anÁlisis textural en sedimentos clÁsticos...
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ANÁLISIS TEXTURAL EN SEDIMENTOS CLÁSTICOS - MÉTODOS
MÉTODOS DE ANÁLISIS TEXTURAL Y TAMAÑO DE LOS CLASTOS
PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
• Separar los granos
• No romper los granos o partículas
• No disolver los granos o partículas
• No desagregar los granos o partículas
En materiales finos además: evitar la coagulación antes o durante el análisis
SEDIMENTOS CONSOLIDADOS
Remoción del cemento
1. Uso de sales que cristalizan al enfriarse (ej.: nitrato de amonio, cuya solubilidad es: 177 g/l a 20º C y de1.011g/l a
100º C; Neumanier, 1935)
2. Calentamiento y enfriamiento súbito (en agua).
Materiales friables
• Trituración con pilón de goma en agua
• Agitación prolongada
• Agitación con batidoras o licuadoras.
• Ultrasonido (Olmstead, 1930)
• Vibradores (Whittles, 1924)
• Hervir muestras en agua destilada.
REMOCIÓN DE CEMENTOS
Materiales gruesos
• Calcítico (con HCl al 10%).
• Óxido de hierro (sol. SnCl2 + sol. 18% de HCl).
• Sílice amorfa (NaOH concentrado, hervir 2-5 min en recipiente de acero inoxidable).
• Sílice con crecimiento secundario microscopio
Materiales arenosos
CUARTEO
CUARTEOS MÁS SOFISTICADOS
• Cuarteador de Jones
• Cuarteador en cruz
CUARTEADOR CIRCULAR
CLASTOS MAYORES (GRAVA)
• Medición directa de los tres ejes (A, B y C) y cálculo del volumen de la esfera de igual diámetro medio.
• Medición del volumen y cálculo del diámetro nominal (aritmético o geométrico).
ANÁLISIS TEXTURAL DE ARENAS
Los tamices son cilindros de bronce o acero de 8” de diámetro (aprox.
203 mm) con una pestaña en la base que encaja en la boca del tamiz
ubicado abajo. La pila de tamices, cierra con una tapa y fondo. Todos
encajan unos en otros.
La malla de bronce y(o) acero tiene una
estructura de alambres cruzados, cuyo diseño
evita que los agujeros entre ellos sean
deformados durante el uso.
Cada malla tiene asignado un número
para uso comercial, que es el número de agujeros
por pulgada cuadrada.
La trama o encaje y espesor de los
alambres, varía con la abertura del tamiz.
La abertura del tamiz se mide
en el lado del agujero cuadrado que
deja la malla de alambre.
La abertura en milímetros de
los tamices comerciales va desde 50 mm a 0,032 mm aproximadamente.
Están distribuidos siguiendo una serie geométrica de razón “Raíz de
2”.
Hay tamices que consisten en agujeros circulares en una plancha de acero. Se usan poco en Sedimentología.
SERIES DE TAMICES
LA ABERTURA DE UN TAMIZ Y EL DIÁMETRO TAMIZ
• El diámetro tamiz es el tamaño máximo de los clastos que pasan un
determinado tamiz.
• Si el clasto puede ser definido por tres ejes coordenados, A (mayor),B
(intermedio) y C (menor). Los clastos que pasan (agitando el tamiz) son
aquellos cuyo eje B es menor que la diagonal del agujero cuadrado o
sea: L *√2 = 1,42 L ; siendo L = lado del agujero cuadrado.
• Es necesario corregir nuestros datos, expresando el valor del diámetro
tamiz.
TAMIZADOR TIPO VIBRADOR
1. Colocar la pila de tamices con aberturas crecientes hacia arriba, con el
fondo de base.
2. Agregar sobre el primer tamiz la muestra de arena (30 g aprox.,
previamente pesada.
3. Colocar la tapa.
4. Colocar la pila en el vibrador de tamices.
5. Fijar el tiempo en 10 min y comenzar a agitar.
6. Retirar la pila del vibrador.
7. Recoger cada fracción retenida en los tamices cuidadosamente y pesar
nuevamente.
PROGRESO DEL
TAMIZADO
TABLA DE RESULTADOS (UN EJEMPLO)
ANÁLISIS DE SEDIMENTOS FINOS
Los materiales finos responden a partir
de los 50 μ a la Ley de Stokes que define
una velocidad de caída uniforme en el
agua. Esta velocidad es proporcional a r2
(radio).
Los materiales más gruesos siguen la Ley
del Impacto, que estipula que la
velocidad de caída es proporcional a √r.
Velocidades de decantación de cuarzo o
galena
En 1933, Rubey desarrolló una fórmula
general para las velocidades de decantación de
los sedimentos, la cual coincide con los valores
observados para un rango más amplio que la ley
de Stokes.
Rubey concibió que el total de las fuerzas
actuantes en una partícula grande era la suma de las fuerzas debido a la resistencia viscosa y al impacto del fluido.
LEYES DE STOKES Y DE IMPACTO
MÉTODOS MÁS USADOS
Contador de coulter
Es un dispositivo que mide alteraciones del campo eléctrico a medida que pasan entre dos electrodos mientras
decantan de una suspensión estable
Balanza de sedimentación
Es un equipo muy complejo, que
utiliza una probeta con la suspensión
estable de sedimento en 1 litro de
agua.
La probeta se coloca dentro de otro
tubo mayor, por donde circula agua y
mantiene la temperatura en 20º C.
En el fondo de la probeta hay un
platillo conectado a una balanza. A
medida que progresa la decantación el
peso en el platillo aumenta.
El aparato genera una curva de peso
por unidad de tiempo, de la cual se
pueden extraer fracciones texturales
por diferencias.
Hidrómetro de suelos
Es un densímetro preparado especialmente para medir densidad de suspensiones (estables) de
sedimentos en agua. Trabaja con una carga inicial de 100 g/l.
Colocamos el sedimento en una probeta de 1 litro, agitamos e introducimos el hidrómetro.
El hidrómetro tiene una escala graduada. Leemos diversas medidas a distintos tiempos (según la ley
de Stokes).
Podemos generar una curva g/l vs tiempo.
La diferencia entre sucesivas medidas expresa la cantidad de material en suspensión (g/l) de cada
fracción considerada.
Los límites de cada fracción son determinados mediante la Ley de Stokes.
Método de pipeta
Es el que usaremos en el TP. El equipamiento es sencillo. Consta de:
o Una probeta graduada de 1 litro
o Un agitador de acero inoxidable
o Una suspensión estable de 20-30 g/l
o Una pipeta de 20 cm3, con marcas a 20, 10 y 5 cm de la punta.
o Una manguera de goma adosada a la boquilla de la pipeta y una pinza de Mohr.
Vasitos de aluminio numerados para recoger las pipeteadas
Un baño maría para secar los extractos y
Una estufa a 100º C para llevarlos a peso constante y
Balanza de precisión
Método de pipeta: procedimiento
Tabla de tiempos para el método de pipeta
Cálculos finales
1. Una vez pesado cada vasito, descontamos la tara y multiplicamos por 50.
2. Hacemos una tabla, con los datos de cada fracción.
3. La suma total de las fracciones debe ser igual al peso del sólido agregado a la probeta (aproximadamente la
primera pipeteada).
4. Calculamos los porcentajes.
Tabla de fracciones y pesos (ejemplo)
REFERENCIAS
Neumanier, 1935
Olmstead, 1930
Whittles, 1924
Otto 1933
Wentworth, Wilgus y Koch 1934
Wentworth 1922
Tickell 1965
Rubey 1933
McCave and Syvitski 1991