Calcita-barita-marcasita, pedrera Steeprock, Manitoba

Introducció:

La pedra calcària plana de la formació Elm Point de l'edat del Devonian va ser extreta per a la pedrera Steeprock Quarry per Lafarge Canada des de 1913 fins a 1992 per obtenir una pedrera de ciment alta en calci. Finalment, es va convertir en 1 quilòmetre x 1 quilòmetre per 10 a 12 metres de profunditat. Actualment la pedrera està rehabilitada i està plena d'aigua.

Localment, l'alt contingut de sílice i sofre del farciment de la canonada va fer que la pedra calcària no compleixi les especificacions de ciment, de manera que les zones que contenien aquestes canonades es van deixar com a illes no excavades al sòl de la pedrera. La dolomita no està present a la pedrera, per la qual cosa no hi va haver cap problema per complir l'especificació de magnesi per al ciment.

Dins de la pedrera, les característiques de dissolució en forma de canonada vertical d'1 metre de diàmetre s'omplen d'argila de color verd clar i sorra de mida fina a mitjana de color blanc. Incrustats a l'argila/sorra hi ha grups flotants de calcita escalenoèdrica incolora a verd clar; monocristalls flotants i grups de barita incolora i agregats flotants de marcasita geminada.

Geologia:

The Steep Rock Quarry és una localitat de Mindat situada a lat 51.941168762, long -98.7868309021 i està designada Steep Rock Limestone Quarry, Steep Rock, Manitoba, Canadà a Marcus. Es tracta d'una excavació d'un sol ascensor en un terreny gairebé pla d'estrats subhoritzontals de pedra calcària/dolomita paleozoica. L'excavació es va fer amb camió i pala i la pedra calcària es va enviar per ferrocarril a la planta de ciment de Winnipeg.

La formació d'Elm Point és una pedra calcària de biomicrita amb gran quantitat de calci, de gra fi a molt fi, de color brillant clar (Bezys i McCabe (1996). la pedra calcària es troba > 5 graus cap a l'oest, cap al centre de la conca de Williston, però la caiguda no es nota a l'escala de la pedrera. La gran majoria de la pedra calcària de la pedrera era de llit prim i no alterada. La pedrera és una de les poques zones de la Formació Elm Point que no s'ha convertit en dolomita.

Als voltants de les canonades la pedra calcària està gravada i buida. Els vugs estan revestits de calcita i algun grup de barita. La pedra calcària gravada s'il·lustra a la imatge 1: Barita

Pedrera de pedra calcària de Steep Rock, Steep Rock, Manitoba, Canadà Les canonades eren de forma tubular i les intersecades per la paret de la pedrera van mantenir la seva mida i forma verticals durant la distància de 12 metres des del sòl de la pedrera fins a l'aflorament.
L'horitzó de sal/potassa de Prairie Evaporite s'està dissolint activament sota l'escarpa de Manitoba a l'oest de la pedrera de roca escarpada. Hi ha casos de fonts salines fredes i aigües subterrànies salines al cinturó d'aflorament, de manera que la dissolució de la pedra calcària de la formació d'Elm Point pot ser un procés en curs.

La barita és poc freqüent a la pedra calcària de l'edat del Devonià al cinturó d'aflorament, però la calcita cristal·lina està present a gairebé totes les pedreres de pedra calcària i també hi ha petites quantitats de pirita. La marcasita sembla estar restringida a la pedrera de roca escarpada.

Mineralització:

Els minerals de grau col·lector dins de la pedrera són barita, calcita i marcasita. Tots aquests es van produir com a cristalls flotants a la sorra/argiles de la canonada. L'argila és d'un color verd clar, sorrenc amb abundants fòssils de tija crinoide. La sorra és de gra mitjà, de color blanc a fosc clar, sense taques fosques i sempre no consolidada. La sorra no està inclosa en els cristalls de barita o calcita i no hi ha cristalls identificats de 'calcita de sorra'.

Barita:

A la pedrera hi ha dos tipus de cristalls de barita. La majoria de les ocurrències són cristalls flotants a l'argila i els casos menys freqüents són cristalls de barita dipositats directament sobre una matriu de pedra calcària amb o sense calcita.

