Caracterización petrológica y origen de los yacimientos de perlita en Babidanchi, NE de Sonora, México: implicaciones geoquímicas e interdependencia de variables en su expansión

Abstract

La presente investigación se basó en el estudio de la perlita Babidanchi con interés económico teniendo como finalidad su explotación, para esto se integró el conocimiento geológico por medio de distintas herramientas; como cartografía, petrología, geoquímica, DRX, y la relación con su expansión. Los resultados muestran que el depósito de perlita se encuentra confinado entre una secuencia volcánica bimodal del Mioceno, que ha sido depositada sobre una ignimbrita masiva del Oligoceno relacionada al volcanismo de la Sierra Madre Occidental. La caracterización petrográfica de distintas facies del depósito reconoció una matriz vítrea con fractura concoide, inclusiones fluidas, y laminaciones de flujo con triquitas de magnetita y/o microlitos, que generalmente se presentan de forma recta y paralela, aunque en ocasiones con distintos grados de contorsión, y que además en algunas litofacies están compuestas por criptocristales de fayalita. Las distintas litofacies del yacimiento varían en el grado de su perlitización o fractura concoide, frecuentemente en esta fractura se observa una mayor población de inclusiones fluidas, y en pocos casos que estas son rellenas por cuarzo y zeolitas (Clinoptinolita). Otras características físicas variables en las facies de la perlita es el cambio de color, además de un cambio en la textura, a una tobácea, y en niveles hacia los bordes del yacimiento ocurre una facies brechoide con fragmentos perlíticos que comparten las mismas características. Los análisis de difracción de rayos X permitieron identificar variedades minerales del grupo de Sílice (Cristobalita) que cristalizan a altas temperaturas, y corroboraron la presencia de fayalita y magnetita, mostrando que los magmas son de más alta temperatura, que los de la riolitas comunes. Geoquímicamente se trata de una riolita de la serie calci-alcalina con alto contenido en potasio y aluminio, y pérdidas por calcinación entre 4 y 6% (LOI, loss of ignition). Se propone que estas pérdidas por calcinación son asociadas a una hidratación secundaria, que hace que este material logre expandir al someterlo a temperaturas entre 600 y 1,000°C. De acuerdo con las pruebas de expansión de las muestras, se plantea una interdependencia a la variable LOI con el porcentaje de expansión y el rendimiento del horno, así como la consideración sobre la presencia de núcleos de obsidiana, también llamados marekanitas, que representan a la roca original, sin la hidratación secundaria, como un relicto del emplazamiento de la lava, proceso característico en la formación de yacimientos perlíticos. En la construcción de diagramas representativos del proceso de expansión se usaron valores de agua obtenidos mediante pruebas por LOI de las perlitas y la obsidiana, comparados contra resultados del proceso de expansión, considerándole a este proceso como prueba física. Los distintos diagramas generaron funciones auxiliares dependientes de LOI, con lo que se construyó un gráfico paramétrico que considera las distintas variables implícitas en la expansión, con esto se construyó un método matemático que permite evaluar y pronosticar el proceso de expansión, donde se observa cómo en algunos casos las muestras presentan densidades mayores debido a que sobrepasaron el punto de fusión, otras que no llegaron a su densidad mínima por no haber tenido rendimientos óptimos al horno, y las de densidades menores, que representan un proceso de expansión considerablemente óptimo. Además, al normalizar los valores de los elementos químicos de las muestras de perlita contra los valores de la obsidiana, se observan cambios en la concentración de algunos elementos derivados del proceso de perlitización.