Las cristalizaciones fre�ticas
LAS CRISTALIZACIONES FREATICAS
L. POMAR ("1 (**)
A. GlNES (""1
R. FONTARNAU (***)
Resumen. Résume. Abstract.
1. Introducción.
2. Las cristalizaciones flotantes.
2. 1. Características de la calcita flotante.
2. 2. Características del aragonito flotante.
2. 3. Discusión.
3. Los depósitos de cristalizaciones flotantes. Características diagenéticas.
3. 1 .'Los depósitos actuales.
3. 2. Los depósitos fósiles.
3. 3. Discusión.
4. Las cristalizaciones subacuáticas.
4. 1. Las cristalizaciones lisas.
4. 2. Las cristalizaciones rugosas.
4. 3. Las cristalizaciones anguloso- quebradas.
4. 4. Discusión.
5. Consideraciones. Conclusiones.
6. Agradecimientos.
7. Bibliografía citada.
8. Apéndices: Figuras.
Fotografías.
(*) Facultad de Ciencias de Baleares. Palma de Mallorca.
(""1 Grupo Espeleológico EST. Palma de Mallorca.
(***) Servicio de Microscopia Electrónica. Universidad de Barcelona.
RESUMEN
Las oscilaciones del nivel del Mediterráneo durante el Pleistoceno, implican la consiguiente oscilación del
nivel freático de las zonas litorales; las cotas alcanzadas por dicho nivel freático durante el Pleistoceno medio
y superior han quedado registradas, en el interior de algunas cavidades del karst mallorquín, a través de las
cristalizaciones freáticas que cada época ha originado. En este trabajo se analizan las principales características
de estas cristalizaciones.
En el grupo de las cristalizaciones que se forman actualmente en la superficie del agua, flotando por
tensión superficial, aparecen Iáminas de Calcita flotante ("Calcite Rafts") con cristales romboédricos, y
láminas flotantes de Aragonito con cristales de hábito prismático. En ambos casos los cristales tienen u n cre-
cimiento rápido y se disponen radialmente alrededor de un núcleo que, por lo general, es de materia orgánica.
En los depósitos de estas cri'stalizaciones se observa una fuerte microsparitización de los romboedros
calcíticos; en los depósitos actuales este proceso está relacionado con la actividad de microorganismos. Los
depósitos aragoníticos, tanto actuales como fósiles, presentan claras huellas de inversión a Calcita.
Entre las cristalizaciones formadas bajo la superficie freática, se reconocen tres tipos: Cristalizaciones de
agujas de Aragonito, dispuestas radialmente sobre los extremos de estalactitas vadosas u otro soporte, con
morfología externa lisa y frecuentes huellas de Inversión ("decalcificaciones"); Cristalizaciones de calcita con
extinción pseudoondulante,
con morfología externa "rugosa" que da formas de gran.belleza; Crista
de calcita romboédrica, creciendo indistintamente sobre' cristalizaciones aragoníticas, de calcita pse
lante, o sobre la roca carbonatada de la pared de la cavidad.
Podenios suponer que las diferencias petrológicas, geoquímicas y mineralógicas existentes en I
depósitos de las diferentes épocas pleistocenas, permitirán precisar las condiciones climáticas en que se han
formado, así como la evolución de éstas en el tiempo.

RESUME
Les oscillations du niveau de la Méditerrannée pendant le Pléistocene, comportent I'oscillation de la nappe
phréatique des zones littorales; les hauteurs que cette nappe phréatique a atteint pendant le Pléistocene
Moyen et Supérieur ont restées enrégistrées, a I'intérieur de quelques cavités du karst Majorquin (Espagne),
parmi les cristallisations phréatiques que chaque époque a originé. Dans ce travail on analyse les principales
caractéristiques de cettes cristallisations.
Dans le groupe des cristallisations qui sont en train de se former actuellement sur la surfacede I'eau, on y
trouve des lames de Calcite "Flottante" ("Calcite Rafts") avec des cristaux rhomboédriquesret des lames
flottantes d1Aragonite au cristaux prismatiques. Dans I'un et I'autre cas les cristaux ont un accroissement tres
rapide en se disposant radiallement autour d'un noyau que, fréquemment, est en matiere organique. Dans les
dépots de cettes cristallisations ont peut observer une forte microsparitisation des rhomboedres calcitiques; et
dans les dépots actuels, ce proces est en rélation avec I'activité des microorganismes. Les dépots
aragonitiques, meme les actuels comme les fossiles, présentent des traces tres clares d'une inversion a Calcite.
Parmi les cristallisations formées sous la surface phréatique, on peut y reconnaitre trois types: Cristallisa-
tions d'aiguilles d'Aragonite, disposées radiallement sur les bouts de stalactites vadoses, ou n'importe que1
autre support, avec une morphologie externe lisse et des fréquantes traces d'inversion ("decalcifications");
Cristallisations de Calcite avec extintion pseudoondulante, avec una morphologie externe "rugueuse" que ,
permet des formes d'une énorme beauté; Cristallisations de Calcite Rhornboédrique, qui accroient, indistincte-
ment, sur des cristallisations Aragonitiques, de Calcite pseudoondulante, ou sur les roches carbonnatées des
murs de la cavité.
On peut supposer que les différences pétrologiques, géochimiques et minéralogiques existantes dans les
dépots des époques pléistocenes, nous permettrons de preciser les conditions climatiques dans lesquelles se
sont formés, ainsi que I'evolution de ceux-ci a travers le temps.
1 ABSTRACT
Oscillations in the level of the Mediterranean sea during the Pleistocene produced corresponding os-
..
cillations in the level of the ground water-table, in the coastal areas. The levels reached by the ground
water-table in the middle and upper Pleistocene have been recorded inside some caves in the Majorcan karst,
by means of the phreatic crystallisations left by each epoch. In this study, we propose to analyse the principal
characteristics of these crystallisations.
