Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS PDF

Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS - FILOSILICATOS TAMAÑO ARCILLA: ESTRUCTURA Y PROPIEDADES. - ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LOS MINERALES DE...

Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS - FILOSILICATOS TAMAÑO ARCILLA: ESTRUCTURA Y PROPIEDADES. - ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LOS MINERALES DE ARCILLA. - OTROS MINERALES SECUNDARIOS: Óxidos de Fe, Óxidos de Al, Óxidos de Mn, Sílice, Carbonatos, Sulfatos, Otras sales. INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales El dominio de los micro < 2 µnm y nano-minerales < 100nm Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Tamaño coloidal < 2 µm En suspensión: - Movimiento Browniano - Dispersión de la luz (efecto Tyndall) -Fenómenos de floculación- dispersión INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Superficie específica de la arcilla en función del tamaño de partícula Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS 200 Superficie específica (m2/g) 150 r 100 50 r 0 0 200 400 600 800 1000 Tamaño de partícula, r (nm) INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Estructura laminar Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS esmectita caolinita INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Estructura laminar Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  O Estructura laminar Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS O O Capa Si tetraédrica O INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Estructura Capa tetraédrica INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Estructura O O O Si O TETRAEDRO de SiO4-4 INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Estructura Capa tetraédrica Imagen de Microscopía de Fuerza Atómica INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Estructura laminar Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Estructura Capa Octaédrica INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Estructura OH Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS O Mg OH Al O O O Dioctaédrico Al Octaedro Trioctaédrico Mg INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Estructura T:O 1:1 T:O:T T:O:T T 2:1 2:1:1 INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Unión de láminas Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Fuerzas de Van der Waals Pirofilita - Talco INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Unión de láminas Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS OH O Puentes de H Caolinita INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Unión de láminas - Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS K+ + Fuerzas - electrostáticas K+ + - ILLITA (hidromica) INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Génesis de la carga - Al Mg - Si Al Sustitución isomorfa CARGA permanente INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Génesis de la carga BORDES DEL CRISTAL CARGA VARIABLE (dependiente del pH INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  OH OH2+ Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS ácido + H+ OH2+ OH O- - H+ O- alcalino O- CARGA VARIABLE Dependiente del pH O- INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Adsorción de cationes : Capacidad de Retención e Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Superficie externa Intercambio Catiónico H+ H+ Mg+2 Al+3 CIC (cmol+/Kg) Na+ Ca+2 - -- Na+ - - -- - - - Ca+2 Na+ H+ - - Al+3 Superficie - - -- - - - - Ca+2 interna ---- - - - H+ Mg+2 H+ - - - - - - Al+3 Na+ H+ - - - - - - Mg+2 Ca+2 Na+ - - -- - - H+ - Mg+2 - - - - -- - - Na+ Na+ Na+ Na+ - K+ Ca+2 -- - -- - Na+ Na+ - -- Mg+2 Mg+2 Al+3 Mg+2 arcilla Na+ INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Expansionabilidad Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS 1 nm ILLITA (NO expandible) INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Expansionabilidad Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Ca Mg Mg >1.5 nm Ca Ca Ca H2O Ca Mg ESMECTITA (Muy expandible) INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Estructura Distancia Sustitución Densidad Fuerzas de Expansión Superficie Capacidad basal isomorfa de Carga unión Específica de cambio Ejemplos Catiónico Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS (nm) (e- carga / (m2/g) celda) (cmol+/Kg) Puentes de No 10 - 40 < 15 D: Caolinita 1:1 0.7 No 0 H T: Serpentina T:O OH 0.7 nm O INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Estructura Distancia Sustitución Densidad Fuerzas de Expansión Superficie Capacidad basal isomorfa de Carga unión Específica de cambio Ejemplos (m2/g) Catiónico (nm) (e- carga / celda) (cmol+/Kg) Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS 2:1 1.0 Sí 2 Coulomb No 50 - 200 15 - 60 ILLITA T:O:T (Tetr.) D:Moscovita T: Biotita - 1 nm K+ + - INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Estructura Distancia Sustitución Densidad Fuerzas de Expansión Superficie Capacidad basal isomorfa de Carga unión Específica de cambio Ejemplos (m2/g) Catiónico (nm) (e- carga / celda) (cmol+/Kg) Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Puentes de Si 600 - 100 - 2:1 1.4 Sí 1.5 H y Vermiculita parcial 800 200 T:O:T (Tetr.) Coulomb 1.4 nm Ca Mg