MINERALES DE LA ARCILLA Son los componentes de la fracción inferior a 2 micras de suelos y sedimentos La mayor parte de ellos son filosilicatos Los filosilicatos poseen estructura laminar. Además de filosilicatos, en la arcilla del suelo aparecen menores proporciones de otros minerales y ó sustancias de naturaleza orgánica.

Propiedades físicoquímicas de los minerales de la arcilla Los minerales de la arcilla presentan unas propiedades físicoquímicas inusuales debido a la combinación de: Alta superficie específica (morfología laminar, tamaño de partícula) Presencia de carga eléctrica, por sustituciones en la red ó por defectos Por estas dos características, las partículas arcillosas pueden absorber agua y otros líquidos polares en proporción importante así como fijar é intercambiar cationes con el medio Las arcillas determinan la plasticidad del suelo, su capacidad de retener agua y nutrientes y la disponibilidad de sustancias químicas para el desarrollo de Las plantas.

Interacción de partículas de arcilla con agua - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + H2O Arcilla seca Hinchamiento

Cationes intercambiables - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + H2O Cationes intercambiables Suspensión coloidal Viscosidad Plasticidad

Los cationes fundamentales, Si y (Mg-Al), se rodean de O y (OH) formando dos tipos fundamentales de poliedros de coordinación -1 Tetraedro Si-O Octaedro X-O(OH)

Composición química de los minerales de la arcilla (O2-) y (OH)- son los aniones que forman parte de la estructura. En los huecos que forman sus apilamientos de planos,se sitúan los cationes, de dimensiones mucho menores. La coordinación de cada catión está determinada por su radio iónico. (Si)4+ Ocupa huecos de coordinación tetraédrica. (Al)3+Puede ocupar huecos octaédricos ó sustituir al Si en coordinación tetraédrica. (Mg)2+, (Fe)2+, (Fe)3+... Ocupan huecos de coordinación octaédrica (K)+, (Na)+, (Ca)2+. Ocupan posiciones en el espacio interlaminar.

APILAMIENTO DE PLANOS APILAMIENTO DE CAPAS Da lugar a la formación de capas: Capa tetraédrica: Planos hexagonales y compactos. Capa octaédrica: Planos compactos APILAMIENTO DE CAPAS Da lugar a la formación de láminas: TO .- Bilaminar TOT.- Trilaminar TOT-O.- Cloritas SUCESIÓN DE LÁMINAS MÁS ESPACIO INTERLAMINAR –UNIDAD ESTRUCTURAL

Capa tetraédrica: Si 2O5 Cada oxígeno es compartido por dos hexágonos Cada silicio es compartido por tres hexágonos Los oxígenos apicales, sobre los silicios Capa tetraédrica: Si 2O5

PLANO HEXAGONAL: Si, O 3 O 2 Si 2 O (Si2O5)2-

En cada hexágono hay 3 (OH) Plano Compacto En cada hexágono hay 3 (OH)

PLANO COMPACTO : (OH), O, Cationes Mg OH

Base rectangular Mg6(OH)12 OH inferiores, 6 I II Cationes, 6 OH superiores,6 EJE B I EJE A Mg6(OH)12

2,70 (OH) 4,5 7 2,64 oxígeno

CAOLINITA

Si2O5Al2(OH)4 O3 Si2 (OH) O2 Al2 (OH)3

Si 10 9,5 K Mg

O2(OH) O2(OH) Primer plano Oxígenos basales O3 Segundo plano Silicio Si2 Quinto plano: Oxig. Apic.+(OH) O2(OH) Tercer plano: Oxígen. Apic. +(OH) O2(OH) Cuarto plano: Al Al2 Sexto plano: Silicio Si2 Séptimo plano: Oxígenos basales O3 PIROFILITA: Si4O10Al2(OH)2

TALCO

CLASIFICACIÓN DE FILOSILICATOS Tipo de lámina Grupo Subgrupo Especies 1:1 SERPENTINA-CAOLÍN (x=0) Serpentina (Tr) Caolín (Di) Crisotilo, antigorita Lizardita, bertierina Caolinita, dikita, nacrita, halloisita 2:1 TALCO-PIROFILITA (x=0) ESMECTITA (x de 0,2 a 0,6) VERMICULIT. (x de 0,6 a 0,9) ILLITA (x>0,9) MICA (x = 1) Talco (Tri) Pirofilita(Di) Esmectitas Tri Esmectitas Di. Illitas Di. Micas Tri. Micas Di. Saponita,hectorita Montmorillonita Beidellita, nontronita Ilita, glauconita, celadonita Biotita, Flogopita Moscovita, paragonita

