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Gómez-Valencia A. M. 2011 Petrología y geoquímica del volcanismo Oligoceno-Mioceno medio en Rayón, Sonora: énfasis en el

estudio y significado del volcanismo híperalcalino en la región.

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CAPITULO 6 Estudio Geoquímico de las Unidades Volcánicas

6 ESTUDIO GEOQUÍMICO DE LAS UNIDADES VOLCÁNICAS

Se realizaron análisis geoquímicos de roca total para determinar los elementos

mayores, elementos trazas y tierras raras, en un total de 33 muestras de las rocas volcánicas

e hipabisales, representativas de las unidades volcánicas identificadas en la zona de estudio.

Específicamente se analizaron 4 muestras de la Unidad volcánica El Cajón-Las Palomas, 8

de la Unidad volcánica Cerro Prieto, 10 de la Unidad volcánica Las Agujas y 11 ejemplares

del Depósito Ignimbrítico Hiperalcalino.

Las muestras para analizar se seleccionaron a partir del interés y la visualización de

cambios litológicos en campo y mineralógicos en la petrografía. La recolección de muestras

fue llevada de manera sistemática procurando obtener una cantidad suficiente de esquirlas

(tamaño aproximado a 5 cm) que cumplieran con las condiciones de representatividad

estadística de la unidad litológica, para lo cual se realizó una selección de muestras frescas

evitando alteraciones, intemperismo, vetillas, amígdalas rellenas de algún material como

cuarzo, calcita y zeolitas.

A la par del muestreo para geoquímica, se tomaron ejemplares para realizar un

estudio petrográfico, mismo que permite cerciorarse de la viabilidad de análisis y, por lo

tanto, de la confiabilidad de los resultados. Finalmente se procedió al etiquetado y control

de la muestra.

En muchos casos era posible observar que la matriz y minerales de la roca estaban

muy frescos, no obstante, contenían amígdalas y en el caso del volcanismo hiperalcalino, se

presentaban abundantes líticos ajenos a las lavas ignimbríticas. Estas muestras requirieron

de una preparación especial, misma que será explicada más adelante.

6.1 Técnicas analíticas

La etapa de laboratorio inicia con la preparación de muestras para su análisis

geoquímico, este paso consiste en la trituración de los fragmentos de roca, el cual se realizó

en el laboratorio de preparación de muestras del Instituto de Geología de la Universidad

Nacional Autónoma de México, Estación Regional del Noroeste (UNAM-ERNO).



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Para esta fase de preparación, se utilizó la quebradora de quijadas de acero

inoxidable Braun Chipmunk (Figura 45). Para evitar una contaminación entre las muestras,

una vez que el equipo se encontraba limpio y listo para usarse, se iniciaba con la trituración

de una primera porción de la muestra en cuestión, esto con el fin de provocar una

autocontaminación en el equipo, que generara un ambiente óptimo para la fragmentación

final (gravilla definitiva de tamaños inferiores a 0.5 cm).

Posterior a la obtención de gravilla, se realizó una separación manual en las

muestras que habían sido consideradas como buenas para análisis al tener una matriz y

minerales frescos. Tal separación consiste en eliminar amígdalas y, en el caso del

volcanismo hiperalcalino, eliminar líticos ajenos a las lavas ignimbríticas, de los vitrófiros

muy frescos con fracturas rellenas de caliche, se trató de diluir el carbonato, en otros casos

se eliminaron en gran porcentaje las esferulitas de desvitrificación y pómez alteradas.

Campana de extracción

Depósito de roca triturada (gravilla)

Depósito de Esquirlas de roca

Placas de acero inoxidable

Figura 45 Quebradora de quijadas de acero inoxidable Braun Chipmunk, laboratorio de Preparación de muestras del Instituto de Geología de la Universidad Nacional Autónoma de México, Estación Regional del Noroeste (ERNO)

Gómez-Valencia A. M. 2011 Petrología y geoquímica del volcanismo Oligoceno-Mioceno medio en Rayón, Sonora:

énfasis en el estudio y significado del volcanismo híperalcalino en la región.

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Siguiendo la preparación de las muestras, se cuarteó la gravilla limpia, usando papel

bond, hasta obtener aproximadamente 50 gr, mediante un submuestreo aleatorio establecido para

obtener un porcentaje estadístico de muestra para su pulverización y otra cantidad equivalente

para el limpiado del contenedor de la máquina pulverizadora.

La pulverización se efectúo en el Laboratorio de Preparación de Muestras del

Departamento de Geología de la Universidad de Sonora, utilizando un molino centrífugo de

bolas Retsch S100 (Figura 46), con contenedor de ágata y cubierta exterior de aluminio, el cual

utiliza 13 canicas de ágata, considerando su buen funcionamiento alternativo a los molinos

planetarios.

