Los carbonatos cámbricos y ordovícicos de la Precordillera

LOS CARBONA
TOS C
ÁMBRICOS Y ORDOV
CARBONATOS
CÁ
ORDOVÍÍCICOS
DE LA PRECORDILLERA ARGENTINA COMO
ROCAS DE APLICACI
ÓN INDUSTRIAL
APLICACIÓ
INDUSTRIAL USE OF CAMBRIAN AND ORDOVICIAN
CARBONA
TIC ROCKS FROM THE ARGENTINE
CARBONATIC
PRECORDILLERA
Osvaldo Luis Bordonaro
Osvaldo Bordonaro
INTRODUCCIÓN
Realizó sus estudios
en la Universidad
Nacional de San
Juan, obteniendo su
doctorado en Ciencias geológicas en
1983 sobre la estratigrafía de los carbonatos cambro-ordovícicos de la Precordillera. Es investigador independiente
de CONICET y Profesor Titular de la
Cátedra de Geología
Histórica de la Universidad Nacional
de San Juan. Se incorporó al IANIGLA
en 1990 y actualmente es Jefe del
Departamento de
Geología y Paleontología de este instituto.
En la Precordillera argentina
existe una secuencia de rocas
carbonáticas que fueron
depositadas en una extensa
plataforma somera y cálida
durante los períodos Cámbrico y
Ordovícico, que tiene una
potencia promedio de 2.200 m y
una extensión de afloramientos de 390 km de norte a sur
por 60 km de este a oeste
(Fig. 1).
Doctor in Geology,
University of San
Juan, with the subject: Cambro-Ordovician carbonates
stratigraphy in the
Precordillera, 1983.
He is researcher
from CONICET and
Professor of Historical Geology at the
Universidad Nacional de San Juan. He
joined IANIGLA in
1990. Presently, he
is director of the Department of Geology
and Paleontology at
IANIGLA.
IANIGLA 1973-2002
Esta secuencia está integrada por
diversos tipos de rocas
carbonáticas tales como limolitas
calcáreas, margas, calizas arcillosas,
calizas puras, calizas dolomíticas y
dolomías puras.
Por las características geoquímicas, los grandes espesores, la
continuidad areal, la ubicación
favorable y accesos, estas rocas
son utilizadas para diversos
usos industriales como materia
prima en la fabricación de cales
y cementos para construcción,
cales industriales, fundentes
para siderurgia, en cristalería,
cerámica, papelería y como
rocas de ornamentación.
Mediante el detallado conocimiento estratigráfico y
Fig. 1.
paleoambiental de estas rocas,
es posible identificar cada
nivel estratigráfico con los
diferentes usos actuales. Esta
INTRODUCTION
Argentine Precordillera.
Outcropings from this
A carbonatic Cambro-Ordovician
carbonatic sequence extend by
sequence, 2,200 m thick, is
390 km in the north-south
distributed all along the
direction and approximately 60
km in the east-west direction
(Fig. 1).
Carbonatic rocks are mainly
marls, marly limestones,
limestones, dolomitics limestones
and dolostones. Many of these
rocks are used for industrial
purposes such as cement and
lime for building, melter for iron
and steel, limes for chemical uses
and as ornamental rocks.
The intrinsic vinculation between
stratigraphy and uses is usefull
to prospect new measures in a
widespread area of outcropings
(Bordonaro, 1983).
STRATIGRAPHY AND USES
Industrial uses of carbonatic
rocks in relation to their
stratigraphycal units (formations
and members) are shown in
Figure 2. According to their
stratigraphy, the carbonatic
rocks are used as limes for
building (aerial and hydraulic),
natural and portland cement,
industrial limes (highly calcic,
calcic-magnesian and dolomitic), metallurgic melter for steel
123
relación intrínseca que vincula la
estratigrafía con la utilidad constituye
un método práctico y expeditivo de
prospección de nuevos niveles de
utilidad económica en nuevas áreas
donde afloran estas rocas
(Bordonaro, 1983).
ESTRATIGRAFÍA Y USOS
En el cuadro de la Figura 2 se
han colocado, en forma
paralela a la columna
estratigráfica, las aplicaciones
industriales tanto actuales como
potenciales de las rocas carbonáticas,
identificadas con cada unidad
estratigráfica. Ellas son usadas en la
fabricación de cales para la
construcción (hidráulicas y aéreas),
cementos Portland y natural, cales
industriales (áltamente cálcicas,
cálcicas-magnesianas, y dolomíticas),
fundentes para la elaboración de
arrabios y aceros, en la industria
química para la obtención de óxido
de calcio, carburo de calcio, óxido de
magnesio y magnesio metálico.
forma conjunta se obtiene el Ca y
aditivos necesarios para la
elaboración del Clinker del cemento
Portland y natural. Estos mismos
niveles son útiles para elaborar cales
hidráulicas. El Miembro Rivadavia
tambien es apto para fabricar cales
aéreas por su alto contenido de OCa
y escaso residuo insoluble.
