La serpentinita es una roca compuesta por uno o más minerales del grupo de las serpentinas , el nombre se origina por la similitud de la textura de la roca con la de la piel de una serpiente. [1] Los minerales de este grupo, que son ricos en magnesio y agua, de color verde claro a oscuro, de apariencia grasosa y resbaladiza, se forman por serpentinización , una hidratación y transformación metamórfica de la roca ultramáfica del manto terrestre . La alteración mineral es particularmente importante en el fondo del mar en los límites de las placas tectónicas . [2]
La serpentinización es una forma de metamorfismo a baja temperatura de rocas ultramáficas , como dunita , harzburgita o lherzolita . Estas son rocas bajas en sílice y compuestas principalmente de olivino , piroxeno y cromita . La serpentinización es impulsada en gran parte por la hidratación y oxidación de olivino y piroxeno a minerales serpentinos , brucita y magnetita . [3]Bajo las inusuales condiciones químicas que acompañan a la serpentinización, el agua es el agente oxidante y se reduce a hidrógeno, H
2. Esto conduce a reacciones adicionales que producen minerales raros de elementos nativos del grupo del hierro , como awaruita ( Ni
3Fe ) y hierro nativo ; [4] metano y otros compuestos de hidrocarburos ; y sulfuro de hidrógeno . [5]
Durante la serpentinización, la roca absorbe grandes cantidades de agua, lo que aumenta el volumen, reduce la densidad y destruye la estructura original. [6] [7] La densidad cambia de 3.3 a 2.5 g / cm 3 (0.119 a 0.090 lb / cu in) con un aumento de volumen simultáneo del orden del 30-40%. [8] La reacción es altamente exotérmica y la temperatura de la roca puede elevarse en aproximadamente 260 ° C (500 ° F), [7] proporcionando una fuente de energía para la formación de respiraderos hidrotermales no volcánicos . [9] El hidrógeno, el metano y el sulfuro de hidrógeno producidos durante la serpentinización se liberan en estos respiraderos y proporcionan fuentes de energía para el quimiótrofo de aguas profundas. microorganismos . [10] [7]
La composición mineral final de la serpentinita suele estar dominada por lizardita , crisotilo y magnetita. La brucita y la antigorita están presentes con menos frecuencia. La lagarita, crisotilo y antigorita son minerales serpentinos. Los minerales accesorios, presentes en pequeñas cantidades, incluyen awaruita, otros minerales metálicos nativos y minerales de sulfuro . [3]
La olivina es una solución sólida de forsterita , el miembro del extremo de magnesio , y de fayalita , el miembro del extremo de hierro , y la forsterita representa típicamente alrededor del 90% del olivino en las rocas ultramáficas. [11] La serpentinita se puede formar a partir del olivino a través de varias reacciones:
La reacción 1a une fuertemente la sílice, reduciendo su actividad química a los valores más bajos observados en las rocas comunes de la corteza terrestre . [12] La serpentinización continúa a través de la hidratación del olivino para producir serpentina y brucita (Reacción 1b). [13] La mezcla de brucita y serpentina formada por la Reacción 1b tiene la actividad de sílice más baja en la serpentinita, por lo que la fase de brucita es muy importante para comprender la serpentinización. [12] Sin embargo, la brucita a menudo se mezcla con la serpentina de tal manera que es difícil de identificar excepto con difracción de rayos X , y se altera fácilmente en condiciones de intemperismo de la superficie. [14]