En este proceso se tomó una precaución adicional para evitar la contaminación de la

muestra en el proceso de preparación, se realizó un lavado con agua y agua destilada, tanto en

mesas, como contenedor, canicas y cedazo de acero inoxidable. Se secó con toallas de papel,

después se procedió a la autocontaminación del contenedor y de las canicas con una fracción del

triturado de la misma muestra.

http://pdf.directindustry.es/ www.retsch.de

Figura 46 Molino Centrífugo de bolas Retsch S100, esquematización del equipo, y su funcionamiento interior.

http://pdf.directindustry.es/

http://www.directindustry.es/prod/retsch/tamiz-de-prueba-19308-48684.html#prod_48684



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Después, se pulverizó la muestra, hasta alcanzar la fracción estándar malla 230

(<64µ), donde el producto final se debe de sentir al tacto como el talco, esto con el fin de

asegurarse que se hayan pulverizado hasta los minerales más duros como el zircón.

Para cada muestra se emplearon aproximadamente 10 gr de polvo para su análisis,

por un lado, en el Laboratorio comercial ALS CHEMEX de Vancouver, Canadá, con los

equipos ICP-OES (para la obtención de elementos mayores) e ICP- MS (para la obtención

de elementos traza).

Los resultados de los 33 análisis de roca por elementos mayores, presentados como

óxidos (% peso), el cálculo de la Norma CIPW (base anhidra), y los resultados de REE y

elementos traza, son presentados en las tablas 5, 6, 7 y 8.

Para los cálculos de la Norma CIPW y la elaboración de los diagramas presentados

en este documento, se utilizó el programa IGPET 2007. Se verificó el correcto uso de los

datos, asegurándonos previamente de que los valores de los análisis estuvieran en base

anhidra, es decir, que hayan sido eliminados los volátiles H2O+, H2O-, y/o LOI (pérdida

por ignición) y que al final se hayan recalculado los datos al 100%, tal como lo establecen

las normas de la Unión Internacional de Ciencias Geológicas (IUGS).

Para este estudio geoquímico se siguieron manejando los mismos grupos

identificados bajo el análisis petrográfico (Figura 47).

Figura 47 Diagrama TAS (álcalis vs Sílice) propuesto por Le Bas et al. (1986), con la línea discriminante de Irvine y Baragar (1971), mostrando la clasificación química del volcanismo de la región.



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6.2 Geoquímica de la Unidad volcánica El Cajón-Las Palomas

Elementos Mayores

El análisis químico

correspondiente a la Unidad

volcánica El Cajón-Las Palomas se

realizó en cuatro muestras: una toba

zeolitizada (ECDP09-01C), una

perlita (ECDP09-02A), una andesita

correspondientes a la zona de El

Cajón (ECDP09-05) y, un vitrófiro

de la localidad Las Palomas (COP09-

02).

Las características

geoquímicas que permiten clasificar

a las lavas de esta unidad pueden ser

apreciadas en el diagrama TAS

propuesto por Le Bas et al. (1986)

(Figura 48A). En este diagrama se

observan contenidos elevados de

sílice (70-78%) para las muestras

félsicas y valores en álcalis entre 7 y

8 %, a excepción de la toba ECTP09-

01C que muestra valores inferiores al 3%. Esta anomalía es debida probablemente a la

lixiviación del potasio en esa muestra (Figura 48B). En cambio la muestra ECDP09-05

tiene contenidos de sílice en un 59.50% y álcalis cercanos al 6%. A pesar de estas

diferencias las 4 muestras se ubican dentro del dominio subalcalino (marcado por la línea

de Irvine y Baragar, 1971). El cálculo de la norma CIPW en los análisis químicos de esta

Unidad muestra abundante presencia de cuarzo normativo confirmando una sobresaturación

en sílice para estas rocas.

Figura 48 A) Diagrama TAS (álcalis vs Sílice) propuesto por Le Bas et al. (1986), con la línea discriminante de Irvine y Baragar (1971), y B) Diagrama (K2O vs SiO2) propuesto por Peccerillo y Taylor (1976).

B)



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Las riolitas ECDP09-02A y COP09-02 muestran contenidos relativamente elevados

en potasio para sus concentraciones en sílice, que son similares a los de algunas rocas

pertenecientes a una serie calcoalcalina alta en potasio como se observa en el diagrama de

Peccerillo y Taylor (1976) (Figura 48B). Por otro lado la muestra andesítica ECDP09-5

presenta una relación de esos mismos elementos típica de las rocas de una serie

calcoalcalina.

Esta afinidad química se ve claramente en el diagrama AFM (Álcalis, Fierro total y

Magnesio, Figura 49) propuesto por Kuno (1968).

Figura 49 Diagrama AFM (Álcalis, Fierro y Magnesio), propuesto por Kuno (1968)



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Elementos traza

El diagrama de Tierras Raras normalizado a condrita (Figura 50A), para las rocas

félsicas, muestra un cierto paralelismo entre el espectro de la perlita de El Cajón y el

vitrófiro de Las Palomas. Los espectros tienen una forma de L, con valores elevados en

LREE y una pendiente pronunciada entra La y Dy, una anomalía negativa moderadamente

pronunciada en Eu, sugiriendo un moderado fraccionamiento de plagioclasa, y HREE

Tabla 5 Geoquímica de elementos mayores, elementos traza, tierras raras (REE) y minerales normativos de las rocas representativas de la Unidad

volcánica El Cajón-Las Palomas.

