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Arcillas caoliníferas y materiales asociados de la facies Weald (Formación Camarillas) de la provincia de Teruel: Caracterización mineral y génesis
En este trabajo se presentan los resultados de un estudio mineralógico y textural de un perfil de 250 m de longitud localizado en las cercanías de Mora de Rubielos (Teruel). El estudio comprende los materiales de la Formación Camarillas. La caracterización mineralógica y textural se ha centrado en los minerales de la arcilla, y mas concretamente en su contenido en caolinita, para inferir en su génesis e implicaciones paleoclimáticas. Se ha realizado un estudio de las muestras mediante difracción de rayos-X (DRX), microscopio óptico y microscopio electrónico de barrido (FESEM). La combinación de estas técnicas a permitido caracterizar unas muestras formadas por una mezcla mineral de fases detríticas y autígénicas. Las fases detríticas incluyen cuarzo, feldespatos, micas e ilitas, y han sido derivadas de un área fuente común. Por otro lado, las fases autígénicas están formadas por caolinita y óxidos de hierro. La caolinita es la mas abundante y aparece como intercrecimientos en otras fases minerales como moscovita, como agregados tipo "book" y como partículas nanométricas de morfología idiomorfa a subidiomorfa. Los datos indican que la formación de caolinita fue favorecida en las areniscas, probablemente debido a su alto contenido en cuarzo y feldespato y a su porosidad. Tanto la formación de la caolinita como los óxidos de hierro podrían estar relacionados a fenómenos de intensa disolución de fases silicatadas como cuarzo y feldespato, resultado de una intensa meteorización química relacionada con las condiciones de humedad y alta temperatura que se daban en el Cretácico Inferior en el área de estudio
Bauxitas kársticas de las Sierras Marginales Surpirenaicas (Lérida)
La siguiente memoria corresponde al Trabajo de Fin de Grado (TFG) del Grado de Geología de la Universidad de Zaragoza, que consiste en la realización individual de un trabajo geológico en el que se pongan de manifiesto los conocimientos, habilidades y actitudes adquiridas. Para ello, se ha llevado a cabo el estudio de un depósito bauxítico kárstico situado en el término municipal de Alós de Balaguer (Lleida), cuya edad estaría comprendida entre el Aptiense y el Santoniense (Combes, 1969; Pocoví, 1978) y correspondería, según Bardossy (1982), a un depósito de tipo Mediterráneo en forma de bolsada. Según este autor, las bauxitas kársticas son aquellas que se disponen sobre un sustrato carbonatado.En general, las bauxitas son el producto residual de la meteorización química intensa de rocas madre aluminosilicatadas en climas húmedos, de tropicales a subtropicales y con abundantes precipitaciones. En estas condiciones se produce el lavado de los elementos químicos móviles a la vez que se da el enriquecimiento de los elementos inmóviles (Al, Fe y Ti). Como consecuencia, las bauxitas consisten en una mezcla de hidróxidos de Al, filosilicatos (principalmente caolinita), oxihidróxidos de Fe y, óxidos de Ti (Bardossy y Aleva, 1990).Existen algunos trabajos que se han centrado en el estudio de depósitos de bauxitas kársticas del NE de la Península Ibérica, como los de Ordoñez et al. (1990), Molina y Salas (1993) o Yuste et al. (2015), en los que se aborda su estudio desde el punto de vista geológico, paleogeográfico, mineralógico, textural, geoquímico y/o genético. También se pueden citar trabajos previos, como el de Ríos y Almena (1950), donde se descubren en la zona nuevos afloramientos de bauxita. No obstante, son escasos los trabajos recientes centrados específicamente en los depósitos de bauxitas de la provincia de Lérida, pudiéndose mencionar los de Molina et al. (1994) y Reinhardt et al. (2018).El presente trabajo se ha planteado para el reconocimiento y descripción de los materiales bauxíticos mencionados, así como para su caracterización mineralógica y textural y la profundización del conocimiento en las condiciones genéticas que controlan la formación de las distintas fases minerales presentes.<br /
Caracterización mineralógica, petrográfica e implicaciones genéticas de las arcillas lateríticas de Fredes (Castellón)
Este trabajo plantea el estudio de arcillas lateríticas en Fredes (Castellón, España), con el fin de su caracterización mineralógica y petrográfica, así como la deducción de sus implicaciones genéticas. Los afloramientos estudiados se encuentran en la cuenca del Maestrazgo y están constituidos por materiales cretácicos del ciclo Barremiense - Aptiense, en su mayoría por arcillas lateríticas, junto con algunas intercalaciones de calizas. El estudio de estos afloramientos se ha llevado a cabo mediante un estudio de campo y mediante el uso de diversas técnicas de laboratorio: difracción de rayos-X, microscopía óptica y microscopía electrónica
Bauxitas Karsticas desarrolladas en materiales del Cretácico Inferior.
