Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Dec 2000)
Caracterización y respuesta al tratamiento térmico de rocas silíceas opalinas
Abstract
Several silica phases are found in the opaline rocks and they show different behaviours after thermal treatments. Hydrothermal and sedimentary microcrystalline opal rocks were studied by means of X-ray diffraction and infrared absorption techniques. The measurements were carried out firstly on natural powdered samples and later on annealed samples at 1.050ºC for 24 hours. The purpose of this study is to ascertain which silica phases appear and to evaluate what changes take place as a consequence of thermal treatments. Most of the samples are constituted of opal CT. Opal CT is a crystalline stacked sequence of tridymite and cristobalite which displays different X-ray patterns mainly in the interval from 19º to 25º 2θ. Three basic types are defined according to the shape of the patterns in this interval: enlarged profiles (E), shoulder profiles (H) and two-peak profiles (2P)”. These three types are related with the proportion of tridymite, the size of the opal crystals and the grade of transformation by annealing at 1.050º C. The E and H patterns present a smaller proportion of tridymite in the stacked sequence, smaller crystals and more transformation by temperature than 2P patterns. The samples with less transformation after annealing are those that have more tridymite in the stacked sequence. Although the infrared absorption spectra of the opal CTs are all relatively similar, those of the E and H patterns present some differences in their arrangements and a higher quantity of water. There are no differences among the structures of the opals CT formed in hydrothermal environments and those formed at environmental temperature, although in some hydrothermal samples, opal C or α-cristobalite appears mix with the opal CT . The transformations after annealing also were similar.<br><br>En las rocas opalinas se encuentran diferentes fases de la sílice que son poco conocidas y que ante los tratamientos térmicos responden de forma diferente. Rocas opalinas de diferentes ámbitos sedimentarios e hidrotermales se estudian mediante difracción de rayos X (DRX) y espectrometría de infrarrojos, analizando la respuesta del polvo natural y después de un tratamiento térmico a 1.050ºC durante 24 horas. El objetivo es la diferenciación de las distintas estructuras de la sílice que pueden aparecer en las rocas opalinas, las variaciones que presentan dichas estructuras, y su cambio ante los tratamientos térmicos. En la mayoría de las muestras, la fase silícea encontrada es la denominada ópalo CT. El ópalo CT es un interestratificado de cristobalita y tridimita de estructura compleja que responde, en los análisis de DRX ,con perfiles distintos, principalmente en el intervalo de 19º a 25º 2θ. Se definen tres tipos básicos en este intervalo que se denominan “perfiles ensanchados (E), de hombro (H) y de dos picos (2P)”. Estos tipos tienen relación con la proporción de tridimita en el interestratificado (va aumentando desde los perfiles ensanchados a los de dos picos), el tamaño de cristal del ópalo (los ensanchados y los de hombro tienen menor tamaño), y la reactividad ante los calentamientos a 1.050ºC (va siendo progresivamente menor desde los perfiles ensanchados a los de dos picos). Las muestras menos reactivas resultaron ser las que poseían mayor proporción de tridimita en el interestratificado. En espectrometría de infrarrojos, los ópalos CT no manifiestan diferencias importantes entre sí, pero las muestras con perfiles ensanchados y de hombro presentan organizaciones algo distintas y mayor proporción de agua. No se han encontrado variaciones entre las estructuras de los ópalos formados en ambiente hidrotermal y los formados a temperatura ambiental, aunque en algunas muestras hidrotermales aparece ópalo C o una cristobalita α independiente junto al ópalo CT. Durante los tratamientos térmicos tampoco aparecieron diferencias.
