La inertinita puede generarse por efecto de temperatura, presion y

La inertinita puede generarse por efecto de temperatura, presion
y tiempo de enterramiento, durante la etapa geoquimica, a partir
de los macerales de vitrinita y, exinita.
Otra via de fonnacion
de la inertinita es la fusinizacion, proceso consistente en una
oxidacion y transformacion
(debida a incendios, forestales y/o
ataque de microorganismos aerobicos)
de iniciarse su enterramiento
mentos
de la materia vegetal antes
(antes de la acumulacion de sedi­
en la superfic;e de la turbera),
0
con produccion de ma­
teria rica en carbono, bajo contenido de hidrogeno y gran aroma­
ticidad.
Sea cual fuere la fonna de obtencion de la inertinita,
su diferenciacion
(mediante reflectividad)
de los otros grupos
de macerales, es muy dificil en los carbones meta-antraciticos
(hasta las antracitas es mayor, su reflectividad que la de la vi­
trinita asociada).
Finalmente, puede decirse que, de las variables influyentes en la
carbonificacion geoquimica, la temperatura es la primordial:
a
mayor temperatura sea sometido el carb6n durante su enterramiento,
mayor rango.
El tiempo sera importante en tanto se haya alcanzado
una temperatura sufic;ente para favorecer la carbonificacion; asi,
por ejemplo, un carbon . sometido ,a bajas temperaturas poco aumenta­
ra en rango aunque el t;empo de exposicion a dichas temperaturas
sea largo.
En cambio, a temperaturas altas sera mayor el rango a
mayor tiempo de exposicion.
'~~~~;,~,::
-:': :~~' _' ~.I- ~~.~,'-:'!..\~I~!. \ :-;, ::1~I .l1.~.:~ ::'
i 4, ;
n ~'
.. , t, '
:
,
.,
' J ' o'
1 .. ~.,
. ., 1~
' , ., : ' ~ ~
' ..
; . ) ., ': .'
47
La presion, por su lado, influye grandemente en la etapa bioqulmica
de la
carbonificacion~
su aumento disminuye la humedad y la porosidad
y aumenta la densidad de la materia vegetal.
La presi6n aumenta con
el enterramiento y, para una profundidad constante, la presion aumen­
ta con la liberacion de volatiles, 10 que puede retardar las reaccio­
nes qUlmicas involucradas en la carbonificaci6n.
2.5.3 Parametros usados en la determinacion del rango
0
grado de
carbonificaci6n
Para el efecto se puede utilizar la variaci6n de propiedades tales
como la humedad, la materia volatil, el contenido de carbona y de hi­
drogeno, el poder de reflexi6n, entre otras.
Como ya se ha visto, a medida que avanza la carbonificaci6n unas
propiedades pueden ser
"seguidas"
mas facilmente que otras.
As"
para las etapas entre turba y bituminosos,es muy significante el cam­
bio en humedad y por ello sera esta un buen indicativa de rango para
dichas etapas.
La materia volatil sera muy diciente para mostrar el
cambio en las etapas de bituminosos a semiantracitas.
Una vez escogida la propiedad
0
propiedades
"a seguir"
y como estas
pueden variar diferentemente en cada componen£e micropetrografico del
carbon, se debe buscar un constituyente facilmente identificable, ho­
mogeneo y abundante, para determinar el rango.
La vitrinita se ajus­
ta a estos requisites y es per tante muy utilizada, especialmente para
..
estudios comparativos de rango basados en el cambio de reflectividad •
48
Ul'!IVERSID"D N"CIOlfAL DE
SEOE "EOEU,.lrt
C
OLOMBIII
oRPTO. DE BIBLlOTE.~_
2.5.4
Medici6n de reflectancia en vitrinita
Dicha medici6n es muy utilizada para determinar el rango 0 grado de
carbonificaci6n por las razones siguientes:
La reflectancia, como todas las demas propiedades de un carb6n,
evoluciona durante la carbonificaci6n como un resultado del cam­
bio que sufre la reflectancia de los constituyentes micropetro­
graficos de ese carb6n.
Cada uno de estos componentes varlan di­
ferentemente durante la carbonificaci6n, por 10 que se debe esco­
ger s610 uno para cualquier estudio.
La vitri nita, por el cambio
gradual en propiedades, por su homogeneidad, abundancia y facili­
dad de aislamiento e identificaci6n, es la preferida.
Es aplicable a un intervalo amplio de rangos
(de semibituminosos
a antracitas).
Puede establecerse correspondencia entre esta medici6n y otros pa­
rametros, usados para determinar rango, tales como contenido de
carbono, materia volatil, poder calorlfico y humedad.
