Chert
Roca sedimentaria dura compuesta de cuarzo microcristalino, a menudo de origen biológico.
El chert es una roca sedimentaria dura y de grano fino compuesta principalmente de cuarzo microcristalino o criptocristalino, la forma mineral del dióxido de silicio (SiO₂). Generalmente se forma a partir de procesos biológicos, pero también puede formarse de manera inorgánica como un precipitado químico o mediante reemplazo diagenético, como en la madera petrificada. Cuando el chert aparece en tiza o marga, se le suele llamar pedernal.
La roca está compuesta en gran parte por los restos petrificados de un sedimento biogénico silíceo que cubre grandes extensiones del fondo oceánico profundo. Este sedimento contiene los esqueletos de sílice de diatomeas, silicoflagelados y radiolarios. Los cherts precámbricos son especialmente conocidos por preservar cianobacterias fósiles. Si bien el chert a veces contiene macrofósiles, muchos ejemplares carecen por completo de fósiles.
El chert se presenta en una amplia gama de colores, desde el blanco hasta el negro, aunque con mayor frecuencia es gris, marrón, gris parduzco, verde claro, rojo oxidado u ocasionalmente verde oscuro. Su color refleja los elementos traza presentes en la roca; los tonos rojos y verdes suelen deberse al hierro en sus formas oxidadas y reducidas, respectivamente.
En petrología, "chert" se refiere en términos generales a todas las rocas sedimentarias precipitadas químicamente compuestas principalmente de sílice microcristalina, criptocristalina o microfibrosa. La mayoría de los cherts son casi sílice pura y contienen menos del 5 % de otros minerales, principalmente calcita, dolomita, minerales de arcilla, hematita y materia orgánica. Sin embargo, los cherts varían desde variedades muy puras con más del 99 % de sílice hasta tipos nodulares impuros con menos del 65 % de sílice. El aluminio es el elemento menor más abundante, seguido del hierro y el manganeso, o del potasio, sodio y calcio. El agua extracristalina (pequeñas inclusiones de agua dentro y alrededor de los granos de cuarzo) constituye menos del 1 % de la mayoría de los cherts.
La clasificación de Folk divide el chert en tres categorías texturales. El microcuarzo granular consiste en granos de cuarzo aproximadamente equidimensionales, que van desde una fracción de micra hasta 20 micras de tamaño, generalmente de 8 a 10 micras. La calcedonia es una variedad microfibrosa de cuarzo, compuesta por haces radiales de cristales muy delgados de aproximadamente 100 micras de largo. El megacuarzo consiste en granos equidimensionales de más de 20 micras de tamaño. La mayoría del chert es cuarzo microcristalino con calcedonia menor y, a veces, ópalo, pero los cherts pueden variar desde ópalo casi puro hasta cuarzo casi puro. Poco ópalo tiene más de 60 millones de años. El chert opalino a menudo contiene fósiles visibles de diatomeas, radiolarios y espículas de esponjas vítreas.
El chert aparece en diversos entornos, incluidos depósitos de aguas termales (sinter silíceo), formaciones de hierro bandeado (jaspilita) y lagos alcalinos. Sin embargo, la mayor parte del chert se encuentra ya sea como chert estratificado o como chert nodular. El chert estratificado es más común en capas precámbricas, mientras que el chert nodular se volvió más común en el Fanerozoico a medida que el volumen total de chert en el registro rocoso disminuyó. El chert estratificado es raro después del Mesozoico temprano. El chert se volvió moderadamente abundante durante el Devónico y el Carbonífero, y nuevamente desde el Jurásico hasta el presente.
El chert estratificado, también llamado chert en cintas, se presenta como capas finamente estratificadas (de unos pocos centímetros a un metro de espesor) de chert casi puro separadas por capas muy delgadas de lutita rica en sílice. Por lo general, es de color negro a verde, y la secuencia completa de capas puede tener varios cientos de metros de espesor. La lutita suele ser lutita negra, a veces con pirita, lo que indica deposición en un ambiente anóxico. El chert estratificado se encuentra con mayor frecuencia junto a turbiditas, caliza de aguas profundas, roca volcánica submarina, ofiolitas y mélanges en los márgenes activos de las placas tectónicas. Las estructuras sedimentarias son raras en los cherts estratificados. Su alta pureza típica, similar a la de otras rocas precipitadas químicamente, apunta a una deposición en áreas con poca entrada de sedimentos detríticos, como el agua de los ríos cargada de limo y arcilla. Las impurezas presentes incluyen pirita y hematita autigénicas, formadas después de la deposición, junto con trazas de minerales detríticos.
