Depósitos silexíticos en el terciario continental de la Cuenca de Calatayud: Caracterización y génesis

The tertiary Calatayud Basin is a NW-SE elongated depression, extending from Calatayud (Zaragoza) to Montalbán (Teruel) and whose dimensions are approximately 130 km long and 20 km wide. This basin consists of two distinct sub-basins separated by the Daroca High (Calatayud Basin in the northern sector and Montalbán Basin in the sourthern sector). These Basins present a quite similar sedimentary evolution of the Neogene evaporitic and carbonatic lacustrine systems, that generally ocuppy central locations in both basins. Three main sedimentary units (Lower, Intermediate and Upper units) divided by two main sedimentary breaks are traditionally described in the Calatayud Basin. The lower and the Intermediate units have evaporitic sedimentation, whilst the Upper Unit is typically freshwater fluvio-lacustrine sedimentation. This work focuses on the study of carbonatic materials placed in the Cristo de Ribota hermitage area, which is localized in the Intermediate Unit of Calatayud Basin, to the Northern of Sierra de Armantes. The interest of this area lies in the presence of silexitic levels, whose thickness can be metric, exceptional in the geologic record and that it raises interesting troubles at the time of establishing a hypothesis on the possible origin of the silica that generates these sílex deposits, as well as in the establishment of a genetic model. The sílex levels in the Cristo de Ribota series appear mainly in carbonate rocks. Petrographic studies of the samples taken in this area show a replacement of silica by carbonate, as well as a silica cementation in karts cavities generated by epidiagenetic karts processes. These cavities acted as conduits for fluids saturated in silica which resulted in silex deposits. The fluids should necessarily have an episodic character and the fact that karstic cavities can be filled with silica or carbonate is an evidence of it. For the silica precipitation, not only the low temperature and a less than 9 pH are necessary, but also there must exist a lot of silica-supersatured water, as well as a high permeability. The source of silica deposits in this area is probably diagenetic, but also it would be necessary to consider a thermal origin corresponding to the contribution of silica by hydrothermal fluids

¿Cómo tratamos a los minerales? Análisis del modelo de mineral en la Educación Secundaria Obligatoria

Los minerales son los materiales que forman las rocas de la corteza y del interior de la Tierra. Gracias a ellos se ha obtenido una gran cantidad de información acerca de muchos de los procesos geológicos que actúan en nuestro plantea. Además, se utilizan en la fabricación de muchos de los productos que consumimos en nuestro día a día, desde alimentos hasta aparatos electrónicos. Dada la importancia que tienen los minerales, constituyen un tema interesante para tratar durante toda la escolarización. Sin embargo, diversos estudios muestran que ya desde Educación Primaria, los alumnos presentan dificultades a la hora de entender el modelo de mineral en su totalidad (Gallegos, 1998; Monteiro, Nóbrega, Abrantes y Gomes, 2012; Regueiro, 2008). Estas dificultades pueden deberse, entre otros factores, a la variedad de definiciones que existen sobre el concepto de mineral y a la transposición didáctica de este término a los libros de texto (Mateo et al., 2017). Además, los minerales constituyen un tema que se suele tratar de manera teórica en las aulas y, en muchas ocasiones, no se tienen en cuenta las ideas alternativas de los alumnos, algo que resulta fundamental, especialmente en didáctica de las ciencias. Para llevar a cabo este trabajo se ha analizado el currículo oficial de enseñanza de Educación Secundaria y una serie de libros de texto de Educación Secundaria Obligatoria de la Ley Orgánica 8/2013, de 9 de diciembre, para la mejora de la calidad educativa (LOMCE). El objetivo que se persigue es analizar el grado de conocimiento que actualmente pueden llegar a adquirir los alumnos sobre el modelo de mineral según como se establecen los contenidos en el currículo oficial de enseñanza y cómo se abordan en los libros de texto que utilizan los profesores en el aula. Además de este análisis, se proponen posibles mejoras a la hora de tratar los diferentes contenidos que engloba el modelo de mineral. Para realizar este análisis se ha utilizado como referencia un modelo científico de mineral basado en las cuatro dimensiones que proponen Cañal, García-Carmona y Cruz- Guzmán (2016) para lograr una alfabetización científica. Las dimensiones propuestas por estos autores han servido de base para establecer los elementos competenciales que se consideran necesarios para comprender el modelo de mineral en su totalidad. Todo ello será comparado con lo expuesto en el currículo oficial de enseñanza y en los libros de texto analizados

