/Karst

http://es.wikipedia.org/wiki/Construcci%C3%B3n


http://es.wikipedia.org/wiki/Roca_sedimentaria


las conocidas estalactitas y estalagmitas. En determinadas condiciones, como en aguas termales o en cascadas, estos depósitos forman el travertino, una roca compuesta de calcita,aragonita y limonita, de capas paralelas con pequeñas cavidades, de color amarillo y blanco, traslúcida y de aspecto suave y agradable.

Tobas calcáreas

Son rocas originadas por depósitos de carbonato cálcico sobre la vegetación de fuentes y manantiales de agua dura. Son rocas de aspecto esponjoso en cuyo interior pueden verse las estructuras de los vegetales sobre los que se depositó el carbonato.

La toba calcárea es una roca caliza muy porosa, una variedad de limo, formada por la precipitación de carbonatos a partir de cuerpos de agua dulce a temperatura ambiente.

Las aguas de lluvia están poco mineralizadas y contienen muy baja cantidad de dióxido de carbono CO2. Al cruzar el suelo esas aguas se cargan del CO2 producido por la actividad biológica de los vegetales y bacterias, pudiendo disolver rocas calcáreas. Así, el agua muy cargada en CO2 puededisolver las rocas calcáreas del acuífero durante su trayecto subterráneo. Se lleva entonces con ella los iones calcio (Ca2+) y carbonato (HCO3

-) disueltos.

Al salir del subsuelo en manantiales, cascadas o ríos es cuando el agua se desgasifica (pierde CO2), por turbulencia o por la acción biológica de las plantas al usar el CO2 en la fotosíntesis, y precipita el carbonato cálcico (CaCO3) en forma de calcita.


http://es.wikipedia.org/wiki/Calcita


http://es.wikipedia.org/wiki/Fotos%C3%ADntesis

http://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%B3xido_de_carbono

http://es.wikipedia.org/wiki/Iones

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Disolver&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%B3xido_de_carbono

http://es.wikipedia.org/wiki/Minerales_carbonatos

http://es.wikipedia.org/wiki/Precipitaci%C3%B3n_(qu%C3%ADmica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Limo


http://es.wikipedia.org/wiki/Roca

http://es.wikipedia.org/wiki/Limonita

http://es.wikipedia.org/wiki/Aragonita

http://es.wikipedia.org/wiki/Calcita

http://es.wikipedia.org/wiki/Cascada

http://es.wikipedia.org/wiki/Termal

http://es.wikipedia.org/wiki/Estalagmita

http://es.wikipedia.org/wiki/Estalactita


Los pequeños cristales se depositan en forma de una corteza calcárea sobre los vegetales presentes en la fuente, manantial o río. Son principalmente los musgos, tallos o cualquier otro vegetal que sirven de apoyo. La superposición de esas capas sucesivas forma la roca llamada toba.

Cuando el apoyo vegetal muere y desaparece, deja el sitio que antes ocupaba vacío y queda sobre la roca el negativo de ese vegetal que es el responsable de la porosidad de aspecto cavernoso de la toba.4

Caliches. Son costras calizas que aparecen en zonas áridas, en los que los depósitos de carbonato se mezclan con arcillas y arenas.


http://es.wikipedia.org/wiki/Toba_calc%C3%A1rea#cite_note-4


Lumaquelas o coquinas: Roca de grano grueso formada esencialmente por la acumulación de conchas o fragmentos de éstas. Son calizas fosilíferas con predominio de conchas de bivalvos, aunque por extensión se llega a aplicar a la acumulación de restos de otros organismos (lumaquela de gasterópodos, lumaquela de nummulites = caliza nummulítica), aunque las lumaquelas suelen estar menos cementadas y por ello son muy porosas.

Caliza nummulítica. Colección del Dpto. de Geología de la Univ. de Murcia



Calizas Metasomáticas

Son rocas sedimentarias diagenéticas donde los seres vivos, generalmente representados por protozoos y bacterias, sufren un proceso de consolidación por cementación, compactación y recristalización. También puede producirse la diagénesis por cambios químicos.

Mediante recristalización se originan determinados mármoles que albergan fósiles, y que no han concluido el proceso de metamorfismo. Por su parte, mediante cambios químicos, se produce la transformación de caliza en dolomía.

X. APLICACIONES

Directa o indirectamente, es probable que la roca caliza y la cal se empleen en más industrias que ninguna otra sustancia natural; ambos materiales se usan mucho en la agricultura, en la edificación y en las industrias químicas. Hubo un tiempo en que se tenía la cal como material agrícola o de construcción; pero actualmente las ¾ partes del tonelaje anual de cal se emplea como compuesto químico básico en la industria. El encalado de las tierras con caliza pulverizada y la cal estimula la producción del suelo, disminuyendo la acidez y proporcionando a los suelos importantes nutrientes para las plantas. En la edificación o construcción, la caliza se usa como “piedra de dimensiones” (conocida como cantera), cortada en diferentes formas y tamaños para la construcción de muros y monumentos; en forma de piedra partida, se usa como balastro para ferrocarriles y como agregado para la formación del concreto (hormigón) y la construcción de caminos. La cal se usa en morteros para albañilería, en enlucidos del concreto, como agente estabilizador del suelo y en la construcción de caminos de tierra.



Son aplicaciones químicas de la caliza: en procesos metalúrgicos, como fundente, en operaciones para fabricación de la pulpa de papel, en procesos de neutralización de ácidos y como relleno de muchos productos comerciales, en la fabricación del cemento en donde se usa un enorme tonelaje de caliza, en la fabricación de alambre y acero, en el tratamiento de minerales de oro y plata y en la refinación del cobre, el plomo; siendo el mayor consumidor de cal la industria del acero, que la usa por las propiedades básicas de la cal para eliminar las impurezas ácidas de las menas de hierro.

En la purificación del agua y para el tratamiento de las aguas residuales de las poblaciones e industrias, control de la contaminación atmosférica. Se mencionan otros usos tales como para la refinación del azúcar y el petróleo, en la fabricación del papel, hidróxido de sodio, vidrio, insecticidas, carburo de calcio, polvos de blanqueo, artículos de piel, barnices, magnesio.

