Químicamente, en la parte vítrea (muestra MET-1A) y escoriácea (muestra MET-1B) del agregado vítreo se constatan contenidos en elementos mayores casi similares con la excepción del FeO que presenta un contenido mayor en la pate escroriácea, posiblemente debido a condiciones más oxidantes que prevalecieron en esta parte durante la formación del agregado vítreo (Tabla 2). Este agregado está casi en su totalidad formado de SiO₂, Al₂0₃ y FeO*, ya que la suma de estos óxidos varía entre 90 y 88% en la parte vítrea y escoriácea respectivamente, La relación Na/Al de ambas partes es inferior a 1, lo que es característico de mezclas sílicoaluminosas y vidrios (Mysen, 1988). Comparado con fulguritas reportadas en Australia (Frondel, 1962) y en Michigan, Estados Unidos (Essene y Fisher, 1986), la pseudofulgurita El Rosario es menos rica en sílice pero más rica en alúmina, fierro total y álcalis,

Los resultados del análisis normativo CIPW de las muestras analizadas indican que tanto la parte vítrea como la escoriácea son sobresaturadas en sílice, lo que hace aparecer cuarzo libre en la norma. También la presencia de corindón normativo corrobora el carácter hiperaluminoso del agregado vítreo. Otros minerales normativos son albita, anortita y ortoclasa, que reflejan los contenidos en Na₂O, CaO y K₂O del agregado. La hematita e ilmenita también aparecen en la norma, lo que es indicativo del enriquecimiento en fierro y contenido en titanio (Tabla 3).

Figura 7.- Diafractograma correspondiente a las impregnaciones blancas, mostrando presencia de portlandita. calcita, óxido de calcio y feldespato.

Los análisis cuantitativos a la microsonda electrónica de la fase vítrea y de la fase metálica de la pseudofulgurita corroboran los datos proporcionados por la fluorescencia de rayos X y permiten profundizar éstos, En efecto, se observan cristales fracturados de aleaciones de fierro-silicio (silícidos), conteníendo exsoluciones lamelares y vermiformes de similar composición (Fig, 8). Estas exsoluciones presentan variaciones significativas en sus contenidos en Fe y Si del borde hacia el centro, con relaciones de 2:1 a 1:1 y trazas de Ti (Tabla 4). También se observan glóbulos metálicos de silícidos enriquecidos en Fe-Ti y de tamaño pequeño <5 mm) embestidos en vidrio con contenidos en SiO₂ variando entre 61-65% (Figura 9).

De acuerdo con la literatura geológica, las rocas vítreas se forman por enfriamiento súbito o por choque que induce deslrucción de la estructura cristalina. De acuerdo a O'Keef (1984), los vidrios de origen natural son de varios tipos, a saber: volcánico, de impacto, diapléctico, tectita, fulgurita y combustion-metamórfico. El origen de estos vidrios es resumido en la Tabla 5. Los tres primems tipos de vidrio han sido encontrados tanto en la superficie de la Tierra, como también en la Luna y algunos meteoritos, mientras que los tres restantes están restringidos a cuerpos planetarios con atmósfera.

Tabla 2, Análisis químicos de roca total (en % en peso) de la parte vítrea (MET-1A) y escor¡ácea (MET-1B) de la pseudofulgurita El Rosario. A título de comparación la composición química de una fulgurita de Australia (Frondel, 1962) y de fúlguritas de Michigan (Essene y Fisher, 1986).

Tabla 3. Norma ClPW de la parte vítrea (MET-1A) y escoriácea (MET-1B) de la pseudofulgurita El Rosario.

D.I.=Índice de diferenciación.