2:1:1 2:1 CLORITA Clorita Di-Di Clorita Di-Tri Clorita Tri Tri Donbassita Sudoita 2:1 SEPIOLITA PALIGORSKIT MINERALES INTERESTRATIFICADOS

Se definen en función de : PA, PB, PAA, PBB TIPOS DE INTERESTRATIFICADOS Se definen en función de : PA, PB, PAA, PBB REGULARES (PA = PB); PAA =0 SEGREGADOS ( PAA = 1) ORDENADOS ( Si PB > 0,5 , PAA =0) AL AZAR (PAA = PA), (PBB = PB)

MINERALES TRIOCTAÉDRICOS 1:1 Crisotilo Lizardita Amesita Grenalita Bertierina Cat.Oct. Mg Al Fe2+ Fe3+ Cat. Tetra. Si 5,88 0,06 0,01 4,00 5,82 0,13 3,91 0,09 3,28 2,00 0,67 2,01 1,99 0,61 0,12 4,26 0,27 1,84 3,32 0,37 2,20 1,80

Minerales bilaminares Mg Fe Al Crisotilo-Antigorita La bertierina sedimentaris está más cerca delpolo del hierro Amesita Bertierina Fe Gren Caolinita Al

GRUPO DE LA ILLITA ILLITA TIPICA GLAUCONITA CELADONITA Cat. Interl. K 0,6 – 0,8 Na 0 Cat. Octaédricos Al 1,22 – 1,77 Fe3+ 0,03 –0,45 Fe2+ 0 – 0,22 Mg 0,15 – 0,36 Cat. Tetraédricos Si 3,18 – 3,70 Al 0,60 –0,82 0,75 –0,88 0,36 – 0,50 0,35 - 1,55 0,04 –0,51 0,10 –0,51 3,54 –3,93 0,07 –0,46 0,61 –0,92 0,07 –1,22 0,36 –1,14 0,12 –0,26 0,48 –1,04 3,50 –4,00 0 – 0,49

RELACIONES DE COMPOSICIÓN EN MICAS AL AL ILLITA CELADONITA GLAUCONITA Mg Al Mg, Fe2+ Fe3+

Mecanismos de formación y evolución de minerales de la arcilla Herencia: Aparición en un depósito natural de un mineral formado en diferentes condiciones en otra área, porque mantiene su estabilidad ó la velocidad de transformación es muy baja. Neoformación: “Precipitación” del mineral a partir se una solución ó por reacción de un material amorfo previo. Suministran información sobre el medio de sedimentación. Observables por aparición de morfologías características en MEB Transformación:El mineral conserva una parte sustancial de una estructura previa que ha sufrido un proceso de transformación química.Refleja información compleja

MECANISMOS Y AMBIENTES GEOLOGICOS METEORIZACIÓN: Procesos de neoformación y tranformación SEDIMENTACIÓN: Herencia es el mecanismo fundamental DIAGENÉTICO-HIDROTERMAL: Predomina la transformación En las cuencas sedimentarias, en su mayor parte, las asociaciones mineralógicas de arcillas indican la composición de los suelos de los que proceden y las condiciones hidrodinámicas de transporte y depósito

El ambiente de meteorización es el más importante en el estudio de las arcillas como minerales del suelo La intensidad de la meteorización está controlada por la litología, el clima y la geomorfología El clima y la geomorfología determinan el carácter predominantemente físico o químico de la meteorización Meteorización química: Roca original + agua = Compl. Meteorización + Soluc. Cat. Primarios = Min. Secundarios + Sol. lavado

TIPOS DE METEORIZACIÓN QUÍMICA Están condicionados por la naturaleza de las soluciones de ataque ACIDÓLISIS.- (ph<5). Aguas cargadas en ácidos orgánicos. 2. HIDRÓLISIS.- (5 <ph <9,6).- Soluciones diluídas 3 ALCALINÓLISIS.- (ph >9,6).- Aguas cargadas en sales de ácido débil 4 SALINÓLISIS.- (ph >9,6).- Aguas cargadas en sales de ácidos fuertes

HIDRÓLISIS : Es el mecanismo más frecuente y conocido Ej: Si3O8AlK + H2O = Al2Si2O5(OH)2 + 4Si(OH)4 + 2KOH El resultado final es una sustracción de iones del medio inicial La movilización de los iones es un proceso selectivo. La movilidad relativa de los elementos puede expresarse con carácter general como: (Na, K, Ca, Mg ) > (Mn, Fe) > Si >Al. En condiciones de hidrólisis, los minerales evolucionan hacia estructuras 1:1