In the group of crystals that forms at the present time, floating at the water surface by means of surface
tensions, we find rhombohedrally crystallized floating calcite (calcite rafts) and floating plates of aragonite
(whose crystals are grouped in prismatically - shaped rods). In both cases growth is rapid and the crystals are
formed radially around a nucleus, often of organic material. In these deposits we can often observe a strong
microsparitisation of the rhombohedrical crystals; in the present day deposits this process is related to the
activity of microorganisms. The deposits of aragonite,
w clear traces of a
process of conversion into calcite.
Among the crystals formed below the water surf
, 1 .- Needle - like
crystals of aragonite, arranged radially around the tip of those stalactites which penetrate the water surface, or
around any other suitable support. Theese have a smooth outer texture, and frequently show signs of the
process of conversion into calcite. 2.- Calcite crystals with a pseudo-undulating profile and a wrinkled outer
texture, often forming themselves into very beautiful shapes. 3.- Rhombohedral calcite crystals, growing in-
discriminately on the aragonite crystals, the pseudo-undulating calcite, or on the limestone rock of the cave
walls.
We may suppose that the petrological, geochemical and mineralogical differences existing in the deposits
left by the different Pleistocene epochs, will allow us to determine the climatic conditions under which they
were formed, and by the same token, the evolution with time undergone by these conditions.

La Telodiagénesis, definida por CHOQUETTE y PRAY (19701, comprende todas las transformaciones que
ocurren en las rocas como consecuencia de la actuación de los procesos de meteorización. Estos autores
situan el límite inferior de actuación de los procesos telodiagenéticos ligeramente por debajo del nivel freático,
comprendiendo la totalidad de la zona vadosa. THRAlLKlLL (1968) confiere a dicho Iímite una importante
caso de la "calcita flotante" y de las cristalizaciones que tienen lugar en el interior de los "gours". Sin
embargo JOLY (1929) refiriéndose a las Coves del Drach expone una serie de consideraciones sobre la génesis
de dicha cueva, y entre ellas aparece una intuitiva~descripción
de estalactitas con revestimiento subacuático:
que se avecinan a! contacto de estos lagos: a un nivel medio de 0,20 mts. por encima del nivel más bajo d
las comarcas cubanas de Pinar del Rio (Llanura cársica meridional) y Cayo Caguanes (provincia de.las Villas).
Así mismo relaciona el-origen de algunas de las formaciones de la afamada Cueva de Bellamar (Matanzas) con
similares mecanismos de cristalización subacuática 'en condiciones de inundación freática. Son de gran interés
de las estalagmitas sumergidas en los lagos de aquellas c'uevas. El planteamiento que propone sobre la
'causas de lo que denomina "segunda inundación" de aquellas cavidades del litoral cubano, prefigura varios d
los recientes criterios que hoy aplicamos para las cuevas de Mallorca.
Son GINES y GlNES (1974) quienes, al describir los mecanismos de fosilización de la Cova de Sa Bass
Blanca (Mallorca), ponen de manifiesto la importancia de los procesos de precipitación de Carbonatos' qu
La determinación de las condiciones genéticas de las cristalizaciones freática; adquiere un singular reliev
por incidir de forma directa sobre la compleja y polémica dinámica de los Carbonatos, principalmente por lo
que respecta a sus condiciones de' precipitación y de estabilidad. Estas consideraciones revisten una mayor
importancia en el caso de algunos sistemas cársticos mallorquines que, por su relación estrecha con 'el nivel
hipogeos. Las características comunes a los lagos en que éstas ocurren son fundamentalmente: una cierta
renovación de aire desde el exterior, así como un estatismo casi total de las aguas, mientras que la mayor o

,. 1. CARACTERISTICAS DE LA CALCITA FLOTANTE
La calcita flotante está formada por finas laminillas de color blanco, suspendidas en la superficie del ag
por tensión superficial. La más mínima perturbación mecánica en la superficie del agua, como puede ser
de cristalización, formando a modo de rosetas (foto 21, que se unen entre sí por intercrecimiento de I
indican un crecimiento cristalino rápido a partir de una solución (ver fotos 3, 5 y 6 ) .
La nucleación de la calcita flotante sucede en dos formas. Por una parte se observan numerosos
superando en tamaño las diminutas generaciones.cristalinas iniciales (foto 5); llegan a alcanzar longitudes
oscilan sobre las 500 micras. (Un crecimiento prolongado puede originar láminas de más de 1;mm. de grueso
La foto 6 muestra un aspecto frontal de una de estas "rosetas" en la que se aprecia perfectamente la posi
diluido.
En las muestras de calcita flotante, la concentración en Sr oscila entre 350 ppm y 650 ppm según I
detectado en muestras fósiles.
LAMINA I
Foto 1:
Sección de una laminilla de calcita flotante. Nótese la rnicrosparita en la cara aérea, la disposición radial de los
Sección de calcita flotante. Nótese la existencia de suturas de crecimiento, la microsparitización de la primera generación, la
sobreimposición de grandes cristales en la última etapa y la materia orgánica (isótropa) en algunos núcleos. (Escala 50 micras). $
Foto 4:
Electrornicrofotografla de calcita flotante en un estadio muy inicial. (escala 10 micras).
Foto 5:
Electrornicrofotografia lateral de una lámina de calcita flotante, mostrando varias "1 rosetas". (Escala 50 rnicras).
Foto 6:
Electrornicrofotografía de la cara acuática de una lámina de calcita flotante, mostrando f
distinguir aristas curvas de crecimiento en los rornboedros. (Escala 10 rnicras).
Foto
.
7:
-.-
. .
Electromicrofotografía de la cara aérea de una laminilla de calcita flotante. Nótese la presencia de enig
(Escala 10 rnicras).
Foto 8:
Láminas de aragonito flotando en la superficie del agua (Escala 4 cm.)


