Cuarcita

La cuarcita es una roca metamórfica dura, no foliada, que originalmente era arenisca de cuarzo puro. La arenisca se convierte en cuarcita a través del calentamiento y la presión, generalmente relacionada con la compresión tectónica dentro de los cinturones orogénicos. La cuarcita pura suele ser de color blanco a gris, aunque las cuarcitas a menudo se presentan en varios tonos de rosa y rojo debido a las cantidades variables de hematita. Otros colores, como el amarillo, el verde, el azul y el naranja, se deben a otros minerales.

El término cuarcita también se usa a veces para areniscas muy duras pero no metamorfoseadas que están compuestas de granos de cuarzo completamente cementados con cuarzo adicional. Dicha roca sedimentaria ha llegado a describirse como ortocuarcita para distinguirla de la cuarcita metamórfica, que a veces se denomina metacuarcita para enfatizar sus orígenes metamórficos.

La cuarcita es muy resistente a la meteorización química y, a menudo, forma crestas y cimas de colinas resistentes. El contenido de sílice casi puro de la roca proporciona poco material para el suelo; por lo tanto, las crestas de cuarcita a menudo están desnudas o cubiertas solo con una capa muy delgada de suelo y poca (si es que hay) vegetación.

La cuarcita se ha utilizado desde tiempos prehistóricos para herramientas de piedra. En la actualidad se utiliza para piedra de dimensión decorativa, como piedra triturada en la construcción de carreteras y como fuente de sílice para la producción de silicio y compuestos de silicio.

Características y origen

La cuarcita es una roca muy dura compuesta predominantemente por un mosaico entrelazado de cristales de cuarzo. La superficie granulada, similar al papel de lija, tiene un aspecto vidrioso. Cantidades menores de materiales de cementación anteriores, óxido de hierro, sílice, carbonato y arcilla, a menudo migran durante la recristalización, lo que provoca la formación de rayas y lentes dentro de la cuarcita. Para ser clasificada como cuarcita por el Servicio Geológico Británico, una roca metamórfica debe contener al menos un 80% de cuarzo por volumen.

La cuarcita se considera comúnmente de origen metamórfico. Cuando la arenisca se somete al gran calor y presión asociados con el metamorfismo regional, los granos de cuarzo individuales se recristalizan junto con el material cementante anterior. La mayor parte o la totalidad de la textura original y las estructuras sedimentarias de la arenisca son borradas por el metamorfismo. Los granos de cuarzo recristalizados son aproximadamente del mismo tamaño, formando lo que se denomina una textura granoblástica, y también muestran signos de recocido metamórfico, en el que los granos se vuelven más gruesos y adquieren una textura más poligonal. Los granos están tan fuertemente entrelazados que cuando la roca se rompe, se fractura a través de los granos para formar una fractura irregular o concoide.

Los geólogos habían reconocido en 1941 que algunas rocas muestran las características macroscópicas de la cuarcita, aunque no hayan sufrido metamorfismo a alta presión y temperatura. Estas rocas han estado sujetas solo a temperaturas y presiones mucho más bajas asociadas con la diagénesis de la roca sedimentaria, pero la diagénesis ha cementado la roca tan completamente que es necesario un examen microscópico para distinguirla de la cuarcita metamórfica. El término ortocuarcita se usa para distinguir dicha roca sedimentaria de la metacuarcita producida por metamorfismo. Por extensión, el término ortocuarcita ocasionalmente se ha aplicado de manera más general a cualquier arenita de cuarzo cementada con cuarzo. La ortocuarcita (en sentido estricto) suele tener un 99 % de SiO ₂con cantidades muy pequeñas de óxido de hierro y minerales resistentes a trazas como circón, rutilo y magnetita. Aunque normalmente hay pocos fósiles presentes, se conservan la textura original y las estructuras sedimentarias.

La distinción típica entre una ortocuarcita verdadera y una arenisca de cuarzo ordinaria es que una ortocuarcita está tan cementada que se fracturará a través de los granos, no alrededor de ellos. Esta es una distinción que se puede reconocer en el campo. A su vez, la distinción entre una ortocuarcita y una metacuarcita es el inicio de la recristalización de los granos existentes. La línea divisoria se puede colocar en el punto donde los granos de cuarzo colados comienzan a ser reemplazados por pequeños granos de cuarzo nuevos, sin colar, produciendo una textura de mortero que se puede identificar en secciones delgadas bajo un microscopio polarizador. Con el aumento del grado de metamorfismo, una mayor recristalización produce una textura de espuma, caracterizada por granos poligonales que se encuentran en uniones triples y luegotextura porfiroblástica, caracterizada por granos gruesos e irregulares, incluidos algunos granos más grandes (porfiroblastos).