Las evidencias encontradas en el terreno de cultivo, tales como la presencia de una cavidad de forma ovalada, una línea de alta tensión rota, fragmentos vítreos y escoriáceos de composición similar al fragmento mayor, así como las características megascópicas, microscópicas y la composición mineralógica y química del agregado vítreo, son compatibles con las de las fulguritas (Feldman, 1987), los productos terrestres resultantes de rayos impactando la superticie del suelo o rocas. Las fulguritas han sido producidas también artificialmente haciendo pasar una corriente eléctrica a través de arena u otro material, o cuando líneas de alta tensión han sido rotas sobre suelo arenoso. A estos últimos productos se les denomina pseudofulgurita, ya que no fue formada por fusión producida por el efecto de un rayo sino de una simple descarga eléctrica inducida por la ruptura de una línea de alta tensión (13,000 volts de tensión de aceleración; técnicos de la CFE, comunicación oral) impactando la superlicie del terreno arcilloso y limoso. Según el Dictionary of Geology (Tomkeieff, 1983), las fulguritas (del latín fulgur igual a fundido) son tubos vitrificados de material silíceo fundido producido cuando un rayo impacta la superficie del terreno. Los vidrios son de color blanco grisáceo, café, marrón, oscuro, negro o verdes amarillentos, bulbosos o con protuberancias alargadas, a veces bifurcadas. Su superficie exterior es rugosa con excrescencias en forma de hilo y vesicular. Algunas de ellas libres de oquedades son parecidas megascópicamente a obsidiana negra, aunque la gran mayoría presentan tubos pequeños de vidrio pasando al interior de la roca. Estas rocas son comunes en arenas de duna del desierto o en planicies costeras. Ellas han sido reportadas por Frondel (1962) como vidrios naturales o artificiales de composición silícica (90-99% de Si0₂), formadas cuando un rayo golpea y mezcla arenas cuarcíferas, rocas o suelo. Un contenido en silice variando de 85 al 99% ha sido reportado para fulguritas por Essene y Fisher (1986). Debe considerarse, sin embargo, que la composición quimica global de las fulguritas depende del protolito o del material a partir del cual se formaron estos agregados vítreos.

Figura 8.- Fotomicrografía obtenida a la microsonda electrónica mostrando una esfera metálica de silicidos (M) incluida en vidrio silícico (Vi). Se observan exsoluciones lamelares y vermiculares de Fe-Si y el fracturamiento característico de los cristales. Los números indican la localización de los análiis puntuales.

Figura 9.- Fotomicrografía obtenida a la microsonda electrónica mostrando glóbulos de silicidos (M) de tamaño pequeño incluidos en vidrio silícico (Vi). A la izquierda un cristal de
silícido (Si) con estrías de pulido. Los números indican la localzación de los análisis puntuales.

Tabla 4.-Análisis puntuales a la microsonda electrónica de la fase vítrea y de la fase metálica de la pseudofulgurita expresados en porcentaje en peso. 1 y 2 fase vítrea. 3 a 10 fase metálica. La ubicación de los análisis efectuados se indican en las figuras 8 y 9.

El impacto de rayos sobre el terreno produce varios efectos inusuales ocasionando cambios abruptos en la presión, temperatura, densidad y velocidad del medio impactado, provocando mezcla, vaporización, fundido y transformación mineralógica o en su defecto fuertes deformaciones de los materiales rocosos (Brook et al., 1962; Hill, 1971; Uman y Knider, 1989; Newcott, 1963). La fulgurita resultante típicamente consiste de vidrio producido por el intenso calor inducido por la descarga eléctrica. Estas rocas son generalmente tubulares, con interior hueco y frágil y exterior poroso (Daly et al., 1993). Las fulguritas contienen fases que requieren altas temperaturas, excediendo en general 1000° e, siendo la temperatura de mezcla antes de la formación del vidrio estimada entre 1900 a 2700°C (Essene y Fisher. 1986), reflejando las condiciones extremas praducidas localmente por el rayo. Esto se produce cuando la descarga eléctrica causa que el campo eléctrico rebase el límite de rompimiento del aire adyacente produciendo mezcla y vaporización. Este rompimiento causa una descarga convectiva formada a partir del objeto impactado hacia arriba. La energia liberada y los voltajes y temperaturas involucradas son verdaderamente extraordinarias para alcanzar la mezcla de materiales.

Los minerales encontrados en las fulguritas son polimorfos de la sílice, rara vez ZrO₂, mulita (Si₂Al₆O₁₃) (Frondel, 1962) y recientemente se ha señalado la presencia de grafito, fullerenos (C₆₀ y C₇₀; Daly et al., 1993), silícidos (Fe_xSi_I-x), compuestos de fierro, titanio y fósfidos (Essene y Fisher, 1986), todos ellos formados a altas temperaturas y bajas presiones. En rocas terrestres, la presencia de tridimita y cristobalita es común en las cavidades de rocas volcánicas vítreas. Estos minerales se supone se formaron tardíamente por emanaciones de gases calientes actuando sobre la roca aún no del todo solidificada. Según Deer et al. (1993), la tridimita se forma arriba de los 870°C y cuando ésta se calienta a ~1470°C se transforma en cristobalita. La presencia de estos polimorfos sugiere altas temperaturas alcanzadas por la pseudofulgurita El Rosario. Esta temperatura alta es también sugerida por la presencia de clinopiroxeno, ya que piroxenas del tipo clinoestatita coexisten con cristobalita a temperaturas de alrededor de 1570°C (Mysen, 1988) y se sabe también que para que la arena se convierta en un vidrio se necesita una temperatura de alrededor de 1370°C. Por otra parte, se sabe que una descarga de 28000 volts de tensión de aceleración afectando un terreno blando y conductor de electriciclad, puede producir una temperatura de aproximadamente 2500°C (técnicos de la CFE, comunicación oral), lo cual es suficiente para fundir localmente el terreno y producir vaporización.