Caracterización mineral y química de arcillas alumínicas (Cretácico Inferior, NE Península Ibérica): implicaciones paleoclimáticas e industriales

El estudio de las arcillas ricas en aluminio desde un punto de vista geológico e industrial ha permitido la caracterización global de estos materiales. Las arcillas ricas en aluminio son abundantes en determinadas zonas y constituyen un importante recurso mineral desde el punto de vista científico y económico.La aplicación de una combinación de diferentes técnicas como análisis de facies, mineralogía de arcillas (difracción de rayos X), caracterización textural y composicional (microscopía óptica y electrónica) y análisis de isótopos estables (NanoSIMS) a la caracterización de paleosoles que se desarrollaron en el continente sucesiones de las Fms Blesa y Torrelapaja. (Hauteriviense tardío-Barremiano temprano, NE de España) permite inferir las condiciones paleoclimáticas y paleoambientales en las que se generaron estos paleosoles. También se demuestra la aplicabilidad de NanoSIMS en estudios paleoclimáticos utilizando proporciones isotópicas de oxígeno e hidrógeno en minerales arcillosos de tamaño nanométrico. La asociación mineralógica encontrada en los paleosoles, caracterizada por caolinita autígena, esmectita, hematita, goethita, rutilo, anatasa, ilmenita y diáspora y la presencia de pisoides ferruginosos, es característica de los oxisoles, que se desarrollan en condiciones climáticas cálidas y húmedas. La disminución del contenido de caolinita autígena y de hematites y goethita de abajo hacia arriba en todos los perfiles estudiados, junto con el aumento del contenido de cuarzo detrítico y fases ilíticas y la presencia de esmectita autígena, indican una disminución en la intensidad de la acción química. meteorización. Las composiciones de isótopos de oxígeno e hidrógeno de la caolinita y la esmectita son consistentes con la formación en un ambiente de meteorización, pero la disminución en las relaciones 18O/16O y D/H desde la parte inferior hasta la parte superior de los perfiles también refleja un cambio hacia condiciones más frías. Todo esto sugiere un cambio de condiciones cálidas/húmedas a más frías/secas en el área de estudio, lo que también se apoya en una disminución de la temperatura de cristalización desde la caolinita del fondo de los paleosoles (21-22 ºC) a la de la esmectita. en los niveles superiores (16-17 ºC).El análisis por difracción de rayos X, fluorescencia de rayos X y microscopía óptica y electrónica de clinkers naturales y cilindros de arcilla cocida (1000-1270 ºC) fabricados a partir de mezclas de arcillas ricas en bauxita e ilita y caolinita permite describir y comparar las transformaciones mineralógicas y texturales producidas por la cocción en estos materiales. La influencia de las transformaciones mineralógicas en las propiedades físicas de los cilindros también nos permite evaluar su potencial refractario comparándolos con materiales comerciales.Los cambios mineralógicos y de textura tienen lugar en los clínkers y cilindros naturales durante la combustión del carbón y los procesos cerámicos, respectivamente. Estos cambios incluyen la desestabilización de las fases iniciales y la formación de una fase vítrea rica en Al y Si. A partir de esta fase cristalizan nuevas fases como la mullita, el corindón, la cristobalita, la hercinita y los piroxenos cerámicos. Los nuevos minerales no son estequiométricos, debido a la dinámica de los procesos de combustión de la cerámica y el carbón, y su génesis depende de la composición de las materias primas. La mullita y la hercinita formadas en los clinkers naturales son similares a las de los cilindros quemados a 1000-1200 ºC, por lo que la combustión del carbón probablemente alcanzó este rango de temperaturas. El aumento de la densidad y la contracción lineal de los cilindros está relacionado con la fase vítrea y la formación de mullita y se correlaciona bien con la disminución de la porosidad, la absorción de agua y la conductividad térmica. Los cambios de color de las muestras son consecuencia del contenido de hematites y arcilla a cada temperatura, mientras que la resistencia a la carga puntual es mayor cuanto mayor es el contenido de corindón. Tanto la temperatura de cocción como el contenido de arcilla influyen en el potencial refractario de los cilindros, ya que aquellos mezclados con arcillas ricas en ilita