Peridotita

Xenolito de peridotita de San Carlos, suroeste de Estados Unidos. La roca es la típica peridotita rica en olivino, cortada por una capa de un centímetro de espesor de piroxenita de color negro verdoso.

La peridotita es una roca ígnea densa, de grano grueso, formada principalmente por los minerales olivino y piroxeno. Esta roca procede del manto terrestre. Su composición varía en función del contenido mineral de la roca. Por lo general, es rica en magnesio, con cantidades apreciables de hierro, y menos del 45% de sílice. Por ello, se describe como ultramáfica o ultrabásica. La composición de algunos nódulos de peridotita ofrece información sobre los materiales y procesos que intervinieron en la historia temprana de la Tierra.

La peridotita también se busca por su valor económico. Parte de la roca se extrae por la piedra ornamental conocida como peridoto, que es un olivino de calidad gema. Los minerales de sulfuro de níquel y platino y la forma de cromita del cromo se encuentran a menudo asociados a la peridotita. Cuando se hidrata a bajas temperaturas, la peridotita se convierte en serpentina, que puede incluir amianto crisotilo y talco.

Diagrama de clasificación de la peridotita y la piroxenita, basado en las proporciones de olivino y piroxeno. El área verde pálido abarca las composiciones más comunes de la peridotita en la parte superior del manto terrestre (parcialmente adaptado de Bodinier y Godard (2004)).

Ocurrencia

La peridotita es la roca dominante de la parte superior del manto terrestre. Se obtiene en forma de bloques y fragmentos sólidos o de cristales acumulados a partir de magmas formados en el manto.

Las composiciones de los nódulos de peridotita que se encuentran en ciertos basaltos y tubos de diamante (kimberlitas) son de especial interés porque proporcionan muestras de las raíces del manto de los continentes, sacadas de profundidades que van desde unos 30 kilómetros (km) hasta 200 km o más. Algunos de los nódulos conservan relaciones isotópicas de osmio y otros elementos que registran procesos de hace más de tres mil millones de años. Así, proporcionan pistas sobre la composición del manto primitivo de la Tierra y la complejidad de los procesos que tuvieron lugar. En consecuencia, son de especial interés para los paleogeólogos.

Tipos de peridotita

• Dunita: Consiste en más del 90 por ciento de olivino, normalmente con una relación magnesio-hierro de aproximadamente 9:1.
• Harzburgita: Compuesta principalmente por olivino más ortopiroxeno, y proporciones relativamente bajas de ingredientes basálticos (el granate y el clinopiroxeno son ingredientes menores).
• Wehrlita: Compuesta principalmente por olivino más clinopiroxeno.
• Lherzolita: Compuesta mayoritariamente por olivino, ortopiroxeno (comúnmente enstatita), y clinopiroxeno (diópsido), y tienen proporciones relativamente altas de ingredientes basálticos (granate y clinopiroxeno). La fusión parcial de la lherzolita y la extracción de la fracción fundida pueden dejar un residuo sólido de harzburgita.

Composición

Las peridotitas son ricas en magnesio, lo que refleja las altas proporciones de olivino rico en magnesio.Las composiciones de las peridotitas de los complejos ígneos estratificados varían ampliamente, reflejando las proporciones relativas de piroxenos, cromita, plagioclasa y anfíbol. Los minerales y grupos minerales menores en la peridotita incluyen la plagioclasa, la espinela (comúnmente el mineral cromita), el granate (especialmente el mineral piropo), el anfíbol y la flogopita. En la peridotita, la plagioclasa es estable a presiones relativamente bajas (profundidades de la corteza), la espinela aluminosa a presiones más altas (hasta profundidades de 60 km aproximadamente), y el granate a presiones aún más altas.

Las peridotitas son rocas ultramáficas relacionadas, que están compuestas en gran parte por ortopiroxeno y/o clinopiroxeno; los minerales que pueden estar presentes en menor abundancia incluyen el olivino, el granate, la plagioclasa, el anfíbol y la espinela.

Origen y distribución

Se cree que las peridotitas se originaron por dos modos primarios: (a) Como rocas del manto formadas durante la acreción y diferenciación de la Tierra; o (b) como rocas acumuladas formadas por la precipitación de olivino y piroxenos a partir de magmas basálticos o ultramáficos. Estos magmas proceden en última instancia del manto superior por fusión parcial de las peridotitas del manto.

La peridotita es la roca dominante del manto terrestre por encima de una profundidad de unos 400 km. Por debajo de esa profundidad, el olivino se convierte en un mineral de mayor presión. Las placas oceánicas están formadas por hasta unos 100 km de peridotita cubierta por una fina corteza. Esta corteza, que suele tener unos 6 km de espesor, está formada por basalto, gabro y sedimentos menores. La peridotita que se encuentra por debajo de la corteza oceánica, la «peridotita abisal», se encuentra en las paredes de las grietas del fondo marino.