Producción de Cal

La producción de cal es uno de los principales usos de la caliza, a pesar de que también se pueden usar el mármol, la aragonita o el coral. El proceso de producción consiste en la calcinación de la caliza a alrededor de 2.000º F, (1000-1150 °C) descomponiéndose en cal viva y dióxido de carbono. El dióxido de carbono, CO2, es despedido como un gas, y la cal viva, CaO, queda. La cal viva reacciona con agua para producir cal hidratada CaO.H2O ó Ca(OH)2. La lechada de cal producto de la hidratación absorbe el dióxido de carbono del aire y retorna a carbonato de calcio. Así, el proceso es reversible: calcita + calor = cal viva, + agua = hidratada, + aire = calcita. La hidratación es el proceso de adición rápida y controlada de agua. La cal se usa en las industrias: química, de la construcción, refractaria, refinación de azúcar, purificación de agua, papel y pulpa, aceros y otros.

Fertilizante

Las fábricas productoras de fertilizantes mixtos están usando cantidades crecientes de caliza pulverizada como relleno en sus productos. Este uso es completamente lógico, siendo que la caliza aplicada de esta manera satisface algunas de las necesidades de encalado de los agricultores, como relleno para fertilizantes se prefiere la caliza rica en calcio, ya que esta por su elevado contenido de calcio tiende a convertir el ácido fosfórico asimilable en la forma insoluble en citrato amónico. Las calidades ordinarias de fertilizantes se preparan de modo tal que no forman acidez. Sin embargo, en las fórmulas de las mezclas de los análisis altos queda poco espacio para incluir suficiente material neutralizante de cal. El uso de estas mezclas en suelos ácidos exige, el encalado del suelo como operación normal.

Los elementos formadores de ácidos, responsables de la disminución del pH del suelo son azufre, calcio, un tercio de fósforo y la mitad del nitrógeno que contenga el fertilizante. Los materiales que tienen su potencial neutralizante en ácido y base balanceado son el nitrato de



amonio, roca caliza, el superfosfato, el cloruro de potasio, el sulfato de potasio y el yeso; estos materiales no afectan el pH del suelo.

En la tabla se dan algunos materiales y cantidades que en combinación con el CaCO3, disminuyen el pHdel suelo.

Material a Neutralizar.

(100 kilogramos) Kilogramos de CaCO3

Requerido para la Neutralización

Amoníaco Anhídro 148

Sulfato de Amonio 110

Urea 84

Nitrato de Amonio 59

Fosfato Diamónico 64

Los 3.1 millones de toneladas de amoníaco anhídro que se usan en la actualidad para la aplicación directa requieren de 5.8 millones de toneladas de roca caliza para balancear la acidez potencial producida en el suelo por esta cantidad de amoníaco. Muchos suelos requieren 4 toneladas y otros hasta 13 toneladas de roca caliza por hectárea para corregir la acidez del suelo.

El arsenato de calcio se utiliza mucho como insecticida y como fungicida; otros insecticidas, como el arseniato de plomo, se usan con cal hidratada como portador y extendedor, se hace mención también que con cal se prepara el compuesto fungicida llamado sulfuro cálcico.

Encalado de suelos

El uso más importante de la caliza en la agricultura es el tratamiento de las tierras para neutralizar los ácidos del suelo y añadir los nutrientes calcio y magnesio, esenciales para las plantas; la pureza de la caliza agrícola es poco importante, ya que pueden usarse con éxito cualquier material calcáreo, incluso las impuras, para enmendar los suelos, siempre que se utilice cantidad suficiente que se compra tomando como base su equi valente en óxido de calcio, ya que el contenido de CaO (óxido de calcio) y MgO (óxido de magnesio), determinan la potencia neutralizante de la caliza. El factor más importante entre los que influyen en el precio y la conveniencia de la caliza agrícola es el grado de su finura. Generalmente se prefieren las formas de caliza más finamente pulverizados, porque



reaccionan más rápidamente que las fracciones más gruesas; tanto las calizas ricas en calcio como las calizas dolomíticas se usan extensamente en el encalado de suelos.

La caliza dolomítica tiene un precio ligeramente más alto por tonelada, porque su potencia neutralizadora es aproximadamente un 10 por ciento mayor que la de la caliza rica en calcio de una pureza comprobable. La mayor parte de la caliza agrícola es rica en calcio. A veces se aplica en las tierras cal hidratada o cal viva molida en lugar de caliza, porque la principal ventaja de la cal sobre la caliza es que neutraliza los ácidos del suelo con mayor rapidez y tiene mayor valor neutralizante por tonelada; sin embargo, la caliza es más barata y tiene un poder neutralizante mayor por peso.

Piensos, alimento seco para animales

En los últimos años se ha observado una tendencia creciente al uso más intenso de suplementos minerales para enriquecer y fortalecer los numerosos tipos de alimentos orgánicos para animales. El calcio es necesario a los animales en cantidades mayores que ningún otro mineral; la roca caliza rica en calcio pulverizada proporciona calcio fácilmente asimilable de una manera muy económica y es el portador ideal para los otros elementos, entre ellos los oligoelementos, que constituyen un suplemento mineral; en las industrias, las especificaciones exigen caliza finamente molida que pase de 100 mallas en proporción de por lo menos 95 por ciento y tiene que ser también lo bastante pura, además de contener poca sílice y poca alúmina, el contenido de flúor y arsénico tiene que ser sumamente bajo.

La mayoría de las arenas suministradas a las aves son de origen calcáreo cuya ventaja es la asimilación de gran parte del calcio, en ocasiones es posible hacer estos materiales partiendo de rocas graníticas.

Las gallinas necesitan generalmente arenas con tamaño de 6 milímetros de diámetro; los pavos consumen un tamaño mayor de los 6 milímetros de diámetro y los pollos exigen un tamaño entre los 3 y 5 milímetros de diámetro.