Cristalls flotants:

Molts cristalls de barita platy incolors en forma de diamant tenen una mida de 2 cm a 4 cm. Tots són cristalls flotants que es produeixen a l'argila sense punt d'unió. La majoria tenen quatre cares piramidals destacades amb cares restants més petites. Un cristall de 5 mm té les vuit cares piramidals igualment desenvolupades; aquesta és una forma rara en barita. Gairebé tots els cristalls presenten excés de creixement blanc i ennuvolat a les cares de les vores, amb un límit clar entre el creixement excessiu i la barita clara. Alguns dels cristalls de barita flotant únic tenen inclusions fantasma alineades al llarg dels eixos del cristall. Els cristalls flotats també tenen inclusions de fragments crinoides i cristalls de marcasita que manquen als cristalls de la matriu. Imatge 2 Barita

Pedrera de pedra calcària de Steep Rock, Steep Rock, Manitoba, Canadà il·lustra la inclusió de peces de tija crinoide al cristall de barita central.

Els cristalls de barita individuals es van produir com a plaques ròmbiques incolores de 4 cm de diàmetre amb inclusions d'argila. Tres s'il·lustren a la il·luminació posterior com a la imatge 3: Barita

Pedrera de pedra calcària de Steep Rock, Steep Rock, Manitoba, Canadà

Un cúmul de 4 cm x 2 cm té diversos cristalls incolors en forma de diamant que creixen en paral·lel en un agregat flotant lenticular. Les plaques ròmbiques creixen cara a cara en un grup de cristalls flotats com a imatge 4 Barita

Pedrera de pedra calcària de Steep Rock, Steep Rock, Manitoba, Canadà

Cristalls de matriu:

Inclou una matriu de pedra calcària de 10 cm x 10 cm que conté molts plats d'1 cm, cristalls de barita incolors i cristalls de calcita incolors de 0,5'. La calcita és de dues generacions. Alguns dels cristalls de barita tenen cares piramidals glaçades i cares {001} pinacoïdals clares. Les vores dels cristalls tenen excés de barita blanca ennuvolada a {011} i {101}. En alguns casos, el creixement excessiu de les cares més grans forma 'banyes' sobre les cares {201} més petites. S'observa una textura similar a la barita Minerva #1 d'Illinois i la barita Angathuna de Terranova, ambdues de cavitats de solució a la pedra calcària. Hi ha petits cúmuls d'1 mm de cristalls de pirita oxidats i pseudomorfs de limonita després de la marcasita a la pedra calcària sota la primera calcita.

Totes les barites eren incolores, igual que la barita de les bosses de pedra calcària excavades, Imatge 5, són del mateix color que els cristalls de barita trobats a la superfície, Imatge 3. Imatge 5. Barita , etc.

Pedrera de pedra calcària de Steep Rock, Steep Rock, Manitoba, Canadà il·lustra la seqüència de mineralització amb calcita dipositada directament sobre la pedra calcària gravada i barita dipositada sobre la calcita.

Calcita:

Una cova subcircular en forma de canonada, de 10 metres d'alçada i 1 metre d'amplada, a la paret nord-est de la pedrera va produir abundants cristalls de calcita escalenoèdrics de color verd clar que es trobaven solts al farciment d'argila del vug.

Tots els cristalls de calcita es van trobar solts a l'argila. No hi havia cap enganxat a les parets ni hi havia cap base de cristall encara subjecta a la paret per mostrar on s'havien trencat els cristalls a causa de l'acció de les gelades. Gairebé tots els cristalls de calcita eren de doble terminació. Una característica d'aquests cristalls és que tots són escalenoèdrics i un gran nombre tenen cares corbes. No hi havia altres minerals presents a les argiles de la cova a part de la calcita. Això fa que l'ocurrència sigui inusual a la pedrera, ja que totes les altres coves de solució tenien barita, marcasita o pirita acompanyant la calcita secundària.

La forma de la cova de la solució també era única. Les altres coves eren de forma bulbosa amb contorns ondulats irregulars i molta pedra calcària aturada inclosa a les argiles de la cova. Aquesta cova era vertical i com una canonada sense blocs de pedra calcària inclosos. Les parets de la cova estaven festonejades i les argiles de la cova semblaven ser un farciment posterior, ja que tenien un contacte brusc amb qualsevol de les parets de la cova. Es van fer fotografies de la cova durant i després de la recollida. Es troben al Servei Geològic de Manitoba.

Els següents cristalls de calcita es van trobar lliures a les argiles de la cova, de manera que no hi havia matriu. Es van recuperar mostres de cristalls de calcita escalenoèdrics de color verd clar, transparents i dobles fins a 16 cm. Imatge única gran 6 Calcita

Pedrera de pedra calcària de Steep Rock, Steep Rock, Manitoba, Canadà Imatge única petita 7 Calcita

Pedrera de pedra calcària de Steep Rock, Steep Rock, Manitoba, Canadà Aquests escalenoedres allargats no tenen cares corbes ni compostes.