y caolinita tienen mayor densidad y menor porosidad a temperaturas de cocción más bajas que otras cerámicas refractarias cocidas a 1200-1540 ºC. Los cilindros cocidos a 1200 ºC tienen propiedades similares a las bauxitas comerciales cocidas.The study of aluminium-rich clays from a geological and industrial point of view has permitted the overall characterization of these materials. Aluminium-rich clays are abundant in certain areas and constitute an important mineral resource from scientific and economic point of view. The application of a combination of different techniques such as facies analysis, clay mineralogy (X-ray diffraction), textural and compositional characterization (optical and electron microscopy), and stable isotope analysis (NanoSIMS) to the characterization of palaeosols that developed in the continental successions of the Blesa and Torrelapaja Fms. (late Hauterivian–early Barremian, NE Spain) allows us to infer the palaeoclimatic and palaeoenvironmental conditions under which these palaeosols were generated. The applicability of NanoSIMS in palaeoclimatic studies using oxygen and hydrogen isotope ratios in nanometre-sized clay minerals is also demonstrated. The mineralogical association found in the palaeosols, characterized by authigenic kaolinite, smectite, hematite, goethite, rutile, anatase, ilmenite and diaspore and the presence of ferruginous pisoids, is characteristic of oxisols, which develop under warm and humid climatic conditions. The decrease in the authigenic kaolinite and the hematite and goethite content from the bottom to the top of all the studied profiles, along with the increase in detrital quartz and illitic phases content and the presence of authigenic smectite, indicates a decrease in the intensity of chemical weathering. The oxygen and hydrogen isotope compositions of kaolinite and smectite are consistent with the formation in a weathering environment, but the decrease in the 18O/16O and D/H ratios from the bottom to the top of the profiles also reflects a change towards colder conditions. All this suggests a change from warm/humid to colder/dryer conditions in the studied area, which is also supported by a decrease in the crystallization temperature from the kaolinite at the bottom of the palaeosols (21–22 ºC) to that of the smectite in the upper levels (16–17 ºC). Analysis by X-ray diffraction, X-ray fluorescence, and optical and electron microscopy of natural clinkers and fired clay cylinders (1000–1270 ºC) manufactured from mixtures of bauxite and illite- and kaolinite-rich clay makes it possible to describe and compare the mineralogical and textural transformations produced by firing in these materials. The influence of the mineralogical transformations in the physical properties of the cylinders also permit us to evaluate their refractory potential by comparing them with commercial materials. Mineralogical and textural changes take place in natural clinkers and cylinders during the coal combustion and ceramic processes, respectively. These changes include the destabilization of the initial phases and the formation of an Al- and Si-rich vitreous phase. From this phase, new phases such as mullite, corundum, cristobalite, hercynite and ceramic pyroxenes crystallize. The new minerals are not stoichiometric, due to the dynamics of the ceramic and coal combustion processes, and their genesis depends on the composition of the raw materials. The mullite and hercynite formed in the natural clinkers are similar to those in the cylinders fired at 1000–1200 ºC, so the coal combustion probably reached this range of temperatures. The increase in density and linear shrinkage of the cylinders is related to the vitreous phase and mullite formation and correlates well with the decrease in porosity, water absorption and thermal conductivity. The changes in the colour of the samples are a consequence of the hematite and clay content at each temperature, whereas the point load resistance is greater with higher corundum content. Both the firing temperature and the clay content influence the refractory potential of the cylinders, since those mixed with illite- and kaolinite-rich clay have a higher density and lower porosity at lower firing temperatures than other refractory ceramics fired at 1200–1540 ºC. Those cylinders fired at 1200 ºC have similar properties to the fired commercial bauxites.<br /