2.2. CARACTERISTICAS DEL ARAGONITO FLOTANTE
En muchas de las aguas extraidas del subsuelo de Mallorca, ya sea a través de pozos o de sondeos, tras
experimentar cierto reposo aparece una cristalización flotante blanca de carbonato cálcico (foto 8). Mediante
difracción de rayos X se ha determinado que corresponden a cristales de Aragonito (ver gráfica 2).
El Aragonito flotante crsitaliza en forma de agregados radiales, unidos entre sí, formando finas láminas en
'la superficie del agua. La foto 9 muestra una lámina por su cara inferior (acuática) en la que se observa el
intercrecimiento de los agregados hemisféricos radiales. En la foto 10 aparece una sección de una laminilla en
la que se observa uno de los agregados seccionados. La Iámina tiene 20 micras de grosor;'este grosor'es
correspondiente a la longitud de los cristales, que tienen un diámetro de una micra.
La cara aérea de la lámina es lisa -al igual que la de la calcita flotante- a causa de que el crecimiento se
realiza solamente en la fase acuosa (esta cara aérea corresponde a la interface aire-agua). Foto 11; nótese la
unión de los agregados por intercrecimiento de los cristales. Observados en'detalle (foto 121, los agregados
muestran la perfecta disposición radial de los cristales, hacién'dose patente al mismo tiempo una coloniz
biológica de naturaleza filamentosa.
as experiencias en curso sobre la cristalización del Aragonito flotante, pese a hall'arse en sus
inciales, muestran una clara dependencia de: la velocidad de cristalización con respecto al incre
temperatura sufrido por el agua, la presencia y actividad de microorganismos y la existencia de cuer
extraños en la superficie susceptibles de actuar como núcleo de cristalización.
Las condiciones que controlan la cristalización de carbonato cálcico en la superficie del agua, indepen-
dientemente de la especie mineralógica del precipitado, son: tranquilidad y estatismo de la superficie del agua,
presencia de cuerpos extraños, posibilidad de intercambio y renovación del aire en contacto con la superficie
del agua, elevación de la temperatura y presencia y actividad de microorganismos.
Todo ello nos sugiere que la cristalización de los carbonatos en la superficie se produce por una fuga del
COs disuelto en el agua; esta fuga estaría provocada por una disminución de la solubilidad de dicho gas (in-
cremento de la temperatura) o por un descenso de su presión parcial encima de la superficie (aireación de la
cavidad o recipiente en que se produce la cristalización). Como consecuencia de la fuga de C02 disuelto, se
origina una saturación de carbonato junto a la superficie, que da lugar a la precipitación. La presencia de
microorganismos y de materia orgánica, que se manifiestan como aceleradores de la velocidad de cristaliza-
ción, podría actuar mediante dos mecanismos, ya sea creando un microambiente básico a su alrededor, ya sea
mediante la absorcion de COs e n su actividad metabólica, procesos ambos que favorecen la cristalización del
carbonato. Tampoco se desprecia una actuación pasiva como núcleo de cristalización.
Estas afirmaciones, que se presentan como conclusiones provisionales, son aptas solamente como hipóte-
sis de trabajo. Quedan todavía por determinar las causas que bloquean la cristalización de la calcita para per-
mitir la del aragonito, en unas condiciones que contradicen las citadas en algunos trabajos, tales como con-
centraciones de Sr, Mg, Na, etc. (ver FOLK, 1974; LEITMEYER, 1910; FYFE y BISCHOFF, 1965).
Características diagenéticas.
.
En numerosas cavidades mallorquinas, se observa la
Texto de la FIGURA 1:
depósito del Eutyrreniense.


3.1. LOS DEPOSITOS ACTUALES
Se forman en el fondo de los lagos hipogeos y presentan una coloración parda. T r ~ s
la disolución del car-
bonato (Calcita) en HCL diludo se aprecia que dicha coloración corresponde a microorganismos, a acu-
mulación de materia orgánica y en menor grado a una débil deposición de arcillas en suspensión. Con el mi-
croscopio Óptico en lámina delgada se aprecia' un importante proceso de recristalización degradante (micro
paritización) que afecta en su totalidad a las Iáminas más finas y, sólo parcialmente, a las gruesas (fotos 1
14); esta microsparitización se produce mediante procesos de disolución-corrosión (foto 15) ligados a la ac
vidad de microorganismos (foto 16). Son frecuentes también, sobre las laminillas, cristales de carbona
tamaño microsparita (5
a 10 micras) de hábito romboédrico (foto 17). El primer estadio de microsparitizac
se manifiesta como una disolución parcial de los cristales acompañada de una fragmentación (desconc
l
miento), en presencia de abundantes filamentos orgánicos (foto 18).
Otra característica textura1 importante que aparece en estos depósitos es .la presencia constante de, cri
tales aciculares dispuestos en agregados radiales, reemplazando, unas veces, a las láminas de calcita o cr
ciendo sobre éstas (fotos 19, 20); la abundancia relativa de dichos agregados guarda una relación inversa c
la profundidad a que se halla la muestra con respecto al nivel del agua, por lo que parece probable que
génesis pudiera estar relacionada con las fluctuaciones del nivel piezométrico. La detección de Aragonito
estas muestras mediante los datos obtenidos por Difracción de Rayos X, nos sugiere que los agregados
broso radiales pueden corresponder a dicho mineral.
En los análisis geoquímicos realizados, se ha puesto de manifiesto que las muestras de calcita flot
recogida del fondo presentan un enriquecimiento en Mn, en aguas con temperaturas generalmente superi
a las de la superficie y con concentraciones en cationes divalentes mucho más elevadas.
3.2. LOS DEPOSITOS FOSILES
Las oscilaciones que presenta el nivel del mar durante el Pleistoceno se traducen en oscilaciones del ni
piezométrico de las aguas cársticas de las cavidades, en los sistemas cársticos litorales. Ello ha permitido el
tudio de muestras procedentes de depósitos de cristalizaciones flotantes formadas durante el Pleistoceno,
que se hallan a distintas cota topográficas sobre el nivel piezométrico actual.