Ocurrencia

En los Estados Unidos, se pueden encontrar formaciones de cuarcita en algunas partes de Pensilvania, el área de Washington DC, el este de Dakota del Sur, el centro de Texas, el suroeste de Minnesota, el Parque Estatal Devil's Lake en Baraboo Range en Wisconsin, Wasatch Range en Utah, cerca de Salt Lake City, Utah y como crestas resistentes en los Apalaches y otras regiones montañosas. La cuarcita también se encuentra en la mina de cobre Morenci en Arizona. La ciudad de Quartzsite en el oeste de Arizona deriva su nombre de las cuarcitas en las montañas cercanas tanto en Arizona como en el sureste de California. Se ha descrito una cuarcita vítrea vítrea del Belt Supergroup en el distrito Coeur d'Alene del norte de Idaho.

En Canadá, las montañas La Cloche en Ontario están compuestas principalmente de cuarcita blanca.

Las sucesiones paleoproterozoicas de cuarcita-riolita son comunes en el basamento precámbrico del oeste de América del Norte. Las cuarcitas en estas sucesiones se interpretan como lechos sedimentarios depositados sobre cinturones de piedra verde más antiguos. Las sucesiones de cuarcita-riolita pueden registrar la formación de cuencas de arco posterior a lo largo del margen de Laurentia, el antiguo núcleo de América del Norte, entre episodios de formación de montañas durante el ensamblaje del continente. Las cuarcitas son a menudo cuarzo casi puro, lo que resulta desconcertante para los sedimentos que deben haberse erosionado a partir de rocas ígneas. Su pureza puede reflejar condiciones inusuales de meteorización química, en un momento en que la atmósfera de la Tierra comenzaba a oxigenarse.

En Irlanda, las áreas de cuarcita se encuentran en el oeste y el noroeste, con Errigal en Donegal como el afloramiento más destacado. Un buen ejemplo de zona de cuarcitas es la península de An Corràn, en el condado de Mayo, que está cubierta por una capa muy fina de turbera atlántica irlandesa.

En el Reino Unido, una cresta escarpada de cuarcita llamada Stiperstones (Ordovícico temprano - Época Arenig, 500 Ma) corre paralela a la falla de Pontesford-Linley, 6 km al noroeste de Long Mynd en el sur de Shropshire. También se encuentran en Inglaterra la "cuarcita de Wrekin" del Cámbrico (en Shropshire) y la "cuarcita de Hartshill" del Cámbrico (área de Nuneaton). En Gales, la montaña Holyhead y la mayor parte de la isla Holy frente a Anglesey lucen excelentes riscos y acantilados de cuarcita precámbrica. En las Tierras Altas de Escocia, se pueden encontrar varias montañas (p. ej., Foinaven, Arkle) compuestas de cuarcita cámbrica en el extremo noroeste de Moine Thrust Belt que se extiende en una banda estrecha desde Loch Eriboll en dirección suroeste hasta Skye.

En Europa continental, existen varios depósitos de cuarcita aislados regionalmente a nivel de la superficie en un cinturón desde el macizo renano y las tierras altas centrales alemanas hasta la República Checa occidental, por ejemplo, en las montañas Taunus y Harz. En Polonia, existen depósitos de cuarcita a nivel de la superficie en las montañas Świętokrzyskie. En Noruega, los depósitos se extraen cerca de Austertana, que es una de las canteras más grandes del mundo con 850 000 toneladas métricas anuales, y Mårnes cerca de Sandhornøy con una producción de 150 000 toneladas métricas anuales. También se extraen depósitos en Kragerø, y se conocen varios otros depósitos pero no se extraen activamente.

La montaña más alta de Mozambique, Monte Binga (2436 m), así como el resto de la meseta Chimanimani circundante, están compuestos de cuarcita precámbrica de color gris pálido muy dura. La cuarcita también se extrae en Brasil para su uso en encimeras de cocina.

Usos

La cuarcita es una piedra decorativa y se puede usar para cubrir paredes, tejas, pisos y escalones. Su uso para encimeras en cocinas se está expandiendo rápidamente. Es más duro y más resistente a las manchas que el granito. La cuarcita triturada se utiliza a veces en la construcción de carreteras. La cuarcita de alta pureza se utiliza para producir ferrosilicio, arena de sílice industrial, silicio y carburo de silicio. Durante el Paleolítico, la cuarcita se utilizó, junto con el pedernal, el cuarzo y otras materias primas líticas, para fabricar herramientas de piedra.

La seguridad

Como la cuarcita es una forma de sílice, es un posible motivo de preocupación en varios lugares de trabajo. Cortar, esmerilar, astillar, lijar, taladrar y pulir productos de piedra natural y manufacturada puede liberar niveles peligrosos de partículas muy pequeñas de polvo de sílice cristalina en el aire que respiran los trabajadores. La sílice cristalina de tamaño respirable es un carcinógeno humano reconocido y puede provocar otras enfermedades de los pulmones, como silicosis y fibrosis pulmonar.

Etimología

El término cuarcita se deriva del alemán: Quarzit.