El agua de mar generalmente contiene entre 0.01 y 11 partes por millón (ppm) de sílice, siendo típico alrededor de 1 ppm. Esto está muy por debajo de la saturación, lo que significa que la sílice normalmente no puede precipitarse del agua de mar mediante procesos inorgánicos. En cambio, los organismos vivos (diatomeas, radiolarios y esponjas vítreas) extraen sílice del agua de mar, incluso de agua muy insaturada. Se estima que estos organismos producen 12 kilómetros cúbicos de ópalo por año en los océanos del mundo. Las diatomeas pueden duplicar su número ocho veces al día en condiciones ideales, aunque una vez al día es más típico en el agua de mar normal, y pueden extraer sílice del agua con tan solo 0.1 ppm de sílice. Protegen sus esqueletos de la disolución blindándolos con iones metálicos. Después de que los organismos mueren, sus esqueletos se disuelven rápidamente a menos que se acumulen en el fondo del océano y sean enterrados, formando un sedimento silíceo que contiene entre un 30 % y un 60 % de sílice. Por lo tanto, los cherts estratificados suelen estar compuestos principalmente por restos fósiles de organismos secretores de sílice, que generalmente se alteran por disolución y recristalización.
Los esqueletos de estos organismos están hechos de ópalo-A, una forma amorfa de sílice que carece de estructura cristalina de largo alcance. Esto se transforma gradualmente en ópalo-CT, una forma microcristalina compuesta principalmente por cristales en forma de hoja de cristobalita y tridimita. Gran parte del ópalo-CT toma la forma de lepispheras (grupos de cristales en forma de hoja de aproximadamente 10 micras de diámetro). Luego, el ópalo-CT se transforma en microcuarzo. En el agua oceánica profunda, la transición a ópalo-CT ocurre a aproximadamente 45 °C, mientras que la transición a microcuarzo ocurre a una temperatura más alta.
Quick Facts
- Composition
- Microcrystalline or cryptocrystalline quartz
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Guía del lector
El chert es significativo como un componente principal del registro rocoso, particularmente en secuencias sedimentarias precámbricas y fanerozoicas. Su formación está estrechamente vinculada a la extracción biológica de sílice del agua de mar por organismos como diatomeas, radiolarios y esponjas vítreas, que producen un sedimento silíceo que luego se transforma en chert a través de la diagénesis. La transición de ópalo-A a ópalo-CT a microcuarzo ocurre a temperaturas específicas, y la presencia de hidróxido de magnesio acelera la recristalización. La pureza del chert y la falta de sedimentos detríticos indican deposición en áreas con poca entrada de limo y arcilla transportados por los ríos. La clasificación de Folk divide el chert en tres categorías texturales: microcuarzo granular, calcedonia y megacuarzo. Subvariedades como el chert diatomáceo, la radiolarita y la espicularita reflejan los organismos dominantes responsables de la extracción de sílice. Los cherts estratificados precámbricos pueden haberse formado de manera no biológica en océanos más saturados de sílice. El color del chert, que va del blanco al negro, es una expresión de los elementos traza, y el rojo y el verde a menudo se relacionan con trazas de hierro en sus formas oxidadas y reducidas. El estudio del chert proporciona información sobre la química oceánica antigua, la productividad biológica y los entornos tectónicos.
Composición Mineral y Clasificación Textural
En petrología, el chert abarca todas las rocas sedimentarias precipitadas químicamente construidas principalmente a partir de sílice microcristalina, criptocristalina y microfibrosa. La mayoría de los ejemplares son dióxido de silicio casi puro y contienen menos del 5 % de otros minerales como calcita, dolomita, minerales de arcilla, hematita y materia orgánica. Sin embargo, el espectro de pureza es notablemente amplio: algunos cherts superan el 99 % de sílice, mientras que las variedades nodulares impuras pueden caer por debajo del 65 %. El aluminio encabeza la lista de elementos menores, seguido del hierro, manganeso, potasio, sodio y calcio. El agua extracristalina (pequeñas inclusiones alojadas dentro y alrededor de los granos de cuarzo) contribuye con menos del 1 % de la mayoría de los cherts. La clasificación de Folk clasifica el chert en tres categorías texturales: microcuarzo granular, compuesto por granos aproximadamente equidimensionales típicamente de 8 a 10 micras de diámetro; calcedonia, una variedad microfibrosa de haces de cristales radiales de alrededor de 100 micras de largo; y megacuarzo, con granos equidimensionales que superan las 20 micras. La mayoría del chert está dominado por cuarzo microcristalino con calcedonia menor y ópalo ocasional, aunque el rango composicional completo se extiende desde ópalo casi puro hasta cuarzo casi puro. Notablemente, poco ópalo persiste más allá de los 60 millones de años.