Las muestras requeridas se preparan con muy poco carb6n .
•
La medici6n no altera, flsica 0 qUlmicamente, la muestra.
Con el analisis estadlstico de los resultados obtenidos se pueden
determinar los diferentes rangos presentes en una mezcla de carbones.
'.~ ;:1,,:,.•~;~: .
'. ~ ~ '
'.~,;:.
::.'.<. ~.: ::'d·:·~;~~~~::.~ ~;>~.~:L"~'{ ~ ; . ".;:
'; :.: ..~ :"'.::'; ..!
,~! : .:~
.: ~ l.," \~ .. . . ' -: :~ ::: -
I i ' r' i::.I :
.,:'" J ',1 ' ,'~ 11~ ..I!) f [
,"j
'1
49
El procedimiento para determinar la reflectancia
0
poder reflectivo
en vitrinita sigue las especificaciones de la norma ASTM 2798-79. Se
puede utilizar el mismo pulido preparado para estudio de macerales,
grupos de macerales, microlitotipos y materia mineral.
Al ser obser­
vado este pulido con el microscopio binocular de luz incidente
objetivo inmerso en aceite de indice refractivo 1, 518),
(con
puede obte­
nerse una reflectancia maxima y una minima al rotar 360 0 la platina
mecanicaconla cual se mueve el pulido.
Para carbones de rango infe­
rior al Bituminoso Medio en Volatiles, la diferencia entre la reflec­
tividad maxima
y
minima es insignificante, por 10 cual puede medirse
mejor la reflectancia media
(0 reflectancia media al azar, como la
llama la norma ASTM 2798-79)
que no requiere rotaci6n de la platina,
facilitandose aSi el trabajo.
Se efectua un minima de 100 mediciones
(cada una registrada digitalmente por el microscopio)
vitrinita.
en granos de
Para tratar de recorrer toda 1a superficie pulida, 1a
distancia entre las lineas de medici6n debe ser de un milimetro; so­
bre una misma linea se buscan, tambien cada milimetro, los granos de
vitri nita.
Los resultados se tratan estadisticamente aSi:
Se agrupan en intervalos
limites inferior
y
(intervalos de clase)
de a 0,05%.
Los
superior de cada intervalo son, respectivamente,
a. y b .•
1
1
Se cuentan los resultados que caen en cada intervalo , para definir
las frecuencias
(n.)
1
correspondientes.
50
U/4W88 IDA P
•
NACION....L
S~Of:
os C_2!9 MBIA
MCD£U.''''
DEPTO. DE
_ . BIBUOTECAS
_ _ _ _ •• ,...A • • r,o"7
Se obtiene el promedio (estadlsticamente llamado marca de clase)
de cada intervalo
a
X.
1
=
+ b
i
i
2
Observese que todos los datos comprendidos entre a i y bi se consi­
deran como si tuviesen un valor de (a 1. + b.)/2.
1
Se multiplica cada una de las marcas anteriores por su frecuencia.
Se calcula la media aritmetica (i) de los resultados de reflectan­
cia agrupados en intervalos.
Esta media nos da el PRV
0
promedio
de los valores de reflectancia de la muestra:
n.1
LX.
x = PRV
=
1
Ln.
1
Con Ln = N = Numero total de resultados
i
el microscopio).
(lecturas obtenidas en
Para medir la dispersion de los resultado~ alrededor de i, se
calcula la desviacion tipica (d), definida como:
N ( L (x.2n)
. - 100 -2
x )
1
1
1/2
)
100 (N - 1) El doble de la desviacion tipica nos da el intervalo que incluye
el 95% de todos los val ores de reflectancia medidos.
51
UNlVERSJDAD NACIONAl)
Rlfll 'nT~CA ('f:NTRAL,
Finalmente se complementa el trabajo con un histograma (reflecto­
grama) de frecuencias, confonnado por una serie de rectangulos
(uno para cada intervalo de clase) que tienen sus bases (con cen­
tros en las marcas de clase y de 10ngitud igual a los interval os)
sobre una abscisa y cuyas alturas estan dadas por las frecuencias
respectivas.
Ejemplo :
Reflectancia promedia para una mezc l a de carbones termicos.
Intervalo de clase
2
a·1
b.
n.
X.
x.n.
x. n .
0,40
0,44
10
0,42
4,20
1,7 64
0,45
0,49
10
0,47
4,70
2,209
0,50
0,54
41
0,52
21,32
11 ,086
0,55
0,59
10
0,57
5,70
3,249
0,60
0,64
23
0,62
14,26
8,841
0,65
0,69
6
100
0,67
--
4,02
54,20
2,693
29,842
1
1
1
1
1
1
1
De aqul:
= N
I n.