Las placas oceánicas suelen ser subducidas hacia el manto en las zonas de subducción. Sin embargo, algunas piezas pueden ser emplazadas en la corteza continental o empujadas sobre ella mediante un proceso llamado obducción, en lugar de ser llevadas hacia el manto. El emplazamiento puede producirse durante las orogenias (formación de montañas), como durante las colisiones de un continente con otro o con un arco de islas. Los trozos de placas oceánicas emplazados dentro de la corteza continental se denominan ofiolitos. Las ofiolitas típicas están formadas principalmente por peridotita con rocas asociadas como el gabro, el basalto almohadillado, los complejos de diques y diabasas y el cuarzo rojo. Otras masas de peridotita han sido emplazadas en cinturones montañosos como masas sólidas pero no parecen estar relacionadas con las ofiolitas, y han sido denominadas «macizos orogénicos de peridotita» y «peridotitas alpinas»

Las peridotitas también se presentan como fragmentos (xenolitos -un fragmento de roca que queda envuelto en una roca mayor cuando ésta se desarrolla y endurece-) transportados por magmas del manto. Entre las rocas que suelen incluir xenolitos de peridotita están el basalto y la kimberlita. Algunas rocas volcánicas, a veces llamadas komatitas, son tan ricas en olivino y piroxeno que también pueden denominarse peridotitas. Incluso se han encontrado pequeños trozos de peridotita en las brechas lunares.

Las rocas de la familia de la peridotita son poco comunes en la superficie y son muy inestables, porque el olivino reacciona rápidamente con el agua a las temperaturas típicas de la corteza superior y en la superficie de la Tierra. Muchos, si no la mayoría, de los afloramientos superficiales han sido alterados, al menos en parte, a serpentinita, un proceso por el que los piroxenos y los olivinos se convierten en serpentina verde. Esta reacción de hidratación implica un considerable aumento de volumen con una deformación concurrente de las texturas originales. Las serpentinitas son mecánicamente débiles, por lo que fluyen fácilmente dentro de la tierra. En los suelos desarrollados sobre la serpentinita crecen comunidades de plantas muy peculiares, debido a la inusual composición de la roca subyacente. Un mineral del grupo de la serpentina, el crisotilo, es un tipo de amianto.

Morfología y textura

Algunas peridotitas están estratificadas o son ellas mismas capas; otras son masivas. Muchas peridotitas estratificadas ocurren cerca de la base de cuerpos de complejos gabroicos estratificados. Otras peridotitas estratificadas aparecen aisladas, pero posiblemente formaron parte de complejos gabroicos mayores.

Tanto las peridotitas estratificadas como las masivas pueden tener cualquiera de las tres texturas principales:

1. Cristales bien formados de olivino separados por otros minerales. Esto probablemente refleja la deposición original del sedimento de olivino a partir del magma.
2. Cristales cuadranulares con límites de grano rectos que se cruzan a unos 120°. Esto puede ser el resultado de un enfriamiento lento en el que la recristalización conduce a una minimización de la energía superficial.
3. Cristales largos con límites curvilíneos irregulares. Esto es probablemente el resultado de la deformación interna.

Muchas ocurrencias de peridotita tienen texturas características. Por ejemplo, las peridotitas con cristales de olivino bien formados se presentan principalmente como capas en complejos gabroicos. Las peridotitas «alpinas» suelen tener cristales irregulares que se presentan como lentes más o menos serpentinizadas delimitadas por fallas en cinturones de montañas plegadas como las regiones alpinas, las cordilleras de la costa del Pacífico y en el piedemonte de los Apalaches. Los nódulos de peridotita con texturas equigranulares irregulares se encuentran a menudo en basaltos alcalinos y en tubos de kimberlita. Algunas peridotitas ricas en anfíbol tienen una estructura de capas concéntricas y forman partes de plutones denominados complejos ultramáficos zonados de tipo Alaska.

Rocas asociadas

Las komatitas son el raro equivalente volcánico de la peridotita.

La eclogita, una roca similar al basalto en cuanto a su composición, está compuesta principalmente por clinopiroxeno sódico y granate. La eclogita está asociada a la peridotita en algunos xenolitos y en rocas metamorfoseadas a altas presiones durante procesos relacionados con la subducción.

Valor económico

La peridotita recibe su nombre de la piedra preciosa peridoto, una gema verde vidriosa que se extrae en Asia y Arizona (Peridot Cove). Parte de la peridotita se extrae como piedra ornamental.

La peridotita que se ha hidratado a bajas temperaturas forma serpentina, que puede incluir amianto crisotilo (una forma de serpentina) y talco.

Las intrusiones estratificadas con peridotita acumulada suelen estar asociadas a minerales de sulfuro o cromita. Los sulfuros asociados a las peridotitas forman minerales de níquel y metales platinoides. La mayor parte del platino que se utiliza actualmente en el mundo se extrae del complejo ígneo de Bushveld, en Sudáfrica, y del Great Dyke de Zimbabue. Las bandas de cromita comúnmente asociadas a las peridotitas son los principales minerales de cromo del mundo.

Notas

• Blatt, Harvey, y Robert J. Tracy. 1995. Petrology: Igneous, Sedimentary, and Metamorphic, 2nd edition. New York: W.H. Freeman. ISBN 0716724383.
• Bodinier, J.-L., y M. Godard. 2004. «Peridotitas orogénicas, ofiolíticas y abisales». En The Mantle and Core. Editado por R.W. Carson. Amsterdam: Elsevier Pergamon. ISBN 0080437516.
• Farndon, John. 2006. The Practical Encyclopedia of Rocks & Minerales: Cómo encontrar, identificar, coleccionar y mantener los mejores especímenes del mundo, con más de 1000 fotografías y obras de arte. Londres: Lorenz Books. ISBN 0754815412.
• McBirney, Alexander R. 2006. Petrología ígnea, 3ª edición. Jones & Bartlett. ISBN 0763734489.
• Pellant, Chris. 2002. Rocas y minerales. New York: Dorling Kindersley. ISBN 0789491060.
• Shaffer, Paul R., Herbert S. Zim, y Raymond Perlman. 2001. Rocas, gemas y minerales. New York: St. Martin’s Press. ISBN 1582381321.