Formación Zonda
(Cámbrico superior)
and iron, chemical industry of
OCa, calcic carbide, OMg and
metallic magnesium.
bases to asses tha quality and
variety of the carbonatic
materials.
More than a thousand chemical
analyses were carried out to
evaluate the CO3Ca and CO3Mg
frecuency curves for the different
stratigraphic levels. The
unsoluble residues and the free
silica presents as chert were also
evaluated (Fig. 2). These
chemical analyses provided the
La Laja Formation (Lower to
Middle Cambrian)
This unit is composed by finely
stratified limestones, marls and
limolites, varing in color from
gray and brown to yellow. This
formation comprises four
members (Bordonaro,1980) . The
Se han graficado las leyes promedios
de CO3Ca y CO3Mg en forma de
curva porcentual obtenidas de unos
1000 análisis químicos distribuidos
en toda la columna estratigráfica.
También se grafica el porcentaje de
residuo insoluble obtenido de los
análisis químicos y el contenido de
sílice libre en forma de chert o
pedernal, dado en forma estimativa.
(Fig. 2). Todos estos valores
reflejan en forma gráfica la calidad y
variedad del material analizado.
Formación La Laja (Cámbrico
inferior - Cámbrico medio)
Está integrada por diferentes tipos
de calizas, calizas arcillosas, margas y
limolitas, con estratificación fina,
lajosas y con colores pardos,
amarillos y grises. Toda la formación
está subdividida en 4 miembros
(Bordonaro,1980).
El Miembro
Rivadavia posee leyes de CO3 Ca
superior al 80 %, el contenido de
CO3 Mg es inferior al 5% y no tiene
Silice libre. Los Miembros Soldano y
Juan Pobre contienen abundante
residuo insoluble con Oxidos de
Hierro, Alúmina y silicatos.
Explotando estos tres miembros en
124
Geología Regional - Regional Geology
Está integrada por dolomías y
dolomías cálcicas con
estratificación laminada, gruesa
y maciza, con colores grises claros,
oscuros y blanquecinos. Está dividida
en cuatro miembros con notables
diferencias geoquímicas y litológicas.
El miembro inferior posee dolomías
micríticas y laminadas con
porcentajes de hasta 44% de
CO3Mg, con residuo insoluble de
hasta 2%, bajo contenido de Fe, P y
S. Sobreyace un miembro de
dolomías macizas microesparíticas a
esparíticas, con colores grises claros.
Contiene niveles con 44 % de
CO3Mg, residuo insoluble menor al 1
% y sin pedernal ni otras impurezas.
Ambos mienbros son utilizados en la
elaboración de cales dolomíticas y
magnesianas usadas como fundentes
para elaborar arrabio. Los elevados
tenores de magnesio y ausencia de
impurezas las hace potencialmente
aptas para la obtención de magnesia
cáustica (Bordonaro y Arroqui, 1995).
Los dos miembros superiores poseen
menores tenores de magnesio (hasta
40 % de CO3 Mg) y mayores
impurezas de pedernal. Sólo el
miembro superior puede ser útil para
elaborar cales magnesianas.
Formación La Flecha
(Cámbrico superior)
Está definida por una alternancia
cíclica de calizas y dolomías con
abundante padernal y estructuras
algales (Baldis et al., 1981). Esta
constante alternancia en bancos de
pocos metros de espesor hace
imposible la explotación individual de
cada banco. Actualmente sólo se
utilizan algunos paquetes dolomíticos
de mayor potencia (hasta 25 m) con
leyes que no superan el 40 % de
CO3 Mg, hasta un 3 % de residuo
insoluble, pero frecuentemente
están contaminadas con pedernal.
Estos se destinan a la elaboración de
cales magnesianas o en cristalería.
Los niveles calizos intercalados son
de baja ley y mala calidad por el
elevado contenido de magnesio y
abundancia de pedernal.
Formación La Silla
IANIGLA 1973-2002
(Ordovícico inferior)
Esta formación de unos 200 m de
potencia se caracteriza por tener
calizas macizas micríticas (Keller et al.,
1994) con el mayor contenido de
calcio de toda la secuencia,
alcanzando valores del 99 % de CO3
Ca. Además tienen muy poco OMg,
residuo insoluble menor al 1 %,
ausencia de sílice libre y valores de S
y P inferiores al 0,03 y 0,01 %
respectivamente. estas cualidades le
otorgan excelente calidad como
materia prima para elaborar cales
altamente cálcicas usadas en la
industria siderúrgica, cales y
cementos para la construcción,
Oca y carburo de Ca para la
industria química.
Rivadavia member reaches more
than 80% of CO3Ca, whereas the
percentages of CO3 Mg is below
5%. Silex is not present. The
Soldano and Juan Pobre
members include abundant
unsoluble residues with OFe,
alumina and silicates. These
three members provide the Ca
and the additives required to
produce the clinker of portland
cement. The same members could
be used to elaborate hydraulic
limes.
