MINERALES DE LA ARCILLA by fjwuxn

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									MINERALES DE LA ARCILLA
Son los componentes de la fracción
inferior a 2 micras de suelos y sedimentos
• La mayor parte de ellos son filosilicatos
• Los filosilicatos poseen estructura laminar.
• Además de filosilicatos, en la arcilla del
  suelo aparecen menores proporciones de
  otros minerales y ó sustancias de naturaleza
  orgánica.
  Propiedades físicoquímicas de los minerales de la arcilla

Los minerales de la arcilla presentan unas propiedades
físicoquímicas inusuales debido a la combinación de:

•Alta superficie específica (morfología laminar, tamaño de partícula)

•Presencia de carga eléctrica, por sustituciones en la red ó por defectos

 Por estas dos características, las partículas arcillosas pueden
    absorber agua y otros líquidos polares en proporción
importante así como fijar é intercambiar cationes con el medio

 Las arcillas determinan la plasticidad del suelo, su capacidad de retener agua
 y nutrientes y la disponibilidad de sustancias químicas para el desarrollo de
 Las plantas.
 Interacción de partículas de arcilla con agua



                             - - - - - - - - - - - - -
                        +                             +
                            - - - - - - - - - - - - -

                         + --------------- +
                           - - - - - - - - - - - -

               + H2O         - - - - - - - - - - - -
                            - - - - - - - - - - - -
                            - - - - - - - - - - - - -
Arcilla seca                - - - - - - - - - - - - -
                            - - - - - - - - - - - - -
                            - - - - - - - - - - - - -
                             Hinchamiento
      - - - - - - - - - - - - -
     - - - - - - - - - - - - -
      ---------------
      - - - - - - - - - - - -

      - - - - - - - - - - - -
                                  + H2O
     - - - - - - - - - - - -
     - - - - - - - - - - - - -
     - - - - - - - - - - - - -
     - - - - - - - - - - - - -
     - - - - - - - - - - - - -


                Cationes intercambiables   Suspensión coloidal
Plasticidad
                                               Viscosidad
           Los cationes fundamentales, Si y (Mg-Al),
se rodean de O y (OH) formando dos tipos fundamentales de poliedros de coordinación




             Tetraedro Si-O




     Octaedro X-O(OH)
Composición química de los minerales de la
                arcilla
 (O2-) y (OH)- son los aniones que forman parte de la estructura.
 En los huecos
 que forman sus apilamientos de planos,se sitúan los cationes, de
 dimensiones
 mucho menores. La coordinación de cada catión está
 determinada por su radio
 iónico.
  (Si)4+ Ocupa huecos de coordinación tetraédrica.
  (Al)3+Puede ocupar huecos octaédricos ó sustituir al Si en
 coordinación
        tetraédrica.
  (Mg)2+, (Fe)2+, (Fe)3+... Ocupan huecos de coordinación
 octaédrica
  (K)+, (Na)+, (Ca)2+. Ocupan posiciones en el espacio
 interlaminar.
APILAMIENTO DE PLANOS
Da lugar a la formación de capas:
 Capa tetraédrica: Planos hexagonales y compactos.
 Capa octaédrica: Planos compactos
APILAMIENTO DE CAPAS
Da lugar a la formación de láminas:
TO .- Bilaminar
TOT.- Trilaminar
TOT-O.- Cloritas

SUCESIÓN DE LÁMINAS MÁS
ESPACIO INTERLAMINAR –UNIDAD
ESTRUCTURAL
                       Cada oxígeno es compartido por dos hexágonos




                                 Cada silicio es compartido por tres hexágonos



                                     Los oxígenos apicales, sobre los silicios




Capa tetraédrica: Si 2O5
PLANO HEXAGONAL: Si, O

                         3O
                         2 Si
                         2O




 (Si2O5)2-
Plano Compacto
                    En cada
                 hexágono hay 3
                     (OH)
PLANO COMPACTO :
(OH), O, Cationes

                    OH

                    Mg



                    OH
   Base rectangular
  OH inferiores, 6                 II
    Cationes, 6               I          I
OH superiores,6    II         II    II             II
                I        I
                              EJE I
                                  B            I        I
               II        II                        II
                                   II I       II
                    I          I                I
                                               EJE A
                    II        II          II    II
                I        I              I    I     I
               II        II        II         II        II
                    I          I         I
                                                   I
                              II         II                  Mg6(OH)12
                                    I
 2,70



                  7
 2,64

                      4,5




(OH)    oxígeno
CAOLINITA
           Si2O5Al2(OH)4
  O3
  Si2

(OH) O2
  Al
       2


(OH)
    3
                     K




Si
     9,5   10
                Mg
                                Primer plano
                                Oxígenos basales O3
                                    Segundo plano
                                    Silicio Si2
                                    Tercer plano:
                                    Oxígen. Apic. +(OH)
                                    O2(OH)
                                  Cuarto plano: Al     Al2
                               Quinto plano: Oxig. Apic.+(OH)
                               O2(OH)
                                Sexto plano: Silicio   Si2
                                  Séptimo plano:
                                  Oxígenos basales     O3

PIROFILITA:   Si4O10Al2(OH)2
TALCO
CLASIFICACIÓN DE FILOSILICATOS

Tipo de lámina   Grupo               Subgrupo          Especies
                 SERPENTINA-         Serpentina (Tr)   Crisotilo, antigorita
  1:1            CAOLÍN (x=0)                          Lizardita, bertierina
                                                       Caolinita, dikita,
                                     Caolín (Di)       nacrita, halloisita