A un nivel de+ 2 mts. sobre la superficie piezométrica actual, se ha localizado un depósito de laminillas d
Calcita cuya morfología externa permite atribuirle un origen flotante. Estas laminillas presentan un recub
miento estalagmítico en forma de colada. En Iámina delgada se constata que las laminillas originales han S
frido un importante proceso de recristalización (fotos 21 y 22) que ha cambiado totalmente la textura primit
la antigua textura romboédrica se presenta como un cemento pseudodrusy. La cristalización de esta cal
flotante corresponde al Neotyrreniense (G~NES
y GlNES 1974). La textura de la colada que la recubre evide
cia procesos de precipitación subacuática (ver apartado 4) (Muestra procedente de la Cova de Sa Bas
Blanca, Alcudia).
A un nivel de+ 6 a+8 mts. sobre el nivel freático actual se han recogido muestras de calcita flotante fó
Estas laminillas no presentan evidencia alguna de haber sufrido procesos posteriores de precipitación. Estas I
minas (foto 23) ponen de manifiesto una acusada microsparitización, a la vez que se observa sobre ellas
presencia de cristales alargados, que podrían corresponder a escalenoedros o a romboedros muy agud
Foto 9:
. Electrornicrofotografía de la cara acuática de una Iámina de aragonito flotante .- Nótese la existencia de numerosas "rosetas
(Escala 100 rnicras).
1
Foto 10:
Electrornicrofotografía de una "roseta" seccionada a nivel del núcleo. (posición invertida) (Escala 10 micras)
Foto 11:
Electrornicrofotografía de la cara aérea del aragonito flotante; las "rosetas" unidas por intercrecimiento 2on manifiestas. (Escala 1
rnicras).
Foto 12:
Electromicrofotografía de una "roseta". Nótese la posición radial
rómbicos y la presencia de filamentos orgánicos. (Escala 2 micras):
Fotos 13, 14 y 15:
Ver Iámina 111
Fotos 16, 17 y 18:
Electrornicrofotografías de la cara acuática de una lámina de calcita florante recogida del
eo- son evident
las señales de disolución (16 y 18) asociadas a gran proliferación de microorganismos. L
pitación (17) (Escalas. Fotos 16 y 17, 20 micras; foto 18, 1 micra).


como los descritos por FOLK (1974) para la Calcita Magnesiana. Todas estas laminillas se hallan fuertemente
cementadas por Calcita y por Oxidos de Fe. En relación con los datos aportados por BUTZER y CUERDA
(1962) cabe atribuir a esta calcita flotante un probable origen Eutyrreniense (Tirreniense Il), (Muestra
procedente de la Cova Marina des Pont, Manacor).
Un depósito formado por la sedimentación de láminas flotantes de calcita en un "gour", actualmente de-
secado, también ha puesto en evidencia los procesos de microsparitizacióq sufridos por la calcita romboédrica.
Las fotos 24, 25, 26 y 27 tomadas con Microscopio Optico en Iámina delgada y con nicoles cruzados dan
cuenta de ello. La foto 24 tomada sobre una Iámina vista en posición frontal muestra la microsparitización y la
micritización de los cristales originales, de los que todavía queda algún relicto. La foto 25 corresponde a la
misma muestra vista en sección; en la foto 26 se aprecia la total microsparitización sufrida por las Iáminas más
finas y un inicio de recristalización en las Iáminas de mayor grosor. Finalmente la foto 27 proporc
visión de conjunto a menor aumento. (Muestra procedente de la Cova de na Mitjana, Capdepera).
flotantes. La cota de este depósito se corresponde con un nivel de precipitación de Aragonito sobre las pa-
redes y concreciones ya existentes en dicha cueva, en condiciones subacuáticas, a una cota del nivel freático
fósil de 3,90 mts. que permite atribuirle su origen durante el Eutyrreniense (Tirreniense 11). En Iámina delgada,
estos depósitos manifiestan una acusada disposición laminar de masas micríticas-microsparíticas (ver fotos 28,
29) entre los cuates se observa la existencia de cristales aciculares, existiendo todos los pasos intermedios en-
tre las agujas y la textura microsparítica. Con el Microscopio Electrónico de Barrido se observa la existencia de
masas de cristales aciculares asociados en placas; Estos cristales, aparecen en el interior de la muestra, en una
graduación completa a texturas micríticas calcíticas: pueden observarse cristales aciculares aragoníticos con
señales de una corrosión incipiente (foto 30) y mostrando la simultánea aparición de cristales de calcita -Ce-
merito- (ver flechas); progresivamente, y al tiempo que la corrosión de los cristales aumenta (foto 31) se
observa gran desarrollo de cemento, quizás tipo menisco, que empasta tanto los restos de cristales aciculares
como los posibles granos detríticos, y rellena completamente los poros, llegándose a observar (foto 32) una
masa homogénea carbonatada de tipo microsparítico. (Muestra procedente de la cova de sa Bassa Blanca,
Alcudia.
Los análisis mineralógicos por difracción de Rayos X han identificado la presencia simultánea de Ara-
gonito y de Calcita (Low-Mg Calcita) que, juntamente con el hábito de los cristales, hace que interpretemos
las agujas como Aragonito y el cemento -originado por la corrosión- como Calcita. El mecanismo de la in-
.3. 3. DlSCUSlON
en lagos hipogeos relacionados con el mar, (o asociados a "gours" actualmente desecados) evidencia la
existencia de estos procesos en épocas anteriores. La coincidencia de estas cotas con las establecidas por
BUTZER y CUERDA (1962) para los depósitos de playa del Pleitoceno, hace que a aquellos materiales se les
puedan atribuir las edades correspondientes a la de la playa de la misma cota (GINES y GINES, 1974).
Fotos 13 y 14:
Sección de calcita flotante hundida. La microsparitización es muy intensa en las Iáminas más finas. Nótense
crecimiento en las Iáminas más gruesas. (foto 13, nicoles paralelos; foto 14, nicoles cruzados). (Escala 500 micras)
Foto 15:
ver Iámina II.
