andesita

Rocas y minerales industriales de la República de Cuba.-

ÍNDICE

P ÁG.

ANDESITA ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 GENERALIDADES -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 LOCALIZACIÓN------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 1 C ARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS -------------------------------------------------------------- 2 COMPOSICIÓN QUÍMICA ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 COMPOSICIÓN MINERALÓGICA --------------------------------------------------------------- 4 PROPIEDADES FÍSICO – MECÁNICAS ---------------------------------------------------------- 4 USOS EN LA INDUSTRIA NACIONAL NACIONAL ----------------------------------------------------------- 4 NOMBRE COMERCIAL ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 4 R ECURSOS ---------------------------------------------------------------------------------------------- 5 ECURSOS ----------------------------------------------------------------------E XPLOTACIÓN ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 5 R EQUERIMIENTOS EQUERIMIENTOS TÉCNICOS TÉCNICOS SEGÚN EL USO -------------------------------------------------- 5 DETERMINACIÓN DE LA MARCA DE LA PIEDRA TRITURADA ----------------------------------------------------6 COMO PIEDRA TRITURADA PARA HORMIGONES PESADOS ------------------------------------------------------6 COMO PIEDRA TRITURADA PARA HORMIGONES DE CARRETERA------------------------------------------------6 COMO PIEDRA TRITURADA PARA LA ELABORACIÓN DE LAS MEZCLAS DE ASFALTO HORMIGÓN ----------------7 COMO PIEDRA TRITURADA PARA BALASTRO--------------------------------------------------------------------7 COMO PIEDRA TRITURADA PARA HORMIGONES HIDRÁULICOS -------------------------------------------------8 BENEFICIO -----------------------------------------------------------------------------------------------------8 METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN -------------------------------------------------------------- 8 BIBLIOGRAFÍA ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 9

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Andesita Generalidades La andesita toma su nombre de la gran cordillera de los Andes en América del Sur. Después del basalto, la andesita es el tipo más abundante de roca volcánica. Las andesitas son aquellas lavas en las cuales la plagioclasa de composición sódica a subcálcica, es el constitutivo predominante. Los feldespatos alcalinos pueden presentarse en pequeñas cantidades, mientras que el cuarzo, aunque no siempre es visible, suele estar presente en la matriz vítrea de la roca. Los minerales ferromagnesianos más comunes pueden ser la biotita, la hornblenda, la augita o la hiperstena, los cuales dan origen a las variedades nombradas según el componente, como andesita de biotita, andesita de hornblenda, etc. Por lo general tiene una composición tan cercana a la del basalto que sólo mediante el análisis químico puede ser clasificadas como tal, lavas semejantes se denominan andesita – basalto. La andesita es por lo general porfirítica con feldespato y minerales máficos en forma de fenocristales. La andesita presenta una composición química muy próxima a la de su equivalente intrusivo: La diorita. La andesita se presenta en forma de conos volcánicos y cúpulas redondeadas, filones y mantos de corrientes de lava. La partición o fracturación por enfriamiento es en general poliédrica irregular, rara vez cilíndrica, con lo cual la roca se rompe en capas concéntricas fracturadas cilíndricamente, (Bruns, W.; 1968). En términos generales, por su contenido de SiO2, la andesita es una roca intermedia entre la riolita y el basalto. Esto ha conducido a dos hipótesis posibles en relación con su origen. La primera establece que la asociación riolita – andesita – basalto indica que éstas son productos de la cristalización normal de un magma primordial de composición básica (basáltica). La segunda, que la presencia de materiales extraños en muchos mantos de andesita, señala el fenómeno conocido como diferenciación por asimilación del medio encajante; semejante cambio en la composición del magma también pudiera explicarse a causa de la diferenciación por mezcla con otro magma de composición diferente.

