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

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Introducción De acuerdo con los datos de observación, los cálculos termodinámicos (Naumov et al., 1974; Robie et al., 1979; Haas et al., 1981; Anovitz et al., 1991) indican que la caolinita es estable en relación con la dickita, al menos en condiciones superficiales. De hecho, las energías libres de Gibbs de caolinita y dickita, calculadas por Robinson et al. (1982) son, respectivamente, -3802.5 y -3798.8 kJ/mol. Estas estabilidades relativas no son consistentes, en cambio, con los resultados de los experimentos de solubilidad de caolinita y dickita a temperaturas de 150 a 300 ºC (Zotov et al., 1998), que indican que la dickita es la fase estable, al menos hasta 350 ºC. La presencia de caolinita en condiciones superficiales es explicada por estos autores como debida a la menor velocidad y mayor energía de activación necesaria para la formación de dickita en relación con la formación de caolinita. Estos autores estiman que es necesario un aumento de temperatura de entre 120 y 150 ºC para que se produzca la precipitación de dickita. Sin embargo, los experimentos de síntesis de minerales del grupo del caolín a partir de geles en este rango de temperaturas e incluso a temperaturas más elevadas, conducen a la formación de caolinita (por ejemplo, Eberl y Hower, 1975; De Kimpe et al., 1981; De Kimpe y Kodama, 1984; Huertas et al., 1993, 1999). Más problemática aún resulta la presencia de nacrita, el politipo más raro del grupo del caolín. Estos problemas derivan de la falta de datos experimentales y de los datos contradictorios que proporciona la presencia de nacrita en sistemas naturales. La presencia de nacrita en rocas alteradas hidrotermalmente (Hanson y Zamora, 1981) y en series sedimentarias profundas, bien coexistiendo con dickita, bien bajo la zona de la dickita (Shutov et al, 1970; Ianovici y Neacsu, 1968; Ruiz Cruz, 1996) sugieren que la nacrita se forma a mayores temperaturas y presiones que la dickita. Varios autores han citado la presencia de nacrita en zonas muy deformadas, relacionadas con fallas profundas, lo que sugiere que los movimientos compresivos a lo largo de las fallas favorecen la recristalización de nacrita a partir de caolinita. Sin embargo, el desarrollo de nacrita autigénica en condiciones superficiales, descrita por Bühmann (1988) indica claramente que existen otros factores, como la composición química de las soluciones, que pueden determinar la formación de nacrita. 12
Introducción Las transformaciones mejor conocidas en el sistema Al2O3-SiO2-H2O son las transformaciones caolinita pirofilita (Frey, 1987; Paradis et al., 1983; Francescelli et al., 1986) y dickita pirofilita (Clauer y Lucas, 1970), que se observan durante el metamorfismo incipiente en secuencias sedimentarias ricas en Al. Estas transformaciones pueden representarse mediante la reacción 1 caolinita (o dickita) + 2 cuarzo 1 pirofilita + 1 H2O En condiciones de presión de agua = presión litostática (aH2O = 1) la presencia de pirofilita indica temperaturas entre 300 y 420 ºC (Frey, 1987). La pirofilita puede formarse, sin embargo, a temperaturas menores si aH2O es menor de 1, de acuerdo con el principio de Le Chatelier. La formación de pirofilita a temperaturas entre 225 y 275 ºC se ha relacionado con la presencia de fluidos ricos en metano (Juster et al., 1987). I.2.2. TRANSFORMACIONES EN LOS SISTEMAS K2O-Al2O3-SiO2-H2O, Na2O- Al2O3-SiO2-H2O Y (NH4)2O-Al2O3-SiO2-H2O Aunque la composición de la ilita difiere de la composición de la moscovita ideal (KAl2(Si3Al)O10(OH)2) en que ofrece contenidos mayores en Si, Mg, Fe y H2O, y menos cationes interlaminares, las transformaciones de los minerales del caolín en moscovita (o ilita) pueden describirse usando el sistema K2O-Al2O3-SiO2-H2O (Velde, 1985). Igualmente, la formación de rectorita (mineral interestratificado regular 1:1 beidellita:paragonita) y paragonita (NaAl2(Si3Al)O10(OH)2) pueden estudiarse en el sistema Na2O-Al2O3-SiO2-H2O (Chaterjee, 1973). Estos sistemas son, sin embargo, mucho más simples que los sistemas naturales, donde las micas contienen además, proporciones variables de Fe y Mg. La transformación de caolinita en ilita constituye un proceso observado frecuentemente en secuencias profundamente enterradas (Velde, 1965; Dunoyer de Segonzac, 1970; Boles y Frank, 1979; Ehrenberg y Nadeau, 1989). Los datos experimentales son imprecisos para temperaturas y presiones bajas pero en condiciones de presión y temperatura intermedias, el feldespato potásico y la caolinita reaccionan 13
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