Ciencias de la Tierra (plan 2011) 2018-1

Obligatorias de Orientación, Taller de Investigación en Ciencias de la Tierra Sólida I

Geoquímica y análisis de microfacies de rocas calizas de una localidad cretácica de la Mixteca Poblana

Dr. Juan Francisco Sánchez Beristain

Dr. Pedro García Barrera

Dr. Juan Pablo Bernal Uruchurtu

ANTECEDENTES

La Formación Tlayúa (Albiano-Cenomaniano, Cretácico Inferior-Superior, Tepexi de Rodríguez, Puebla, México) comprende una secuencia incompleta de aproximadamente 300 m de espesor, y puede dividirse en tres miembros: Miembro Inferior, Miembro Medio y Miembro Superior (Pantoja-Alor, 1992). El Miembro Medio de la Formación Tlayúa, que será objeto de estudio de este Taller, consiste en una secuencia de caliza micrítica, o mudstone de 48 a 50 m de espesor, con una estratificación delgada, laminada y de coloración crema con tonalidades rojizas (Pantoja-Alor, 1992).

MARCO TEÓRICO

Análisis de Microfacies

El estudio de las microfacies de rocas carbonatadas tiene como finalidad reconocer rasgos distintivos de las rocas a escala microscópica, como lo son su composición granulométrica, estructuras sedimentarias, estratificación, textura, y la determinación de componentes mineralógicos y bióticos (Flügel, 2010).

Análisis de elementos

Por su parte, al realizar un análisis geoquímico en carbonatos marinos, siempre es importante definir el alcance que tendrá el mismo y la variable paleoambiental que desee identificarse. Dentro de la perspectiva de este Taller, se contempla el Análisis de Elementos. Éste consiste en averiguar qué elementos químicos componen a una muestra en particular. En el caso de los carbonatos, distintos elementos suelen indicar condiciones particulares del ambiente de depósito, como la influencia de algún evento geológico coetáneo, condiciones de óxido-reducción, salinidad, procesos biológicos, e incluso la huella diagenética (Tucker, 1996, Schneider et al., 2006). A continuación, se enunciará la clasificación de los elementos de acuerdo a su abundancia (Wedepohl, 1995), en lo pertinente a este Taller. Los límites entre los grupos de elementos suelen ser arbitrarios, pero los más aceptados son:

Elementos mayores: Son todos aquellos componentes químicos de una roca cuya proporción en la misma normalmente supera el 1%, como por ejemplo SiO_2, Al₂O_3, Fe₂O_3, FeO, MgO, CaO, Na₂O y K₂O (Wedepohl, 1995). En este Taller, se analizarán las concentraciones de silicio, aluminio, hierro, calcio y magnesio.

Elementos menores: Los elementos menores son todos aquellos cuyo porcentaje en peso de la corteza terrestre se encuentra entre 0.1 y 1%. Estos elementos comúnmente sustituyen a algunos elementos mayores en los minerales principales. En este Taller, se analizarán el Mn y P.

Elementos traza: Los elementos traza son todos aquellos cuyo porcentaje en peso de la corteza terrestre es menor al 0.1%. Dada su baja concentración, ésta se expresa en ppm (partes por millón) o ppb (partes por mil millones), o excepcionalmente (si su contenido en una roca concreta es muy alto) en tanto por ciento del óxido correspondiente. Para efectos de este Taller, se analizará el contenido de Sr, Ba, Mo, V, Cr, Ni, y Co.

OBJETIVOS

GENERALES

Que los alumnos:

1. Se familiaricen con la labor científica y con la metodología de la investigación en diferentes campos de las Ciencias de la Tierra, como lo son
   1. el análisis de microfacies (Niveles I y II, Alumno 1) y
   2. el análisis geoquímico (Niveles I y II; Alumnos 2 y 3)

2. Reconozcan rasgos estructurales y composicionales generales de la roca caliza (Niveles I y II; alumnos 2 y 3)

Los objetivos generales se cubrirán por medio del aprendizaje para la obtención y observación de láminas delgadas al microscopio óptico (objetivo 1a), así como por medio del uso de la técnica de LA-ICP-MS (objetivo 1b). El objetivo 2 se cubrirá integrando la información obtenida a lo largo del curso, por medio de ambos tipos de análisis.

Se impartirán clases teóricas y prácticas sobre estas técnicas. Asimismo, los alumnos participarán en el Simposio Semestral de Talleres para la Licenciatura en Ciencias de la Tierra, en donde presentarán sus avances.

Al finalizar el taller, los alumnos habrán redactado cada uno un manuscrito, que será enviado para su revisión y publicación en una revista científica. De ser posible, elaborarán asimismo su trabajo de tesis en el marco del Taller.

PARTICULARES.

Que los alumnos

1.-Identifiquen los factores estructurales y ambientales asociados al depósito de las rocas (Niveles I y II, Alumno 1), con ayuda de rasgos microfaciales presentes en láminas delgadas.

2.- Reconozcan las implicaciones paleoambientales que tienen, por una parte, los elementos mayores, (Ca, Mg, Si, Al, Fe) y menores (Mn, P) y, por otra parte, los elementos traza (Sr, Ba, Mo, V, Cr, Ni, Rb y Co) en las respectivas muestras (Niveles I y II, Alumnos 2 y 3)

Los objetivos particulares serán cubiertos con ayuda de literatura especializada (Objetivos 1 y 2) y de software computacional (Microsoft Excel; Objetivo 2), lo que permitirá efectuar las interpretaciones correspondientes a modo de obtener la información necesaria para llevar los trabajos a término. Los alumnos presentarán su trabajo en el Simposio Semestral de Talleres de la LCT.