Localización La andesita se encuentra presente en casi todas las regiones de la isla de Cuba, con desarrollo de rocas de los arcos de islas volcánicas. Los principales yacimientos (16), se localizan en Santiago de Cuba, Granma, Camagüey, Cienfuegos, además de Villa Clara. En la siguiente tabla se muestra la distribución de los yacimientos en el país:



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Tabla Nº 1 Tabla de los yacimientos de andesita en Cuba

Nombre Los Guaos La Botija Carolina Flor de Mayo Piedrecitas – Crucero Guareao La Mulata El Pilón Gururu Jicotea Jicotea – José San Mateo El Cuero Ciego Alonso Arriete Limones Rebacadero

Coordenadas X 601950 529900 473000 396500 777500 389200 874900 411000 718500 721000 721500 557850 567150 559800 549500 611000

Y 156425 159500 158800 258800 203850 287250 192100 270500 233500 235500 235700 267600 267500 559800 274000 273500

Provincia Santiago de Cuba Granma Camagüey

Ciego de Ávila

Cienfuegos Villa Clara

Características geológicas La andesita representa la roca volcánica más abundante en Cuba, aunque generalmente sus mantos están subordinados con relación a las gruesas capas de sedimentos con los que se intercalan. Así, conjuntamente con las rocas piroclásticas y las mezclas de rocas piroclásticas con sedimentarias, constituyen un complejo vulcanógeno – sedimentario Cretácico, ampliamente distribuido por toda Cuba y otro Terciario (Paleógeno), que sólo se extiende fundamentalmente al sur de la mitad oriental de la isla de Cuba, con sus afloramientos más importantes en el área ocupada por la Sierra Maestra. Los yacimientos de andesita tienen sus mejores representantes asociados a los depósitos vulcanógeno – sedimentarios de la Fm. El Cobre, en la Sierra Maestra, dentro de cuyos límites existen las mayores perspectivas para la prospección de importantes nuevos yacimientos, mientras que los yacimientos de andesita asociados al arco volcánico Cretácico sólo son de importancia local. Los yacimientos de andesita, asociados a la Fm. El Cobre en la Sierra Maestra, se caracterizan por contener rocas duras, compactas y masivas, en ocasiones agrietadas y tectonizadas, con indicios de pelitización, cloritización y albitización. Esta andesita es predominantemente de textura porfírica y con un rango composicional que varía desde andesita – dacita hasta andesita – basalto, yacen en forma de mantos de lavas masivas y lava – brechas, cuerpos subvolcánicos y diques. Los cuerpos subvolcánicos pueden presentar diferenciación con tendencia a ser dacítico hacia el centro y andesito – dacítico en la periferia. Los mantos en ocasiones tienen relaciones litológicas complicadas tanto en profundidad como lateralmente, debido a la mezcla de la lava con conglomerado, toba o brecha, por lo que se hace difícil delimitar paquetes gruesos de lava. Comúnmente estos cuerpos de andesita afloran en el relieve montañoso de la Sierra Maestra, pero a veces se



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presentan también en zonas de relieve plano o poco diferenciado con ocasionales colinas suaves. La andesita, que compone la Fm. El Cobre, ocupa un lugar muy importante en el corte de la misma, constituyendo importantes yacimientos, como los de Los Guaos y Botija, así como numerosas manifestaciones. Este tipo de roca por su amplia distribución espacial, así como por las dimensiones de los cuerpos son perspectivas para la prospección de importantes yacimientos de materia prima para la construcción. Una limitante de esta roca es el grado de meteorización y agrietamiento que exhiben sus cuerpos. La andesita presente en las formaciones geológicas que conforman el arco volcánico Cretácico, distribuidas en extensas áreas del territorio nacional, conforman un complejo de rocas dentro de las cuales se incluye la andesita – basalto. Esta roca comúnmente se presenta en forma de cuerpos de pequeñas dimensiones y de escasa aflorabilidad, con alta variabilidad de sus propiedades físico – mecánicas, por lo que no es aconsejable su uso en la fabricación de hormigones; caracterizándose además por presentar un pequeño espesor útil (inferior a los 10 m) y por encontrarse fuertemente tectonizada y notablemente meteorizada, por lo que no se le concede grandes perspectivas para la prospección de importantes yacimientos y sólo se le tenga en cuenta como material de construcción de importancia local. Los yacimientos principales de andesita en esta zona asociados al arco volcánico Cretácico son: El Cuero, Arriete, Guareao, Flor de Mayo, La Mulata y otros. Tabla Nº 2 Principales yacimientos de andesita