Construcción

Los usos que tiene la caliza con fines de construcción son: los agregados para hormigón y como componentes del concreto, la mayor parte del cual se hace con cemento, como los balastros para ferrocarriles cuyo tamaño comprende entre ¾ y 2½ pulgadas de diámetro (7.6 a 63.5 milímetro) siendo el tamaño preferido para usarlo con el fin de mantener sus vías en buen estado, como piedra de relleno, los fragmentos de caliza irregulares de tamaños que varían entre 15 y 30 centímetros, son utilizados en la construcción de los vertederos de las presas, en la construcción de muelles y para rellenar los puntos bajos en terrenos o carreteras.



Generalmente lo que se utiliza del conglomerado son los clastos (roca caliza); los de menor tamaño son empleados como grava para la construcción en losas y pisos; los conglomerados más grandes son empleados para mamposterías y construcción de muros;

además que en algunos casos se emplea como ornato en fachadas de casas. El uso de las rocas calizas es muy extenso, su mayor utilización es en la construcción, si se calcina se puede producir cal viva, se utiliza en la fabricación del cemento, como grava y arena (fragmentada) en la elaboración del concreto. Materia prima para la industria del cemento Pórtland, cal hidratada, calcita, construcción, mármol, agricultura, agregados pétreos.

La cal es muy usada en la industria de la construcción en la manufactura de ladrillos de silicato de calcio, bloques livianos de concreto, morteros, estuco y cal hidratada. Los ladrillos de silicato de calcio son manufacturados a partir de la mezcla de cal y arena junto con pigmentos. Los ladrillos son moldeados al mismo tamaño como los ladrillos de arcillas y endurecidos bajo presión de vapor. La cal también es usada en la producción de bloques de concreto aireados por la reacción de lechada de cal y arena con aluminio o zinc pulverizado. Esto resulta en la producción de gas hidrógeno y una estructura celular dentro del bloque curado. El mortero es usualmente hecho a partir de una mezcla de cemento, cal y arena. La cal también es usada en el estuco de cemento - cal - arena o como un aditivo de los estucos de yeso. Las cales hidratadas, producidas a través de agregados de agua a la cal viva, son usadas para la decoración de paredes y estabilización de superficies.

Curtientes

La fabricación del cuero por curtimiento de pieles es probablemente la industria más antigua del hombre. El procedimiento de curtir esas pieles se ha desarrollado empíricamente por la experimentación. Hoy después de miles de años, los métodos de curtir son todavía en gran parte empíricos. Sin embargo, actualmente se llevan a cabo estudios fundamentales de química de la piel y de los materiales curtientes, así como de la microbiología y de otras ciencias relacionadas con la industria del cuero; las operaciones realizadas en una tenería suelen dividirse en dos grupos: operaciones preliminares y curtición propiamente dicha, las operaciones preliminares son clasificadas en corte de las pieles, remojo, encalado, depilación, descarnado, maceración y adobo; en el proceso de encalado casi todos los cueros se hacen sin el pelo de la piel, salvo las pieles de peletería y algunos cueros mecánicos. La depilación suele hacerse poniendo las pieles reblandecidas en un baño de cal hidratada al 10 y 12 por ciento, este porcentaje se basa en el peso de lote de pieles, se suelta el pelo en promedio de 5 a 8 días; para que se desprenda en menos tiempo, se añaden sulfuros, aminas o cianuros. La temperatura más óptima para el encalado es de 21°C., pero la gran mayoría de los curtidores prefieren una temperatura más baja de entre



10°C y 15°C. Por otra parte si se permite que la temperatura llegue a los 27°C. o más, puede producirse alguna digestión y pérdida de sustancia útil en la preparación del cuero.

Fabricación de azúcar

Las etapas del proceso para la fabricación del azúcar. Específicamente de los jugos cuyo proceso consta de la preparación de la caña para la molienda, extracción del jugo, purificación del guarapo, evaporación, centrifugación, empaquetamiento y almacenamiento; en la extracción del jugo, la caña se tritura y desmenuza mediante molido por dos rodillos, la cual pasa a otra serie de tres rodillos, llamados trapiche, por debajo de

cada molino hay un recolector del guarapo, en el cual fluye el jugo exprimido, durante la purificación del guarapo que sale del trapiche siendo un líquido ácido, opaco y de color verdoso y que contiene impurezas solubles e insolubles, tales como tierra, proteínas, ceras, goma y materia colorante. El proceso usado para la mayor parte de estas impurezas se basa en el uso de la cal y un color que se llama clarificación o defecación.

En la defecación simple, se añade lechada de cal al guarapo frío en cantidades (aproximadamente medio kilo de óxido de calcio por tonelada de caña), suficientes para elevar el pH al intervalo de 7.5 y 8.5, el guarapo con cal se bombea a través de calentadores, con una temperatura entre 90°C y 115 °C.; durante la refinación de azúcar, específicamente en la purificación existen varios procesos en donde se forma una especie de licor de la unidad de derretido antes de cristalizar el azúcar granulado; durante la clasificación como una primera etapa del proceso de purificación se utilizan tratamientos químicos adicionado de cal, fosfatación y carbonatación; durante el tratamiento con cal el licor de proceso, se “alcaliniza” hasta un pH neutro usando lechada de cal y calentada, por el método de carbonatación, el licor de proceso se calienta hasta 60°C y 80°C y se trata con cal hasta obtener un pH de 10 (0.03 a 0.8% de CaO en base sólida), se gasea dióxido de carbono y se calienta a 85 °C, para volver a gasear hasta que el pH disminuya a 8.4 y 9.0.

Debido al gaseado en dos etapas, la carbonatación requiere dos clasificaciones, uno primario y uno secundario. La fuente de dióxido de carbono es un gas de combustión lavado. El precipitado de carbonato de calcio que se forma, atrapa a los materiales pigmentados, a los coloides y a algunos compuestos inorgánicos presentes.

Ablandamiento de aguas

En las plantas de aplicación de colorantes, lavanderías y las instalaciones textiles, el agua de proceso debe ser blanda. Si sólo se dispone de agua dura, tend rá que tratarse para eliminar las sales de calcio o magnesio disuelto, siendo el sistema de ablandamiento más antiguo la adición de cal para precipitar CaCO3; de esta forma:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 Þ 2CaCO3 + 2H2O.



