transformaciones hidrotermales de la caolinita - Biblioteca de la ...

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Introducción (AlOOH) y gibbsita (-Al(OH)3), son fases estables en suelos. No obstante, a partir de datos experimentales (Anovitz et al., 1991) y de diferentes datos termodinámicos (por ejemplo, Hemley et al., 1980; Haas et al., 1981; Robinson et al., 1982; Heminway y Sposito, 1990; Anovitz et al., 1991) sugieren que gibbsita, boehmita, bayerita y norstrandita son metaestables con respecto a diaspora (AlOOH) + agua. La transformación de haloisita en caolinita ha sido observada en perfiles de meteorización (Siefferman y Millot, 1969; Keller, 1977; Churchman y Gilkes, 1989; Jeong, 1998) y se ha obtenido experimentalmente (La Iglesia y Galán, 1975). Los diagramas de fase en el sistema Al2O3-SiO2-H2O (por ejemplo, Chesworth, 1972, 1978) indican que la haloisita es metaestable con respecto a la caolinita en estas condiciones. Por lo tanto, la presencia de hidróxidos de Al y de haloisita en suelos, debe ser explicada por procesos que no conducen al equilibrio y el uso de estos diagramas de fase para explicar su aparición es inapropiado (Anovitz et al., 1991). Aunque la estabilidad relativa de haloisita y caolinita es consistente con los experimentos de solubilidad realizados por Huang (1974) y Tsuzuki y Kawabe (1983), las condiciones exactas de formación de haloisita y caolinita no están aún bien definidas. Tsuzuki y Kawabe (1983), sobre la base de las tendencias observadas en los diagramas de actividad, explican la formación de haloisita a partir de aluminosilicatos hidratados amorfos, como el resultado de la rápida precipitación a partir de soluciones sobresaturadas con respecto a caolinita y haloisita. Con el progreso de la reacción, la haloisita (metaestable) se transforma en caolinita. Por otra parte, Merino et al. (1988) sugirieron que la concentración de aluminio coordinado tetraédricamente es dependiente del pH y que la sustitución de Si por Al causa la ondulación de las láminas y da lugar a la morfología tubular, característica de la haloisita. De hecho, en muchas haloisitas la relación Al/Si es mayor que la unidad, lo que implica la presencia de Al tetraédrico (Weaver y Pollard, 1973; Newman y Brown, 1987). Churchman y Gilkes (1989) sugirieron que los tubos de haloisita pueden alterarse a caolinita via haloisita deshidratada, en estado sólido. Esta hipótesis está además apoyada por las 10
Introducción observaciones texturales de Jeong (1998) quién también sugirió que la transformación en estado sólido es el principal mecanismo de conversión de haloisita en caolinita. La transformación de caolinita en dickita ha sido descrita en numerosas series sedimentarias que han sufrido diagénesis de enterramiento (por ejemplo, Dunoyer de Segonzac, 1970). La presencia de caolinita y dickita (y ocasionalmente de nacrita) en rocas alteradas hidrotermalmente así como la zonación observada en ciertas áreas geotérmicas activas también sugieren que la dickita y la nacrita se forman como resultado de la acción de soluciones hidrotermales a altas temperaturas (por ejemplo, Sudo y Shimoda, 1978; Hanson y Zamora, 1981) y que estas transformaciones son dependientes de la temperatura (Zotov et al., 1998). Sin embargo, la profundidad a la cual tiene lugar esta transformación cambia de una secuencia sedimentaria a otra. Ehrenberg et al. (1993) revisaron las condiciones termodinámicas en las cuales tiene lugar la transformación y situaron la temperatura de transición a alrededor de 120 ºC, a profundidades de 2.8 a 3.6 km, a la vez que propusieron esta transformación como un geotermómetro potencial. Hay, sin embargo, numerosos datos que indican que la temperatura no es el único factor que controla la formación de dickita. Así, la dickita aparece normalmente en areniscas, mientras que las rocas de granulometría fina intercaladas con las areniscas en las secuencias sedimentarias contienen caolinita o fases intermedias caolinita/dickita (Ruiz Cruz y Moreno Real, 1993). Ello indica que la transformación de caolinita en dickita se ve favorecida en rocas con alta permeabilidad. Por otra parte, Kossovskaya y Shutov (1963) dedujeron que esta transición se producía a 2.5 km de profundidad en sedimentos Mesozoicos y entre 1.0 y 1.5 km de profundidad en rocas Paleozoicas, hecho que indica claramente que el tiempo es otro factor que controla la transformación. Ruiz Cruz y Reyes (1998) determinaron temperaturas del orden de 60 ºC para la formación de caolinita y de 85-95 ºC para la formación de dickita, en fracturas presentes en zonas fuertemente deformadas, hecho que sugiere que la transformación de caolinita en dickita puede ser también dependiente de la presencia de esfuerzos dirigidos. 11
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