METALES PESADOS EN FRAGMENTOS DE BASALTO DE LA BOCA DEL GOLFO DE CALIFORNIA. NOTA CIENTÍFICA

Trabajo recibido el 15 de enero de 1988 y aceptado para su publicación el 22 de abril de 1988.

RESUMEN

INTRODUCCIÓN

El material volcánico es un componente que con frecuencia se halla presente en los sedimentos pelágicos, aunque su concentración varía considerablemente de un lugar a otro, y rara vez viene a constituírse como el componente principal de los sedimentos (Chester y Aston, 1976).

Los basaltos son el tipo de roca volcánica predominante en los fondos oceánicos, y éstos han sido divididos en dos grupos principales (Nicholls, 1965); en basaltos tholeíticos y basaltos alcalinos. Ambos tipos son comunes sobre las islas oceánicas, pero los basaltos dragados desde el fondo oceánico son generalmente de caracter tholeítico y varían en su composición desde los "típicamente" (con la más alta concentración de Si02) tholeíticos a basaltos enriquecidos en aluminio (Nicholls, 1965). Un gran número de investigaciones realizadas en los. sesenta (Engel et al,1965; Gast, 1965; Freyet al, 1968; Melson et al 1968, Kayet al, 1970; entre otros), vinieron a sugerir que los basaltos de las cordilleras oceánicas poseen una composición química homogénea y consistente; sin embargo más recientemente se ha demostrado que los basaltos expelidos a lo largo de las cordilleras son heterogéncos química e isotópicamente, reflejando las composiciones variables de las fuentes de suministro (Hartet al, 1973; Whiteet al, 1976; Bougault y Treuil, 1980; Dupré y Allegre, 1980; entre otros).

En las campañas PALEO II Y BERMEJO I realizadas en 1983 y 1985, respectivamente, se colectaron varios núcleos desde la boca del Golfo de California en dos de los cuales se separaron numerosos fragmentos de basalto. En esta nota se discute la química elemental de diez metales pesados en estos remanentes de rocas ígneas submarinas.

La boca del Golfo de California, viene a constituírse como el límite de las placas Pacífico y norteamericana en lo que viene a ser las zonas de fractura Tamayo y Rivera (Larson, 1972) que se conectan con el Dorsal del Pacífico Oriental (Fig 1). En esta área las tasas de sedimentación son altas, especialmente debido a los grandes aportes de sedimentos detríticos que se originan desde el Continente. El grosor de los sedimentos en la zona llega a alcanzar hasta los 100-200 m, y consiste basicamente de arcillas hemipelágicas en algunos casos ricas en diatomeas (Gieskes et al, 1983). Más detalles acerca de área pueden ser encontrados en Rusnak y Fisher (1964); Larsonet al (1968); Larson (1972); Macdonald et al (1979); entre otros, además de los numerosos estudios realizados en el proyecto de perforación de los fondos pelágicos (DSDP) Leg 65 con el estudio de los sitios 482, 483, 484, y 485.

Figura 1. Localización del área de estudio. (.) puntos donde se colectaron los núcleos.

Del total de núcleos colectados en los cruceros PALEO II y BERMEJO I, once se extrajeron desde la cuenca Mazatlán en lo que viene a ser la falla Transforme Tamayo en la Boca del Golfo de California (Fig. 1), B35 y P3, fueron los únicos núcleos que presentaron fragmentos de basalto. Estos dos núcleos se extrajeron mediante un nucleador tipo gravedad (Páez Osunaet al 1986), la extrusión, corte y exprimido de los sedimentos fue realizada a bordo del B/O "El Puma", y la preservación de la fase sólida se realizó mediante bolsas de polietileno selladas en una atmósfera inerte de argón a 4±5ºC.

Posteriormente en el laboratorio antes de efectuar los análisis el material ígneo se secó (100ºC/24hrs) y molió despues de separar los fragmentos de basalto presentes en cada una de las secciones de los núcleos (Tabla 1).

Las concentraciones de los metales fueron analizadas a la flama en un espectrofotómetro de absorción atómica Shimadzu AA-630-12, una vez que el material digerido fué centrifugado y diluído apropiadamente (Fig. 2). La digestión de las muestras se realizó con agua regia invertida (HN03/HCI) en bombas de calor (Breder, 1982); la confiabilidad de la técnica fue probada mediante dos tipos de material sedimentario; con un par de estandares MESS- 1 y BCSS-1 de la National Research Council of Canada (Russel, 1984) y una muestra certificada SDN-112 del organismo de energía Atómica Internacional (IAEA, 1985). La precisión en los niveles encontrados en este estudio expresado como el coeficiente de variación (n = 6) para los metales analizados fue: Cu, 4.1%; Ni, 5.6%; Co, 6.4%; Cr, 93%; Mn, 3.7%; Pb, 5.6%; Zn, 3.8%; Cd, 8.1%;Fe, 1.8%, Ag, 9.5%.

