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Arcillas fibrosas

Date post: 30-Jun-2015
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Origin of fibrous clays in Tunisian Paleogene continental deposits
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Page 1: Arcillas fibrosas

Origin of fibrous clays in Tunisian

Paleogene continental

deposits

Page 2: Arcillas fibrosas

ÍNDICE INTRODUCCIÓN ZONA DE ESTUDIO MÉTODOS DE ANÁLISIS RESULTADOS E INTERPRETACIÓN

› Mineralogía› Química:

Elementos mayoritarios Elementos traza Composición isotópica

GÉNESIS DE LAS ARCILLAS FIBROSAS RECONSTRUCCIÓN PALEOGEOGRÁFICA CONCLUSIONES

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INTRODUCCIÓN

Presentación de datos mineralógicos y geoquímicos de secuencias del Eoceno, que contienen paligorskita y sepiolita, de la zona central y Sur de Túnez.

Objetivos:› Explicar los mecanismos de formación de

estas arcillas.

› Reconstruir el paleoambiente del centro y del Sur de Túnez.

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ZONA DE ESTUDIO

Túnez se encuentra en el norte de África, entre el Mar Mediterráneo y el Desierto del Sahara, y entre Argelia y Libia.

La zona estudiada está formada por lagos salados que se inundan esporádicamente que, en su mayoría, se encuentran al nivel del mar.

Se caracteriza por su naturaleza de estepa semidesértica.

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MÉTODOS DE ANÁLISIS Fases minerales Difracción de Rayos X (DRX). Difractómetro

con rendija automática y radiación Cu-K .

Análisis mineralógico de la fracción arcilla estudio de las muestras en agregados orientados, tratadas con glicol-etileno, dimetil-sulfóxido y calcinadas a 550 ºC durante 1h.

Análisis químicos equipo de Fluorescencia con tubo de rayos X Cr/Au y ranura de Be determinación de elementos mayoritarios.

Textura de las muestras Microscopio de barrido electrónico.

Análisis isotópicos Espectrómetro de masas Se analizaron muestras prácticamente monominerales tras la eliminación de los carbonatos con una solución de HCl 1N y la separación de tres fracciones(<2 m, 2-5 m, >5 m) para controlar posibles diferencias mineralógicas.

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RESULTADOS E INTERPRETACIÓN

Filosilicatos de aluminio: especialmente abundantes en las secuencias de la zona central.

Dolomita: predomina en las secuencias del sur.

Sepiolita: sólo se encuentra en el sur, asociada a la dolomita.

Paligorskita: presente en todas las secuencias analizadas, en proporciones de hasta el 75% de la muestra total.

El examen con microscopio electrónico muestra que tanto la textura, como el tamaño de las fibras de estas dos arcillas son extremadamente variables.

1. MINERALOGÍA:

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2. QUÍMICA:

Elementos principales:

Las secuencias centrales son claramente más ricas en Al2O3 y K2O, debido a su alto contenido en filosilicatos detríticos (como la illita, esmectita e I/S interestratificadas).

Elementos traza:

Evidente relación con la mineralogía: relación casi perfecta entre las proporciones de REE y los filosilicatos fibrosos.

La distribución de REE sigue, en general, un patrón esencialmente horizontal y en la mayoría de los casos, es heredado de las zona de origen.

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Representación de los patrones de distribución de REE de las muestras

PaligorskitaSepiolita

REE

+

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Composición isotópica: Dolomita:

- 13C relativamente elevados: afectados por el CO2 atmosférico estimulado por las condiciones de aridez y la escasa cobertura vegetal.

Paligorskita: › Alto grado de pureza (>95% de paligorskita)

› Sólo hay diferencias en la cristalinidad medida en base al Índice a media altura.

Sepiolita: › Relación lineal entre el tamaño de la fibra y el contenido en los

isótopos más pesados de oxígeno e hidrógeno.

- Valores de 18O (PDB) muy similares. Para Tª entre 25-30ºC valores de 18O de (-1) a (-3,8)‰ (SMOW) Indican precipitación a partir de aguas altamente evaporadas.

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Diagramas binarios de la composición de la capa octaédrica de la paligorskita

Población de las partículas más ricas en elementos

trivalentes.

Las paligorskitas

más ricas en Mg están asociadas con sepiolita de

manera sistemática.

El campo composicional de la capa octaédrica de sepiolita puede ser

considerada como una continuación de la paligorskita.

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GÉNESIS DE LAS ARCILLAS FIBROSAS

La formación de sepiolita y paligorskita requiere:

› Condiciones alcalinas, con pH > 8 (básico).› Elevada actividad de Si y Mg › Clima árido o semiárido que favorezca la

evaporación periódica de la capa de agua.

Estas condiciones climáticas y ambientales se dieron durante el Eoceno-Oligoceno en la zona estudiada tal y como lo confirman:› Elevada proporción de carbonatos y su composición

isotópica.› Presencia sistemática de yeso que, al incrementar la ratio

Mg/Ca del agua intersticial, debió favorecer un pH básico

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Los datos geoquímicos y las texturas encontradas, sugieren que la génesis de paligorskita está claramente relacionada con la transformación de las fases previas de una illita y/o esmectita natural, por medio de la disolución incongruente, a un pH óptimo para la estabilidad de la paligorskita.

La transformación de las arcillas precursoras se ve favorecida, cuando hay una cantidad de solutos considerable. Estas condiciones son típicas de playas –lake o sebkha, donde puede producirse un aumento de Si y Mg hacia el centro de la cuenca, lo que provocaría un cambio de facies y la precipitación química de la sepiolita.

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RECONSTRUCCIÓN PALEOGEOGRÁFICA

Final del Cretácico superior

•Considerables cambios tectónicos y climáticos.

•Emergieron las islas Jeffara y Kasserine separadas por una gran profundidad.

Regresión del Eoceno-medio y superior provocó:

•Cierre de la cuenca •Unión de ambas islas. •Cambio neto en el ambiente sedimentario.

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Evolución de la cuenca continental tunecina en el Terciario:

Existencia de inmensas llanuras costeras aluviales, algunas de las cuales fueron separadas del mar por barreras costeras (Haidoudi).

Las formaciones continentales de las principales facies palustres progradaron cubriendo los depósitos evaporíticos.

Durante el Eoceno superior–Oligoceno inferior, debido a la unión de las islas, la llanura aluvial cubrió toda la región la línea de costa migró hacia el este.

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CONCLUSIONES

1. En la zona central de Túnez, las secuencias continentales contienen cantidades importantes de arcillas fibrosas asociadas con carbonatos y filosilicatos detríticos.

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2. Los datos geoquímicos, así como las texturas encontradas, indican claramente que el origen de la paligorskita está vinculado a la transformación diagenética de los aluminosilicatos de illita detríticos pre-existentes y/o a su naturaleza esmectítica.

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3. La sepiolita, sería el producto de la precipitación directa de soluciones enriquecidas en Mg y Si y pobres en Al. Esta es la única explicación para los bajos contenidos de REE medidos en este mineral.

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4. Las variaciones espaciales y temporales en las asociaciones minerales son un reflejo perfecto de la evolución paleogeográfica de la zona. La interacción entre agua continental y marina produjeron numerosas fluctuaciones laterales y verticales, lo que explica la existencia de diferentes etapas de dolomitización.


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