Illitización hidrotermal de esmectita en el sitema (NH4)O-Al2O3-SiO2-H2O: influencia de la presencia de amonio

Abstract

Durante la diagénesis se producen reacciones que afectan a filosilicatos y a la materia orgánica, ligadas a la generación de hidrocarburos, esto lleva a la fijación de NH4 en las illitas y a la disolución por ácidos orgánicos. Además, las esmectitas sufren un aumento de carga tetraédrica y la fijación de NH4+, que lleva a la formación de interestratificados I/S e illita. El amonio contribuye a la disolución de la esmectita. El papel del amonio, como dador de protones, es completamente novedoso. Para estudiar la influencia de NH4+ en la illitización de la esmectita, se ha llevado a cabo la síntesis de filosilicatos en condiciones hidrotermales, en presencia de amonio. Como material de partida se ha utilizado una bentonita natural (Cabo de Gata, Almería). Los experimentos se han realizado en el sistema químico (NH4+)-Al2O3-SiO2-H2O, a 100, 150 y 200 ºC, la presión del vapor de agua a esas temperaturas (0.101, 0.476 y 1.554 MPa), entre 15 y 90 días y 2 concentraciones de amonio (0.1 y 0.2 M). Los sólidos se caracterizaron por DRX, FTIR y TEM/AEM. El estudio mediante DRX revela que: - la esmectita incorpora amonio en la estructura, esto es corroborado también por FTIR. - algunas láminas de esmectita se transforman en láminas de illita - la presencia de un pico a 10 Å, sugiere la formación de illita, esto sólo es a 200, 150ºC. - Como subproductos se forma clinoptilolita, buddigtonita y cuarzo.

El estudio mediante TEM/AEM muestra partículas delgadas con bajo contenido en Si y alto en AlIV, similares a fases illíticas y paquetes de partículas similares a la esmectita de partida, pero con amonio en la interlámina.

El progreso de la illitization necesita protones, en nuestro caso estos H+ provienen del NH4. El aumento de la carga tetraédrica se interpreta como la disolución de la esmectita y la transformación a beidellita y a illita. El amonio puede actuar como un catalizador de la disolución y de laillitización de esmectita durante la diagénesis.