Cuando existe dureza que es de carbonato, es necesario añadir carbonato de sodio.

CaCl2 + Na2CO3 Þ CaCO3 + 2NaCl.

El uso combinado de cal y carbonato de sodio se conoce con el nombre común de ablandamiento con cal-carbonato. Cuando el agua contiene magnesio se hace necesario proporcionar una alcalinidad cáustica en exceso, para poderlo precipitar como hidratado, ya que el carbonato es soluble:

MgCl + Na2CO3 Þ MgCO3 + 2NaCl.

MgCO3 + Ca(OH)2 Þ Mg(OH)2 + CaCO3.

Los procesos de ablandamiento cal-carbonato o sosa-carbonato se llevan a cabo en un precipitado de tipo de colchón de cieno o en un sedimentador, donde se van acumulando los lodos y el agua recién tratada va pasando a través de material precipitado; este proceso produce un tamaño de partícula más grande y la calidad del agua es más estable.

La gran mayoría de las compañías que suministran equipo para tratamiento de aguas, fabrican unidades para el proceso de contacto de colchón de cieno; en teoría, el proceso cal-carbonato puede reducir la dureza hasta en 30 ppm.

Tratamiento de agua de calderas

El funcionamiento económico de una caldera requiere un tratamiento de cal-carbonato en caliente para el agua que se le alimenta. Por consiguiente a medida que se evapora el agua, los sólidos de ésta se concentran y los gases atrapados en los sólidos pueden incorporarse al vapor o corroer las placas y los tubos a gran velocidad. Los depósitos en la caldera pueden causar un sobrecalentamiento de los tubos, resultando en explosiones y rupturas; también es posible que los tubos queden obstruidos por completo, mientras más alta sea la presión de operación de la caldera, más pura deberá ser el agua alimentada. Sin embargo una concentración de sólidos en la caldera superior a 3000 ppm puede producir un vapor “húmedo”, que requiere una gran frecuencia de purgas y como consecuencia, pérdidas de calor. En la utilización de calderas de baja presión, el proceso de tratamiento cal-carbonato en caliente, más un tratamiento interno, suele ser suficiente. La química del procedimiento cal-carbonato en caliente es la misma que el del proceso en frío. Sin embargo, las reacciones son más rápidas y puesto que las solubilidades en puntos cercanos al de ebullición son más bajas, el proceso en caliente pude reducir la dureza hasta 20 ppm. El tratamiento interno en las calderas puede reducir la dureza a “cero”, por medio de fosfatos que precipitan a los materiales formadores de incrustaciones en forma de lodos de fosfato insolubles, que se eliminan durante el purgado.



Piedras Ornamentales

Las calizas duras y los mármoles son piedras populares en construcción u ornamentales. Ellas son principalmente usadas como revestimiento de estructuras fabricadas de acero - o concreto - y como material para pisos. Además del atractivo estético, el principal requerimiento de caliza como piedra ornamental es su durabilidad potencial, que es función del tamaño de sus poros. En particular, una piedra con alta microporosidad es susceptible a la cristalización de sales. Los estudios petrográficos de las calizas han mostrado diversos parámetros, incluyendo tipos de cemento y tamaño de grano, que directamente afectan la durabilidad de la piedra de construcción. Así, las calizas finas micríticas son menos durables que las calizas de granos gruesos cementados. Usos menores como agregado

Un mercado tradicional para la caliza es el de balasto para las vías férreas, pero la relativamente baja resistencia a la abrasión de la mayoría de los agregados de calizas cuando se humedece, reduce el uso de calizas en esta aplicación en UK. Para dichos propósitos se prefieren las rocas ígneas. En otras partes del mundo los agregados de caliza son muy usados en esta aplicación. Cantidades substanciales de agregados son usadas en corrección de suelos, nivelación de sitios y construcción de terraplenes. Las especificaciones de tales materiales generalmente son demandadas, y muchas de las calizas más suaves y más porosas pueden ser empleadas. Los agregados de calizas también pueden ser utilizados para material de drenaje en camas de tuberías y filtros de drenajes. Los grandes bloques de calizas se emplean para defensas del mar y revestimientos en represas. Industria del hierro y el acero

La caliza o cal es usada como un fundente para asistir a la fundición en la extracción de hierro a partir del mineral de hierro. La cal reacciona con impurezas de sílice y alúmina en el mineral y forma una escoria que flota sobre la superficie de la fusión. La caliza de alta pureza (o dolomía) con bajo contenido de azufre y fósforo son generalmente las indicadas para estos procesos, pero la consistencia y el abastecimiento local son usualmente el principal criterio para aceptar los materiales.

Manufactura de soda ash

El carbonato de sodio (soda ash) es una importante materia prima para la industria química y está relacionada con la reacción de dióxido de carbono con una solución de salmuera y



amoníaco para producir cloruro de amonio y un bicarbonato sódico precipitado. El precipitado es recuperado y calentado para producir carbonato de sodio y la solución es tratada con cal para liberar el amoníaco para reciclaje. La cal y el dióxido de carbono consumidos en el proceso son obtenidos a través de calcinación de caliza, que debería ser de alta pureza (>98,5% CaCO3).

Manufactura de vidrio

La mayoría de los vidrios están hechos por la fusión de una mezcla de arena silícea, soda ash, caliza, dolomía y otros materiales. La caliza actúa como un fundente, permitiendo a la mezcla fundir a una temperatura relativamente baja. La dolomía es agregada para inhibir el proceso de devitrificación a través de la adición de una pequeña cantidad de magnesio al vidrio.

Desulfuración de gases

La caliza es ampliamente utilizada para reducir las emisiones de dióxido de azufre de los productos de combustión gaseosa en plantas de generación eléctrica. Los procesos caliza - yeso involucran el paso de gases a través de un lodo circulante de caliza y agua. El dióxido de sulfuro disuelve y reacciona con la caliza para formar sulfato de calcio que luego es oxidado a yeso. El yeso puede ser un subproducto útil. Se requieren límites de calidad para la caliza, aún para un subproducto “desperdicio”, exigiendo un contenido mínimo de CaCO3 de 90% y limitaciones sobre ciertas impurezas. Para asegurarse la obtención de un subproducto vendible de yeso, tanto en USA como Europa, se requiere caliza de alta calidad y consistencia. Esta debería contener más de 95% CaCO3 y cantidades menores de SiO2 (<0,65%), Al2O3(<1%) y Fe2O3 (<0,25%).