Este trabajo consiste en un estudio mineralógico de las bauxitas kársticas del yacimiento de Font de la Forradella, en las sierras marginales subpirenaicas del Pirineo catalán, cerca de Rubió del Mig (Lérida). Este depósito ha sido extraído con cierta continuidad hasta 1987 en una mina a cielo abierto ubicada en el barranco de Font de la Forradella Forradella. Las muestras proceden de la ruptura sedimentaria entre la formación Jurásico Dogger y el Santoniense del Cretácico Inferior. La génesis de las bauxitas se explica por la meteorización de los sedimentos arcillosos debido a la existencia de un drenaje kárstico vertical en un clima húmedo y caluroso. El objetivo del estudio es la caracterización mineralógica y textual del depósito con el objetivo de conocer las condiciones en las que se formó. Para esto se han utilizado técnicas de laboratorio como: descripción visual, difracción de rayos X (XRD), microscopía óptica y microscopía electrónica de barrido por emisión de campo (FESEM), para caracterizar las muestras tanto mineralógica como texturalmente con para determinar la génesis de los minerales .<br /
Análisis del comportamiento cerámico de arcillas carbonatadas y alumínicas: Variaciones composicionales y en las propiedades físicas con la temperatura de calcinación.
Clay minerals hold significant importance as raw materials due to their diverse applications and, consequently, economic interest. In this study, the behavior of two clays has been analyzed: one illitic–carbonate and the other illitic–kaolinite, mixed in different proportions, 80/20 and 50/50, when fired at temperatures of 900, 1000 and 1100°C. The aim has been to deduce the mineral transformations that occur during high-temperature calcination and assess its influence on certain relevant physical properties, such as density, weight loss, linear shrinkage, both free and forced water absorption and color. For this purpose, samples from each mixture, both in their raw and calcined states, were analyzed using X-ray diffraction and only the calcined samples were analyzed using optical microscopy and field emission scanning electron microscopy (FESEM), in addition to measuring physical properties. The raw samples primarily consist of quartz, illite and kaolinite, and to a lesser extent, feldspars and carbonates in varying proportions depending on the mixture. Calcination causes the disappearance of both illite and kaolinite as well as carbonates, being replaced by quartz, feldspars, diopside-wollastonite, gehlenite, and hematite. From 1000ºC and up to 1100ºC, primarily, a phase with a glassy appearance texture appears, replacing the matrix. The development of a vitreous matrix leads to a progressive homogenization of the mixtures as the temperature increases, transitioning from a heterogenous heterometric texture at 900ºC to a homogeneous homometric texture at 1100ºC. Generally, the observed changes in physical properties are related to both mineralogical and textural alterations. The porosity of both mixtures decreases as the calcination temperature increases and the case of density and linear shrinkage is particularly remarkable, as each mixture displays contrasting behavior. Regarding color variations, it has been observed that both mixtures display a similar behavior as the firing temperature increases, which can be associated with the increase in the hematite content of the mixture.<br /
Filones de sulfuros polimetálicos de las minas de La Pedraza (Bubierca, Zaragoza): caracterización mineralógica, textural y geoquímica
La zona de las minas de La Pedraza es un yacimiento de filones de sulfuros polimetálicos con localización en la Cordillera Ibérica, cerca de la localidad de Bubierca (Zaragoza). Su explotación se produjo durante la segunda mitad del siglo XIX y, como resultado de estas actividades, se elaboraron pozos, galerías y escombreras. Las muestras seleccionadas de las escombreras han sido estudiadas mediante técnicas de microscopía óptica, electrónica (FESEM), análisis semicuantitativos por EDS y ataques ácidos con el fin de caracterizar la mineralización, sus texturas y particularidades geoquímicas, pudiendo determinar la secuencia paragenética y proponer una hipótesis de formación del yacimiento.<br /
