Geoquímica de tierras raras y fosfogénesis en un engolfamiento marino del Cretácico Tardío-Paleoceno de Patagonia, Provincia del Chubut, Argentina

• Autores: Ana Maria Fazio, Liliana Norma Castro, Roberto Adrián Scasso
• Localización: Revista mexicana de ciencias geológicas, ISSN-e 2007-2902, ISSN 1026-8774, Vol. 30, Nº. 3, 2013, págs. 582-600
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Geochemistry of rare earth elements and phosphogenesis in a marine embayment of the Late Cretaceous-Paleocene of Patagonia, Chubut province, Argentina
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• Resumen
  • español

    Se analizaron los elementos mayores y elementos de las tierras raras (en inglés referidas como Rare Earth Elements, REE) en muestras de concreciones de fosfatos autigénicos de la Formación Lefipán, Chubut, Patagonia, Argentina (de edad cretácica tardía-paleocena). El presente estudio geoquímico se realizó con el objeto de revelar los procesos que condujeron a la formación de las concreciones bajo las condiciones paleoambientales y diagenéticas de los sedimentos. Para ello se realizó un análisis estadístico por componentes principales (conocido en inglés como Principal Component Analysis, PCA) aplicado a los datos composicionales de las concreciones. Este análisis factorial determinó que los componentes asociados a minerales detríticos (SiO2, Al2O3 y TiO2) se diferencian de los que constituyen las facies autigénicas (P2O5 y CaO), indicando una alta correlación interna entre los componentes de ambos grupos, a excepción del Mn y K. La presencia de glauconita autigénica conteniendo abundante K y la alta movilidad del Mn en ambientes marinos justifican este comportamiento anómalo para ambos elementos.

    Los diseños de las abundancias de REE normalizadas a la lutita postarqueana australiana promedio (PAAS, Post-Archaean Australian Shale) son ligeramente convexos, compatibles con ambientes marinos costeros de tipo estuárico y también con procesos de diagénesis temprana en presencia de concentraciones elevadas de hierro. Esta abundancia de Fe en aguas porales fue probablemente originada por una intensa meteorización química en el continente bajo condiciones de clima templado-cálido y húmedo, y quedó manifestada con la abundancia de pátinas y cementos ferruginosos en las rocas de la Formación Lefipán.

    En las concreciones zonadas se evidencia un mayor contenido de REE en la periferia de las mismas y una correlación entre el contenido en REE totales y el enriquecimiento en REE medianas. Este proceso se vincula con cambios posteriores al depósito que llevaron a la incorporación y fraccionamiento de REE a partir de los fluidos circulantes durante la diagénesis temprana. Por otra parte, los cambios en las condiciones de oxigenación y salinidad del depósito son evidenciados con anomalías variables de Ce, mientras que variaciones menores en anomalías de Y y La reflejan cambios en las condiciones de la diagénesis temprana.

  • English

    Major and rare earth elements (REE) in authigenic phosphatic concretions of the siliciclastic Lefipán Formation (Late Cretaceous - Paleocene of Chubut Province, Patagonia, Argentina) were analyzed. This geochemical study aimed to reveal the processes that led to the formation of the concretions under the particular paleoenvironmental and diagenetic conditions in the sediments. Statistical principal component analysis (PCA) was applied to the compositional data of the concretions. Two groups of elements with high internal correlation were classified from the PCA analysis: a first group associated with the clastic detritic components (SiO2, Al2O3 y TiO2), and a second group associated with the authigenic components (P2O5 y CaO). K and Mn plotted out of both groups. The abundance of K-rich authigenic glauconite and the high mobility of Mn justify this geochemical behavior. REE abundances, normalized to Post-Archean Australian Shale (PAAS) display slightly convex patterns, consistent with an estuarine coastal marine environment, and also with early diagenetic processes linked to high concentrations of dissolved Fe in pore water. The abundance of this metal in pore waters resulted in ferruginous cements and coated clasts in rocks of the Lefipán Formation, and was probably caused by intense chemical weathering on the continent under humid, temperate to warm climate. Zoned concretions show higher REE content in the outer layer and a correlation between total REE content and medium REE enrichment are also observed.

    This process is linked to post-depositional changes which led to incorporation and partition of REE from circulating fluids during the early diagenesis. Fluctuation in the Ce anomaly reveals variable oxygenation and salinity conditions. Minor changes in Y and La anomalies are the result of the early diagenesis.