Estudio mineralógico de la desestabilización de ópalos mexicanos

Aguilar-Reyes, Bertha Oliva; Ostrooumov, Mikhail; Fritsch, Emmanuel; Aguilar-Reyes, Bertha Oliva; Ostrooumov, Mikhail; Fritsch, Emmanuel

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Revista mexicana de ciencias geológicas

On-line version ISSN 2007-2902Print version ISSN 1026-8774

Rev. mex. cienc. geol vol.22 n.3 Ciudad de México Dec. 2005

Artículos

Estudio mineralógico de la desestabilización de ópalos mexicanos

Mineralogic study of the destabilization of Mexican opals

Bertha Oliva Aguilar-Reyes¹

Mikhail Ostrooumov²

Emmanuel Fritsch¹

^¹Institut des Matériaux Jean Rouxel, Laboratoire de Physique Cristalline, Université de Nantes ,2 rue de la Houssinière, B.P. 32229, 44322 Nantes Cedex 3, Francia. ostroum@zeus.umich.mx

^²Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Instituto de Investigaciones Metalúrgicas, Departamento de Geología y Mineralogía, Ciudad Universitaria, Edificio “U”, Apartado Postal 888, 58000 Morelia Michoacán, México.

RESUMEN

Este trabajo presenta los resultados del primer estudio mineralógico del fenómeno de desestabi-lización por blanqueamiento en ópalos mexicanos de origen volcánico. En los espectros Raman de las muestras de ópalo estudiadas se observan bandas características de grupos moleculares de H₂O en dos regiones diferentes: alrededor de 3,200 cm-1 para la parte no afectada por la desestabilización (de color naranja) y alrededor de 2,900 cm-1 para la parte desestabilizada (de color blanco). La forma e intensidad de las bandas presentes a 960 cm-1 (grupos Si-OH) y 1,600 cm-1 (grupos moleculares de H₂O) constatan esta modificación debida al agua. El análisis térmico diferencial (ATD/ATG) mostró que el contenido total de agua es de 6 a 85% menor en la parte desestabilizada que en la parte naranja inalterada; el agua presente en la parte de color blanco es también más móvil, ya que su eliminación comienza por debajo de los 100 °C. Asimismo, mediante la medición de la superficie específica (método BET) se pudo constatar que, sistemáticamente, la superficie específica es entre 2 y 30 veces más grande para la parte desestabili-zada. La microscopia electrónica de barrido (MEB) ha permitido verificar diferencias microestructurales entre las dos partes del ópalo, observándose que en la parte desestabilizada ocurre una descompactación del material. Los resultados obtenidos muestran que la causa de la desestabilización está relacionada con una transformación estructural que involucra la formación de cristobalita de recristalización y la incorporación de grupos H₂O moleculares a la estructura de los ópalos volcánicos.

Palabras clave: ópalo; desestabilización; espectrometría Raman; agua molecular

ABSTRACT

This paper presents the first mineralogical study of the destabilization phenomena by whitening in Mexican opals. The Raman spectra of the opal samples are characterized by the well-resolved bands assigned to molecular H₂O, at 3,200 cm-1 and at 2,900 cm-1 for the unaltered (orange) and for the desta-bilized (whitened) parts, respectively. The shape and intensity of the bands at 960 cm-1 (groups Si-OH) and 1,600 cm-1, confirm this modification due to molecular H₂O. Water contents, measured by thermal differential analyses (ATD/ATG) decrease in the whitened part (between 6 and 85%). Molecular H₂O present in the destabilized part is more mobile than in the unaltered areas, since its elimination begins below 100 °C. The specific surface (BET method) is always larger in the destabilized whitened part (up to 30 times). Scanning electronic microscopy (SEM) revealed microstructural differences between both parts of the opal: the unaltered (orange) part is more compacted that the destabilized (white) part. These results suggest that the opal instability is the result of structural changes that include the recristalization to cristobalite and the incorporation of molecular H₂O in the structure of volcanic opals.

Key words: Opal; destabilization; Raman spectrometry; molecular water

Texto completo disponible sólo en PDF.

AGRADECIMIENTOS

Los autores expresan su sincero agradecimiento a Dra. Maria Ángeles Bustillo Revuelta, Dr. Carles Canet Miquel y a un árbitro anónimo por sus valiosos y constructivos comentarios sobre el trabajo y por sus recomendaciones que fueron tomadas en cuenta por los autores.

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Recibido: 03 de Agosto de 2004; Revisado: 17 de Julio de 2005; Aprobado: 17 de Julio de 2005

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