Blanco, M.

Martínez-Alegría López, R.

Taboada Castro, J.

Repositorio da Universidade da Coruña

Cuaderno Lab. Xeolóxico de LaxeCoruña. 1989. Vol. 14, pp. 247-254Incidencia de las características mineralógicas ytexturales en algunas propiedades de las pizarrasde techarIncidence of rnineralogical and texturalcharacteristics in sorne properties of roofing slateBLANCO, M.; TABaADA CASTRO, J.; MARTINEZ-ALEGRIA LOPEZ, R.El objetivo principal de este trabajo es la realización de un análisis comparativoentre las características mineralógicas y petrográficas y las propiedades físicas (co-mo alterabilidad, elasticidad y facilidad de labrado) de las pizarras de la Forma-ción Agüeira.La composición mineralógica de las muestras estudiadas es similar, sin embargo,se detectan diferencias en textura, estructura y tamaño de grano, por lo que estosúltimos factores serían los responsables de las diferencias de las propiedades físi-cas observadas en las pizarrasPalabras clave: pizarras, propiedades mineralógicas, Galicia.The aim of this work is the comparison of the mineralogical and petrographicalcharacteristics with the phisical properties (as alterability, elasticity and workingfacility) of the slates from the Agüeira Formation.The mineralogy of the samples is similar, however, diferences in texture, structu-re and grain size have been observed. Therefore it seems likey that the latter areresponsible for the differences in the physical propenies found in the samplesstudied.Key words: slates, mineralogic properties, Galice (Spain)BLANCO, M. (Dep. de Geología, Area de Cristalografía y Mineralogía de la Universidad de Oviedo, el JesúsArias de Velaseo sin 33005 Oviedo). TABOADA CASTRO (CUPIRE-PADESA. La Médua, sin Sobradelo de Val·deorras. Orense). MARTINEZ·ALEGRIA LOPEZ, R. (EPTISA. Arapiles 14. 28015 Madrid).248 Blanco, M. et al.INTRODUCCIONLa zona estudiada se encuadra en los ya-clmientos de pizarras del miembro mediode la Formación Agüeira (ordovícico medioa superior) situados en Valdeorras (E de laprovincia de Orense, en la carretera N-120Orense-León), hoja 190 del Mapa Geológi-co E.1: 50.000.eUAD. LAB. XEOL. LAXE 14 (1989)Se ha partido del conocimiento geológi-co del yacimiento, completado con la perfo-ración de siete sondeos de testigo contínuoque nos permitieron ver la evolución enprofundidad de los diferentes niveles explo-tables.La estructura dominante de la canteraestá formada. por un anticlinal y sinclinaltumbados (Fig. 1), siendo NP1 y NP2 los1080 OS NEI110401000960920I I120 180ESCALA HyV(Original) =11000Figura 1I240I300niveles explotables sobre los que se ha cen-trado el estudio, que corresponden respecti-vamente a pizarras negras de grano fino conóxidos y pizarras grises de grano grueso quesuelen presentar manchas de carbonatos, si-tuándose entre estos dos niveles unas piza-rras con laminaciones, alguna arenisca ycuarcita.En la figura 2, se puede apreciar la situa-ción de los distintos niveles de pizarras queconstituyen la zona estudiada, así como elemplazamiento de los sondeos realizados delos cuales se hizo la selección de las muestrasmás representativas de cada nivel (pizarrasexplotables, pizarra quemada y roca enca-jante), a partir de las cuales se realizarondistintos ensayos y el estudio mineralógico ypetrográfico.Además del análisis microscópico, quese describe más adelante, se realizó un aná-lisis macroscópico sobre muestra de mano,tanto de las capas de pizarras como de lasrocas encajantes, (pizarras con laminacio-nes, areniscas y cuarcitas), del que se obtu-vieron valiosos datos para caracterizar los di-ferentes tipos de roca, la disposición geomé-trica de la capa explotable y el estado defracturación del macizo rocoso, factores, to-dos ellos, que inciden de forma determi-nante en la explotabilidad del yacimiento(BARROS et a/ters. 1985).Entre las diferentes características defi-nidas, señalaremos aquí la existencia, den-tro de la capa explotable, de intercalacionesde la llamada <<pizarra quemada», que seencuentra principalmente en el nivel NP1,eVAD. LAB. XEOL. LAXE 14 (1989)~I i E~I : I ~~~- Q..:z.