Muestra ECDP09-01C ECDP09-02A ECDP09-05 COP09-02 Muestra ECDP09-01C ECDP09-02A ECDP09-05 COP09-02

Roca TR TR A R Roca TR TR A R

SiO2 65.20 73.70 59.50 67.50 Cu NP NP 17.00 6.00

Al2O3 13.20 11.95 17.35 14.55 Cr 10.00 NP 10.00 NP

Fe2O3 1.21 0.95 5.86 2.64 Ni 13.00 NP 15.00 NP

CaO 2.22 0.83 6.27 2.53 V 9.00 NP 98.00 34.00

Na2O 1.65 3.11 4.08 4.05 Zn 68.00 38.00 97.00 55.00

K2O 1.45 4.38 2.01 3.06 Zr 73.00 73.00 207.00 213.00

MgO 1.62 0.10 2.22 0.90 Y 13.00 11.10 16.80 14.70

TiO2 0.08 0.09 0.78 0.38 Nb 24.90 13.30 9.70 13.60

P2O5 0.03 0.01 0.40 0.11 Pb 29.00 23.00 11.00 21.00

MnO 0.05 0.04 0.06 0.07 Th 14.15 6.63 5.00 11.75

SrO 0.73 0.02 0.17 0.06 Cs 37.20 1.66 3.97 28.60

BaO 0.04 0.16 0.12 0.14 Ga 20.10 15.60 22.50 18.10

LOI 14.50 3.08 2.05 4.44 Hf 3.80 2.70 5.10 5.80

Total 102.00 98.40 101.00 95.80 Sn 7.00 1.00 1.00 1.00

CIPW Ta 3.20 1.00 0.50 1.00

%An 42.21 12.67 38.67 24.55 U 3.11 1.93 1.33 3.15

Q 46.89 36.49 11.65 25.06 W 2.00 2.00 1.00 1.00

or 10.09 27.59 12.11 18.97 REEppm

ab 17.46 29.77 37.37 38.16 La 12.90 29.20 42.20 44.10

an 12.75 4.32 23.56 12.42 Ce 26.50 55.30 86.00 79.40

C 6.37 0.71 NP 0.27 Pr 3.85 6.21 10.90 8.63

di NP NP 4.41 NP Nd 13.40 20.10 40.80 29.20

hy 5.27 0.29 6.51 2.61 Sm 3.92 3.40 6.96 4.45

mt NP NP 2.43 1.01 Eu 0.15 0.57 1.78 1.07

il 0.09 0.07 1.11 0.56 Gd 3.54 2.92 5.73 4.21

ap 0.07 0.02 0.85 0.24 Tb 0.56 0.37 0.73 0.54

Trazas ppm Dy 2.99 2.01 3.36 2.79

Rb 120.50 97.20 33.50 166.50 Ho 0.53 0.36 0.64 0.53

Sr 6000.00 188.50 1410.00 515.00 Er 1.34 1.13 1.78 1.61

Ba 378.00 1425.00 1020.00 1190.00 Tm 0.24 0.16 0.26 0.24

Co 1.20 NP 13.70 4.30 Yb 1.46 1.03 1.44 1.61

Lu 0.23 0.16 0.22 0.26

Unidad volcánica El Cajón-Las Palomas



Figura 50 A) Diagrama de tierras raras (REE) normalizado a Condrita (Sun y McDonought, 1989) de la Unidad volcánica El Cajón-Las Palomas, B) Diagrama multielementos normalizado a manto primitivo, valores de normalización según Sun y McDonought, (1989).


relativamente horizontales. Sin embargo, existe una notable diferencia en el espectro

arrojado por la toba ECD09-01C, pues presenta un empobrecimiento en las LREE, una

marcada anomalía en Eu y el mismo patrón de las HREE. El empobrecimiento de LREE en

esta muestra sugiere estar asociado a una lixiviación parcial de las tierras raras más ligeras

y/o a una disminución en las concentraciones relacionada con las altos valores (14.5) de

LOI (Gifkins et al., 2005).

El diagrama multielementos normalizado al manto primitivo (Figura 50B), confirma

el mismo arreglo espectral de las concentraciones de elementos traza de las rocas vítreas de

El Cajón y Las Palomas. Los espectros presentan además anomalías negativas en Nb-Ta, P

y Ti, que aumentan con el grado de diferenciación de los magmas en cada grupo.

Anomalías positivas en Pb y Ba ocurren de manera independientemente a este fenómeno.

Marcadas diferencias radican en la presencia de anomalías positivas en Sr y Ta, con

anomalías negativas en Ba, La, Ce y Eu para la muestra ECDP09-01C. Las cuales pueden

ser adjudicadas a movilidad de elementos producto de alguna alteración, como en el caso

de la anomalía positiva en Ta que puede ser provocada por la presencia de zeolitas.