Extracción de magnesia del agua de mar

la cal hidratada (o dolomía calcinada apagada) es usada para precipitar el magnesio disponible en el agua de mar como hidróxido de magnesio. Este es luego calcinado para obtener magnesia (MgO) que es utilizada en la fabricación de refractarios. Un amplio rango de tipos de magnesia es usualmente obtenido, los productos de más alta ley requieren materiales en bruto extremadamente puros para su manufactura. Las especificaciones típicas demandan bajo SiO2 (<0,15%), Al2O3 (<0,05%) y Fe2O3 (<0,15%).

Purificación de agua y Tratamiento de efluentes

La cal hidratada es usada en el tratamiento de agua potable para ajustar el pH y remover las impurezas. Asimismo, es empleada para acondicionar las aguas servidas y neutralizar efluentes industriales. Las restricciones químicas y físicas sobre el tipo de calizas usadas para producir la cal usualmente no son especificadas.



Carga y Pigmentos

La caliza es relativamente fácil de moler a polvo fino no tóxico, químicamente inerte y generalmente de color blanco. Estas propiedades aseguran que los polvos de caliza sean extensivamente usados como cargas o pigmentos en un amplio rango de industrias. El propósito primario de una carga es proveer volumen al producto economizando materias primas más costosas. Algunas cargas también cumplen funciones químicas, por ejemplo, como una fuente de calcio en los alimentos para animales y como un regulador de acidez en farmacéuticos y en la agricultura.

Muchas aplicaciones que utilizan altos volúmenes de caliza pulverizada (incluye refuerzo de alfombras, asfaltos, polvo de mina de carbón) no requieren caliza pura. En farmacia y alimentos los polvos empleados deben ser de muy alta pureza, generalmente se usa carbonato de calcio precipitado. Las especificaciones para las calizas pulverizadas usadas típicamente como carga en papel, plásticos y pinturas requieren una distribución estrechamente controlada del tamaño de las partículas y valores altos de brillantez, junto con buenas propiedades reológicas y baja absorción de aceite. Los valores típicos de brillantez para las cargas para papel o plásticos son de 80 a 82%, los valores para revestimientos de papel están típicamente entre el rango de 85 a 93% (ISO estándar).

Las calizas pulverizadas son normalmente clasificadas de acuerdo al rango de tamaño de sus partículas:

Cargas gruesas (generalmente como valor bajo): 75 micrones a varios milímetros, usada para “cal” agrícola, alimentos para animal, fertilizantes, carga asfáltica, polvo de mina.

Cargas medianas (generalmente como valor medio): menos de 50 micrones, usados para refuerzo de alfombras, baldosas, selladores, adhesivos y cemento (aplicación especial de la cal).

Cargas finas (generalmente como valor medio): tamaño máximo de las partículas 50 micrones, 50% menos de 2 micrones, usadas para carga en papel, caucho y plásticos, y pinturas baratas.

Pigmentos y cargas muy finas (generalmente como valor alto): tamaño máximo de las partículas 10 micrones, 90% menos de 2 micrones, usadas en revestimientos de papel, pinturas, caucho y plásticos.

Los requerimientos para las calizas agrícolas no son muy rígidos. La principal función es reducir la acidez del terreno, a pesar de que también puede ser usada para incrementar los niveles de calcio o magnesio en el terreno.



XI. YACIMIENTOS EN EL MUNDO

LAS FORMACIONES CALIZAS

En la costa norte de Puerto Rico, existen seis tipos de formación caliza. La formación San Sebastián es una mezcla caliza con estratos de arena y grava. Por su parte, la formación caliza de Lares es bastante pura, lo que facilita que se convierta en carso. Cuenta con una escarpa causada por la erosión de los ríos. La extensión de la formación de Lares comprende desde el pueblo de Corozal hasta el de Aguadilla. La formación del Cibao se encuentra al norte de la de Lares y consiste en calizas combinadas con arcilla, arena y grava. Las lomas abundan en las áreas donde hay arcilla. Donde la caliza es más pura, se presentan rasgos de topografía cárstica.

Al norte de la formación Cibao, se encuentra la formación Aguada. Ésta se caracteriza por su contenido de estratos calizos duros, alternados con estratos blandos. Estas formaciones moldean una gran cantidad de cuevas y de dolinas. Por otro lado, la formación de Aymanón es un cinturón de calizas muy puras en el que prevalecen los mogotes. Al grupo de calizas mezclado con arenisca y tiza que se encuentra al noroeste de la Isla se lo conoce como la formación de Camuy. Esta región se caracteriza por sus cerros calizos cortados por algunas depresiones.

El Carso Norteño

La composición geológica del carso norteño es de roca caliza. Esta región es una de las provincias geomórficas de Puerto Rico

Calcita, mineral muy abundante en puerto rico



Hace, aproximadamente, 30 millones de años, lo que hoy se conoce como la región geomórfica del carso norteño fue parte del fondo marino. Numerosas inundaciones, que trascendieron las costas, depositaron sedimentos en la región. Luego, estos sedimentos se transformaron por medio de procesos geológicos. Con el tiempo, las formaciones se elevaron y la erosión moldeó el paisaje. Los ríos, el agua de lluvia y el bióxido de carbono (CO2) desgastaron las rocas calizas y las convirtieron en carso.La calcita es el mineral principal que compone la roca caliza. Este mineral puede disolverse muy fácilmente en agua acidulada, o sea, mezclada con bióxido de carbono. La lluvia captura el bióxido de carbono de la atmósfera y, luego, transforma químicamente la calcita. Los suelos tropicales también contienen bióxido de carbono, por lo que el agua que discurre aumenta la capacidad transformativa de la formación. La lluvia, el viento y los componentes del suelo producen diferentes formaciones cársticas, al actuar sobre los diferentes tipos de roca caliza. Estas formaciones se distinguen por los rasgos topográficos calizos, que abundan en algunas formaciones.