1
-x
PRV
100;
= 54,20
Ix.1 n.1
= 54,20;
r
2 n.
L- X.
1
29,842
1
0,542
100
d
= ( 100 (29,842 - 100
x
0,542~1
)1/2
= 0,069 ~ 2d = 0,138
100 x 99
El 95% de los valores de reflectancia medidos estan entre 0,404 y
0,68.
52
U '\
811
Se ha reemplazado
en la Figura 26.
6
L
por L y el reflectograma correspondiente esta
i=1
Reflectograma como este, con varias "modas", es
caracteristico de las mezclas de carbones.
-I
eo
-
It
~
~
J
UJ
-- """;)
(.)
IU
t
a::
-"­
20
0,2
FIGURA 26.
': . :.~\:.
• f :'
t. ; '
. ~,
. . ..
0,4
0,.5
~~
'·.::Y'" ,\; ""!:.: :"':'-.,
" ;" .
0,6
Reflectograma de una mezcla de carbones
...::,
~j " ~':" • • :: '
....
0,3
53
0,7
0,8
°4 R,.,.,ox
3.
3.1
YACIMIENTOS DE CARBON
CLASES Y DIMENSIONES DE lOS YACIMIENTOS DE CARBON
E1 carbon se encuentra en la naturaleza en forma de mantos; aquel10s
mantos muy delgados, no explotables, se denominan capas.
Cuando
aparece como filones se debe a que los mantos han sido erosionados y
luego comprimidos en grietas producidas
nos tectonicos.
p~r
fallas u otros trans tor-
Algunas veces se presenta como
"nidos",
fenomeno
atribuible a inclusiones leHosas.
Los mantos de carbon pueden ser:
Normales, cuando yacen concordantes entre otros estratos de la
misma edad y se han desarrollado regularmente; su constitucion es
homogenea y generalmente se extienden por regiones amplias.
De base, cuando constituyen la base de una sucesion de estratos
transgresivos, frecuentemente discordantes.
Su potencia varla
mucho en distancias cortas; salientes elevados del subsuelo pueden
anular estos mantos e inclusive interrumpir los estratos que con­
forman el techo del carbon:
54
II
UHlVJ;RSIO.... p NA C IUNAI. D!:
~ F.. O !: M1!:n" ",.'N
C
0 L9~
DE PTO. DE BIBLIOTECAS
Transore.ion
~
~anto
FIGURA 27.
ba..
'--J5::SOIS/-z.......
T echo Mantos de base
La potencia 0 espesor de los mantos varia amp1iamente, asi como su
anchura y 10ngitud.
Se han rerortado potencias hasta de 170 metros;
longitudes de 210 ki1ometros, anchos de 50 ki1ometros, mantos explo­
tables en un area de 20.000 ki1ometros cuadrados.
3.2
INTERCALACIONES E INCLUSIONES EN LOS MANTOS DE CARBON
Las interca1aciones concordantes de otras rocas, en los mantos de
carbon, se 11aman rocas asociadas.
den ser pizarrosas);
Genera1mente son arci11as
(pue­
a1gunas veces las rocas asociadas son arenis­
cas, ca1izas, tobas vo1canicas, sideritas carbonosas y ooliticas.
A1gunas interca1aciones pueden pro10ngarse uniformemente durante
grandes extensiones; otras pueden variar muy irregu1armente en nume­
ro y espesor de un punto a otro.
Aque11as que se destacan, durante
trayectos largos, por condiciones pecu1iares
55
(tales como contener
compuestos facilmente identificab1es)
sirven como
Las interca1aciones pueden ser de valor comercia1
tobas arci1losas cuando suministran arci11as
"horizontes-gui'a".
(por ejemplo las
refractarias)~
si son
numerosas pueden esteri1izar los mantos que las contienen.
La formacion de un manto de carb6n y de sus interca1aciones depende
de la velocidad de hundimiento de 1a turba.
Si e1 hundimiento se da
al mismo ritmo de crecimiento y depositacion de nuevos vegeta1es, se
forman mantos potentes.
Si e1
hundi~iento
es muy rapido, e1 suelo
pantanoso de 1a turbera se mantendra anegado, poco puede desarro1lar­
se 1a vegetaci6n, las sedimentaciones de arci1la
aguas anegantes)
(proveniente de las
seran frecuentes y los mantos, as; formados, facil­
mente seran esterilizados por 1a abundancia de interca1aciones.