Algunes de les mostres són escalenoedres allargats Imatge 8 Calcita

Pedrera de pedra calcària de Steep Rock, Steep Rock, Manitoba, Canadà Els cristalls escalenoèdrics aplanats tenen cares corbes inusuals al centre dels cristalls. Aquests no s'han indexat, així que no sé si són bessons o cristalls escalenoèdrics de doble terminació. Els escalenoedres allargats no tenen les cares corbes.

Pseudomorf de calcita després de barita:

Un pseudomorf de calcita després de barita es troba com a cristalls de barita platy típics d'1 cm alterats a una calcita vidriada; imatge 9 Calcita , etc.

Pedrera de pedra calcària de Steep Rock, Steep Rock, Manitoba, Canadà

Els cristalls trencats tenen un nucli de barita en pols de color clar. Els pseudomorfs de barita es produeixen amb calcita secundària típica de color marró clar. Els cristalls són força vítris amb vores de cristall afilades i no semblen un pseudomorf típic. S'assemblen molt a la fotografia de baritocalcita de Stribro, República Txeca a Marcus, però s'ha introduït a Marcus com a calcita rere barita, ja que no hi ha una prova definitiva de baritocalcita i és massa rar per entrar-hi en absència de DRX. El doctor George Lammers va indicar que aquests cristalls semblen barita però desapareixen completament en HCl; La baritocalcita és completament soluble en HCl. La barita residual que suposava probablement estava finament en pols. No va examinar altres fases de carbonat de Ba, ja que ningú més n'ha informat cap.

Les vores trencades tenen dos bons escots i són molt més vítries que la calcita que l'acompanya. Tots els cristalls de baritocalcita tenen un recobriment opac, que sembla ser característic de la baritocalcita. Es tracta d'una mostra molt complexa amb almenys dues generacions de calcita i cristalls de baritocalcita blancs i opacs alterats a la part posterior de la mostra. La calcita de segona generació de la pedrera fa fluorescència d'un color taronja fort en LW i SW UV. La baritocalcita fluoresceix una setmana de color groc pàl·lid a SW UV, tal com s'indica per a l'espècie de New Dana. No vaig fer XRD als carbonats de la pedrera, ja que vaig suposar que tots eren calcita.

Marcasita:

Es tracta de grups orientats aleatòriament i cristalls únics flotants de marcasita de fulles geminades cíclicament. Els cristalls són d'un color daurat fosc però conserven la seva brillantor metàl·lica. Els cristalls són lleugerament iridescents. Els cristalls simples fan 1 cm i els cristalls intercreïts són agregats de 6 cm x 6 cm, imatge 10. Marcasita

Pedrera de pedra calcària de Steep Rock, Steep Rock, Manitoba, Canadà

Els intercreixements estan formats per cristalls individuals geminats cíclicament units per sorra no consolidada. No creixen en paral·lel, com es mostra a la imatge 11. Marcasita

Pedrera de pedra calcària de Steep Rock, Steep Rock, Manitoba, Canadà

Els cristalls de marcasita són universalment de 5 membres agermanats amb múltiples bessons que donen estries en forma de llança a les cares de les fulles. Un sol bessó, la imatge 12, ho il·lustra Marcasita

Pedrera de pedra calcària de Steep Rock, Steep Rock, Manitoba, Canadà

Les fulles són cristalls compostos amb moltes cares subsidiàries que indiquen un creixement subparal·lel. Tots tenen aproximadament la mateixa mida, de manera que han d'haver crescut en una generació. Les estries de les cares més grans s'enfonsen cap al centre de la cara, cosa que indica que el creixement dels cristalls va ser més ràpid cap als plans bessons d'aquests cristalls. No hi ha indicis d'alteració de la pirita o del creixement excessiu de la pirita a les fulles, tot i que algunes de les mostres tenen cares de cristall més grans evidents.

No hi havia cristalls de marcasita trencats o alterats a la sorra, tot i que les butxaques havien estat exposades a la intempèrie durant uns quants anys. Això indica que aquests cristalls de marcasita són estables a curt termini. Una cadena web de Marcus el febrer de 2009 parlava de l'estabilitat dels minerals de sulfur. El consens era que s'havia d'evitar la majoria de marcasita ja que és inestable. Estaven parlant de la marcasita de la vena, com la associada a la ruptura de la mostra d'argirodita, i no de la marcasita sedimentària.

Una vegada que la pirita o marcasita pateix la 'malaltia de la pirita', és gairebé impossible aturar-la. Les causes de la malaltia són complexes i hi ha opinions dividides al respecte. La malaltia fa temps que interessa a les persones fòssils que sovint han de fer front a la marcasita inestable durant la preparació dels fòssils. L'anàlisi de raigs X al Manitoba Geological Survey el 1990 va confirmar que es tractava de marcasita sense pirita.

