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El estudio del fragmento de soporte pétreo realizado mediante DRX y FTIR, completado con observaciones y microanálisis superficiales y sobre secciones estratigráficas con microscopia óptica y SEM-EDX, ha permitido adquirir la información necesaria para caracterizar la naturaleza de la piedra.

Como tipología de soporte pétreo se ha identificado la dolomía, una roca sedimentaria de origen químico compuesta básicamente de dolomita, cuya composición química es el carbonato de calcio y magnesio CaCO3 – MaCO3. Como se muestra en el difractograma de la Figura 6.7, se identifica únicamente la fase mineralógica de la dolomita. En la figura se incluye, como comparación, la ficha de difracción JCPDS-ICDD No. 031209 (PDF Nº. 75-1655).

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La caracterización de la fase mineralógica del soporte pétreo se completó con los análisis FTIR. En la Figura 6.8 se muestra el espectro FTIR con la tabla en la que se especifican las frecuencias características de los grupos inorgánicos poliatómicos de nuestro interés163.

Se detecta la presencia de carbonato con la banda característica del CO3 2-

a 1440 cm-1. Las bandas a 874 y 725 cm-1 son también asignadas al grupo del CO32- de la estructura de la dolomita164, 165. La banda de vibración que se observa a 1030 cm-1 señala la presencia de silicatos, mientras que las bandas que se observan en la región de 3500 – 3400 cm-1 son asignadas a presencia de agua.

Figura 6.8. Espectro FTIR del soporte pétreo correspondiente a la muestra EP19.2P.

163 _{K.A. Rubinson, J.F. Rubinson, Análisis Instrumental, Ed. Pearson Educación, 2000.} 164

J. Junfeng, G. Yun, B. William, J.E. Damuth, J. Chen, Rapid identification of dolomite using a Fourier Transform Infrared Spectrophotometer (FTIR): A fast method for identifying, Heinrich events in IODP Site U1308, Marine Geology, Vol. 258, Issues 1– 4, 15. 60-68, 2009.

165

T.T. Nguyen, L.J. Janik, M. Raupach, Diffuse Reflectance Infrared Fourier-Transform (DRIFT) spectroscopy in soil studies, in Australian Journal of Soil Research 29(1): 49-67, 1991.

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Tras la identificación de las fases mineralógicas del soporte pétreo mediante los análisis DRX y FTIR, se ha procedido al estudio petrográfico a través de la preparación en lámina delgada de una parte del fragmento pétreo. Este estudio ha sido necesario para realizar un examen óptico de la piedra, lo que ha proporcionado informaciones sobre el aspecto, textura, color, tamaño de grano y porosidad.

En las Figuras 6.9 y 6.10 se muestran imágenes correspondientes a diferentes áreas del soporte pétreo observadas y fotografiadas a partir de la misma lámina delgada. Este estudio indica que se trata de un material microcristalino homogéneo fosilífero por la presencia de hormas de bioclastos mineralizados. Con la observación microscópica de la roca, se determina un tamaño de cristal que oscila entre un mínimo de 2 µm a un máximo de 40 µm, con un valor medio entre los 20–40 µm, roca que se clasifica como microesparita y esparita (área señalada en A en la Figura 6.9). La esparita consiste en granos de calcita de tamaño de grano superior a las 5 µm. Normalmente, cuando el tamaño de grano está entre 5 y 10-15 µm se denomina microesparita, reservándose el término de esparita para los granos de tamaño superior.

Dentro de este mosaico se observan nubes de agregados de dolomita micrítica (áreas señaladas en B en la Figura 6.9)166, 167, 168. La micrita es el sedimento carbonatado de tamaño de grano inferior a 5 µm, por lo que no pueden observarse granos discretos al microscopio, sino una masa informe de tonos más o menos oscuros. Con la Figura 6.10 se muestra en detalle los agregados de cristales de dolomita, las partículas de cuarzo con un tamaño medio de 70 µm, y hormas de restos fósiles mineralizados por el proceso de dolomitización (respectivamente área A, B y C). Mediante estudio petrográfico el cuarzo se identifica por algunas características en lámina delgada. Se observa como incoloro, transparente o translúcido. Con determinados filtros de polarización del microscopio, el cuarzo se ve de color gris claro a gris oscuro o negro.