Terrenos Sierra Maestra

Zaza

Formación, edad El Cobre, P1 - P12 Mataguá, K 1a-al Arimao Brujas, K 2s-cp Contramaestre Caobilla, K 2cp

Tipo genético

Magmático extrusivo

Guáimaro, K 2cp Camujiro, K 2c - t San Mateo, K 2cp

Nombre del yacimiento Guaos, Botija, Carolina El Cuero Ciego Alonso, Ariete , Limones Rebacadero Pilón Piedrecitas – Cruces, Jicotea (José San Mateo), La Mulata Flor de Mayo Guareao Gururu, Jicotea

Composición química La composición química global de la andesita de los yacimientos de la Sierra Maestra se aprecia muy bien a partir de los contenidos de sus componentes mayores, expresados en porcentaje en peso de sus óxidos, los cuales aparecen reflejados en la tabla Nº 3, exceptuando los contenidos de Na2O y K 2O, que no fueron determinados químicamente. Como se puede apreciar en esa tabla el contenido de SiO 2, que caracteriza la acidez petrológica de la roca, es significativamente elevado para una andesita común, acercándose notablemente al límite inferior de los contenidos de sílice de las rocas ácidas. Por este contenido de SiO2 tan elevado pudiera considerarse que tal roca es más dacítica que andesítica.



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Tabla Nº 3 Composición química del yacimiento Guaos

Compuesto SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO

Contenido, % 63,18 13,73 7,18 3,27

Compuesto MgO TiO2 SO3 PPI

Contenido, % 2,24 0,68 0,005 2,32

Composición mineralógica Como ejemplo de las características mineralógicas de esta roca, se expone la andesita de los yacimientos de la Sierra Maestra, la cual está compuesta principalmente por plagioclasa del tipo andesina, en menor medida oligoclasa, clinopiroxeno, anfíbol y epidota. Todos estos minerales se encuentran por lo general, en mayor o menor grado alterados. La coloración de las rocas varía desde un color gris oscuro hasta un gris negrusco o negro con matices verdosos.

Propiedades físico – mecánicas Las propiedades generales de la andesita son: 1. Absorción menor de 2,1 %. 2. Peso volumétrico varía de 2,64 g/cm3 – 2,80 g/cm3 3. Peso específico de 2,72 g/cm3 – 2,81 g/cm3 4. Porosidad: Menor de 6 %. 5. Marca 600 – 1.200. Las propiedades mecánicas de la roca están basadas principalmente en el ensayo de la resistencia dinámica y estática. La estática se determina por la resistencia de las gravas en diferentes fracciones y por la resistencia que posee el testigo de perforación en estado natural. Estos parámetros confirman que la materia prima de los depósitos es de buena calidad por cuanto la marca de la grava como promedio es de 1.200. La resistencia dinámica fue determinada mediante la prueba de abrasión Los Ángeles, donde en todas las muestras los valores obtenidos son inferiores al 20 %, lo cual avala la buena calidad de la materia prima para áridos de trituración.

Usos en la industria nacional La andesita ha sido utilizada exclusivamente como materia prima para árido en la construcción.

Nombre comercial Andesita.