Ca Mg Ca Ca, Mg, hidratados INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Estructura Distancia Sustitución Densidad Fuerzas de Expansión Superficie Capacidad basal isomorfa de Carga unión Específica de cambio Ejemplos (m2/g) Catiónico (nm) (e- carga / celda) (cmol+/Kg) Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Puentes de Si 600 - 80 - 2:1 >1.5 Sí 0.5-1 H Esmectita 800 120 D: Montmorillonita, T:O:T Beidellita T: Saponita Ca Mg Ca, Mg, hidratados Mg >1.5 nm Ca Ca Ca Ca Mg H2O INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS vertisol estructura granular estructura Bloques angulares Estación seca: Tierra de la superficie Estación húmeda: Los suelos se agrietan cae en las grietas El suelo se hincha impulsando hacia arriba la superficie INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Estructura Distancia Sustitución Densidad Fuerzas de Expansión Superficie Capacidad basal isomorfa de Carga unión Específica de cambio Ejemplos (m2/g) Catiónico (nm) (e- carga / celda) (cmol+/Kg) Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Variable Coulomb Si (di) 70 - 100 10 - 40 Clorita 2:1:1 1.4 Sí No (tri) 1.4 nm INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Estructura Distancia Sustitución Densidad Fuerzas de Expansión Superficie Capacidad basal isomorfa de Carga unión Específica de cambio Ejemplos (m2/g) Catiónico (nm) (e- carga / celda) (cmol+/Kg) Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Puentes de No 10 - 40 < 15 D: Caolinita 1:1 0.7 No 0 H T: Serpentina T:O 1.0 Sí 2 Coulomb No 50 - 200 15 - 60 ILLITA (Tetr.) D:Moscovita T: Biotita Puentes de Si 600 - 100 - 2:1 1.4 Sí 1.5 H y Vermiculita parcial 800 200 T:O:T (Tetr.) Coulomb Puentes de Si 600 - 80 - >1.5 Sí 0.5-1 H Esmectita 800 120 D: Montmorillonita, Beidellita T: Saponita Variable Coulomb Si (di) 70 - 100 10 - 40 Clorita 2:1:1 1.4 Sí No(tri) INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Difracción de rayos X d001 θ Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS λ =2 d sen θ Ley de Bragg Difracción de rayos X Normal + Etilenglicol 1.8 1.4 1.0 0.7 nm Arcilla INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Microscopía electrónica INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Minerales de arcilla NO cristalinos Alófana e Imogolita INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS ORIGEN y EVOLUCIÓN DE LAS ARCILLAS HERENCIA Meteorización Rocas sedimentarias Suelos (argilitas, margas, basaltos,..) física TRANSFORMACIÓN NEOFORMACIÓN INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  ORIGEN y EVOLUCIÓN DE LAS ARCILLAS TRANSFORMACIÓN Climas cálidos y húmedos (- Si) Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Pérdida rápida de bases (Ca, Mg, Na, K) Feldespato-K Alto contenido en Mg -K + H2 O Hidro-mica (illita) +K -K Mica -K Esmectita k Vermicu- Óxidos - (Montmo- Caolinita g g, -K -M g de Fe y Al -M -M lita rillonita) Clorita -Mg Pérdida lenta de bases Feldespato-Ca,Na Pérdida rápida de bases (Ca, Mg, Na, K) Piroxenos, Anfíboles Climas cálidos y húmedos (- Si) AUMENTO EN EL GRADO DE METEORIZACIÓN INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  ORIGEN y EVOLUCIÓN DE LAS ARCILLAS Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS TRANSFORMACIÓN INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  ORIGEN y EVOLUCIÓN DE LAS ARCILLAS NEOFORMACIÓN Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS 10 MO FELDESPATO-K SC 8 OV I TA 6 pH - pK+ GIBBSITA 4 2 CAOLINITA ESMECTITA 0 6 5 4 3 2 pH4SiO4 INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Óxidos de Fe Hematites Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS α-Fe2O3 100 nm INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Óxidos de Fe 500 nm Goethita α-FeOOH INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Óxidos de Fe 50 nm Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Lepidocrocita γ-FeOOH 100 nm INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Óxidos de Fe Maghemita γ-Fe2O3 Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS DRX 10 nm M(310) 0.27 nm M(310) 0.27 nm Mossbauer INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Óxidos de Fe Ferrihydrita Fe5HO8.4H2O Amorfo INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Óxidos de Al Gibbsita (γ- Al(OH)3 ) Diáspora (α-AlOOH) Boehmita (γ-AlOOH) Corindón (α- Al2O3) INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Óxidos de Mn Birnessita (Na0.7Ca0.3)Mn+47O14 8H2O y Mn+3 , Mn+2 Vernadita (δ -MnO2) Pirolusita (β-MnO2) Manganita ( γ-MnOOH) INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Diatomeas Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS SiO2 nH2O DURIPAN INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Carbonatos (CaCO3) Petrocálcico INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Otras sales Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Yeso (CaSO4 2H2O) Tenardita Na2 (SO4) Mirabilita Na2 (SO4) 10H2O Halita (NaCl) INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  Otras sales Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS Jarosita Fe3K (SO4)2 (OH)6 INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales  EARTH AND PLANETARY Tema 3. MINERALES SECUNDARIOS SCIENCE LETTERS INTRODUCCIÓN FILOSILICATOS ORIGEN Y EVOLUCIÓN Otros Minerales