Por otra parte, la muestra ECDP09-05 en el diagrama multielementos normalizado

al manto primitivo (Figura 50B), muestra un arreglo espectral que se enriquece

progresivamente en los elementos más incompatibles. Además de anomalías negativas en

Nb-Ta, P y Ti, efecto del grado de diferenciación aunado a anomalías positivas en Pb y Ba

ocurriendo de manera independiente.



6.3 Geoquímica de la Unidad volcánica Cerro Prieto

Elementos mayores

Las características geoquímicas

que permiten clasificar a las lavas

estudiadas se aprecian en el diagrama

TAS propuesto por Le Bas et al. (1986)

(Figura 51A). Se observa que ambos

grupos de rocas se ubican por debajo

del dominio alcalino (marcado por la

línea de Irvine y Baragar, 1971). El

primer grupo se localiza dentro del

campo de las traquiandesitas, aunque es

necesario precisar que se trata de

verdaderas latitas (Figura 51C) dado

que los valores del K2O superan a la

relación Na2O menos 2%. Estas latitas

presentan contenidos muy similares en

SiO2 y valores de FeOt/ MgO

relativamente bajos (Miyashiro, 1974),

mostrando que se trata de rocas

pertenecientes a una serie calcoalcalina

(Figura 51B). Esta afinidad química es precisada en el

diagrama propuesto por Peccerillo y

Taylor (1976) (Figura 51C) para las

rocas de arco, destacando que este tipo

de lavas intermedias no se ubican en el

campo de la serie shoshonítica, pero si

dentro del dominio de las series

calcoalcalinas altas en potasio.


Figura 51 A) Detalle del diagrama TAS (álcalis vs Sílice) propuesto por Le Bas et al., (1986), con la línea discriminante de Irvine y Baragar (1971), B) Diagrama de discriminación entre la serie calcoalcalina y toleítica [SiO2 vs (FeOt/Mg) propuesto por Miyashiro (1974) y C) Diagrama (K2O vs SiO2) propuesto por Peccerillo y Taylor (1976).



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El segundo grupo de rocas, se ubica en el campo de las rocas intermedias,

principalmente en el dominio de las dacitas. Estas lavas tienen contenidos en sílice en el

rango de 61-66% y valores de FeOt / MgO relativamente más altos en comparación con las

rocas de la Unidad volcánica Cerro Prieto, mostrando en algunos casos, una tendencia hacia

la serie toleítica en el diagrama de Miyashiro (Figura 51B). Esta afinidad química, presenta

valores en K2O muy elevados, teniendo similitud con las rocas calcoalcalinas ricas en

potasio (Figura 51C). Tales afinidades orogénicas se encuentran en completa congruencia,

tanto con las descripciones petrográficas (Tablas 2 y 3), como con la presencia de los

minerales normativos cuarzo, diópsido e hiperstena (Q, Di, Hy, Tabla 6 y 7), que subrayan

la sobresaturación en sílice de estos magmas.

Los elementos trazas

El diagrama de tierras raras normalizado a condrita (Figura 52A), muestra un cierto

paralelismo entre los espectros de las rocas de la unidad volcánica Cerro Prieto (grupo 1) y

las de la unidad volcánica Las Agujas (grupo 2). Los espectros tienen una forma de L, con

valores elevados en LREE y una pendiente pronunciada entra La y Dy, una anomalía

negativa poco pronunciada en Eu, sugiriendo un bajo fraccionamiento de la plagioclasa, y

HREE relativamente horizontales. Sin embargo, existe una notable diferencia entre los dos

grupos: a pesar de ser ligeramente más ricas en sílice, las lavas de la unidad volcánica Las

Agujas tienen un espectro considerablemente más empobrecido que el de la unidad

volcánica Cerro Prieto (Figura 52A).

El diagrama multielementos normalizado al manto primitivo (Figura 52B) confirma

primeramente una cierta similitud en las concentraciones de elementos traza de todas las

lavas (arreglo espectral uniforme según sus grupos) y, segundo, un enriquecimiento

progresivo en los elementos más incompatibles. Los espectros presentan además anomalías

negativas en Nb-Ta, P y Ti, que aumentan con el grado de diferenciación de los magmas en

cada grupo. Anomalías positivas en Pb y Ba ocurren de manera independientemente a este

fenómeno. Marcadas diferencias entre ambos grupos radican en la presencia de anomalías

positivas en Sr y un empobrecimiento general en todos los elementos en la Unidad

volcánica Las Agujas.



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Figura 52 A) Diagrama de tierras raras (REE) normalizado a Condrita (Sun y McDonought, 1989) de las unidades volcánicas terciarias del área estudiada, B) Diagrama multielementos normalizado a manto primitivo, valores de normalización según Sun y McDonought (1989).