Fotos 19 y 20:
Secciones de calcita flotante hundida.
19, 200 micras; foto 20, 10 micras).
Calcita flotante fósil, con crecimientos posteriores escalenoédricos y precipitación de cemento ferruginoso. (Escala 200 micra
Foto 24:

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En las calcitas, el proceso constituye una recristalización degradante y en los Aragonitos una inversión a C
cita. En ambos casos el mecanismo de disolución-precipitación, es el más satisfactorio como responsable d
proceso.
La identidad de texturas entre depósitos actuales en estadio diagenético avanzado y las correspondient
a épocas anteriores del Pleistoceno, nos hace suponer una permanencia de los procesos durante dicho pe-
riodo, o al menos durante sus fases diagenéticas activas.
En un medio no agresivo, la calcita flotante sufre un recubrimiento carbonatado subacuático y en este
caso los procesos neomórficos conducen a una recristalización agradante, resultando una textura de cemento
tipo drusy.
4. LAS CRlSTALlZAClONES SU BACUATICAS
La existencia de cristalizaciones de Carbonato Cálcico formadas en el interior de la capa cárstica, en con-
diciones claramente subacuáticas, ha despertado escasamente la atención de los investigadores. Quizás ello
sea debido a la primacía que se otorga a los procesos corrosivos bajo la superficie freática y a la escase abun-
dancia de precipitados formados en tales condiciones. Los pocos autores que tratan tan importante tema (ver
Introducción), dedican su atención a las descripciones morfológicas de las concreciones, apuntando una gén
sis subacuática pero sin dar mayores precisiones acerca de la naturaleza de las mismas.
En este apartado describimos las características petrológicas y mineralógicas de algunas cristalizacione
formadas en medio freático durante el Pleistoceno medio y superior en varias cavidades mallorquinas, y par-
ticularmente. en la Cova de Sa Bassa Blanca en Alcudia, basándonos en el trabajo previo de GlNES y GlNES
(1974). En éste se realiza una clasificación morfológica de las concreciones, de génesis subacuática, formadas
a cotas diferentes como consecuencia de los distintos niveles piezométricos que han existido durante el
Pleistoceno, motivados por las fluctuaciones del'nivel del mar (ver figura). Estos autores distinguen entre for-
mas cenitales (fotos 33, 34 y 35), formas parietales (fotos 33 y 35) y formas pavimentarias (fotos 33 y 361,
según se hallen colgadas del techo, sobre la pared o sobre el pavimento respectivamente. También resaltan la
morfología de estas formas distinguiendo superficies lisas (fotos 33, 35, 37 y 381, rugosas (fotos 33, 35 y 36) y
anguloso-quebradas (foto 34), al tiempo que afirman que las formas con superficie lisa suele presentar
síntomas de decalcificación.
Un análisis detallado de todas estas formas nos revela que dicha morfología superficial (lisa, rugosa o.
quebrada) es consecuencia de la naturaleza aragonítica o calcítica de las cristalizaciones y de los hábitos en
'que éstas se presentan.
El hecho de que estas cristalizaciones subacuáticas, presenten unas características morfológicas, mine-
ralógicas y peirológicas propias, nos hace albergar la esperanza de que en un futuro próximo sea posible de-
terminar las principales características físicas y químicas de las aguas cársticas y sus variaciones durante dicho
periodo (Pleistoceno medio y superior), a través del análisis de estos depósitos carbonatados. Sin embargo li-
mitaremos aquí nuestra atención, al análisis textura1 y mineralógico de las formas principales que aparecen y
de la problemática. que plantean.
4. 1. LAS CRlSTALlZAClONES "LISAS"
Las cristalizaciones subacuáticas cuya morfología superficial es lisa, corresponden a cristalizaciones de
Aragonito, de hábito acicular, que crecen perpendicularmente a la superficie que les sirve de base. Dicha base
puede ser una estalactita vadosa previa o'bien la pared de la cavidad. Muchas de estas cristalizaciones son in-
L H I V I I I ' i H I V
Foto 25:
Calcita flotante fósil, totalmente microsparitizada. (Escala 10 micras).
Foto 26:
Calcita flotante fósil neomorfizada a textura en'empalizada (Escala 200 micras).
Foto 27:
Láminas de calcita flotante fósil parcialmente microsparitizada. (Escala 200 micras).
Fotos 28 y 29:
Lámina delgada de un déposito 'fósil de aragonito flotante. Obsérvense las agujas de aragonito y su transformación en
Microsparita. (Escala 200 micras).
Fotos 30, 31' y 32:
Secuencia de electromicrofotografías mostrando el proceso de inversión que afecta a Id muestra de la foto 28.
aragonito presentan procesos de disolución asociados a la precipitación de cemento calcítico: romboédrico en sus p
(foto 30, flechas) y Menisco en las ulteriores (fotos 31 y 32). (Escala 10 micras).
14


dicativas de paleonivel freático. Si la cristalizació'n de aragonito se dispone sobre una espelotema cenital pre-
cedente, los cristales crecen perpendicularmente a la superficie (foto 37) mientras que si lo hacen sobre las
paredes, se disponen en agregados radiales contiguos (foto 40) que confieren a la pared u n aspecto botroidal
( C en foto 34). Las cristalizaciones aragoníticas pueden presentar varias generaciones superpuestas; en este
caso las diferentes generaciones pueden estar separadas por una fila capa calcítica (remarcada en trazo en la
foto 37) presentando, la más externa, numerosas protuberancias como consecuencia de que las nuevas gene-
raciones ya se producen en forma de agregados radiales (fotos 37 y 38). El carácter "liso" de la pared 'externa
de las cristalizaciones corresponde a la existencia de una capa de calcita formada por cristales de 500 micras,
aproximadamente, de diámetro (foto 41 1.