                 TALCO-              Talco (Tri)
   2:1           PIROFILITA          Pirofilita(Di)
                   (x=0)
                 ESMECTITA           Esmectitas Tri     Saponita,hectorita
                 (x de 0,2 a 0,6)    Esmectitas Di.    Montmorillonita
                 VERMICULIT.                           Beidellita, nontronita

                  (x de 0,6 a 0,9)
                 ILLITA (x>0,9)      Illitas Di.       Ilita, glauconita,
                                                       celadonita

                 MICA (x = 1)        Micas Tri.        Biotita, Flogopita
                                     Micas Di.
                                                       Moscovita,
                                                       paragonita
            CLORITA       Clorita Di-Di     Donbassita
2:1:1                     Clorita Di-Tri
                                            Sudoita

                          Clorita Tri Tri
            SEPIOLITA
2:1         PALIGORSKIT

MINERALES   INTERESTRAT
            IFICADOS
TIPOS DE INTERESTRATIFICADOS

    Se definen en función de : PA, PB, PAA, PBB


       REGULARES (PA = PB); PAA =0
            SEGREGADOS ( PAA = 1)
     ORDENADOS ( Si PB > 0,5 , PAA =0)
      AL AZAR (PAA = PA), (PBB = PB)
              MINERALES TRIOCTAÉDRICOS 1:1
               Crisotilo   Lizardita   Amesita   Grenalita   Bertierina
Cat.Oct.
Mg             5,88        5,82        3,28      0,61        0,27
Al             0,06        0           2,00      0,12        1,84
Fe2+           0,01        0,01        0,67      4,26        3,32
Fe3+           0           0,13        0         0           0,37
Cat. Tetra.
Si             4,00        3,91        2,01      4,00        2,20
Al             0           0,09        1,99      0           1,80
                                                              Minerales bilaminares
                                               Mg
                                                Crisotilo-Antigorita



La bertierina sedimentaris está
 más cerca delpolo del hierro




                                                               Amesita
                                  Bertierina




                  Gren                                        Caolinita
        Fe                                                                 Al
                    GRUPO DE LA ILLITA


ILLITA TIPICA            GLAUCONITA      CELADONITA
Cat. Interl.
K     0,6 – 0,8          0,75 –0,88      0,61 –0,92
Na    0                  0               0


Cat. Octaédricos
Al 1,22 – 1,77           0,36 – 0,50     0,07 –1,22
Fe3+ 0,03 –0,45          0,35 - 1,55     0,36 –1,14
Fe2+ 0 – 0,22            0,04 –0,51      0,12 –0,26
Mg 0,15 – 0,36           0,10 –0,51      0,48 –1,04


Cat. Tetraédricos
Si 3,18 – 3,70           3,54 –3,93      3,50 –4,00
Al 0,60 –0,82            0,07 –0,46      0 – 0,49
                                               RELACIONES DE
                                AL AL       COMPOSICIÓN EN MICAS

                       ILLITA




          GLAUCONITA                    CELADONITA
                                               Mg Al
Mg,Fe2+
 Fe3+
        Mecanismos de formación y evolución de
                minerales de la arcilla
 Herencia: Aparición en un depósito natural de un mineral formado
 en diferentes condiciones en otra área, porque mantiene su estabilidad ó la
 velocidad de transformación es muy baja.


Neoformación: “Precipitación” del mineral a partir se una
solución ó por reacción de un material amorfo previo. Suministran
información sobre el medio de sedimentación. Observables por aparición de
morfologías características en MEB

Transformación:El mineral conserva una parte sustancial de una
estructura previa que ha sufrido un proceso de transformación
química.Refleja información compleja
               MECANISMOS Y AMBIENTES
                    GEOLOGICOS

          METEORIZACIÓN: Procesos de neoformación y tranformación


          SEDIMENTACIÓN: Herencia es el mecanismo fundamental


          DIAGENÉTICO-HIDROTERMAL: Predomina la transformación



En las cuencas sedimentarias, en su mayor parte, las asociaciones mineralógicas
    de arcillas indican la composición de los suelos de los que proceden y las
              condiciones hidrodinámicas de transporte y depósito
El ambiente de meteorización es el más importante en el estudio de las arcillas
                         como minerales del suelo


  La intensidad de la meteorización está controlada por la litología,
                     el clima y la geomorfología


El clima y la geomorfología determinan el carácter predominantemente físico
                       o químico de la meteorización



 Meteorización química: Roca original + agua = Compl. Meteorización +
      Soluc. Cat. Primarios =        Min. Secundarios + Sol. lavado
  TIPOS DE METEORIZACIÓN
          QUÍMICA

Están condicionados por la naturaleza de las soluciones de ataque


  1.   ACIDÓLISIS.- (ph<5). Aguas cargadas en ácidos orgánicos.

  2. HIDRÓLISIS.- (5 <ph <9,6).- Soluciones diluídas

  3 ALCALINÓLISIS.- (ph >9,6).- Aguas cargadas en sales de ácido débil

  4 SALINÓLISIS.- (ph >9,6).- Aguas cargadas en sales de ácidos fuertes
                          HIDRÓLISIS
                 : Es el mecanismo más frecuente y conocido
         Ej: Si3O8AlK + H2O = Al2Si2O5(OH)2 + 4Si(OH)4 + 2KOH
        El resultado final es una sustracción de iones del medio inicial



La movilización de los iones es un proceso selectivo. La movilidad relativa de los
           elementos puede expresarse con carácter general como:
                     (Na, K, Ca, Mg ) > (Mn, Fe) > Si >Al.


   En condiciones de hidrólisis, los minerales evolucionan hacia estructuras 1:1

								
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