Curso de mineralogía de arcillas

Contenido teórico.

Tema 1: Introducción

• Concepto de arcilla y mineral de la arcilla.
• Importancia de los minerales del grupo de la arcilla.
• Origen de los minerales del grupo de la arcilla.
• Ambientes geológicos de formación de arcillas.

Tema 2: Estructura, composición y clasificación de los minerales del grupo de la arcilla

2.1. Estructura básica.

2.2. Nomenclatura y criterios de clasificación.

2.3. Filosilicatos 1:1. Grupos del caolín y de las serpentinas.

2.4. Filosilicatos 2:1. Talco- pirofilita. Grupo de las micas. Grupo de las esmectitas y vermiculitas.

2.5. Filosilicatos 2:1:1. Grupo de las cloritas

2.6. Filosilicatos fibrosos.

2.7. Minerales interestratificados.

2.8. Minerales asociados.

Tema 3: Propiedades de los minerales de la arcilla.

3.1. Capacidad de cambio catiónico.

3.2. Superficie específica.

3.3. Propiedades del sistema arcilla-agua.

3.4. Propiedades reológicas. Plasticidad.

Tema 4: Génesis de arcillas.

4.1. Las arcillas en el ciclo geológico.

4.2. Ambientes de formación.

4.3. Meteorización y sedimentación.

4.4. Diagénesis y metamorfismo de bajo grado.

4.5. Alteración hidrotermal.

4.6. Arcillas como indicadores paleoclimáticos.

Tema 5: Métodos de estudio y caracterización.

5.1. Métodos difractométricos.

5.2. Métodos espectroscópicos.

5.3. Métodos térmicos.

5.4. Métodos ópticos.

5.5. Métodos químicos.

Tema 6: Análisis mineralógico por difracción de rayos X (DRX).

6.1. Caracterización mineralógica de muestras totales. Lectura e interpretación de difractogramas.

6.2. Análisis de fracciones en agregados orientados. Tratamientos previos.

6.3. Extracción de fracciones finas.

6.4. Saturación con cationes.

6.5. Análisis cuantitativo por DRX.

6.6. Métodos clásicos. Método MIF.

Tema 7: El análisis mineralógico por microscopía electrónica.

7.1. Microscopía electrónica de barrido (SEM).

7.2. Microscopía electrónica de trasmisión (TEM).

7.3. Microanálisis mediante dispersión de energías de rayos X (EDAX).

Tema 8: Geología de arcillas.

8.1. Índice de Kubler. Geobarómetro de la mica potásica. Geotermómetro basado en la composición de la clorita.

8.2. Asociaciones de arcillas en zonas de alteración hidrotermal.

Tema 9: Aplicaciones de las arcillas.

9.1. Aplicaciones geológicas: indicadores paleoambientales, el papel de las arcillas en el análisis de cuencas, las arcillas como herramienta de exploración en yacimientos minerales.

9.2. Aplicaciones industriales: arcillas para uso cerámico, arcillas especiales.

9.3. Aplicaciones ambientales: barreras para residuos radiactivos y drenaje ácido.

Contenido práctico

Práctica 1. Estudio por DRX de muestras de arcilla

Nociones básicas sobre el difractómetro de polvo. Preparación de las muestras para el análisis de polvo desorientado. Obtención del diagrama. Lectura e interpretación. Cuantificación.

Práctica 2. Tratamientos para la extracción de fracciones finas.

Obtención de agregados orientados. Tratamientos con etilenglicol, dimetilsulfóxido, calentamientos a 350º y 550ºC. Saturación con Mg y K. Lectura e interpretación. Cuantificación.

Práctica 3. Determinación de parámetros cristaloquímicos.

Caolinita: grado de orden, politipismo. Illita: Índice de Kübler, parámetro b0. Esmectitas: índice de Biscaye.

Práctica 4. Preparación de muestras para microscopía electrónica.

Preparación de muestras. Cálculos de fórmulas a partir de microanálisis.