Muestra ALL09-01 CPR09-03 CPR09-04 CPR09-06 CPR09-08 CPR09-09 CLNR10-01B CLNR10-02B

Roca A A A A A A A A

Localidad ALL CPR CPR CPR CPR CPR CPR CPR

Mayores %

SiO2 58.9 59.4 59.2 58.1 59.7 57.9 60.8 61.7

Al2O3 15.85 15.8 15.8 15.65 15.9 15.8 15.6 15.6

Fe2O3 6.47 6.53 6.48 7.55 6.81 6.94 6.56 6

CaO 5.08 5.22 5.26 5.59 5.47 5.44 5.02 4.8

Na2O 3.79 3.81 3.57 3.8 3.61 3.81 3.59 3.78

K2O 3.23 2.81 2.91 2.8 3.02 2.87 3.21 3.2

MgO 2.06 2.76 2.83 2.95 2.96 3.07 2.7 2.54

TiO2 0.99 0.99 0.99 1.26 1.04 1.04 0.94 0.87

P2O5 0.46 0.53 0.51 0.7 0.52 0.52 0.49 0.48

MnO 0.11 0.11 0.11 0.13 0.11 0.11 0.11 0.1

SrO 0.08 ND ND ND ND ND 0.08 0.07

BaO 0.15 ND ND ND ND ND 0.15 0.15

LOI 2.27 0.86 0.84 0.98 0.37 1.16 1.47 0.99

TOTAL 99.44 98.82 98.5 99.51 99.51 98.66 100.5 100.28

Trazas ppm

Rb 83.3 63.1 65.8 54.4 62.4 54.1 85.1 82.1

Sr 676 713 695 713 719 765 643 591

Ba 1220 1235 1220 1260 1215 1225 1305 1290

Co 17.1 16.9 16.6 19.5 17.6 18.6 15.6 14.5

Cu 22 22 22 24 25 27 22 22

Cr 50 50 50 50 50 50 50 50

Ni 29 29 31 32 32 35 24 25

V 106 109 109 121 116 114 106 100

Zn 92 97 93 104 94 96 101 96

Zr 315 337 332 327 310 317 381 362

Y 25.9 27.8 27.3 30 25.9 27.3 29.8 28.2

Nb 14.1 15.3 15.1 15.6 14.3 15.1 18 16.5

Pb 15 16 15 14 15 15 17 17

Th 3.99 4.36 4.13 4.1 4.1 4.05 5.86 6.16

Cs 1.16 0.59 0.64 0.5 0.63 0.75 0.65 0.68

Ga 20.4 20.2 20 20.1 20.3 20.2 19.2 19.2

Hf 7.7 7.8 8 8.1 7.5 7.7 8.7 8.1

Sn 1 2 2 2 2 2 2 2

Ta 0.8 0.8 0.8 0.9 0.8 0.8 1 1

U 1.17 1.24 1.21 1.15 1.15 1.24 1.58 1.55

W 1 1 1 1 1 1 2 2

REE ppm

La 47.7 50.9 50.3 51.1 47.9 49 57.1 55.6

Ce 94.2 101.5 100 103.5 95.4 97.7 114.5 110.5

Pr 11.3 12.25 11.85 12.65 11.4 11.75 13.65 13.3

Nd 43.4 46 45.4 49.1 43.5 44.9 49.7 47.5

Sm 7.71 8.02 7.93 9.03 7.69 8 8.84 8.37

Eu 1.95 1.95 1.97 2.28 1.95 1.99 2.06 1.87

Gd 7.42 7.69 7.51 8.51 7.33 7.59 8.05 7.67

Tb 0.99 1.05 0.99 1.15 1 1.05 1.07 1.01

Dy 4.95 5.35 5.42 5.85 5.16 5.48 5.6 5.32

Ho 0.99 1.11 1.06 1.17 1 1.05 1.11 1.04

Er 2.86 3.03 2.95 3.23 2.93 2.98 3.2 3

Tm 0.38 0.4 0.41 0.45 0.38 0.39 0.47 0.47

Yb 2.46 2.72 2.72 2.92 2.56 2.69 2.85 2.72

Lu 0.36 0.43 0.42 0.44 0.38 0.4 0.45 0.41

Unidad volcánica Cerro Prieto

Tabla 6 Geoquímica de elementos mayores, elementos traza, tierras raras (REE) y minerales normativos de las rocas de la Unidad volcánica Cerro Prieto (Tipos de Roca y Localidades: A.- Andesita, ALL.- Arroyo Los Lobos y CPR.- Cerro Prieto).



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Muestra BET08-01 CLCRS09-02B CLCRS09-03A CLCRS10-02B CLCRS10-03B CLNR10-03B CLNR10-04B CLNR10-05B CCR09-02 CCR09-04