Si
e1 hundimiento es mucho mas 1ento que el crecimiento y depositaci6n
de 1a materia vegetal, esta permanecera largos peri'odos expuesta al
ai.re, no sera protegida por las aguas y sufrira descomposicion seve­
ra
(se podrira y no formara mantos).
Por su parte las inclusiones* mas importantes en mantos de carbon son:
Dolomi'as turbosas
("Coal Balls").
Son concreciones formadas en
la fase inicial de la turba; pueden oresentar estructuras vegeta­
les bien conservadas.
La sustancia organica contenida en el1as
puede tener caracter;sticas de 1ignito, as; e1 n6dulo se ha1le
dentro de un manto de rango mas alto.
* Lechos
0
grupos ais1ados
56
Concreciones siliceas.
tadas
y
Similares a las anteriores pero mas aplas­
de forma irregular.
Infiltraciones de dolomia, pirita, caliza
0
grietas de los mantos de carbon, para formar
lentejones cortos
delgados de
y
Resinas en granos pequenos
s11ice en las micro­
(generalmente)
"carbon petrificado".
en masas del tamano de una cabeza.
0
Pirita que rellena grietas y juntas de estratificacion.
Son co­
munes los depositos de pirita, similares a filones, cerca a fa­
llas.
Tambien aparece en los mantos de carbon como inclusiones
microscopicas.
Cantos rodados.
Son frecuentes las gravas arrastradas a la cuen­
ca carbonlfera desde zonas lejanas a ella, aunque algunas son de
la propia formaci on.
Ramas de arboles.
Echadas
verticales; algunas han sido silifi­
0
cadas y, en este caso, se prolongan en el techo del manto
(lugar
de donde proviene la sllice).
3.3
3.3.1
ROCA CAJA DE LOS MANTOS
Rocas del techo
Generalmente son pizarras bituminosas
0
carbonosas bien estratifica­
das y de facil exfoliacion en forma longitudinal con respecto a la
57
estratificacion.
Frecuentemente presentan impresiones, bien conser­
vadas, de plantas y regularmente el carbon se suelta con facilidad
de la roca del techo.
Algunas veces esta es arenisca.
Las pizarras bituminosas son sapropelitas, se han sedimentado en
aguas estancadas y su contenido de materias volatiles puede ser el
doble del correspondiente a pizarras carbonosas de igual contenido
de cenizas; se les denomina pizarras combustibles.
Las pizarras carbonosas son arcillas pizarrosas con carbon disperso
y, eventualmente, con carbon en intercalaciones microscopicas.
Pue­
den aparecer como intercalaciones esteriles en mantos de carbon.
3.3.2
Rocas de piso
Estan cruzadas, oblicua
y
transversalmente, por fibras de ralces;
por ella no presentan exfoliacion plana, paralela al manto de carbon
y se les llama suelos de ralces.
son caracterlsticas de los pisos.
Ro cas blanqueadas y caolinizadas
Raras veces el piso es una caliza.
Para terminar, puede decirse que la roca caja de un manto de carbon
es mas firme entre mas maduro sea dicho carbon.
AS1, los carbones
pardos blandos yacen en arcillas plasticas y arenas sueltas, mientras
que, en algunos lugares, la roca caja de la antracita es cuarcita.
58 ~'ODIFICACIONES
3.4
ENDOGENAS DE LOS
~1ANTOS
DE CARBON
Asi como las demas rocas sedimentarias, los carbones pueden sufrir
modificaciones tectonicas tales como plegamientos y fracturas.
Ante
estos eventos el carbon se comporta como si fuera relativamente plas­
tico*
(en comparacion con la respuesta dada por las rocas caja).
Asi, durante la deformacion tectonica, los mantos de carbon se aplas­
tan, aumentan de espesor y se ramifican en las grietas.
3.5
MODIFICACIONES EXOGENAS
Las influencias externas alteran significativamente los mantos de car­
bon e inclusive pueden llegar a destruirlos.
cias
y
Las principales influen­
sus efectos son:
Repliegues de origen glaciar.
El empuje de glaciares del periodo
glacial ha plegado los mantos de carbon mas superficiales de una
zona, sin alterar los mas profundos.
Penetracion mas
0
menos profunda de las rocas de techo, con el
transtorno correspondiente en los calculos de reservas.
* Al observar al microscopio un manto de carbon plegado, pueden apre­
ciarse micropliegues paralelos al plegamiento macrosc6pico.
59
Embudos y barreras que, rellenos de rocas, cruzan
o diagonalmente)
(perpendicular
la estratificacion de los mantos de carbon.