TABLA 1 PROPORCIÓN DE BASALTO VÍTREO (>1 mm)* SEPARADO EN LAS SECCIONES DEL NÚCLEO B35 (mg)

Figura 2. Esquema del procedimiento analítico para el Análisis de Metales Pesados.

En la Tabla 1 se presienta una lista de las proporciones de basalto (mayores a 1 mm) separadas del núcleo B35. La mayor parte de este material consistió en basalto vítreo oscuro en tamaños siempre menores a 1.5 cm, algunos de los cuales mostraron horadaciones en la superficie en forma de tubos cilíndricos de aproximadamente 8 mm de diámetro y 3-5 mm. de longitud, por su parte los fragmentos del intervalo 30-35cm, presentaban forma más bien laminar. En el núcleo P3 se separó solamente un fragmento de roca basáltica oscura de aproximadamente 1.97 cm de largo y 1.34 cm de ancho con un espesor de 0.83 cm.

La presencia de fragmentos de basalto en esta zona al parecer no son raros de encontrar ya que desde los trabajos de sedimentología realizados por van Andel (1964) se reporta la presencia de numerosos trozos de vidrio, y un porcentaje de hasta 25% en la fracción 0.06-0.25 mm de varias muestras superficiales.

De acuerdo a los estadíos de la palagonitización (Honnorez, 1981), los fragmentos de basalto de los dos núcleos P3 y B35 se hallan en una etapa intermedia o madura, en la que los gránulos vítreos formados de vidrio alterado se hallan cementados por material intergranular reflejando tal estadío.

En la tabla 2 se presentan las concentraciones de los elementos analizados en este estudio; el núcleo B35 ofrece una excelente oportunidad para observar los cambios en la composición de los fragmentos que están siendo sepultados; ya que en este núcleo fue posible analizar porciones de las seccciones 0-5, 5-10, 20-25, 25-30, y 30-35 cm. Si consideramos la diferencia entre el valor de la concentración de la sección superficial (0- 5 cm) y la del fondo (30-35 cm), tenemos que al sepultarse los remanentes del basalto estos tienden aparentemente a perder o disminuír su concentración de Co, Cr, Pb, Mn y Fe y a ganar o ligeramente aumentar la concentración de Ni, Zn, Cd, y Ag, mientras que el Cu no parece mostrar tendencia alguna en el perfil de la columna sedimentaria.

En una revisión detallada, Honnorez (1981), encuentra que la oxidación e hidratación del basalto es muy común, y que en relación a elementos como Fe, Mn, Cu, Ba y Sr, se presentan efectos variables ya sea de pérdida o ganancia desde la roca. Sin embargo, en un trabajo más reciente en donde se discute el intercambio neto entre el basalto y el agua de mar, Thompson (1983) estimó los flujos de los elementos considerando el rango completo de temperatura de las reacciones, concluyendo que el basalto suministra Fe, Mn, Cu, Zn y Ni además de Si, Ca, Ba y Li. Adicionalmente, otro aspecto que llama la atención de los niveles de metales encontrados en estas muestras vienen a ser los relativamente bajos valores en comparación a otros tipos de basaltos, en la tabla 3 es posible observar los bajos niveles de Cu, Zn, Mn y Fe, lo cual sugiere que los fragmentos de ambos núcleos están muy alterados en relación a cualquiera de las muestras del dorsal (Humphris y Thompson, 1978; Páez-Osuna, 1987), o de la misma Isla Tortuga (Batiza, 1978) en el interior del Golfo de California.

TABLA 2 CONCENTRACIÓN (,µ g g -¹, Fe en %) DE METALES PESADOS EN LOS FRAGMENTOS DE BASALTO SEPARADOS DE LOS NÚCLEOS B35 Y P3

TABLA 3 COMPARACIÓN DEL CONTENIDO DE METALES PESADOS EN MUESTRAS DE BASALTO DE LA BOCA DEL GOLFO DE CALIFORNIA Y OTRAS REGIONES.(µ g.g-¹, Fe en %)

Los autores queremos agradecer la valiosa colaboración de Carmen Leonor Tripp Quezada en los análisis. El financiamiento para la realización del presente trabajo fue obenido a través del Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, UNAM, y del Proyecto CONACyT PCCBBNA-021995.

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