MINERALOGIA DE LOS SEDIMENTOS DE UN NÚCLEO DE LAGUNA MITLA, GUERRERO, MÉXICO

Trabajo recibido el 17 de septiembre de 1982 y aceptado para su publicación el 22 de noviembre de 1982.

RESUMEN

INTRODUCCIÓN

El transporte y la depositación de sedimentos en estuarios son procesos complejos con varios factores interactuando que afectan el destino final de los sedimentos (Edzwald and O'melia 1975). La complejidad de los procesos estuarinos está relacionada con las fuertes variaciones en la salinidad y en muchas ocasiones con los cambios del potencial redox. En diferentes estudios de campo y de laboratorio se ha intentado dilucidar o conocer la influencia de los gradientes de salinidad sobre los minerales arcillosos, sin embargo, no han sido muy considerados los efectos de los cambios de las condiciones redox al depositarse los minerales.

De acuerdo a el modo de originarse los minerales que componen los sedimentos acuáticos, pueden ser de tres tipos: (1) Los minerales detríticos que no se alteran o modifican al entrar al Sistema fluvial-estuarino. (2) Los minerales detríticos que se alteran significativamente, y que se derivan de otros pre-existentes. (3) Los minerales que se originan en el ambiente acuático, cuya formación no parte de un mineral preexistente.

En el presente estudio se examinaron las variaciones de los minerales más abundantes en un núcleo de sesenta centímetros de longitud que refleja la evolución de condiciones de depósito de oxidantes a reductoras.

Laguna Mitla está localizada entre los paralelos l6°69' y 17°05' de latitud norte y los meridianos 100°14' y 100°25' de longitud oeste. La laguna está situada en una llanura costera angosta y su forma elongada es sensiblemente paralela al litoral (Fig. 1). A diferencia con otras lagunas costeras de Guerrero, Laguna Mitla es la única que no se comunica con el mar, y desde que cesó su comunicación con la zona litoral el vaso lagunar se ha convertido en un sistema receptor de aguas de escurrimientos y ríos temporales. Con profundidades someras de 1 a 3 m; su columna de agua presenta concentraciones variables de oxígeno disuelto durante el día, siendo los fondos predominantemente anóxicos.

Además del aporte de los materiales de la barra y de los escasos suelos adyacentes, una de las fuentes de procedencia sedimentaria más importante en los depósitos de laguna Mitla, son los indicados por los afloramientos de las rocas ígneas intrusivas de composición ácida y rocas metamórficas que norman la morfología lagunar en sus porciones central y oriental (Lankford et al., 1976).

Fig. 1. Localización del área de estudio. (.) es el punto donde se colectó el núcleo.

El núcleo usado en este estudio fue colectado en febrero de 1980 en el canal principal de Laguna Mitla (Fig. I). La extracción del núcleo se hizo mediante un nucleador de PVC (cloruro de polivinilo) el cual se operó con ayuda de equipo de buceo autónomo. Con el fin de preservar el acomodo original de las capas sedimentarias, el núcleo se transportó una vez congelado, y posteriormente se cortó en intervalos de un centímetro de espesor los cuales se usaron para los análisis.

Cada una de las muestras empleadas para el análisis mineralógico fue separada en las fracciones: Arcillosa (< 2 μm), limosa (2-62 uμm), y la porción de tamaño mayor a 62 micras (> 62 μm). La identificación de todos los minerales en las distintas fracciones se hizo con técnicas de difracción de rayos X, usando un difractómetro PhilipsNorelco con radiación de cobre Κα.

La mineralogía de la fracción arcillosa fue examinada como agregados orientados y cuantificados por los métodos descritos por johns et al. (1954), Griffin y Goldberg (1963) y Griffin et al. (1968).

A excepción de los minerales carbonatados que no se cuantificaron los minerales no-arcillosos más abundantes se midieron utilizando el criterio de Biscaye (1965). La pirita fue estimada mediante la intensidad del pico de difracción de 2.21 A. Todos los minerales de las fracciones mayores a 2 um fueron relacionados al área del pico de 4.26 A del cuarzo, así se enfatiza que los valores obtenidos por esta técnica son relativos solamente.

De las fracciones granulométricas separadas se determinaron amplias variaciones texturales a lo largo del núcleo, estando en general los sedimentos finos concentrados en la porción intermedia del núcleo. (Tabla 1).

De acuerdo a su abundancia los minerales arcillosos identificados son: caolinita, ílita, montmorillonita y en los centímetros inferiores del núcleo trazas de gibsita (Tabla 1).

Las concentraciones relativas de los minerales de la fracción arcillosa pueden ser explicados como reladonados con los mecanismos de intemperismo que operan en la planicie costera. Tardy (1969), sugiere que el agua de lluvia, al ponerse en contacto con las rocas forma caolín. A niveles topográficos bajos, el agua pluvial está más concentrada en sus sales que la componen como resultado de las reacciones del intemperismo, de la evaporación o ambas; la reacción entre el agua y los minerales primarios de las rocas o la caolinita ya formada producirá la montmorillonita. Invocando este mecanismo, Drever (1971) explicó la composición arcillosa de los sedimentos del río Ameca.

Independientemente de la intensidad del intemperismo en la región de la cual forma parte laguna Mitla, la escasa amplitud de la planicie costera no provee de una superficie favorable para el intemperismo y las reacciones no aportan concentraciones significativas de montmorillonita la cual siempre fue inferior al 11 % a lo largo del núcleo.