- ~ ~z / ~,p/~PlZARRAYPIZARRA~LAMINAC0'8 150m 100 s;:~P'~AGRANOFINOt-EGPA~OXIOO5 L L_JJaPlZA~ C~ L.AMINACI~ES y AWJNA ARENISCA A.,{.RTE ONp21ii1P1ZARRA GRf> ~ GnANO GRJESO CON ~()-lAS DE Co)mJPlZARRA C~ LAMINACI~ESARENISCAS YCUARC ITASNp3~ZAmAGRANO ANO NEGRA,BUENA EXFQIACON~CUARCITAS MASI'I\S, ARENISCAS, PIZA~A5 <XN LAMINAa:J'.IES~LA(Onglnal )_~~_ 2000Figura 2y que se distingue por su pérdida de brillo,su irregularidad y la aparición de escamas enlos planos de esquistosidad, así como la pre-sencia de superficies de fricción.Estas intercalaciones de pizarra «quema-da» son de importancia variable con espeso-res normalmente de orden decimétrico aun-que ocasionalmente puede llegar a ser mé-trico, constituyendo su presencia un factorde pérdida de rentabilidad en la explota-ción.Las características petrográficas y mine-ralógicas se obtuvieron tras el estudio de 8muestras correspondiendo la N. o 2, 3 y B1 auna pizarra de grano fino de calidad, la N. o4 y 5 a pizarras de grano medio con lamina-ciones arenosas, la N. o 6 y 7 a pizarras demuy mala calidad con grano grueso y la pre-sencia de cuarcitas, conocidas en el argotminero como «ferreño», finalmente la N. oQ1 que corresponde, según la terminologíaminera, a unas «pizarras quemadas».Características mineralógicas de pizan-as 249ESTUDIO MINERALOGICOEl estudio mineralógico se realizó me-diante la técnica de difracción de Rayos X,obteniéndose diagramas de la fracción totaly fina en agregados orientados, (BRIME,1980, 1981) sometiendo las muestras a tra-tamientos con etilel-glicol y calentamiento adistintas temperaturas para poder reconocerlos minerales arcillosos que las consituyen, yestablecer de esta forma el grado de altera-bilidad que pueden alcanzar debido a susconstituyentes mineralógicos.Como se puede ver en la figura 3, lacomposición mineralógica de las muestrasüFig.3. (a) Diagramas de Rayos X de una pizarra que-mada y otra de buena calidad.(b) Diagramas de Rayos X de pizarras de dis-tinta calidad.ID = lllita; CI = Clorita; Ar = Arcillas indi-ferenciadas; Q =Cuarzo; Fds =Feldes-patos; M=Moscovita.estudiadas es practicamente la misma, sien-do sus componentes principales: cuarzo,clorita e illita, (formando estos últimos lamatriz o pasta criptocristalina de estasrocas), feldespatos, carbonatos y micas.Hay que destacar la presencia de clorita,250 Blanco, M. et al.generada por un metamorfismo de muy ba-jo grado, es mayor en las muestras 2, 3 y B1,que corresponden a las pizarras de mejor ca-lidad, disminuyendo su presencia al bajar lacalidad de dichas pizarras produciéndose,en este caso, un aumento de los feldespatosy micas (hecho observado por TABOADAet a/ters. 1988).ESTUDIO PETROGRAFICOPara la realización del estudio petrográ-fico se procedió a la preparación de láminasdelgadas perpendiculares a la esquistosidad«longrain» (LE CORRE, 1968), con el objetode conocer las características petrográficasde las distintas calidades de pizarras (RUIZGARCIA, 1977), (textura, microestructu-ras, empaquetamiento, etc.) de forma quese pudiera obtener un mejor conocimientode su calidad y alterabilidad.Uno de los parámetros más importantesa tener en cuenta en la calidad de las piza-rras es la «fisibilidad», que depende más dela homogeneidad textural de la roca que deltamaño del grano (BARROS et alters,1985). Generalmente.la roca de tamaño degrano fino es más fisible aunque hay rocasde grano grueso con