Orígenes Biogénicos y el Registro Fósil
El chert es característicamente de origen biológico, aunque también puede formarse de manera inorgánica como un precipitado químico o mediante reemplazo diagenético, como en la madera petrificada. El chert típico se construye a partir de los restos petrificados de un sedimento silíceo, el sedimento biogénico que cubre vastas extensiones del fondo oceánico profundo. Este sedimento preserva los restos esqueléticos de sílice de diatomeas, silicoflagelados y radiolarios. En los cherts precámbricos, las cianobacterias fósiles son una inclusión notable. Más allá de los microfósiles, el chert ocasionalmente alberga macrofósiles, aunque algunos ejemplares carecen por completo de cualquier contenido fósil. Organismos vivos como diatomeas, radiolarios y esponjas vítreas extraen sílice del agua de mar incluso en concentraciones tan bajas como 0.1 ppm, muy por debajo de lo que los procesos inorgánicos podrían precipitar. Las diatomeas pueden duplicar su número ocho veces al día en condiciones ideales. Juntos, estos organismos producen un estimado de 12 kilómetros cúbicos de ópalo anualmente en los océanos del mundo. Una vez muertos, sus esqueletos se disuelven rápidamente a menos que sean enterrados en el fondo del océano, donde se acumulan formando un sedimento silíceo que contiene entre un 30 % y un 60 % de sílice.
Paleta de Colores y Química de Elementos Traza
El chert muestra una impresionante gama cromática, que va del blanco al negro, siendo los tonos más comunes el gris, marrón, gris parduzco y verde claro a rojo oxidado, ocasionalmente verde oscuro. Esta diversidad de color es una expresión directa de los elementos traza incrustados en la roca. Tanto la coloración roja como la verde se vinculan con mayor frecuencia a trazas de hierro, que aparece en sus formas oxidadas y reducidas respectivamente. La presencia de aluminio como el elemento menor más abundante, seguido de hierro, manganeso, potasio, sodio y calcio, contribuye a las sutiles variaciones observadas en los ejemplares. En el chert estratificado específicamente, la roca suele ser de color negro a verde, y las impurezas como la pirita y la hematita autigénicas se forman en los sedimentos después de la deposición. La alta pureza típica del chert estratificado, comparable a otras rocas precipitadas químicamente, apunta a una deposición en ambientes con un aporte mínimo de sedimentos detríticos como el agua de los ríos cargada de limo y arcilla. El color de un chert dado sirve así como una huella química, registrando las condiciones específicas de elementos traza bajo las cuales la sílice fue depositada y posteriormente alterada.
Entornos Geológicos y Transformación Diagenética
El chert ocurre en entornos notablemente diversos, desde depósitos de sinter silíceo de aguas termales y formaciones de hierro bandeado conocidas como jaspilita hasta lagos alcalinos, aunque la mayor parte se encuentra ya sea como chert estratificado o nodular. El chert estratificado, también llamado chert en cintas, consiste en capas delgadas que van desde unos pocos centímetros hasta un metro de espesor de chert casi puro separadas por lutita muy delgada rica en sílice. Estas secuencias pueden extenderse varios cientos de metros de espesor total y se asocian más comúnmente con turbiditas, caliza de aguas profundas, roca volcánica submarina, ofiolitas y mélanges en los márgenes activos de las placas tectónicas. Las intercapas de lutita negra, que a veces contienen pirita, indican deposición en ambientes anóxicos. El chert nodular se volvió más frecuente en el Fanerozoico a medida que el volumen total de chert en el registro rocoso disminuyó, mientras que el chert estratificado es raro después del Mesozoico temprano. La vía diagenética transforma el ópalo-A, una sílice amorfa, en ópalo-CT, una forma microcristalina de cristales en forma de hoja de cristobalita y tridimita, a aproximadamente 45 °C en el agua oceánica profunda, y posteriormente en microcuarzo a unos 80 °C. El hidróxido de magnesio acelera estas transiciones al proporcionar sitios de nucleación para la recristalización.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el Chert?
El chert es una roca sedimentaria dura y de grano fino construida a partir de cristales de cuarzo extremadamente pequeños (SiO₂). Con mayor frecuencia se forma a partir de los esqueletos silíceos acumulados de organismos microscópicos de aguas profundas como diatomeas, silicoflagelados y radiolarios.
¿Dónde suelen encontrar los coleccionistas el Chert?
Ocurre más comúnmente como capas estratificadas o nódulos redondeados incrustados en rocas huésped como caliza, tiza, marga, lutita y arenisca. También puede aparecer de forma inorgánica como un precipitado químico o como un reemplazo diagenético, siendo este último el proceso que convierte la madera en piedra petrificada.
¿De qué colores viene el Chert?
La paleta abarca desde el blanco hasta el negro, siendo el gris, marrón, gris parduzco, verde claro y rojo oxidado los tonos más frecuentemente vistos. Un verde oscuro intenso es posible pero considerablemente más raro.
¿Cuáles son las principales subvariedades del Chert?
Las tres subvariedades principales son el chert diatomáceo (construido a partir de frústulas de diatomeas), la radiolarita (a partir de tests de radiolarios) y la espicularita (a partir de espículas de esponjas). Cada una preserva la arquitectura esquelética de un grupo diferente de microorganismos silíceos que se asentaron en el fondo del océano profundo.
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