La Cuenca del Tajo es un Cuenca sedimentaria en la que aparecen depósitos de arcillas magnésicas con gran importancia económica. En ella se encuentra uno de los mayores yacimientos de sepiolita conocidos, así como importantes explotaciones de bentonitas magnésicas, lo que hace que esta cuenca sea única en el mundo.

A pesar de que ha sido ampliamente estudiada, el origen del Mg, que dio lugar estos depósitos, así como la génesis de las arcillas, hasta el momento, no había sido esclarecido completamente. En este trabajo se hace una nueva interpretación genética de los depósitos arcillosos en base a nuevos datos tanto cristaloquímicos como de microscopía electrónica tanto de barrido (SEM) como de transmisión de alta resolución (HRTEM).

Las bentonitas estudiadas corresponden a dos Unidades litoestratigraficas de edad Mioceno: Arcillas Rosas y Arcillas Verdes. Su génesis es el resultado de una suma de procesos de transformación, que comenzaron con la meteorización de la roca madre en el área fuente y continuaron en la cuenca sedimentaria, produciendo cambios progresivos en la microestructura y cristaloquímica de los filosilicatos, lo que dio como resultado una compleja mineralogía. Ambas unidades bentoniticas están formadas mayoritariamente por esmectitas, con menores cantidades de illita, caolinita y trazas de clorita, así como impurezas o pequeñas cantidades de otros minerales detríticos (cuarzo, feldespatos y ocasionalmente calcita).

Además, se han encontrado partículas de fórmula estructural con exceso de cationes octaédricos que han sido interpretadas como HIMs (hydroxi-interlayer minerals) así como interestratificados al azar Illita/esmectita con diferentes proporciones de los componentes del interestratificado. La proporción en que aparecen los distintos filosilicatos en ambas unidades es diferente, al mismo tiempo que las arcillas verdes son relativamente ricas en Al, Fe y K, mientras que las verdes están enriquecidas en Mg. Llama la atención el alto grado de desorden estructural que presentan estos filosilicatos, como sea precia en las imágenes de HRTEM (Fig. 1).

Figura 1: Imágenes HTREM. a ) representativas de los espaciados reticulares de las muestras, donde se pueden observar el elevado desorden estructural. Los espaciados varían entre 10 y más de 20 Å, en dominios desordenados con escasa continuidad tanto en la dirección [001] como lateral. b) Láminas con espaciados a 14 Å, correspondientes a relictos de clorita con marcados signos de alteración. c) Láminas con variaciones laterales de espaciados entre 10 y 20 Å en una misma lámina.

Aunque hay una variación composicional continua, el análisis estadístico ha permitido diferenciar 6 grupos o subgrupos que representan la evolución desde los filosilicatos primarios (micas tanto di como trioctaédricas y cloritas) hasta los productos finales (saponita de muy baja carga y sepiolita) (Fig. 2). Los pasos intermedios en dicha transformación incluyen tanto HIMs como interestratificados al azar Illita/esmectita que progresivamente se van empobreciendo en el componente illitico a medida que el grado de evolución de las partículas es mayor. Las Arcillas Verdes corresponden a facies más proximales que las Arcillas Rosas, conteniendo todavía filosilicatos detríticos parcialmente transformados (interestratificados y HIMs) mientras que las Arcillas Rosas representan los estadios con mayor grado de transformación (esmecitas trioctaédricas y sepiolita). Esta evolución está relacionada con cambios climáticos con alternancia de periodos secos y húmedos.

Figura 2: imágenes HRTEM de espaciados reticulares, mostrando cambios en el contraste de la imagen y numerosas dislocaciones de filo a lo largo de las láminas. b) Cristal residual de illita que presenta cambios de contraste de la imagen a lo largo de la lámina e intercalación de láminas con espaciados mayores a 10 Å en la secuencia de apilamiento.

Emilia García-Romero, Mercedes Suárez, HRTEM evidences of Tajo Basin mineralogical complexity: Crystal chemistry and genetic relationship, Applied Clay Science,
Volume 224, 2022, https://doi.org/10.1016/j.clay.2022.106515.

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