GlNES y GINES (1974) notan la existencia de procesos de "decalcificación" en las muestras "lisas", ara-
goniticas; nuestras observaciones han evidenciado que dichas decalcificaciones corresponden a una inversión
aragonito-calcita. Esta inversión puede ser responsable de la autofracturación de muchas de estas concre-
ciones, quizás debida al aumento de volumen que implica dicha transformación mineralógica.
4.2; LAS CRlSTALlZAClONES "RUGOSAS"
Las cristalizaciones con superficie "rugosa" se hallan siempre sobreimpuestas a cristalizaciones aciculare
aragoníticas, ya sea en concrecionamiento cenital o parietal. En el concrecionamiento pavimentario no ha po-
dido constatarse directamente esta superposición debido a que en los niveles inferiores no existen formas "li
sas"; no obstante, a partir de otras observaciones sobre el afloramiento se ha podido deducir que se trata de
mismo caso.
En las fotos 33, 35 y 36 se observan varios ejemplos de este tipo de cristalizaciones. La foto 42 muestr
dos secciones, de una forma cenital, realizadas a nivel del "cuello"; en ella se observa la estalactita vadosa i n
cial (e), la envuelta radial aragonítica de color blanco (a) y'la cristalización calcítica (c) que confiere la form
"rugosa" a la concreción. La foto 40 muestra una sección de otra forma cenital, realizada a nivel de la base
la foto 43 u n detalle de la misma. En estas fotos se distinguen las agujas de aragonito y la calcita "rugosa
externa.
La observación de estas cristalizaciones en Iámina delgada revela una extinción anómala en sus c
la foto 44 muestra u n aspecto general, y en ella se aprecia el aragonito acicular, los cristales calcíticos d
pequeño tamaño y sobre ellos, la calcita de "superficie rugosa". En-esta foto tomada con nícoles cruzado
- y en las fotos 45 y 46 que muestran u n detalle de la misma- se observan los cristales presentando un
LAMINA V
Foto 33:
..Cristalizaciones subacuáticas en la Cova de Sa Bassa Blanca; A ) Estalactitas vadosa
,N) y N') línea de nivel marcada por la formación de calcita "rugosa" sobre. la cap
engrosamiento de las cristalizaciones. (Foto GlNES y.GINES, 1974).
Foto 34:
Cristalizaciones subacuáticas en la Cova de Sa Bassa Blanca; N) Nivel marcado por
recubiertas de aragonito subacuático; C) Cristalizaciones aragoníticas revistiendo la
precipitacidn calcítica sobreimpuesta. (Foto GlNES y GINES, 1974).
'Foto 35:
Detalle de la calcita "rugosa" sobre estalactitas recubiertas de Aragonito. (Foto GlNES y GINES, 1974).
Foto 36:
Cristalizaciones subacuáticas en la Cova de Sa ~ a s s a
Blanca, recubriendo paredes, estalactitas y estalagmitas. Los paleonivel
piezométricos se hallan perfectamente marcados. (Foto GlNES y GINES, 1974).
Fotos 37 y 38:
Cristalizaciones aragoníticas sobre estalactitas vadosas; dispuestas en va
37, trazos).
Foto 39:
Aspecto de una muestra de cristalizaciones "rugosas". Se trata d
cubierta subacuática (ver sección de la misma muestra en la foto
formaciones.
Foto 40:
Sección apical de una cristalización "rugosa", mostrando la envuelta aragonitica y la calcita "rugosa".
Foto 41:
Ver lámina VI
Foto 42:
Sección de las cristalizaciones "rugosas"; E) Estalactita vadosa; A )
Foto 43:
Detalle ampliado de la formación representada en la foto 40. En ella se
radiales de aragonito acicular y la capa externa de calcita "rugosa".
rugosa.
16


extinción no uniforme, pseudoondulante. En algunos cristales se evidencia una extinción en subcristales muy
difusos (foto 44 centro). Observando la cristalización en todo su conjunto (fotos 43 y 44) se comprueba que
los macrocristales son alargados y están dispuestos centrífugamente alrededor de la cristalización aragonítica,
que les sirve de soporte.
Los macrocristales presentan numerosas ramificaciones divergentes que se detectan como torsiones de
las direcciones de extinción. Dentro de cada uno de los cristales "divergentes" se observa idéntica tendencia,
dando en su conjunto una estructura harto compleja.
La foto 47 muestra una sección de una estalactita, con crecimiento de aragonito centrífugo y la posterior
envuelta "rugosa" con extinción no uniforme. Los bordes externos de estas cristalizaciones rugosas present
corrosiones que marcan bandas horizontales.
4.3. LAS CRlSTALlZAClONES "ANGULOSO-QUEBRADAS"
Las cristalizaciones subacuáticas incluidas en este tercer gran grupo de concreciones presentan un 'a
pecto externo anguloso (foto 34) y comprenden tanto formas cenitales como formas parietales.
Estas cristalizaciones pueden crecer tanto sobre estalactitas vadosas sumergidas, como sobre espeleote-
mas con recubrimiento de Aragonito subacuático -concreciones "lisas"-
e incluso sobre crístalizaciones
"rugosas" de calcita pseudoondulante. El hábito de estos cristales es escalenoedrico y crecen en sentido del
eje principal; cobre las caras se presentan numerosos romboedros de menor tamaño, cuyos ejes forman an-
gulos agudos con el eje del cristal principal (aproximadamente 45 grados). Sobre estos cristales secundarios se
observan a su vez cristales romboédricos creciendo de idéntica forma (foto 48). Todo este sistema de cristales
da lugar a un conjunto de cristales polimaclados creciendo adosados (fotos 49 y 50).
La foto 49 muestra una sección de la parte exterior de la cristalización que aparece en la foto 34; esta for-
ma crece sobre una estalactita recubierta por una envuelta aragonítica acicular sobre la que se dispone una
capa de calcita con extinción no uniforme (foto 47); la foto 51 muestra un detalle de la morfología externa de
los romboedros: la existencia de planos superpuestos evidencia procesos de crecimiento r6pido en el seno de
una solución.
