Mineralogical composition and diagenetic processes in the two depositional systems of the Cerro Negro Formation, Buenos Aires, Argentina: industrial application.

Abstract

ABSTRACT. Clay mineral composition and diagenetic processes of the two depositional systems recognized in the Cerro Negro Formation (Precambrian) were analyzed. The Cerro Negro Formation consists of calcareous and siliciclastic rocks of brown-olive to grey-greenish and grey-reddish colours. Most of the clay minerals recognize a detrital origin but in situ transformation and superimposed diagenetic processes were also detected. The clay Fraction (less than 4 micrometre) of the lower depositional system (LDS) is predominantly illitic. The upper depositional system (UDS) also contains chlorite-smectite and smectite and it is separated from the lower depositional system by an undulate paleosurface. Yet, chlorite-smectite and scarce smectite were detected at the top of the lower depositional system. IlIite crystallinity (IC) measured in thin deposits (3 mg cm-2) of the less than 2 micrometre fraction, situates the sediments of both depositional systems in the diagenetic zone, according to the limits adopted in 1990 (more than 0.42° delta 2 theta at 2°min-1, and TC=1s). The iIIitic material is aluminous, with an Intensity Ratio parameter more than 1, showing that it is expansive, with less than 15% of expansible layers: I+ISII. Differences in the clay mineral composition are attributed here to changes in the paleoenvironmental conditions. The sediments of the lower depositional system were deposited under predominantly subtidal and to a lesser extent intertidal conditions, while subtidal and more intertidal conditions allowed chlorite-smectite to form in situ from smectite in the upper depositional system. Superimposed diagenetic processes affected the illitic material which shows the same characteristics in the two depositional systems. Based on technological analyses, all the samples could be suitable for making good red ceramic products of low water absorption, with some vitrification. RESUMEN. Composición mineralógica y procesos diagenéticos en los dos sistemas deposicionales de la Formación Cerro Negro, Buenos Aires, Argentina: aplicación industrial. La composición mineralógica de las arcillas de la Formación Cerro Negro (Precámbrico) fue analizada en los dos sistemas deposicionales que la componen. Las sedimentitas están constituidas por rocas calcáreas y silicoclásticas de tonalidades castaño-oliva, gris-verdosas y gris-rojizas. Las arcillas reconocen, en su mayor parte, un origen detrítico, aunque se han producido transformaciones y procesos diagenéticos sobreimpuestos. La fracción arcilla (menor que 4 micrometro) del sistema deposicional inferior está compuesta fundamentalmente por material iIIítico. El sistema deposicional superior, separado del sistema deposicional inferior por una paleosuperficie ondulada contiene, ~demás, clorita-esmectita y esmectita, las cuales comienzan a detectarse en el techo del sistema deposicional inferior. El índice de cristalinidad de la illita (IC), medido sobre depósitos delgados (3 mg cm-2) de la fracción menor que 2 micrometro, ubica a las sadimentitas de ambos sistemas deposicionales en la zona de diagénesis, de acuerdo a los límites adoptados en 1990 (mayor que 0.42° delta 2 theta at 2°min-1, and TC=1s). El material íIIítico es aluminoso, con un parámetro de relación de intensidades mayor que 1, indicando expansibilidad, con menor que 15% de capas expansivas y clasificado como I+ISII. El cambio en la composición mineralógica de las arcillas de los dos sistemas deposicionales se atribuye a variaciones en las condiciones ambientales. Los Sedimentos del sistema de posicional inferior se depositaron bajo condiciones fundamentalmente submareales y en menor proporción intermareales, mientras que la presencia de clorita-esmectita en el sistema deposicional superiores atribuida a transformación a partir de esmectita en ambientes con mayor influencia de condiciones intermareales. Procesos diagenéticos sobreimpuestos afectaron al material illítico, el cual presenta las mismas características en ambos sistemas deposicionales. De acuerdo con los ensayos tecnológicos realizados. las arcillas son adecuadas para su utilización en la obtención de muy buena cerámica roja, con baja absorción de agua y algo de vitrificación.