On the shape of the first 'illite' X-ray diffraction-reflection, crystallinity, and incipient metamorphism

Abstract

RESUMEN. La forma del primer pico de difraccion de rayos X de 'illita', cristalinidad y metamorfismo incipiente. En un perfil a lo largo de los Alpes suizos, se muestrearon 88 rocas sedimentarias, litologicamente diferentes, formadas bajo condiciones de diagenesis y de alto y bajo grado de anquimetamorfismo de 41 afloramientos y se prepararon bajo condiciones normalizadas con el objeto de obtener fracciones menores que 2µ. Las muestras se analizaron quimicamente por medio de fluorescencia de rayos X no destructiva y por difractometria de rayos X (secadas al aire, glicoladas); de todas ellas se habia determinado previamente las temperaturas segun inclusiones fluidas en cuarzo autigeno. La evaluacion con difraccion de rayos X comprendio: a- determinacion del ancho a media altura de la difraccion basal compleja a 10A no resuelta (ancho de Kübler); b- la descomposicion de esta difraccion compleja usando las funciones Pearson para las 3 difracciones de illita-muscovita, fase esmectitica/esmectita-illita interestratificada y clorita en el rango angular de 3-13°20 (radiacion CuKα, ranura de divergencia automatica, estadistica de conteo optimizada por medicion de movimiento lento); c- determinacion de dominios de tamano segun Warren-Averbach, usando la difraccion (002) de un monocristal de muscovita como referencia. La difraccion compleja a 10A esta formada por la primera difraccion basal de illita y en especimenes diageneticos/anquimetamorficos de bajo grado por una fase mineral adicional, expandible en glicol y llamada aqui 'fase esmectitica'. Esta fase no ha sido identificada, pero puede ser un mineral interestratificado que consiste en clorita, iIIita,…, esmectita. Aunque existe, para ciertos especimenes, una clara correlacion entre la temperatura de inclusiones fluidas y a- el ancho a media altura general (ancho de Kübler), pero tambien b- con el ancho a media altura, los exponentes de curva (forma de curvas-Gauss o tipo Cauchy) y las posiciones de los picos de illita y de la fase esmectitica descompuestos, esta correlacion no es preponderante ni en todas las muestras diageneticas ni en todos las anquimetamorficas. Los dominios de tamano de las illitas secadas al aire y de las fases esmectiticas coexistentes estan, sin embargo, correlacionados en forma significativa (r=0,93, N=88), como lo estan los anchos a media altura y los espaciados de la fase esmectitica (r=0,90, N=85), de las cuales dependen ambas temperaturas, al menos, desde el punto de vista tendencial. Varias causas son responsables de la, en ciertos casos, debil interdependencia entre la forma de los picos y la cristalinidad de la illita/metamorfismo incipiente: la forma general del pico complejo a 10A de la arcilla esta influenciada por la altura, posicion, ancho a media altura, simetria y forma de sus contribuidores (por ejemplo, iIIita-muscovita, fase esmectitica, clorita) por un lado, y por factores instrumentales, preparacionales y relacionados con los especimenes, por el otro. Como consecuencia, ni el ancho a media altura general (ancho de Kübler) ni el ancho a media altura de la iIIita descompuesta estan necesariamente ligados solo conla cristalinidad de la illita y el metamorfismo incipiente. Notablemente, el impacto de la molienda en los filosilicatos durante la preparacion de las muestras puede influenciar la simetria de sus difracciones basales y sus anchos a media altura, como puede ser demostrado experimentalmente. Pero la composicion quimica del especimen puede contribuir tambien, ya que especimenes del mismo afloramiento exhiben, en algunos casos, diferentes anchos a media altura de iltita y de fase esmectitica junto con una diferencia quimica en las fracciones menores que 2µ.