Localmente, estas cristalizaciones presentan huellas de procesos corrosivos intensos (fotos 52, 53 y
Los romboedros iniciales aparecen intensamente corroidos (foto 53) y se presenta una
romboedros de calcita, de menor tamaño (foto 54), sin señal alguna de corrosión y con cristales
clara precipitación vadosa (foto 54, flecha). Es frecuente observar cadenas bacterianas aso
corrosiones (foto 53, flecha).
Constituye un caso particular dentro de estas cristalizaciones, la existencia de microrugosida
perficie de revestimientos parietales. (D en foto 34). Estas formas están producidas por agregados
miesferulíticos de aragonito, c o n romboedros de calcita sobre sus vértices y también
ciculares (fotos 55 y 63).
Los cristales de Aragonito crecen a partir de núcleos puntuales e
LAMINA VI
Foto 41:
Aragonito fibroso-radiado y capa de calcita sobreimpuesta. (nícoles cruzados). (Escala 1 mm.).
Fotos 42 y 43:
ver lámina V.
Foto 44:
Aspecto de una sección de calcita "rugosa"
sobreimpuesta a una capa aragonítica. Nótese la extin
cristales de calcita y su disposición ramificada ínicoles cruzados). (Escala 1 mm.).
Fotos 45 y 46:
Detalle de la foto 44 mostrando la extinción no uniforme, pseudoondulante, de la calcita (nico
OS). (Escala 200 micra
Foto 47:
(Escala 1 mm.).
Foto 48:
ver lámina VII.
Foto 49:
Calcita "quebrada" de crecimiento subacuático. Nótese su típica maclación y compárese con la de la foto 44. ínicoles cruzado
(Escala 7 mm.).
Fotos 50 a 61:
ver láminas VI1 y VIII.
Fotos 62 y 63:
Electromicrofotografías de romboedros sobreimpuestos a las aguj
y las agujas sin evidencias de procesos de disolución que les ha


Direcciones de extinción del cristal que aparece en la foto 45.
(foto 55); entre los grandes cristales aciculares se produce una segunda generación que, arrancando de aque-
llos, rellena los espacios intercristalinos iniciales (fotos 56 y 57). Esta segunda generación comporta cristales
aciculares aragoníticos y romboédricos de calcita (foto 571, aunque estos últimos se hallan fundamentalmente
recubriendo los extremos exteiores de los cristales de aragonito. La foto 55 nos permite apreciar un aspecto
general de este tipo de concrecionamiento; la foto 59 muestra un detalle de un extremo acicular de aragonito
recubierto por romboedros de calcita visto en Iámina delgada, y la foto 60 muestra el mismo detalle con el
Microscopio Electrónico de Barrido. En las fotos 62 y 63 se pueden distinguir cristales aciculares de Aragonito
con romboedros de calcita sobre impuestos. Los cristales aciculares de aragonito poseen una superficie lisa,
ausente de cualquier signo de corrosión o de disolución, mientras los romboédros de calcita (identificada por
difracción de rayos X ) presentan unos carácteres morfológicos, sobre su superficie externa, que delatan la
existencia de procesos de disolución posteriores a su precipitación. Las fotos 60 y 62 demuestran -además-
que no todos los romboedros han sufrido estos procesos con la misma intensidad. La foto 61 nos enseña un
detalle de dicha micromorfología superficial.
La evidente precipitación de calcita sobre cristales aciculares de aragonito y la posterior corrosión de los
romboedros calcíticos sin que existan huellas de dicho proceso sobre las agujas de aragonito, replantea el
Foto 48:
Electromicrofotografía de las cristalizaciones "quebradas".
Foto 49:
ver lámina VI.
Foto 50:
Sección longitudinal de los cristales de la foto 48.
Foto 51:
Detalle de la foto 48. (Escala 125 rnicras).
Fotos 52, 53 y 54:
Electrornicrofotografías de corrosiones realizadas
aparición de una segunda generación de rombo
(Escala foto 52, 100 rnicras; foto 53, 2 micras; foto 54, 20 rnicr
Fotos 55 a 63:
ver Iárninas'Vlll y VI.
Foto 64:
nostrando una primera precipitación subacuática y una sobreimposición de cementos . , '+


todavía no resuelto problema del Aragonito y de la Calcita.
A partir de los datos obtenidos sobre las cristalizaciones de superficie "lisa", podemos esveblecer la exis-
tencia de procesos de precipitación de Aragonito en las aguas cársticas que, en el caso de la Cova de- Sa
Bassa Blanca, por su localización topográfica pueden situarse en el Paleotyrreniense (tirreniense 1) y en el
Eutyrreniense (tirreniense 11). Algunas de estas recristalizaciones soportan una precipitación de calcita que pos-
teriormente ha sufrido procesos corrosivos. Esto último es particularmente notable en las muestras del
Neotyrreniense.
La existencia de cristales de calcita con extinción no uniforme, pseudoondulante, plantea problemas res-
pecto a su interpretación genética. Por un lado debe considerarse la constante existencia de esfe tipo de cris-
talizaciones, sobre impuesta a cristalizaciones aragoníticas, afectándolas solamente hasta cotas muy bien defi-
nidas que marcan niveles. Debe también considerarse la practicamente nula semejanza textura1 con las crís-
talizaciones calcíticas, tanto de origen subaéreo como subacuático (ver próximo apartado). ORTl (1975) des-
taca en los yesos secundarios los componentes N. U. E. C. (no uniform extintion components) entre los cris-
tales de textura anhédrica; siempre como producto de la transformación anhidrita-yeso. En consecuencja re-
sulta difícil admitir un origen primario para estos cristales con extinción no uniforme, y más por contraposición
a las bien definidas texturas de precipitación. En nuestra opinión se puede sugerir, en este caso, un origen
neomórfico de estas calcitas por inversión de cristales aciculares de aragonito preexistentes o bien, como hi-
pótesis alternativa, un crecimiento en un medio que provoca una deformación de la red, continua y constante
por medio de dislocaciones.