La presencia de trazas de gibsita y el cambio repentino en las concentraciones relativas de caolinita e ílita a partir del intervalo 40.5 cm en el núcleo, pueden ser explicados como sigue: La transición de un ambiente marino a otro no-marino puede reflejarse en la variación de la mineralogía de los materiales arcillosos. Spears y Amin (1981), han observado en las lodolitas de Tansley que el cambio de depositación no-marina a marina se refleja en un decrecimiento de la caolinita y un incremento de la ílita. Se han encontrado resultados similares a los de estos autores atribuidos a floculación diferencial relacionada con el aumento de la salinidad. (Brooks y Ferrell 1970, Edzwald y O'melia 1975).

En laguna Mitla siempre predominó el ingreso de agua dulce respecto a la de origen marino (Castro et al., 1978); a partir del cierre de la boca el fondo lagunar ha evolucionado y las condiciones óxicas originales se han transformado anóxicas. Esto se deduce de la presencia de bivalvos y fragmentos de conchas además de las huellas de organismos horadadores, (anélidos) en las capas inferiores del núcleo.

TABLA 1 DISTRIBUCIÓN DE TAMAÑO: Y MINERALOGÍA ARCILLOSA, TRAZAS SE REFIERE A LA PRESENCIA DEL PICO DE 4.85 A ° EN LOS DIFRACTOGRAMAS (FIG. 2).

Fig 2. Difractogramas de los minerales arcillosos identificados en cinco diferentes intervalos. En los intervalos del fondo se puede observar el cambio de proporción en los distintos picos y la presencia del pico de gibsita. Las letras designan los picos de los minerales; M = montmorillonita, K = caolinita, Pilitalmica y G = gibsita.

El aumento aproximado del 28% al 42% de ilita y la disminución del 64.5 al 49.6% de caolinita, observados desde el fondo a la superficie del núcleo, y la ausencia de gibsita en la porción superficial, pueden explicarse a partir del cambio en las condiciones de depositación lagunar de aeróbicas a anaeróbicas y no a cambios en la salinidad que pudieran haberse presentado antes y después del cierre de la barra que comunicó a la laguna con el Océano Pacífico.

La variación de la caolinita y la ilita puede explicarse también a partir de la formación o alteración autigénica de estos minerales. Sin embargo, estos procesos no han sido ampliamente investigados a excepción de los relacionados con la montmorillonita la cual puede formarse por autigénesis como lo han sugerido Johnson y Eisenreich (1979) al analizar algunos núcleos de sedimentos colectados en el Lago Superior. En el núcleo de Laguna Mitla, los difractogramas de rayos X no mostraron tendencia alguna de las concentraciones relativas de montmorillonita que nos indique la formación o alteración de este mineral.

Los minerales de las fracciones limosa y arenosa más abundantes fueron el cuarzo, los feldespatos, la pirita los anfiboles y trazas de ilita, las cuales se detectaron solamente en la fracción limosa (Tabla 2). No se observó un patrón regular en la variación relativa de estos minerales a lo largo del núcleo.

La apatita mal cristalizada se determinó escasamente diseminada a lo largo del núcleo, presentándose en granos café-amarillosos, similares a las fosforitas no consolidadas descritas por Cathcart (1968). Su origen posiblemente está relacionado con los materiales ricos en fósforo provenientes de las rocas ígnea de la sierra adyacente, los cuales al entrar al ambiente lagunar y formar parte de los sedimentos sufren algunas transformaciones hasta dar lugar a este tipo de partículas no-consolidadas. La regeneración de nutrientes a partir de los detritus viene a ser otra importante fuente del fósforo que puede contribuir en la formación de la apatita. Mee (1977) determinó concentraciones hasta de 170 ppm de fosfatos en el agua intersticial de un núcleo extraído desde el mismo punto de laguna Mitla, lo cual refleja las altas proporciones de este elemento en los sedimentos.

TABLA 2 CONCENTRACIÓN RELATIVA AL CUARZO DE LOS MINERALES MÁS ABUNDANTES DE LAS FRACCIONES LIMOSA Y ARENOSA. TODOS LOS PICOS FUERON RELACIONADOS AL ÁREA DEL PICO DEL CUARZO DE 4.26 A.

De los resultados obtenidos se puede concluir:

1. Los minerales arcillosos más abundantes fueron la caolinita, la ilita, la montmorillonita y trazas de gibsita en las capas del fondo del núcleo. La baja proporción de montmorillonita se explica debido a que la laguna se localiza en una planicie costera angosta, donde los procesos de intemperismo no son acentuados.

2. La transición de las condiciones de depositación de los sedimentos del núcleo de laguna Mitla de oxidantes a reductoras, parece estar reflejada en una disminución del 15% de caolinita y un aumento del 14% de ilita. Además de la presencia de gibsita que simultáneamente se presenta cuando las condiciones de sedimentación fueron en principio, oxidantes.

3. Los minerales no-arcillosos más abundantes tales como el cuarzo, los feldespatos y los anfíboles reflejan la mineralogía de las rocas, de la cual proceden.

4. La apatita mal cristalizada es probablemente el resultado de las alteraciones sobre algún material detrítico rico en fósforo, y su formación se ve favorecida por las altas concentraciones de fosfato de las aguas intersticiales.

5. Debido a las condiciones reductoras de los sedimentos, los cuales favorecen la formación autigénica de la pirita, ésta debe de originarse en los depósitos de la laguna.

6. La presencia de la ilita en la fracción limosa puede explicarse porque la separación no es eficiente o porque la separación de tamaño (2 um) no corresponde con el tamaño de este mineral arcilloso.

A.E.D. Goldberg, de la Institución Scripps de Oceanografía por haber brindado las facilidades de su laboratorio. A D. Valdés L. J. de la Rosa V. y J. I. Osuna L., por su valiosa colaboración en la obtención del núcleo; y en especial a J. J. Griffin por su asistencia y asesoría técnica.

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