extraordinaria homoge-neidad textural.Petrográficamente, las pizarras constitu-yen un grupo de materiales arcillosos degran variedad, dando como resultado unasrocas de grano fino, cuyo componente esen-cial son los minerales arcillosos. Normal-mente, están afectadas por una esquistosi-dad primaria (<<slaty cleavage», BASTIDA,1981) no muy generalizada y en ocasionesafectadas por esquistosidades de crenula-ción. Sin embargo, localmente puede ob-servarse un metamorfismo débil que provo-ca la formación de clorita.A partir del análisis petrográfico pode-mos indicar que las pizarras de mejor cali-dad son las correspondientes a las muestraB-1, 2 Y 3 (Lámina 1,a), ya que presentanuna textura más compacta y homogénea yeVAD. LAB. XEOL. LAXE 14 (1989)son de grano muy fino, lo que permite unamejo~ exfoliación en el proceso de labrado.Debemos indicar, sin embargo, la presenciaen la muestra 2 de alguna microfractura re-llena principalmente de carbonato con unmayor tamaño de grano que se sitúa cortan-do a la estratificación o esquistosidad. Seaprecia la presencia de pirita y clastos deunas 250 micras con sombras de presión re-llenas de arcillas. El tamaño de grano es unpoco mayor que el de la muestra 3 y se en-cuentra así mismo más recristalizada y conun mayor grado de metamorfismo.Las muestras 4 y 5 (Lámina 1,b), corres-ponden a pizarras de baja calidad, en lasque aparecen intercalaciones de pizarras degrano fino y otras de grano grueso, así comomicropliegues de tipo «kink». En la muestra5 aparece mayor cantidad de minerales opa-cos, pirita y presenta una incipiente esquis-tosidad de crenulación. Aparecen venillasde cuarzo irregulares sin presentar continui-dad lateral, así como clastos de clorita deunas 250 micras. Se aprecian dos niveles detamaño de grano y composición diferente,los de mayor tamaño de grano están com-puestos principalmente por Cuarzo e Illita(o arcillas recristalizadas), la presencia decarbonatos es menos que en otras muestras.Tiene cantos de roca, y la esquistosidad cor-ta al nivel composicional. La muestra 4 tie-ne una presencia mayor de carbonatos quela 5, aparece así mismo, cuarzo, opacos, ar-cillas recristalizadas y clorita. Las venas decuarzo tienen poca continuidad lateral y sonprobablemente de exudación. Se ha obser-vado la presencia de alguna turmalina. Eltamaño de grano de la muestra 4 es mayorque el de la 5 y bastante parecido al de lamuestra 7.Las muestras de peor calidad (N. o 6 y7), también tienen grano grueso y mayorcantidad de minerales opacos entre los quese encuentra l~ pirita, cuya presencia deva-lua su utilización como rocas ornamentalesdebido a las manchas que pueden producir-se tras la oxidación de la misma, además dedificultar su proceso de labrado. La muestraeUAD. LAB. XEOL. LAXE 14 (1989) Características mineralógicas de pizarras 251ENSA'l'OS SEGUN NORMATIVA UNEDIMENSO<4€S UNE 22,191 LNE22,193 lJ'E22,1971U!'E22,'Ige ~22.195MUESTRA ANCHURA ESPESOR Ae:DO:N PESPECF. R ACIDO R Fl.EJQIONNO (cm) (mm) .'.'bl g'cm) ·'.PPrso .,.~ .'.?Peso kg'cm 2494,41039,38-1 19,5 3,65 1,51 2,77Q-1 19 , 5 4 , 60 1 , 60 2 , 77TABLA l. Valores obtenidos en los distin-tos ensayos a que se someten lasmuestras.PROPIEDADES FISICASSiguiendo la Normativa UNE se some-tieron las muestras a distintos ensayos, resis-tencia a la flexión, absorción de agua, pesoespecífico, resistencia al ataque con ácidos ycalentamiento, con objeto de observar laposible relación de las propiedades físicas delas pizarras normales y quemadas respecto alas características mineralógicas y texturalesde las mismas.Los resultados obtenidos en los diversosensayos de calidad (Tabla 1), realizados enlas diferentes muestras sobre placas de piza-rras, nos indican que respecto a la absorciónde agua y en