Roca DH AH AH DH AH DH DH DH DH DH

Localidad BET CLC CLC CLC CLC CLN CLN CLN CEP CEP

Mayores %

SiO2 61.1 58.4 59.4 65.7 59.9 63.6 62.2 63.5 62.7 62.7

Al2O3 15.85 16.5 17 16.9 16.9 17.2 16.8 16.95 17.1 17.35

Fe2O3 4.29 5.05 5.1 4.41 5.11 4.54 4.43 4.59 4.77 4.85

CaO 4.76 6.23 6.15 4.68 6 5.19 5.51 5.53 5.58 5.62

Na2O 4.34 4.21 4.19 4.3 4.17 4.38 4.03 4.22 4.33 4.34

K2O 1.82 1.41 1.59 1.83 1.55 1.61 1.49 1.59 1.58 1.68

MgO 1.22 1.99 1.19 1.44 1.08 1.45 1.69 1.53 1.52 1.46

TiO2 0.59 0.84 0.78 0.65 0.75 0.62 0.61 0.61 0.68 0.69

P2O5 0.31 0.31 0.36 0.23 0.35 0.27 0.28 0.26 0.25 0.29

MnO 0.08 0.08 0.09 0.07 0.09 0.07 0.08 0.08 0.09 0.09

SrO 0.11 0.18 0.17 0.09 0.16 0.14 0.12 0.12 0.14 0.13

BaO 0.1 0.07 0.08 0.11 0.08 0.13 0.08 0.09 0.09 0.1

LOI 1.38 1.19 1.49 0.3 1.38 0.98 1.6 0.77 1.07 0.98

TOTAL 96 96.5 97.6 100.5 97.5 100.18 98.9 99.8 98.61 99.08

Trazas ppm

Rb 33.1 23.2 24.4 41.1 27 26.3 22.9 25.1 25.5 24.7

Sr 909 1445 1335 729 1250 1160 1030 1020 1145 1070

Ba 866 636 704 889 714 1120 746 789 755 817

Co 7.6 12.6 10.2 8.1 9 7.6 8.7 8.4 10.1 9.5

Cu 10 13 8 11 7 10 9 10 10 10

Cr ND 10 10 10 10 10 10 10 10 10

Ni ND 7 ND 5 ND ND ND ND ND ND

V 59 87 87 60 64 67 63 66 70 72

Zn 85 79 86 78 56 86 85 80 87 81

Zr 179 158 177 166 172 160 157 158 166 164

Y 14.5 14.4 15.4 14.6 15.1 14.1 13.4 16.2 16 15.3

Nb 10.5 7.5 8.5 9.8 8.7 8.3 8.1 8.3 8.9 8.7

Pb 11 8 8 12 7 10 9 9 10 9

Th 3.32 3.1 3.29 4.34 3.22 2.37 2.32 2.3 2.42 2.44

Cs 0.58 0.2 0.16 0.91 0.31 0.41 0.64 0.29 0.51 1.67

Ga 20.1 22.2 22.1 20 22.1 21.4 21.2 20.7 22.1 21.6

Hf 4.5 4.2 4.6 4.2 4.5 4 4 4.1 4.3 4.4

Sn 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Ta 0.7 0.4 0.5 0.6 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

U 0.92 0.87 0.87 0.97 0.87 0.76 0.75 0.75 0.74 0.74

W 2 1 1 2 2 2 2 2 1 1

REE ppm

La 27 27.1 28.4 26.3 26.7 22.9 20.9 23.9 25.5 24.4

Ce 53.7 58.5 59.4 50.2 57.1 46.4 43.9 46 49.6 49.2

Pr 6.69 7.74 7.91 6.24 7.46 6.08 5.72 6.22 6.49 6.45

Nd 24.9 29.3 29.9 22.6 27.9 23.4 21.6 24.2 26 25.9

Sm 4.41 5.3 5.24 4.1 5.1 4.43 4.27 4.57 4.76 4.63

Eu 1.23 1.42 1.5 1.19 1.39 1.28 1.18 1.23 1.43 1.36

Gd 3.93 4.37 4.68 3.91 4.37 3.87 3.51 4.24 4.4 4.59

Tb 0.52 0.56 0.59 0.53 0.54 0.52 0.52 0.55 0.6 0.6

Dy 2.78 2.83 3.04 2.67 2.82 2.69 2.58 2.87 2.98 2.9

Ho 0.54 0.53 0.58 0.53 0.55 0.5 0.49 0.57 0.6 0.6

Er 1.51 1.52 1.67 1.49 1.64 1.45 1.39 1.65 1.67 1.64

Tm 0.22 0.19 0.24 0.22 0.23 0.21 0.2 0.25 0.22 0.22

Yb 1.33 1.31 1.43 1.34 1.42 1.31 1.24 1.41 1.5 1.42

Lu 0.22 0.19 0.22 0.2 0.21 0.19 0.19 0.23 0.24 0.22

Unidad volcánica Las Agujas

Tabla 7 Geoquímica de elementos mayores, elementos traza, tierras raras (REE) y minerales normativos de las rocas de la Unidad volcánica Las Agujas. (Tipos de Roca y Localidades: DH.- Dacita hipabisal, AH.- Andesita Hipabisal, BET.- Barranco El Tigre, CLC.- Cerro Los Columpios, CLN.- Cerro La Nopalera y CEP.- Cerro El Picacho)




94


6.4 Geoquímica del Depósito Ignimbrítico Hiperalcalino del Mioceno Medio

Las características geoquímicas que

permiten clasificar estos depósitos como

riolíticos son apreciadas en el diagrama

TAS de Le Bas et. al. (1986), el cual

refleja que este volcanismo presenta altos

porcentajes de contenido en SiO2 (74-76%)

y álcalis (7-9%) con respecto a los valores

de alúmina ~12% (Figura 53A).