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Recursos Según su tamaño los depósitos de andesita se dividen, según la NC-09 Cartografía geológica – simbolización – parte 4: Símbolos recursos minerales, en: Materia prima o Mineral Rocas varias

Usos

U. M.

Agregados o áridos gruesos

m3

Tamaño 106 (millones) Grande Mediano Pequeño > 10 10 – 5 5 - 0,5

Tabla Nº 4 Clasificación de los yacimientos de andesita según su tamaño

Nombre del deposito Guaos La Botija El Cuero Arriete Flor de Mayo La Mulata Jicotea Pilón Guareao Jicotea S. Mateo Rebacadero Ciego Alonso Carolina

Grande X X X

Tamaño Mediano

Pequeño

X X X X X X X X X X

Explotación Se utiliza el método tradicional (a cielo abierto) de extracción para materiales de construcción, el uso de explosivos para el arranque de la roca y cargadores para su traslado a la planta trituradora. Actualmente se explotan los yacimientos Arriete y Guaos, los otros depósitos se han explotado esporádicamente.

Requerimientos técnicos según el uso Las exigencias principales para cada uso (según NRIB No. 884, 1986) son las siguientes:



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DETERMINACIÓN DE LA MARCA DE LA PIEDRA TRITURADA Tabla Nº 5 Triturabilidad a la compresión en el cilindro de la piedra triturada

Triturabilidad a la compresión (aplastamiento) en el cilindro, de la piedra triturada De rocas sedimentarias y Magmáticas metamórficas Estado Estado Intrusivas Efusivas seco saturado Mayor de 28 Mayor de 38 hasta 25 hasta 54 Mayor de 24 Mayor de 28 hasta 28 hasta 38 Mayor de 29 Mayor de 20 hasta 24 hasta 28 Mayor de 15 Mayor de 15 Mayor de 25 Mayor de 15 hasta 19 hasta 20 hasta 34 hasta 20 Mayor de 13 Mayor de 13 Mayor de 20 Mayor de 18 hasta 15 hasta 15 hasta 25 hasta 15 Mayor de 11 Mayor de 11 Mayor de 16 Mayor de 11 hasta 13 hasta 13 hasta 20 hasta 13 Mayor de 12 Mayor de 9 Hasta 11 Hasta 11 hasta 16 hasta 11 Hasta 12 Hasta 9 -

Marca de la piedra triturada

200 300 400 600 800 1000 1200 -

COMO PIEDRA TRITURADA PARA HORMIGONES PESADOS Contenido por fracciones: 5 mm – 10 mm; 10 mm – 20 mm; 20 mm – 40 mm; 40 mm – 70 mm. - La composición granulométrica debe estar en los límites señalados. - La marca de la piedra triturada determinada en el cilindro de diámetro 150 mm, no debe ser menor que la marca del hormigón. No menor de 1,5 veces para hormigones de marca menores de 300. No menor de 2 veces para hormigones de marca 300 y mayores. En todos los casos de piedra triturada de roca ígnea, debe tener la marca menor de 800. -

COMO PIEDRA TRITURADA PARA HORMIGONES DE CARRETERA El límite de resistencia a la compresión de la roca ígnea que se emplea como piedra triturada debe ser: No menor de 1.200 kg/cm2 – Para pavimentos de una capa y para la capa superficial de  pavimentos de 2 capas. No menor de 800 kg/cm2 – Para la capa inferior de pavimentos de dos capas.  No menor de 800 kg/cm2 – Para la base o fundamento de pavimentos. 