Ubicacions de recollida:

Les mostres es van recollir el juliol de 1990. Els cristalls de marcasita i barita provenien d'un 5 m. x 20 m. x 20 m. illa de pedra calcària just dins de l'entrada de la pedrera. L'havia deixat allà per Canada Cement, ja que tenia massa sorra de sílice per poder-se utilitzar com a matèria primera de ciment. Els escalenoedres de calcita provenien d'una canonada diferent a la cara excavada del mur de la pedrera nord-est. Els rastres de la canonada de calcita vertical eren evidents a través de la paret de 12 metres d'alçada.

La marcasita es va limitar a la part més sorrenca dels farciments de les coves de 2 m x 2 m; les parts més riques en argila contenien les plaques de barita. El contingut sorrenc dels vugs s'havia vessat per cobrir la roca triturada del davantal de l'illa i els cristalls flotants de marcasita i barita van ser escollits de la sorra solta. La sorra no es va tacar amb limonita ni hi havia cap pseudomorf de limonita després de marcasita. Les parets de les vores de marcasita estaven fortament gravades sense un creixement excessiu de minerals secundaris.

Alguns dels buits que portaven barita tenien un creixement secundari de calcita, i un creixement ocasional de barita, a la pedra calcària. No hi havia fòssils a la sorra, tot i que l'argila estava plena de tiges crinoides. A diferència de l'Inland Quarry, una pedrera de ciment similar a Mafeking, més al nord de Manitoba, hi ha molt poca mineralització a les parets de la pedrera. Les fulles de marcasita i les plaques de barita creixen en els farciments de sorra i argila de les coves com a cristalls flotants sense cap punt d'unió. A les parets de la cova hi ha pirita menor amb barita. La calcita trobada en una altra part de la pedrera també anava creixent lliure a les argiles i es va gravar la calcària associada.

La barita es va produir abundantment a les parts riques d'argila dels vugs dins de la pedrera. Localment, els cristalls de barita simples en forma de diamant es van intercreixir en rosetes o tenien inclusions de cristalls de pirita o tiges crinoides. La majoria dels cristalls eren de l'illa a l'entrada de la pedrera, on es van trobar els cristalls flotants de marcasita. El contingut de sorra i argila dels vugs s'havia enfonsat sobre el davantal de roca triturada de l'illa i els cristalls de barita van ser extrets de l'argila; no eren abundants a les coves plenes de sorra. Les cavitats plenes de sorra contenien els cristalls de marcasita. La mostra de matriu de barita que he obtingut de l'ocurrència de l'illa té barita incolora inalterada amb alguna alteració blanca, fins a una fase desconeguda, a les vores del cristall.

Els flotadors de barita són força fràgils i molts es van trencar per l'explosió i l'enfonsament de les argiles. Els cristalls de barita no contenen inclusions de l'argila, que era de color verd mitjà. Les tiges crinoides predominaven a la part d'argila de les coves però no a la sorra. Els cristalls d'1' i més grans eren excepcionals; la majoria dels cristalls senzills de barita tenien una mida de 0,25 polzades. Els cristalls més grans estaven confinats a una butxaca del costat oest de l'illa. Els cristalls de barita de cada vug eren aproximadament la mateixa mida, però la mida variava entre les canonades adjacents. La naturalesa enfonsada de les argiles no va permetre més observacions sobre la seva col·locació a les cavitats calcàries.

La barita matriu era molt més rara i es trobava al llarg de les parets de la cova. Els cristalls de la matriu podrien ser força grans, amb rosetes de fins a 6 cm de mida. Les coves sempre estaven plenes de sorra i argila; cap estava obert a la intempèrie o la llum solar. Això indica que els cristalls flotants incolors no són el resultat del blanqueig a la llum solar.

El pseudomorf de calcita va ser recollit i reconegut pel doctor George Lammers a finals de la dècada de 1990, que em va donar aquest exemple en una de les reunions de la Manitoba Mineral Society. Com que va ser un regal del Dr. Lammers, no sé exactament d'on prové la mostra de la pedrera, però la seva similitud amb la mostra de barita matricial indica que probablement és de l'aparició de l'illa a l'entrada de la pedrera. No vaig veure cap d'aquestes fulles quan vaig buscar barita a l'ocurrència de l'illa, de manera que són força rares. S'assemblen molt a la barita sobre pedra calcària que es troba a l'entrada de la pedrera.