Las características del carso norteño son únicas. En esta región del norte abundan las cuevas, las dolinas o depresiones, los mogotes y los sumideros. Al conjunto de estas formas terrestres se lo llama topografía cárstica. En Puerto Rico, el área cárstica se extiende a lo largo de la costa norte, desde Aguadilla hasta Loíza. Los pueblos que se encuentran en la región del carso norteño son: Isabela, San Sebastián, Lares, Arecibo, Camuy, Barceloneta, Ciales, Morovis, Vega Alta, Vega Baja, Bayamón, San Juan y Loíza. La altura de esta topografía varía entre el nivel de la marea y los 500 metros (1.500 pies) de altitud.

XII. YACIMIENTOS EN EL PERU

LA FORMACIÓN AYABACAS

La Formación Ayabacas es una unidad resedimentada que se observa sobre un área superior a 50000 km2 en el Altiplano y la Cordillera Oriental del sur del Perú. Su génesis fue explicada de maneras muy diferentes: fallamiento de bloques y erosión intensa (Heim, 1947), tectónica con pliegues y cabalgamientos (Newell, 1949; Chanove et al., 1969), deformación disarmónica y/o polifásica, fracturación causada por karstificación y/o diapirismo de yesos, intrusiones hipovolcánicas (Audebaud, 1971), caos producido por deslizamientos subaéreos (De Jong, 1974) o submarinos (Audebaud, 1967; Sempere et al., 2000). El estudio en curso soporta esta última interpretación, describiendo la Fm Ayabacas como una megabrecha (u



olistostromo), es decir el resultado de deslizamientos submarinos de gran amplitud (Spence and Tucker, 1997).

Aunque las interpretaciones son diferentes, la mayoría de los autores hacen descripciones similares, al menos en las zonas estudiadas por ellos: un caos de bloques grandes (50-500 m) que aparentemente “flotan” dentro de una matriz más blanda. Estos bloques, a menudo plegados y en cada posición imaginable, son principalmente de calizas cretáceas (Fm Arcurquina), pero también de otras formaciones anteriores (Fm Huancané, Fm Muni, Fm Sipin, Grupo Mitu, Paleozoico). La matriz es una brecha con clastos grandes y pequeños de calizas y areniscas fracturadas dentro de pelitas multicolores (generalmente rojas) y areniscas. Sin embargo un estudio más exhaustivo muestra que la Fm Ayabacas no es uniforme en cuanto a facies de deslizamiento.

Estratigrafía de las «Calizas Ayabacas»

Esta unidad que se distribuye sobre el altiplano según una dirección SE-NO, consta mayormente de calizas grises, micríticas, de textura fina y uniforme con intercalaciones de limoarcillitas con abundante yeso, a veces en forma maciza, con brechas intraformacionales, estratos delgados intensamente replegados (melange). En el sector de Ancocollo y Challoyo se han registrado niveles carbonosos con abundantes nódulos calcáreos y restos de tallos de plantas (típico de un ambiente restringido). Se han reconocido dos facies: una facie de calizas grises intercalada con limoarcillitas con abundante yeso y anhidrita en el sector NE del área de estudio y otra predominantemente calcárea hacia el sector NO y SE.

Los afloramientos de estas secuencias calcáreas se ubican en el sector SE, Nor central y al NE del Cuadrángulo de Ilave. Los afloramientos más conspicuos y extensos están en los alrededores de los cerros: Saja Paja, Pacollo, Laramani, Quenarire, Lluscacce. También en el sector SE del Cuadrángulo de Mazo Cruz.

Las calizas que afloran en el sector de Huilalaca y Toncoyo, muy cerca de la ciudad de Acora (Departamento de Puno), están intensamente replegadas probablemente debido a la influencia del «Alto Cabanillas», que actuó como contrafuerte a los esfuerzos compresivos posteriores, ocasionando que la masa calcárea desplazada, colisionara y se replegara. También es común observarlas en contactos con las secuencias conglomeráticas del Grupo Puno (Paleogeno), sobre secuencias areniscosas y calcáreas del Grupo Maure (Mioceno) y sobre los derrames lávicos con tobas retrabajadas del Grupo Tacaza (Oligoceno). En las imágenes satelitales se observa un solapamiento preferencial de estas calizas al E y NO.



Generalmente, en toda el área de estudio, las calizas Ayabacas sobreyacen a las areniscas de la Formación Huancané (Jurásico superior) y a las secuencias devónicas del Cabanillas. En el sector de Ayabacas (Cuadrángulo de Juliaca), las calizas están bien expuestas, y es de notarse que regionalmente, sus afloramientos disminuyen de espesor hacia el NE.

Larimayo, cerca de San Antón. La Fm Ayabacas consiste de trozos tabulares ligeramente plegados que se cabalgan, mientras que las unidades anteriores y posteriores son regulares. Los trozos

tabulares de calizas muestransecciones iguales.



Corte estratigráfico típico en los bloques de calizas de la Fm Ayabacas, en la zona 1. Los bloques no son siempre completos, ya que puede faltar una parte de la base o del tope.



Mecanismo de Formación de las Calizas Ayabacas

La plataforma carbonatada del Cretáceo de la región altiplánica, como ya se mencionó líneas arriba, sirvió de receptáculo para la formación de las calizas ayabacas predeformacionales desde el Albiano en gran parte del altiplano peruano. Durante el Cenomaniano continuó la depositación de las calizas Ayabacas predeformacional. Es en esta época que el mar cretáceo ingresa levemente a la Cuenca Putina, tal como lo atestiguan los delgados espesores de las calizas Huatasane hacia el NE, convirtiéndose así, probablemente, en cuencas interconectadas, entre la Cuenca Yura y Putina respectivamente.

Una de las características saltantes de esta unidad calcárea son las inyecciones de brechas intraformacionales, bloques de calizas y limolitas englobadas dentro de las mismas calizas, ocurrido por una resedimentación violenta y/o en función al proceso químico reversible yeso-anhidrita, reacción química que ocasiona un desequilibrio entre la presión litostática e hidrostática. Cuando las calizas estuvieron cubiertas, el sulfato de calcio hidratado primitivo (muy abundante en las limoarcillitas) sufrió una expulsión de agua (deshidratación) convirtiéndose en anhidrita, lo que ocasionó una disminución considerable en los volúmenes de las limoarcillitas y consiguientemente, se produjo la destrucción de sus estructuras primarias.