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COMO PIEDRA TRITURADA PARA LA ELABORACIÓN DE LAS MEZCLAS DE ASFALTO HORMIGÓN         

La piedra triturada debe estar clasificada por fracciones. La piedra triturada de roca ígnea producto de la trituración (compresión) en el cilindro de diámetro 150 mm, debe tener las marcas 1.200; 1.000 y 800. La abrasión Los Ángeles debe ser no menor del 25 %, 35 % y 45 % de pérdida según los usos. Absorción máxima: 3 % Masa volumétrica: Mayor que 2,40 g/cm3 Partículas planas y alargadas máximas: 20 % SO3 máximo: 1,0 % Partículas blandas y suaves máximo: 3,0 % Partículas de polvo, limo arcillas de piedras trituradas: Hasta 2,0 %

COMO PIEDRA TRITURADA PARA BALASTRO En la composición granulométrica de las fracciones 25 mm – 60 mm, la cantidad de partículas con mayor tamaño de 70 mm no debe sobrepasar el 5 %. La piedra triturada no debe contener pedazos de arcilla, capa vegetal y otros desperdicios. El contenido granulométrico de la piedra triturada de las fracciones 25 mm – 50 mm y 25 mm – 60 mm deben corresponder con las curvas de las normas de contenido granulométrico. Dependiendo de los índices de resistencia mecánica en el ensayo a la abrasión debe clasificarse según la tabla. La abrasión de la piedra triturada debe no ser mayor de 1,5 de la marca de la piedra triturada que ha sido usada hasta masa constante.

  

 

Tabla Nº 6 Índices de resistencia mecánica en el ensayo a la abrasión

Marca de la piedra triturada A-15 A-30      

Abrasión (pérdida de masa en el ensayo de % de masa inicial) Hasta 15 Hasta 30

Absorción máxima 1,5 % Masa volumétrica mayor que 2,50 g/cm3 Partículas planas y alargadas máximas 20 % SO3 máximo 1,0 % Partículas blandas y suaves máximo 2,0 % Partículas de polvo, limo, arcillas de piedras trituradas hasta 2,0 %



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COMO PIEDRA TRITURADA PARA HORMIGONES HIDRÁULICOS El tamaño de las partículas de piedra triturada que se usa para estos hormigones, con la utilización de mezcladoras, no debe sobrepasar 120 mm. El límite de resistencia a la compresión de rocas ígneas en estado saturado que se  planifica triturar para producir piedra triturada para hormigones de la zona del nivel variable de las aguas, debe ser no menor de 1.000 kg/cm2, la absorción de la piedra triturada de esta roca debe ser como máximo 1,0 %. El contenido de los compuestos sulfurosos en el cálculo de SO3, no debe ser mayor de  0,5 %. Masa volumétrica: mayor que 2,55 g/cm3.  No se admiten ópalo y sus variedades.  No se admiten impurezas orgánicas.  No se admiten arcillas en granos o formando capas que cubran los granos.  Las rocas de estos depósitos a pesar de contener un alto porciento de Si pueden ser utilizadas para las mezclas de hormigón ya que el Si se encuentra en estado amorfo, lo cual no influye en su utilización. Químicamente estos materiales no contienen elementos perjudiciales que puedan limitar su uso, ya que por ejemplo el SO3, que se exige menor de 0,5 %, en los yacimientos, resultó ser menor que 0,16 %. 

BENEFICIO El beneficio de las rocas andesíticas para su utilización como árido de trituración es sencillo y consta de las siguientes operaciones: lavado, molienda y clasificación granulométrica.

Metodología de evaluación Los trabajos de evaluación comprenden los complejos de métodos establecidos de topografía, hidrogeología, donde la prospección – exploración se realiza con laboreos mineros y pozos de perforación en redes de acuerdo al estadio de exploración y dimensiones de los cuerpos minerales. Los ensayos de las muestras básicas son por lo general – resistencia a la compresión. Los análisis complementarios que se realizan son análisis granulométrico por fracciones, contenido de partículas planas y alargadas, contenido de arcillas, abrasión Los Ángeles, absorción, porosidad, determinación de la marca, peso específico y volumétrico. Los ensayos especiales a realizar son: descripción petrográfica y análisis químico para SiO 2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, TiO2, SO3 y PPI, contenido de partículas planas y alargadas.



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T.T.P. – Trabajo Temático Productivo.


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