Zonda Formation
(Upper Cambrian)
This formation is integrated by
dolostones and calcic dolostones,
with thin, thick and masive
Formación San Juan
stratification, of light to dark
(Ordovícico inferior)
gray colors. It includes four
members. The lower member
Contiene calizas lajosas,
arcillosas y margas con valores has laminated micritic
dolostones with a percentage of
del 60% al 80% de CO3 Ca,
residuo insoluble mayor del 10 CO3 Mg up to 44 %, the
unsoluble residue represents up
% y frecuentes intercalaciones
de pedernal. Estos niveles son to 25% and there is scarce Fe, P
muy utilizados en la fabricación and S. A member of sparitic
de cales hidráulicas que no requieren dolostones is overlying the the
lower member with a percenttanto OCa pero precisan abundante
age of CO3Mg above 44 %,
Si, Al y Fe.
unsoluble residues below 1%
De hecho la mayor actividad minera
and without impurities. Both
de la Precordillera se debe a la
members are used to elaborate
explotación de esta formación que a dolomitic and magnesian
su vez constituye la mayor reserva
limes. The chemical composidel país en este rubro.
tion of these materials allows
the production of caustic
CONCLUSIONES
magnesia (Bordonaro &
Arroqui, 1995).The last two
Del análisis estratigráfico y del
members contain up to 40 % of
conocimiento paleoambiental de toda
CO3 Mg with scattered chert.
la secuencia carbonática cámbrica ordovícica se deduce que las
La Flecha Formation
variaciones litológicas y por ende las (Upper Cambrian)
variaciones químicas se producen en
It is represented by cyclic
forma gradual y transicional
siguiendo un orden que es el reflejo alternations of limestones and
de la evolución paleoambiental de la dolostones with chert and algal
cuenca de depositación a través del structures (Baldis et al. 1981).
Due to the narrownes of
tiempo (ver Figura 2).
limestone and dolostone layers
La síntesis de la estratigrafía con la
it use is not profitable.
utilidad industrial muestra que la
Presently a thick dolostone level
Formación La Laja es útil para fabricar up to 25 m thick containing on
cementos y cales para construcción, average 40 % of CO Mg and 3 %
3
la Formación Zonda es útil para
of unsoluble residue is under
fabricar cales industriales químicas y
explotation. This is rarely used
siderúrgicas, la Formación La Flecha
in nanufacture of magnesian
limes .
La Silla Formation
(Lower Ordovician)
This formation, 200 m thick,
has micritic masive limestones
with the higher percentages of
CO3 Ca for the whole sequence
(99 %). The unsoluble residue is
lower than 1%. There is not free
silex and the percentages of S
and P are 0,03 and 0,01 %
respectively. This unit has
excellent properties to elaborate
highly calcic limes, OCa, calcic
carbide, melter for iron and
steel, cements and limes.
San Juan Formation
(Lower Ordovician)
It contains marly limestones
and marls with 60 % to 80 % of
CO3 Ca, unsoluble residue
higher than 10 %, and chert.
This level is only used for
producing hydraulic limes for
constructions.
Most mining activities in the
Precordillera are concentrated
on the San Juan Formation,
which is the larger reserve of
limestones in Argentina.
CONCLUSIONS
The stratigraphycal and
sedimentological analyses
carried out for the whole
carbonatic sequence from the
Argentine Precordillera shows
gradual variations in chemical
composition in response to the
environmental evolution
during the Cambro - Ordovician basin.
For the previous chemical
analyses, it could be concluded
that the:
The La Laja Formation is
appropriate for the production
of cements and limes used in
constructions.
The Zonda Formation is
adequate for the elaboration of
chemical and siderurgical limes
and caustic magnesia.
The La Flecha Formation is
comparatively poor in carbon-
125
es poco útil y las Formaciones San
Juan y La Silla se utilizan en la
industria química, siderúrgica, calera
y cementera.
ates.
Finally, the La Silla and San
Juan Formations provide
cements and limes for building
uses, limes for chemical
industries, OCa and Calcic
carbide.
REFERENCIAS
REFERENCES
BALDIS, B.; O. BORDONARO; M.
BERESI y E. ULIARTE. 1981.
Zona de dispersión
estromatolítica en la
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Buenos Aires.
BORDONARO, O. 1983. El factor
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dolomías en la Sierra Chica de
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Argentino de Geología
Económica 1: 193-203. San Juan.
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cámbricas de San Juan. V
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Geología Económica.1:37-42.
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KELLER, M; F. CAÑAS; O. LEHNERT
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Ordovician of the
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Argentina): Some stratigraphic
reconsiderations. Newsletter
Stratigraphy, 31(2): 115-132.
Berlin. Stuttgart.
Fig. 3. Distribución de
afloramientos de
carbonatos
cámbricos y
ordovícicos en la
Precordillera de La
Rioja, San Juan y
Mendoza y en el
Bloque de San
Rafael, Mendoza.
Fig. 3. Distribution
of Cambrian and
Ordovician
carbonates outcrops
in Precordillera of
La Rioja, San Juan
and Mendoza, and
in the San Rafael
Block, Mendoza.
126
Geología Regional - Regional Geology