Los esfuerzos compresivos posteriores incrementaron el desequilibrio presional originando una inyección forzada del agua hacia las paredes adyacentes (zonas más débiles), causando fracturamientos de las calizas, rompimientos, arranque de bloques, seguida por relleno de estos espacios creados, por material removido en una dinámica de esta inyección, a manera de una resedimetación catastrófica.

El aparente resbalamiento del Ayabacas sobre los estratos del Grupo Maure del Mioceno, observado en el sector de Apacheta cerca de la localidad de Ilave, es la demostración del reacomodo posterior durante el proceso de inversión de tectónica andina, formándose así una compresión post Maure. La predisposición para el despegue de estas calizas se debió en gran medida al basculamiento y crear así superficies favorables para el «resbalamiento» y/o fracturamiento con redepositación caótica de los bloques en las zonas más bajas de las fallas lístricas, creadas durante este proceso de distención.

En todo el área de estudio no se advierten discordancias angulares al interior de este conjunto de bloques, tratándose, pues, de un material resedimentado de manera olistostrómica por la destrucción de una plataforma carbonatada en un régimen de



tectónica distencional, lo que nos evidencia una estructuración de fallamientos en bloques.

Edad de las «Calizas Ayabacas»

La fauna autóctona recolectada en los bloques que conforman el olistostromo de las «calizas ayabacas» en los diferentes sectores del área de estudio, indican una edad Cenomaniana, entre éstas tenemos: en la localidad de Ilave: Neithea sieversi STEINMANN, Exogira cf. E. Mermeti COQUAND, Vepricardium sp, Cucullaea brevis brevis D’ORBIGNY, Mulinoides sp, Dentalium pauperculum MEEK&HAYDEN, Torquesia sp; localidad de Mazo Cruz: Plicatula cf. P. Gurgites PITET &ROUX, Ostrea cf. O. Vesiculosa gueranger (SOWERBY); localidad de Juliaca: Orthopsis Titicana COOKE, Fusinus sp.

Por lo tanto, ésa es la edad que representa para las calizas ante olistostrómicas, lo cual concuerda bien con la de la plataforma carbonatada cretácea de los andes centrales (Benavides 1956, Jaillard y Sempere, 1989 y Jaillard, 1995); pero las calizas del «melange» u «olistostromo» quedarían encuadradas entre el tope de la Plataforma carbonatada que es turoniana superior y la base del Grupo Vilquechico (que la cubre), que es asignada al Coniaciano temprano-antoniano; por lo tanto, este evento distensivo que dio origen al olistostromo del Ayabacas queda comprendido en el Coniaciano inferior, tal como lo sugiere Sempere et al., (2000b).

Correlación de las «Calizas Ayabacas»

La transgresión marina regional que durante el Cretáceo (Albiano) cubrió gran parte de los Andes centrales, tuvo su ingreso al área de estudio desde el sector NW del territorio peruano, como se menciona en una serie de estudios realizados por Benavides (1956); Jaillard y Sempere, (1989); Carlotto et al, (1992); Jaillard, (1995).

Las «calizas Ayabacas» (predeformacional) se correlacionan con la Formación Chonta de la faja subandina; así mismo, es correlacionable con las calizas Huatasane de la Cuenca Putina, con la Formación Ferrobamba y Arcurquina de la Cuenca de Yura (Jaillard, 1995) y con la Formación Miraflores del altiplano boliviano, el cual consta de 6 metros de calizas con fósiles del Cenomaniano (Jaillard y Sempere, 1989 y 1991).



Pero, el evento deformacional que forma el olistostromo de las calizas Ayabacas es correlacionable hacia la región del Cusco con las calizas de la Formación Yuncaypata (Carlotto et al., 1992).

Conclusión

La Formación Ayabacas es el resultado de deslizamientos submarinos de gran amplitud (megabrecha). La zonación de las facies a escala de la región de estudio muestra un aumento de la fragmentación hacia el OSO de la plataforma carbonatada albocenomaniana, en concordancia con la geometría de la cuenca sedimentaria.



Entre Juliaca y Santa Lucía. Sucesión de estratos de calizas y de brechas hidroplásticas.

Detalle. Se nota clastos más litificados de calizas y calizas arenosas flotando en una matriz margo-arenosa fluidificada.



FORMACION FERROBAMBA

La Formación Ferrobamba constituye una unidad estratigráfica de calizas que representa el periodo Albiano-Turoniano y se presenta en el borde NE de Cordillera Occidental del sur del Perú, en las regiones de Apurímac y Cusco. Son equivalentes de la Formación Arcurquina de la región de Arequipa. Una columna estratigráfica levantada en Cotabambas (Apurimac) muestra facies, espesores y la evolución sedimentaria de la unidad. Las calizas Ferrobamba de ~700 m de espesor son también equivalentes a las calizas Ayavacas de ~40 m de la región de Cusco (Carlotto et al. 1992) depositadas en el alto estructural Cusco-Puno. Las calizas Ayavacas muestran evidencias de deslizamientos sinsedimentarios y ahora puesto en evidencia en la Formación Ferrobamba. Es decir, movimientos tectónicos en el “Cretácico medio” originaron inestabilidades que a su vez produjeron deslizamientos sinsedimentarios en el alto Cusco-Puno y en el borde NE de la Cuenca Occidental.

La Formación Ferrobamba aflora en la región de Cotabambas (Fig. 1). Hace parte del anticlinorio de Ancasmarca, constituyendo los flancos replegados. Sobreyace a las lutitas de la Formación Mara de posible edad Albiana (> 50m), sin embargo, en la mayoría de afloramientos está unidad es poco espesa o desaparece, lo que permite interpretar (Pecho, 1981) una discordancia entre las formaciones Ferrobamba y Mara. Las calizas se presentan de manera ligeramente disarmónica mostrando pliegues sinsedimentarios de escala métrica a kilométrica. En efecto, a excepción del anticlinorio de Ancasmarca que tiene una dirección regional NO-SE, se puede apreciar que los pliegues menores que afectan a la Formación Ferrobamba pueden tener diferentes direcciones y algunas veces, como al sur de Comercocha, aparentemente están muy espesas y replegadas.