Se
denomina barreras a las grietas anchas; embudos son las chimeneas
volcanicas, redondeadas, rellenas de tobas volcanicas y otras ro­
cas.
Estos y otras discontinuidades en los mantos pueden echar a
perder partes enteras del campo de explotacion.
La erosion puede llegar a destruir, de techo a piso y localmente,
un manto.
La meteorizacion afecta los carbones pardos duros y hullas, trans­
formando sus superficies en tierras negras, enmohecidas.
General­
mente, y en especial debido a la meteorizacion y posterior erosion,
la potencia de los mantos se reduce en los afloramientos.
La
meteorizacion puede influir hasta una profundidad de 50 metros y
por ella los carbones situados entre superficie y la profundidad
sobredicha no siempre se explotan.
terranea del carbon
geno)
Debido a la meteorizacion sub­
(por efecto de aguas freaticas ricas en oXl­
puede formarse hollln
(carbon
terroso, mohoso, de color
pardo claro, inservible pues es incombustible).
lncendios de mantos con destruccion de sus afloramientos
0
de to do
el manto por reduccion a cenizas; los mantos pueden incendiarse de­
bido a la quema de bosques y praderas
tion
0
a los rayos
0
a autocombus­
(en la cual intervienen el calor .producido el humedecerse el
carbon y otras reacciones exotermicas que se suceden en el).
60
REFERENCIAS
1. STACH, E. ET AL.
Stach's Te xtboo k of Coal Petrology. Third
Edition. Berlin: Ediciones GebrUder Borntraeger, 1982.
535 pp.
2. IeCp.
Internationales Lexikon FUr Kohlenpetrologie.
Paris.
Centre National De La Recherche Scientifique. 1971.
3. RAMIREZ, C. P. Identificacion Petrografica de los Tres Princi­
pales Mantos de Carbon del Sinclinal de Amaga, Antioquia.
Medellin, 1986. 167 pp. Investigacion. Universidad Nacio­
nal de Colombia. Facultad Nacional de Minas, Departamento
de Recursos Minerales y Energla.
4. SIERRA, B. M. Influencia del Transporte en La Calidad del Car­
bon. Medellin, 1990. 318 pp. Tesis (Maestr'ia en Ciencia
y T~cnica del Carbon). Universidad Nacional de Colombia.
Facultad Nacional de Minas, Departamento de Recursos Minerales
y Energla.
5. BUSTIN, R.M. ET AL.
Coal Petrology: Its Principles, Methods,
and Applications. Geological Association of Canada. Short
Course Notes, Volume 3, Victoria, British Columbia, May 8-10,
1983, 273 pp.
6.
NEAVEL, R.C.
\~hat
is Coal: A Survey.
April 25, 1983.
7. -------Origin, Petrography, and Classification of Coal. In
Chemistry of Coal Utilization, Edited by Martin A. Elliott,
Wiley and Sons, Inc, 1981.
Annual Book of ASTM Standards.
8. ASTM.
U.S.A., 1983, 534 pp.
9. URIBE, C. Y PEREZ, F.
nes Colombianos.
90 pp.
Volume 05.05.
Easton,
Propuesta de Clasificacion de los Carbo­
Bogota: Editorial de INGEOMINAS, 1983.
10. MURRAY, R.S.
Teorla y Problemas de Probabilidad y Estadlstica.
Mexico McGraw-Hill Editores, 1975. 372 pp.
61 11. MURCHINSON, D. and WESTOLL, S.
Coal and Coal - Bearing Strata.
Gran BretaHa : Robert Cunningham and Sons, Ltd., 1968. 418 pp.
12. STOPES, M.C.
On the Petrology of Banded Bituminous Coal.
Fuel, 14, 1935; 3-14.
En
13. SUBCOMISJON INTERNACIONAL DE CLASIFICACION ESTRATIGRAFICA DE LA
COMISION DE ESTRATIGRAFIA DE LA UICG.
Guia Estratigrafica
Internacional : Gu'ia para la 'C lasificacion, Terminologia y
Procedimientos Estratigraficos. Barcelona: Editorial REVERTE,
S.A., 1980, 204 pp. Version esoanola de la edicion en Ingles.
14. INTERNATIONAL COMMITTEE FOR COAL PETROLOGY.
Handbook of Coal Petrology. 1957.
15. BETEJTIN, A.
Curso de Mineralog'ia.
Editorial MIR, 1977. 739 pp .
International
Tercera edicion.
•
Mosca
lh!lVl.,9tlQ NOCIONo\L DK C OLOI4BIA
. eor:
"'0111.&.'"
DEPT() DE B1BLlOTECAS
BI8LlOT£CA "Err GOMEZ
62