menor medida a la pérdida depeso al ataque con ácidos, no se observanvariaciones significativas entre ambos tiposde pizarras (GOMEZ RUIZ DE ARGAN-DOÑA et a/ters, 1981) así como tampocoen el peso específico de ambas. Sin embar-go, la resistencia a la flexión de los distintostipos de pizarras, tal y como se puede obser-disminuye en las pizarras de baja calidad,produciéndose un aumento de las micas yfeldespatos, dando como resultado la pre-sencia de una mayor microfisuración y porlo tanto una peor calidad en dichas pizarras.6 de grano fino tiene cantos oboides de clo-rita detrítica a veces asociados a IBita o Mos-covita, cuarzo, feldespato, y turmalina. Pre-senta una crenulación incipiente debilmen-te marcada y cantos bastante grandes de mi-cas y clorita. La muestra 7 tiene una esquis-tosidad grosera con un tamaño de grano deunas 150 micras, apareciendo claros de clo-rita de 200 micras. Los minerales principalesque aparecen son: cuarzo, plagioclasas, fel-despatos, iHita, clorita y moscovita, y comoaccesorios: carbonatos, turmalina y circón,así como minerales opacos, esencialmentepirita.En las muestras B-l y Ql se aprecia lapresencia de pirita con una distribución másuniforme en la B-l. Ambas muestras pre-sentan una textura y tamaño de grano muyparecido, sin embargo, en la B-l se aprecianmayor cantidad de clastos, restos de rocas ymayor tamaño de las piritas. La muestra Qlpresenta unas intercalaciones blanquecinasque aparecen plegadas y pueden verse enmuestra de mano.La textura pizarrosa que presentan lasmuestras, es producto de un metamorfismotegional de sedimentos clásticos de grano fi-no. Presentan una esquistosidad muy mar-cada (BASTIDA, 1981; GOMEZ RUIZ DEARGANDOÑA et a/ters. 1981), tanto enlos minerales gruesos como en los finos, al-gunos de los cuales forman cordones de clo-rita que en ocasiones se pueden encontrarplegados debido a una esquistosidad de cre-nulación.Las muestras de mejor calidad no pre-sentan una microfisuración apreciable,mientras que las de peor calidad tiene unaporosidad que podemos considerar normaldentro de las rocas metamórficas y que sedebe a pequeñas microfisuras intergranula-res, que afectan a los granos de cuarzo, fel-despato, carbonato y mica, apreciándosemejor su presencia debido al mayor tamañode sus granos.La clorita se presenta rellenando los hue-cos que dejan el resto de los minerales adap-tándose a sus disposiciones, su presencia252 Blanco, M. et al. eUAD. LAB. XEOL. LAXE 14 (1989)iUJ 600 8Xl 1.00>RESISTENCIA A LA Fl.EX1ON Kgfcm2Fig. 4. Representación de los valores de resistenciaa la flexión frente al espesor de la muestra.var en la figura 4, es relativamente más bajaen las pizarras quemadas que en las norma-les, siendo necesario conseguir espesoresmayores en las quemadas para igualar losvalores de resistencia.La presencia de carbonatos, detectada~ ~2xQlEEzUJa: 63o ~2~Blde labrado, que condiciona el resultado eco-nómico de la elaboración de pizarras de te-char sé ve considerablemente disminuido altrabajar la <<pizarra quemada». Las pruebasindustriales realizadas con este tipo de piza-rras dan unos rendimientos del 30 al 35 O/orespecto a·1a pizarra de calidad standard dela capa. ,Así pues, la disminución en un 60 O/o desu valor en el mercado por condicionantesestéticos, así como en un 7OO/o en su rendi-miento de labrado, hacen que los resultadoseconómicos de su explotación lo hagan in-viable. Debemos considerar, por lo tanto,las intercalaciones de pizarra «quemada» co-mo estériles en la capa de pizarra explota-ble.tanto mediante los diagramas de Rayos Xcomo petrográficamente se ve corroboradaen los ensayos realizados, ya que se apreciauna pérdida de color y ligero descamamien-to de las muestras sometidas a la acción deácido. Tras ser