Le Maitre (2002) establece que una

Riolita es clasificada como hiperalcalina,

cuando presenta una asociación

mineralógica alcalina y/o contiene un

índice de hiperalcalinidad (IH) superior a

1, utilizando las proporciones moleculares

de los álcalis y de la alúmina

(Na2O+K2O/Al2O3).

Para las rocas de Rayón, Sonora, el IH

varía generalmente entre 0.8 y 0.93 (Tabla

8), de manera congruente con los valores

reportados para las ignimbritas

hiperalcalinas de Sonora central (Vidal-

Solano et al., 2007). En el caso de la

muestra MCDA09-04B que muestra un

índice de hiperalcalinidad de 0.63, puede

reflejar la asimilación de pequeños

fragmentos líticos que pudieron aportar,

por ejemplo, más aluminio a esta roca.

Figura 53 A) Detalle del diagrama Tas (álcalis vs sílice) propuesto por Le Bas et al., 1986, B) Diagrama de clasificación Qzo normativo vs FEMICOS normativos (Lacroix, 1934) y C) Diagrama de clasificación FeOt vs Al2O3 (MacDonald, 1974)

A)

B)

C)



95


Por otra parte los altos contenidos en Fierro de 1.62 a 2.07% con relación a los de

alúmina, clasifican a estas rocas hiperalcalinas (Figura 53B y C) como comenditas. Estas

muestras se comportan químicamente de la misma manera que las reportadas en Sonora

(Ignimbrita de Hermosillo, Vidal-Solano et al., 2005) y Baja California (Toba de San

Felipe, Stock et al., 1999, Olguín-Villa, 2009).

Elementos Traza

Los resultados de los elementos traza muestran que las primeras dos facies de la

unidad de enfriamiento de la Ignimbrita hiperalcalina en la región de Rayón, se caracteriza

por tener valores altos en Rb (175.5-201ppm), Sr (19.30-69.70ppm) y Zr (294-327ppm),

considerándose estos contenidos similares a los encontrados en Sonora y Baja California,

sobre otras manifestaciones distales correspondientes a la erupción. Algunas muestras de la

región centro sur y centro norte, muestran altos contenidos en Ba en un rango de 101 a 142

ppm, mientras que el comportamiento observado en el resto de las muestras se mantiene en

el rango de 61.70-86.50 ppm.

A B

Figura 54 A) Diagrama de tierras raras (REE) normalizado a Condrita (Sun y McDonought, 1989) de ignimbritas hiperalcalinas de Sonora y Baja California en comparación con las ignimbritas de la región de Rayón, Sonora, B) Diagrama multielementos normalizado a manto primitivo, valores de normalización según Sun y McDonought, (1989).



96


Los espectros de tierras raras obtenidos de la normalización contra condrita (Sun y

McDonought, 1989) para las ignimbritas de Rayón, Sonora (Figura 54A), muestran un

fuerte enriquecimiento en tierras raras ligeras, una marcada anomalía negativa en Europio y

una tendencia plana en las tierras raras pesadas.

En el diagrama multielementos normalizado contra el manto primitivo

(Figura 54B), se observan espectros muy similares entre sí, con enriquecimiento de

elementos incompatibles, y un patrón irregular característico, marcado por pronunciadas

anomalías negativas en Ba, Sr, P y Ti.



97


Tabla 8 Geoquímica de elementos mayores, elementos traza, tierras raras (REE) y minerales normativos de las rocas representativas de la Unidad

volcánica Las Agujas.

Sample LC09P-01 MCDA09-04B MCR10-01B MCR10-05B MLCR09-02B MLCR09-03B MLCR09-04B PAR10-01B PAR10-02B PAR10-03B RLS08-04

Long 526080 527679 530160 524860 526281 526131 527679 530682 530682 530682 531601

Lat 3292429 3284565 3276607 3277247 3291800 3291842 3284565 3275107 3275107 3275107 3269361