Litología y Facies

La Formación Ferrobamba está compuesta por calizas del tipo mudstone y wackestone y en menor proporción packstone. Estas se presentan bien estratificadas formando secuencias mayormente grano estrato creciente. En la columna de Comercocha la Formación Ferrobamba ha sido dividida en 4 secuencias mayores

La secuencia mayor I (0-165m) está subdividida en 3 secuencias menores típicamente transgresivasregresivas. La primera (0-72m) comienza con facies mudstone con laminaciones algareas supratidales y terminan con facies packstone oolíticas intertidales. La segunda (72-125m) con facies mudstone y wackestone subtidales a la base, pasan a la parte media a facies mudstone supratidales y se terminan en wackestone oolíticos intertidales con bastante



bioclastos. La tercera (125-165m) con facies wackestone y bioturbación de medio subtidal pasa al techo a packstone con bioclastos intertidales.

La secuencia mayor II (165-340m) incluye 3 secuencias menores. La primera secuencia (165-200m) es de progradación, a la base con calizas mudstone-wackestone con bioturbación de medio subtidal y al techo mudstone con abundante contenido de chert que lo interpretamos como supratidal. La segunda secuencia (200-280m) es aparentemente transgresiva, inicia con mudstone que tienen chert y laminaciones algareas de medio supratidal y se acaba con oolitos y bioclastos intertidales. La tercera secuencia (280-340m) es regresiva ya que se tienen calizas mudstone subtidales que pasan a facies packstone intertidales.

La secuencia mayor III (340-515m) se divide en 3 secuencias menores, la primera (340-375m) es típicamente regresiva de mudstone-wackestone con laminaciones algareas intertidales que terminan con brechas supratidales. La segunda (375-445m) es transgresiva, caracterizada por mudstone supratidales que pasan a wackestone subtidales con presencia de ammonites. Este nivel puede representaría un máximo transgresivo y el desarrollo temporal de una plataforma externa. En esta secuencia se observa también pliegues sin sedimentarios. La tercera (445-515m) es regresiva ya que comienza por facies wackestone con laminaciones algareas intertidales que pasan a facies wackestone subtidales y luego a packstone intertidales con bioclastos y supratidales con chert.

La secuencia mayor IV (515-697m) cuenta con 3 secuencias menores. La primera (515-570m) es transgresiva con bancos masivos de calizas micriticas con chert supratidal que pasan a calizas wackestone con laminaciones algareas intertidales y se termina con mudstone subtidales. La segunda (570-625m) es regresiva y varía de wackestone con laminaciones algareas intertidales a mudstone con chert supratidal. La tercera (625-697m) es muy similar a la anterior pero con desarrollo de facies supratidales caracterizadas por mudstone-wackestone con abundante chert.

La evolución sedimentaria de las calizas Ferrobamba es transgresiva-regresiva desarrollada en una plataforma carbonatada interna subsidente. El máximo transgresivo se alcanza con la secuencia III y la llegada de ammonites, lo que a su vez coincide con el inicio de los deslizamientos. La subsidencia ha estado controlada por fallas normales al igual de las que separaban la Cuenca Occidental del alto Cusco-Puno.



Edad de la Formación Ferrobamba

El ammonite encontrado en la columna de Comercocha no pudo ser recuperado por la mala calidad de preservación. Sin embargo, la Formación Ferrobamba contiene lamelibranquios, gasterópodos y equínidos que indican una edad albiana-cenomaniana. Esta edad puede precisarse mejor en base a las correlaciones con la Formación Arcurquina de Arequipa. En efecto, la Formación Arcurquina está dividida en 4 secuencias. La secuencia I es del Albiano inferior por que contiene Exogyra minos. La secuencia II es del Albiano superior-Cenomaniano por tener Exogyra mermeti y Tetragrama Malbossi (Benavides, 1962). La secuencia III sería del Cenomaniano medio-superior ya que de aquí parece provenir el Neolobites sp. mencionado por Benavides (1962). La secuencia IV es del Turoniano por la presencia de Hemiaster cf. Texanum (Benavides, 1962) y Archaecyclus sp. (Jaillard y ArnaudVanneau, 1993). En base a las correlaciones de secuencias de ambas formaciones y considerando el diacronismo debido a las transgresiones que vienen del suroeste, la secuencia I de la Formación Ferrobamba podría ser Albiano medio-superior, la secuencia II sería del Albiano Terminal-Cenomaniano basal. La secuencia III sería del Cenomaniano medio-superior, y la Secuencia IV del Turoniano.

Conclusión

La Formación Ferrobamba es equivalente de la Formación Arcurquina de la región de Arequipa, ambas presentan 4 secuencias mayores y espesores similares. Estas a su vez se correlacionan con la Formación Ayavacas y todas representan el intervalo transgresivo Albiano-Turoniano desarrollado en la margen peruana. La Formación Ayavacas muestra evidencias de deslizamientos gravitacionales de importancia regional en el alto Cusco-Puno y están relacionadas a movimientos tectónicos extensionales. Estos movimientos son también puestos en evidencia en las calizas de la Formación Ferrobamba depositadas en la Cuenca Occidental que era muy subsidente. La edad de la deformación gravitacional tentativamente puede asignarse al Cenomaniano medio-superior en vista que la secuencia III es la primera en mostrar sus efectos.



XIII. IMPORTANCIA DE LAS CALIZAS

Las calizas proporcionan información: la determinación del tipo de fósiles, figuras sedimentarias, mineralogía, secuencia de cementos, porosidad, etc., nos brinda información sobre las condiciones deposicionales y diagenéticas; así mismo, el estudio de secuencias estratigráficas de rocas carbonatadas nos permite reconstruir la evolución tectónica de una cuenca o región.



CONCLUSIONES



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Trabajo de Yac. II - Calizas

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