Las cristalizaciones "anguloso-quebradas" presentan morfología y texturas típicas de una precipitación en
el seno de una solución, sin procesos neomórficos posteriores. S610 localmente aparecen procesos de diso-
lución-precipitación relacionados con actividad microbiana; este proceso degradante se identifica en el micros-
copio óptico como un proceso de microsparitización, y macroscopicamente como una "decalcificación" por la
aparente perdida de la cristalinidad (macrocristalinidad).
5. CONSIDERACIONES - CONCLUSIONES
$
En las cavidades cársticas en comunicación más o menos estrecha con el mar, tal como sucede con
muchas de las existentes en Mallorca, las oscilaciones del nivel del Mediterráneo han implicado oscilaciones
del nivel piezométrico, habiendo quedado éstas registradas desde el Pleistoceno medio en los depósitos car-
bonatados que cada época ha producido.
Los productos de precipitación freática, tanto superficial como subacuática, varian su naturaleza calcítica
o aragonítica durante las épocas pleistocenas, alternando con procesos neomórficos degradantes y agradantes
y con inversiones Aragonito -Calcita.
Los datos por nosotros obtenidos sobre las concentraciones del ion M g en las agua cársticas, pese a estar
en una fase analítica inicial, permiten replantear el problema de la precipitación del Aragonito-Calcita; por un
lado aparecen cristalizaciones actuales de calcita no magnesiana en aguas con u n contenido de Mg, CI, Na,
B, etc, elevado -aguas salobres-; al mismo tiempo, en aguas con baja salinidad y un contenido en M g no
muy elevado se produce la cristalización de Aragonito. Sin embargo FOLK (1974) considera la concentración
del Mg, en agua marina, como decisiva para la inhibición de la precipitación de calcita, basándose en los datos
aportados por LEITMEYER (1910) FYFE y BISCHOFF (1965), y de acuerdo con CURL (19621, KITANO (1962
a) y SlMKlSS (1964).
Igualmente la existencia de cristales de calcita precipitados sobre cristales aciculares de Aragonito, y aún
la posterior disolución que afecta a la superficie de los primeros, sin que dicho pro
los
LAMINA Vlll
Sección de un ejemplar de cristalización aragonítica de estructura fibroso-radiada. Obsérvese el cre
superpuesto
a las agujas de aragonito. (Escala 1 mrn.).
I Fotos 56 y 57:
Detalle de la base de los cristales aragoníticos, mostrando el crecimiento de pequeñas agujas en una segunda generación. (Escala
200 rnicras).
Fotos 58 y 59:
Detalle de los extremos de las agujas aragoníticas con romboedros calcíticos sobreimpuestos. (Escala 200 rnicras).
Foto 60:
Electrornicrofotografía de los romboedros calcíticos sobreirnpuestos a las agujas aragoníticas. (Escala 200 rnicras).
Foto 61:
Detalle de la foto 60 mostrando la superficie de los romboedros, que evidencia procesos de disolución. (Escala 10 rnicras).
Fotos 62 a 64:
ver lámina VII.


segundos, replantea el problema de los campos de estabilidad de estos minerales en los ambientes cársticos.
En este sentido la velocidad de difusión de los iones como condicionante de la precipitación de Aragonito y
Calcita apuntada por POBEGUIN (1954) y los resultados obtenidos por KITANO et alt. (1969) sobre la función
de los compuestos orgánicos, enzimas y bacterias en la nucleación y crecimiento de los carbonatos poli-
morfos, indican una mayor complejidad en los factores responsables de la precipitación de uno u otro mineral.
Los procesos neomórficos que ocurren en la zona vadosa son predominantemente degradantes y se
hallan relacionados con la actividad de microorganismos; fundamentalmente corresponden a decalcificaciones
aparentes producidas por un mecanismo de disolución-precipitación. Las características micromorFológicas de
las zonas afectadas por los procesos corrosivos ponen en evidencia, de acuerdo con las ideas expresadas
POMAR (1976), la dependencia de éstos con respecto al metabolismo de los microorganismos: Los proc
agradantes se producen fuera de la intervención biológica, lo mismo que algunas de las inversiones
gonito-Calcita.
La presencia de microorganismos en la nucleación de las cristalizaciones flotantes, si bien no puede con-
siderarse como responsable ni como inductora de su proceso genético, se presenta como potenciadora del
mismo.
En definitiva debe considerarse incorrecto, o al menos incompleto, el postulado sobre el origen exclu
vamente marino del cemento aragonítico como criterio utilizable en determinaciones paleoambienta
(SCHROEDER, 1973), a la vez que debe tenerse en cuenta, cada vez más, la compleja variedad de los p
cesos naturales motivada en gran parte por la actividad biológica. El problema del Aragonito-Calcita, su ocu
rrencia y sus rangos de estabilidad en los medios naturales, queda todavía por resolver.
AGRADECIMIENTOS
Debemos dejar constancia de nuestro agradecimiento a D. Guillermo Alcover por las facilidades y aten-
ciones que nos ha concedido para la visita de la Cova de Sa- Bassa Blanca.
Al Dr. M. Esteban de la Sección de Petrología C.S.I.C., a F. Calvet del Dpto. Petrología de la Universidad
de Barcelona y a J. Ginés del Comité Balear dlEspeleologia, por sus críticas, orientaciones y constante
laboración.
A M. Roura y M. Baucells del Servicio de Espectroscopia de la Universidad de Barcelona, por las fac
dades y ayuda en las determinaciones geoquímicas.
A l Dr. D. Travería y al Dr. D. M. Font Altaba por la realización de las difractometrías de Rayos X y lo
análisis de Fluorescencia de Rayos X.
A J. Pons y al resto de compañeros del Grupo Espeleológico EST por su incuestionable colaboración
ayuda.
A C. Miró, por el esmero puesto en la confección del presente trabajo.
A María Cirerol y Robin Haird, quienes nos han facilitado las respecfivas traducciones del resúmen.
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