Mayores %

SiO2 75.90 74.98 76.30 76.69 77.40 76.24 76.39 76.36 76.74 75.93 76.68

Al2O3 12.46 13.81 12.72 12.57 11.79 12.65 12.83 12.45 12.29 13.00 12.42

Fe2O3 ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND

FeOt 2.07 2.06 1.80 1.73 1.76 1.81 1.92 1.84 1.88 1.91 1.62

CaO 0.62 0.95 0.58 0.61 0.46 0.61 0.26 0.58 0.62 0.62 0.58

Na2O 3.19 2.36 2.72 3.27 3.54 2.82 3.41 3.47 3.08 3.08 3.39

K2O 5.44 4.43 5.26 4.59 4.74 5.39 4.97 5.00 4.94 4.89 5.03

MgO 0.15 1.22 0.45 0.38 0.06 0.30 0.03 0.13 0.26 0.40 0.16

TiO2 0.14 0.13 0.13 0.12 0.12 0.13 0.13 0.13 0.12 0.13 0.12

P2O5 ND 0.01 0.01 ND 0.08 0.01 0.02 ND 0.03 ND ND

MnO 0.04 0.04 0.03 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 ND

LOI 3.08 7.38 4.47 4.30 0.80 3.98 1.06 3.40 3.59 4.33 4.26

Total 99.20 99.20 99.10 98.40 98.90 98.20 97.90 99.20 100.50 97.70 98.20

IH 0.89 0.63 0.80 0.82 0.93 0.83 0.86 0.89 0.85 0.80 0.90

Trazas ppm

Rb 188.00 151.00 180.00 201.00 185.00 195.50 194.50 187.00 179.50 182.00 175.50

Sr 44.40 69.70 44.90 46.90 25.80 31.30 16.20 27.10 31.90 30.00 19.30

Ba 80.30 101.00 142.00 115.00 86.50 70.90 71.20 58.50 61.70 63.60 65.50

Co 0.90 1.00 ND 0.50 0.80 0.60 0.70 0.60 0.60 ND ND

Cr 10.00 10.00 ND ND ND 10.00 ND ND ND ND ND

Ni ND 8.00 ND 5.00 ND 6.00 ND ND ND ND ND

V ND 15.00 7.00 5.00 15.00 0.00 11.00 ND ND ND ND

Zn 81.00 91.00 85.00 89.00 65.00 80.00 58.00 130.00 96.00 110.00 94.00

Zr 306.00 327.00 308.00 300.00 296.00 314.00 321.00 301.00 301.00 307.00 294.00

Y 50.10 56.20 59.20 54.80 48.60 53.10 45.60 52.10 53.20 55.60 48.00

Nb 23.40 26.10 25.10 24.80 23.00 25.10 24.30 24.00 23.20 24.80 21.60

Pb 23.00 27.00 27.00 26.00 20.00 23.00 25.00 23.00 23.00 25.00 24.00

Th 19.55 21.60 20.70 20.80 20.10 20.80 21.10 19.45 19.60 20.60 18.80

Cs 5.61 4.23 5.35 5.61 2.99 5.81 3.08 5.91 5.72 5.73 5.16

Hf 9.30 10.20 10.10 9.90 9.50 9.80 10.10 9.70 9.50 9.80 9.60

Ta 1.90 2.20 2.10 2.10 2.00 2.10 2.00 1.90 1.80 1.90 1.70

U 5.75 4.58 5.70 5.90 5.53 5.83 5.60 5.95 5.68 5.73 5.54

REE ppm

La 57.90 63.40 71.10 66.40 54.70 61.50 63.50 60.40 63.30 65.80 56.80

Ce 121.00 136.50 140.50 127.50 118.00 126.50 122.50 121.50 125.50 137.50 114.50

Pr 14.35 16.30 18.20 16.60 13.55 15.10 14.85 15.45 16.15 17.30 14.00

Nd 51.80 57.90 63.70 57.70 48.30 53.90 53.60 55.80 58.10 62.00 50.50

Sm 10.30 11.65 12.50 11.55 9.74 10.80 9.53 11.15 11.80 12.85 9.69

Eu 0.25 0.21 0.23 0.22 0.25 0.20 0.27 0.20 0.23 0.21 0.19

Gd 10.00 10.65 12.40 11.25 9.31 10.50 9.53 10.75 10.85 12.10 9.69

Tb 1.59 1.74 1.89 1.73 1.53 1.67 1.47 1.65 1.72 1.88 1.57

Dy 9.17 10.05 10.95 10.10 8.79 9.67 8.70 9.79 9.98 10.75 8.86

Ho 1.90 2.11 2.28 2.07 1.82 1.96 1.76 2.04 2.04 2.24 1.83

Er 5.45 6.01 6.46 6.01 5.45 5.68 5.18 5.94 6.00 6.50 5.32

Yb 5.17 5.55 6.03 5.59 5.05 5.27 5.01 5.59 5.69 6.28 5.08

Lu 0.84 0.88 0.99 0.88 0.81 0.87 0.76 0.92 0.93 0.96 0.79

Min Normativos

%AN 9.63 17.98 10.35 9.31 5.20 10.40 3.62 8.39 9.42 10.05 8.58

Q 33.40 38.76 36.74 36.39 36.01 35.81 35.28 33.88 36.60 35.64 34.41

or 33.15 27.06 32.02 27.88 28.78 32.83 30.20 30.35 30.08 29.73 30.50

ab 29.53 21.88 25.22 30.18 32.72 26.08 31.46 32.04 28.50 28.50 31.23

an 3.15 4.80 2.91 3.10 1.80 3.03 1.18 2.93 2.96 3.18 2.93

C 0.23 3.87 1.70 1.25 0.22 1.24 1.61 0.31 0.94 1.69 0.39

hy 0.42 3.49 1.27 1.09 0.17 0.85 0.09 0.36 0.74 1.13 0.45

il 0.07 0.07 0.05 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 ND

ap ND 0.02 0.02 ND 0.18 0.02 0.04 ND 0.07 ND ND

6 estudio geoquÍmico de las unidades …tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/21656/capitulo6.pdfpara...

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