Tabla 5. Tipos de vidrios de origen natural (Según O'Keefe, 1984).

Figura 10.- Origen de la pseudofulgurita El Rosario.

El hervimiento del agregado vítreo está evidenciado por la abundancia de vesículas y los canales que intercomunican éstas. La vaporización del oxigeno durante el hervimiento proporcionó las condiciones idóneas para el desarrollo de los silícidos.

Estos silícidos. que consisten de tetraedros de sílice ocupados porotros elementos tales como Fe, Al, Ti, B, P, Sn y otros (Feldman, 1987), han sido encontrados en fulguritas que han experimentado una extrema reducción y denotan una inmiscibilidad entre fase vítrea y metálica (Essene y Fisher, 1986). Estas condiciones son sugeridas también por las exsoluciones de plagioclasa y tridimita en la parte vítrea que dan evidencia de inmiscibilidad y también por la forma esferoidal de las esferas metálicas o glóbulos que sugieren desmezcla de líquido metálico a partir de un líquido silicatado (Essene y Fisber, 1986).

La composición quúnica predominante en sílice y alúmina de la pseudofulgurita es un reflejo del material original a partir del cual ésta se formó, que son suelos del tipo Vertisoles pélicos y Feozems con propiedades vérticas con contenidos en arcilla superiores al 35%, contenidos variables en carbonatos (0.5-8%) y bajos en materia orgánica (Detenal, 1982). Este tipo de suelo presenta una composición predominante de arcillas del tipo de la montmorillonita (Al_1.67Mg_0.33 (OH)₂(Si₄O₁₀)_o.33Na_0.33(H₂O)₄). También se sabe que la composición de las líneas de alta tensión es aluminio, acero, plástico y partes cerámicas. Estos materiales pudieron fundirse con el suelo para dar origen a un agregado vítreo sílicoaluminoso con predominio de materiales refractarios.

Conclusiones

La pseudofulgurita El Rosario coonstituye un fragmento vítreo exótico en el estado de Hidalgo. Sus características sugieren que se formó por mezcla producida por la descarga eléctrica de una línea de alta tensión (13000 volts de tensión de aceleración) con la superticie del terreno de cultivo arcilloso-limoso que indujo vaporización, fundido, transformación mineralógica y solidificación del material impactado. Su peso específico es 2.548. El vidrio refractario que la constituye es de composición sílicoaluminosa con n>1.537 conteniendo escasas diseminaciones de clinopiroxeno, así como esferas y glóbulos de silícidos con trazas de titanio. En su parte escoriácea se identificaron polimorfos de la sílice (cuarzo, tridimita y cristobalita) y plagioclasa. La parte vítrea y escoriácea están constituidas esencialmente de refractarios que expresan químicamente su abundancia en SiO₂, Al₂O₃ y FeO·, y contenidos bajos en Na₂O, CaO, KO₂ y TiO₂. Las impregnaciones blancas formadas de calcita, óxido de calcio, portlandita y feldespatos, sugiere adición de calcio posiblemente suministrado por las raíces de la vegetación existente en el terreno de cultivo o por la carbonatación de las tobas del cual procede el suelo arcilloso y limoso implicado. Se sabe, en efecto, que los productos formados por la siliciticación de raíces de plantas están compuestos de carbonato de calcio, limonita y calcedonia (Fronde!, 1962).

Las características similares de la pseudofulgurita y de los fragmentos vítreos y escoriáceos pequeños encontrados en el terreno de cultivo sugieren que éstos son fragmentos disgregados del agregado mayor o que ellos fueron formados por el mismo fenómeno que produjo éste.

La pseudofulgurita El Rosario daría evidencia de un origen exótico, aunque terrestre, ya que es completamente ajena a las formaciones geológicas adyacentes y fue formada por procesos poco usuales en la naturaleza (Figura 10).

Agradecimientos

Los autores manifiestan su agradecimiento a las autoridades del Consejo de Recursos Minerales por las facilidades otorgadas para la publicación del presente trabajo. Se agradece asimismo al personal del Centro Experimental Tecamachalco, lngs. Ma. de la Luz Rivas, Alfonso Cruz y Rolando Nieto por el análisis de las muestras, así como también a los lngs. Gregorio Medina García y José Cárdenas Vargas, por su apoyo logístico. Se agradece asimismo a la Bióloga Margarita Reyes Salas del Instituto de Geología de la UNAM por su apoyo en los análisis cuantitativos de la fase metálica y vítrea en la microsonda electrónica.

Bibliografía

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