El proyecto cuenta con financiamiento, a saber, a partir del proyecto PAPIIT 116417 „Geoquímica (análisis de elementos mayores, menores, traza y tierras raras) del Miembro Medio de la Formación Tlayúa (Cretácico Inferior, Albiano), en Tepexi de Rodríguez, Puebla, México” del cual funge el Dr. Juan Francisco Sánchez Beristain como responsable.

BIBLIOGRAFÍA

• Espinosa Arrubarrena, L. y Applegate, S.P. 1996. A posible model for the paleoecology of the vertebrate bering beds in the Tlayúa quarries, near Tepexi de Rodríguez, Puebla, México. In: Arratia, G. and Viohl, G. (eds), Mesozoic fishes systematics and Paleoecology. pp. 539-550. München.
• Evans D., y Müller W. 2013. LA-ICPMS elemental imaging of complex discontinuous carbonates: An example using large benthic foraminifera. Journal of Analytical Atomic Spectrometry 28, 1039-1044.
• Flügel, E. 2010. Microfacies of carbonate rocks. Analysis, interpretation, application. 2ª. Ed. 997 pp. Springer. Berlin-Heidelberg-New York.
• Jochum, K.P., Weis, U., Stoll, B., Kuzmin, D., Yang, Q., Raczek, I., Jacob, D.E., Stracke, A., Birbaum, K., Frick, D.A., Günther, D., Enzweiler, J., 2011a. Determination of reference values for NIST SRM 610 – 617 glasses following ISO guidelines. Geostandards and Geoanalytical Research 35, 397– 429
• Kamber, B.S. y Webb, G.E. 2007. Transition metal abundances in microbial carbonate: A pilot study based on in situ LA-ICP-MS analysis. Geobiology 5: 375-389.
• Kashiyama, Y., FAstovsky, D.E., Rutherford, S., King, J y Montellano, M. 2004. Genesis of a locality of exceptional fossil preservarion: paleoenvironments of Tepexi de Rodríguez (mid-Cretaceous, Puebla, México). Cretaceous Research 25: 153-177
• Pantoja-Alor J. 1992. Geología y paleoambientes de la Cantera Tlayúa. Tepexi Rodríguez Estado de Puebla. Revista del Instituto Geología de la UNAM 9: 156–176.
• Schneider, R.R., Schulz, H. & Hensen, C. 2006. Marine carbonates Their formation and destruction, in Schulz, H.F., Zabel, M. (eds). Marine Geochemistry: Berlin-Heidelberg, Springer, 311-337.
• Solari, L.A., Gomez-Tuena, A., Bernal, J.P., Perez-Arvizu, O., Tanner, M., 2010. U-Pb Zircon geochronology with an integrated LA-ICP-MS microanalytical workstation: achievements in precision and Accuracy. Geostandards and Geoanalytical Research 34: 5-18.
• Suárez, M. B., González, L.A., Ludvigson, G., Vega, F.J., y J. Alvarado-Ortega. 2009. Isotopic composition of low-latitude paleoprecipitation during the Early Cretaceous. Geological Society of America Bulletin 121: 11/12: 1584 – 1595.
• Wedepohl K.H. 1995. The composition of the continental crust. Geochim. Cosmochim. Acta 59 (7): 1219 – 1232.

METAS DOCENTES

a) Nivel I

Al terminar este nivel, el estudiante habrá definido y acotado el proyecto de investigación a realizar, incluyendo un plan de trabajo, para el nivel II. Como producto de su trabajo, escribirá un protocolo de investigación y hará una presentación oral.

b) Nivel II

Como mínimo, al terminar el taller, el estudiante habrá escrito un informe de los resultados obtenidos durante este nivel (incluyendo resultados, discusión y conclusiones). Idealmente, este informe podría convertirse en su tesis y/o ser presentado en un congreso especializado.

MECANISMOS DE EVALUACIÓN DE LOS ALUMNOS DEL TALLER

Nivel I

Participación en las discusiones 20%

Presentación oral y controles de lectura por parte de los alumnos 30%

Protocolo de investigación: 30%

Participación en Simposio Semestral Estudiantil de Talleres 20%

Nivel II

Presentación de resultados parciales durante el semestre: 50%

Presentación de un reporte final 30%

Participación en Simposio Semestral Estudiantil de Talleres 20%

ÁREAS DE ELABORACIÓN DE MANUSCRITOS CIENTÍFICOS (y posiblemente tesis)

# de alumnos

• Microfacies de rocas del Miembro Medio de la Formación Tlayúa (1 alumno)

(Tierra Sólida o Ciencias Ambientales)

• Análisis geoquímico por medio de LA-ICP-MS de rocas carbonatadas

de la Formación Tlayúa y determinación paleoambiental (2 alumnos)

(T. Sólida o Ciencias Ambientales

El horario propuesto para las clases es el siguiente:
Martes y Jueves de 14 a 16 hrs)

El presente taller se encuentra apoyado por el proyecto de investigación PAPIIT IN 116417, por lo que Los alumnos inscritos obtendrán un porcentaje de beca de conclusión de estudios durante un semestre.

Cualquier duda o aclaración, estamos a sus órdenes:

Museo de Paleontología

Planta Baja, Edificio "A" de Biología

Tel: 56224952

At'n: Dr. Francisco Sánchez Beristain