Los microanálisis EDX han detectado dentro de la matriz del soporte pétreo, algunos minerales en traza e impurezas a base titanio (Ti) y hierro (Fe). Las Figuras 6.11 - 6.14 muestran los espectros EDX del soporte así como de los elementos trazas e impurezas detectadas y las respetivas imágenes SEM donde se evidencian las zonas de los microanálisis EDX realizados.

166

W.S. Mackenzie, A.E. Adams, Atlas en color de Rocas y Minerales en Lámina Delgada, Masson, S.A. 215, 1997.

167

P.A. Schölle, D. Ülmer Schölle, A color guide to de petrography of carbonate rocks: grains, textures, porosity, diagenesis. A.A.P.G., Memoir 77, 474, 2003.

168

A.E. Adams, W.S. Mackenzie, A colour Atlas of Carbonate Sediments and Rocks under the microscope. Mason Publishing, 180, 2001.

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Figura 6.9. Detalle de la muestra del soporte pétreo en lámina delgada. Microscopia óptica con fuente de luz visible, 50

x-XN. Cristales de dolomita microesparítica (A), nubes de micrita (B).

Figura 6.10. Detalle de la muestra del soporte pétreo en lámina delgada. Microscopía óptica con fuente de luz

visible, 50 x-XN. Se observan las hormas de los bioclastos mineralizados. Se mercan los agregados de cristales de dolomita (A), las hormas de restos fósiles mineralizados (B) y las partículas de cuarzo (C).

A

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Figura 6.11. Micrografía obtenida por SEM (inset) de un área del soporte pétreo observado en corte transversal, y

espectro EDX de la región marcada en la imagen. En forma de tabla se expresa el % en peso de los diferentes elementos detectados.

Figura 6.12. Micrografía obtenida por SEM (inset) de un área del soporte pétreo observado en corte transversal, y espectro EDX de la región marcada en la imagen. En forma de tabla se expresa el % en peso de los diferentes elementos

105

Figura 6.13. Micrografía obtenida por SEM (inset) de un área del soporte pétreo observado en corte transversal, y

espectro EDX de la región marcada en la imagen. En forma de tabla se expresa el % en peso de los diferentes elementos detectados.

Figura 6. 14. Micrografía obtenida por SEM (inset) de un área del soporte pétreo observado en corte transversal, y

espectro EDX de la región marcada en la imagen. En forma de tabla se expresa el % en peso de los diferentes elementos detectados.

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El mapping de distribución de elementos (Figura 6.15) nos permite ver la distribución del calcio (Ca) y magnesio (Mg) en un corte transversal del fragmento pétreo, así como la distribución del silicio (Si) correspondiente, como se ha comentado con anterioridad, a inclusiones de cuarzo.

Figura 6.15. Imagen por SEM del soporte pétreo en sección transversal y distribución de los elementos químicos del

calcio (Ca), magnesio (Mg) y silicio (Si).

Las observaciones al SEM de la lámina delgada muestran como el soporte pétreo se caracteriza por una alta porosidad intercristalina. Como se aprecia en las imágenes por SEM de la Figura 6.16 correspondientes a diferentes áreas de la misma lámina delgada, la piedra se caracteriza por la presencia de poros de tamaño medio entre los 50-70 µm, de tipo móldica (producto de disolución de los bioclastos), vacuolar (en espacios discretos más o menos esféricos) e intergranular (localizada dentro de granos particulares, como bioclastos)169. Como se puede observar en la Figura 6.16 B, los poros presentan una alta interconexión creando canales de longitud hasta 500 µm aproximadamente.

169

R. Riding, Microbial carbonates: the geological record of calcified bacterial-algal mats and biofilms, Sedimentology 47(s1), Springer, 179–214, 2000.

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Figura 6.16. A) Detalle de la parte superior de la lámina delgada de la muestra del soporte pétreo EP19.2P observada

con microscopía electrónica de barrido en modalidad electrones retrodispersados. B) Detalle de la parte central de la lámina delgada.

La porosidad del soporte pétreo es una característica intrínseca que determina una estructura bastante blanda y fácilmente sujeta a las diferentes dinámicas de alteración y degradación de tipo físico-químico y biológico. Como se puede observar en la imagen SEM de la Figura 6.17, la piedra presenta un alto grado de poros. Estos espacios vacíos determinan el comportamiento de la piedra frente al agua como la absorción y desorción, la succión capilar, la permeabilidad al vapor de agua, etc., propiedades que influyen directamente en los procesos de alteración y degradación.

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