Determination of uranium and thorium isotopes in kaolinitic samples by ICP-MS/MS
The use of natural uranium and thorium long-lived isotopes was applied to study the evolution of kaolinitic materials. To do that, a radiochemical method for separation of Th and U in phyllosilicate samples was developed with the main aim of their analysis by ICP-MS/MS. Given the lack of certified phyllosilicate reference materials with certified isotope abundances, the method was tested using a stepwise approach. First, a preliminary setup was done using a sediment reference sample. Then, the extrapolation of this method to the samples of interest has been tested using a phyllosilicate sample certified for U and Th concentrations. The results showed that an extension of the plateau time of digestion in the used microwave system was peremptory as to get full digestion of the sample. The use of the isotope dilution technique allowed both the quantification of major isotopes (²³⁸U and ²³²Th) simultaneous to the determination of isotope ratios (²³⁴U/238U, ²³⁵U/²³⁸U for quality control and ²³⁰Th/²³²Th). The established method was applied to six kaolinitic samples from the Iberian Range (NE Spain), showing the potential of this isotope approach for the characterization of their time evolution
Transformaciones minerales durante el proceso de cocción de arcillas bauxíticas y su relación con propiedades físicas de refractarios
This research focuses on the mineral and textural transformations during the firing process (from 1000 to 1300ºC) of a bauxite sample from the Sant Mamet Mountain Range (Lérida). This sample, mainly made of bohemite, iron oxides and kaolinite, was mixed in a 90/10 ratio with a clay from the Escucha Fm, mainly composed by quartz and illite. Both the raw and the fired samples at different temperatures were analyzed by X-ray diffraction, optical and electronic microscopy aswell as geochemically characterized by X-ray fluorescence. Also, their physicalproperties were determined, including density, linear shrinkage, colour, porosity and point load resistance. The clays were destabilized at 1000º and transformed to mullite but they kept their morphologies at this temperature. At this temperature, Fe and Al oxyhydroxides were destabilized too. At increasing firing temperatures, more mineral phases as quartz and hematite began to destabilize leading to the formation of a vitreous phase, which gave rise to the crystallization of abundant mullite, clearly the most abundant phase at 1200 and 1300ºC. With increasing temperature, mullite composition shows lower Si/Al rate and thus, it is closer to empirical mullite formula. With regard to physical properties, variations in density, linear shrinkage, weight loss, total porosity, average pores size and results in point load test are related to the destabilization of the initial mineral phases, the formation of the vitreous phase and the subsequent crystallization of mullite. Changes in colour are due to the initial crystallization of hematite and its subsequent destabilization.<br /
El tránsito entre las formaciones Camarillas y Artoles en la zona de Miravete de la Sierra(Teruel): mineralogía e implicaciones genéticas
El trabajo propone el estudio desde el punto de vista mineralógico, con especial énfasis en los filosilicatos, del tránsito entre las formaciones Areniscas y Lutitas de Camarillas y Margas y Calizas de Artoles, ambas de edad Barremiense (Cretácico inferior). La primera ha sido interpretada como depositada en relación a sistemas fluviales y la segunda en relación a un sistema marino carbonatado somer
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 /