secadas, se observan manchasen venas blancas en las superficies, lo quesupone un cierto contenido en carbonatos.Por el contrario, no se observan alteracionesimportantes en las muestras sometidas acambios térmicos.Hay que señalar, que aunque las piza-rras cumplan las normas de calidad exigi-das, su utilización como rocas ornamentalesen construcción de cubiertas se ve condicio-nada por factores estéticos, como: pérdidade brillo, coloración, aspecto bronco yesca-mas. En otro orden, hay que resaltar la im-posibilidad del labrado de las «pizarras que-madas» por debajo de ciertos espesores, loque provoca la imposibilidad de su utiliza-ción en ciertos mercados que tradicional-mente utilizan pequeños espesores. Este ti-po de pizarras «quemadas» presentan en ge-neral menos resistencia a los ensayos tecno-lógicos, que las pizarras comerciales.Por último, el rendimiento en el procesoDISCUSION DE LOS RESULTADOSLas diferencia en cuanto a composiciónmineralógica entre las distintas calidades depizarras se ciñen a los minerales accesorios(considerados como impurezas en las piza-rras de mejor calidad, siendo aún más abun-dantes en las muestras de peor calidad)mientras que, los componentes mayoritariosson basicamente los mismos.Aunque el estudio mineralógico nos dauna composición similar, el análisis petro-gráfico nos muestra diferencias en textura, ytamaño de grano. Teniendo en cuenta estasdiferencias y los resultados obtenidos en losdistintos ensayos se deduce: que la altera-ción es más rápica y el proceso de labradomás difícil (LOMBARDERO, 1988) en lasmuestras con mayor tamaño de grano y tex-turas m~ porosas, mientras que la caracte-rística más importante en cuanto a exfolia-bilidad es la homogeneidad textural, siendoen este caso el tamaño de grano menos im-portante aunque también incida en el com-portamiento de la roca al someterla a losprocesos de labrado.eVAD. LAB. XEOL. LAXE 14 (1989)BIBLIOGRAFIABARROS,J. C. CASTAÑO, M., HACAR, M., LOM-BARDERO, M., OLMO SANZ, A. (1985). Meto-dología de investigación de los yacimientos de piza-rras para cubiertas. Cuad. Lab. Xeol. Laxe. Vol. 10,pp. 429-444.BASTIDA, F. (1981). La esquistosidad primaria: unasíntesis sobre sus características y desarrollo. Trab.Geol. Vol. 11, pp. 35-54.BRIME, C. (1980). Influencia del modo de prepara-ción de las muestras en la relación 1 < 002 > /II < 001 > de las ilitas. Breviora Geol. Astúnca.Año XXIV, N. o 3-4, pp. 24-28.BRIME, C. (1981). Prepración de agregados orientadosde arcillas para su estudio mediante difracción deRayos X. Breviora Geol. Astúnca. Año :XXV, N. o1-2, pp. 13-16.LE CORRE, C. (1968). La microlinéation des schistesCaracterísticas mineralógicas de piza"as 253ardoisiers. Méthode d'etude photométrique. Bull.Soco Géol. de France. (7), X, pp. 679-683.GOMEZ RUIZ DE ARGANDOÑA, V., ORDAZGARGALLO, J. (1981). Características físicas y dealteración frente al agua de las pizarras de Rande(A Coruña). Cuad. Lab. Xeol. Laxe. Vol. 2,pp. 51-53.LOMBARDERO, M. (1988). Las pizarras ornamenta-les. Roe. Máquina. N. o 3, pp. 14-27.RUIZ GARCIA, C. (1977). Aplicaciones del microscó-pio en relación con la calidad de las pizarras detechar. Bol. Geol. y Min., T. LXXXVIII-1, pp.72-77.TABOADA, J., BLANCO, M., MARTINEZ ALE-GRIA, R. (1988). Diseño de una corta de pizarrade techar a cielo abierto. Libro de Como VIII Con-greso Internacional de Minería y Metalúrgia. AreaG. Geol. Aplicada (1. a parte). Vol. 6, 494- 514.254 Blanco, M. et al. eVAD. LAB. XEüL. LAXE 14 (1989)Foto 1. MUESTRA 2: Pizarra de grano fino.Foto 2. MUESTRA 4: Pizarra con laminaciones arenosas.

Incidencia de las características mineralógicas y texturales en algunas propiedades de las pizarras de techar

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