CAPÍTULO -XV-
DOCUMENTO de minería a “cielo abierto" por
CRUZADA POR LA TIERRA Y CONTRA LA POBREZA
2do. Frente
El transporte de metales es muy dependiente de solubilidad acuosa. Será la partición de una fase hidrotermal la que se encargará de secuestrar y extraer metales desde un magma, por lo cual se debe de tener alta capacidad de solubilidad de metales a las altas temperaturas de cristalización, y luego durante su trayecto a una roca huésped.
Los fluidos hidrotermales son soluciones multicomponentes electrolíticos en la cual los solutos principales son cloruros alcalinos. Los metales están presentes a nivel de traza en estas soluciones, predominantemente en forma de iones complejos.
La depositación resulta de la disociación de complejos metálicos y consecuente precipitación en respuesta a cambios en el ambiente hidrotermal.
Por lo tanto, un entendimiento de la química y estabilidad de complejos metálicos a altas temperaturas es fundamental.
En fluidos hidrotermales, el electrolito dominante es típicamente el cloruro de sodio, a veces con menos cloruro de potasio y de calcio.
Fluidos de origen netamente magmático presentan salinidades altas, en exceso muchas veces de 50% peso NaCl eq. Pero ya sea por dilución o por partición a fase vapor y condensación, las salinidades pueden ser mucho más bajos.
Si bien oxidación y pH son determinados por condiciones interdependientes, los fluidos iniciales suelen tener bajo potencial de oxidación y pH cercano a neutro.
Los ligantes mas importantes en fluidos hidrotermales son el Cl- ,HS- ,NH3 ,O-,y CH3 COO– (otros están listados Seward y Barnes, 1997). En el caso de Cl-, si bien existen complejos que son más estables como por ejemplo As3 S6-3 , el C- , es lejos, el anión más abundante y por lo tanto , el mayor formador de complejos.
El agua es también un excelente solvente, sobre todo a alta temperatura y presión.
El agua es un fluido polar único, con propiedades muy inusuales, incluyendo un momento dipolo muy fuerte y enlace de hidrógeno. Como las solubilidades son dependientes de los enlaces entre especies soluto y agua, la estructura y característica del agua son importantes para entender las variaciones de solubilidad. Debido al momento dipolo de la molécula del agua, un enlace débil se forma entre un H de una molécula y un O de otra.
Estos enlaces forman estructuras de coordinación tetraédrica de corta vida.
Al subir la temperatura y presión, el agua líquida se expande como consecuencia del debilitamiento progresivo del enlace H con separación de la distancia de enlace y crecimiento del ángulo H-O-H.
Esto indica un aumento de la entropía con orientación cada vez más aleatoria de las moléculas del agua.
La presión tiene un efecto opuesto al de la temperatura, comprimiendo la estructura del agua.
Esta reacción hace por efecto combinado que el agua se comporte como más comprensible a mayor temperatura y sufriendo una gran disminución regresiva de su densidad, tendiendo a comportarse en la dirección de la condición de superfluído.
Las propiedades dieléctricas del agua también cambian con temperaturas y presión e indirectamente revelan cambios significativos en la estructura del agua. Al subir la temperatura, ya sea bajo equilibrio vapor-agua o presión constante, la viscosidad del agua decrece, indicando una movilidad molecular creciente.
Esto trae por efecto una baja en la magnitud de la constante dieléctrica del agua. (medida del momento dipolo y capacidad de orientación polar).
Cuando la constante dieléctrica es alta, el agua tiende a formar cubiertas sobre iones solutos, pero a temperaturas altas esta propiedad se pierde, permitiendo la unión de aniones y cationes solutos en pares iónicos, mejorando la generación y estabilidad de complejos.
La capacidad de ionización propia del agua, también cambia, en respuesta a variaciones de presión y temperatura en la medida en que la molécula de agua se disocia en H+ y OH-. La constante de ionización desde 25°C, a 300°C, cambia en varios órdenes de magnitud. Esto cambia el pH neutro de 7 a 25°C, a 5.7 a 300°C, con importantes implicancias para la hidrólisis de cationes metálicos y la formación de complejos hidróxidos cuya estabilidad se extiende a valores de pH más bajos. Los aumentos de presión tienen un efecto similar.
Altas temperaturas y presiones tienen también un efecto sobre electrolitos, dónde electrolitos como NaCl e incluso ácidos fuertes como HCl se torna un ácido débil bajo condiciones de equilibrio vapor-agua. A 300° C, NaCl y HCl están en un 50% asociada en pares. Por ejemplo, a 20°C, NaCl tiende a disociarse en Na+ y Cl-, diez veces más que a 370°C, esta situación estando directamente ligado a los cambios dieléctricos del agua en función de la temperatura.
En resumen: cuando el agua es calentada ya sea isobáricamente o a lo largo de la curva de equilibrio vapor-agua, se expande su estructura, su densidad disminuye, su viscosidad baja rápidamente con un consecuente aumento de movilidad molecular y aumento de la conductancia.
Esto favorece a alta temperatura, la formación de cúmulos moleculares, incluyendo moléculas de complejos.
Por ejemplo: un número importante de ácidos débiles siguen la misma conducta de asociación a mayor temperatura, entre otros: SO- tiende a HISO-.
Se define que las características del agua y electrolitos a alta temperatura indican que el transporte de metales en agua es muy limitado y que el efecto de la temperatura predomina sobre el de la presión.
Se destaca la importancia de varios ácidos débiles, en particular ácido carbónico y ácido sulfhídrico. En Fluidos hidrotermales, el equilibrio homogéneo y heterogéneo que determinan pH, están dominados en gran medida por reacciones de equilibrio de carbonatos y de hidrólisis. Además CO2 y H2S son componentes altamente volátiles cuya química acuosa es muy sensible a separaciones de fase o ebullición.
La separación de CO2 y H2S a la fase vapor les permite migrar a superficie en forma independiente. En zonas superficiales oxidantes pueden ser responsables de alteración argílica avanzada, y bajo la zona de oxidación de alteración argílica.
La química del azufre reducida es importante por su relación con minerales de sulfuros. Además , ligantes reducidos de sulfuros como HS– y posiblemente polisulfuros del tipo Sx2-, juegan un rol fundamental en el transporte hidrotermal de elementos como: Au, Ag, Hg, Cu, As y Sb. A alta temperatura sólo HS- es de importancia.”
HIDROTERMALISMO SUBMARINO
“Se ha descubierto que en los fondos marinos en la mayoría de las grietas que existen en la crosta terrestre se suceden varios hechos de notable interés científico.
Se observa por parte de los investigadores, que las grietas que se encuentran sobre los continentes y debajo de los mares, cumplen una función determinada como “reguladoras” de varios sucesos que se suceden dentro y fuera de ellas.
Algunos de éstos científicos argumentan que por diferencias de presión y de temperaturas al interior del globo terráqueo, apoyados por un sinnúmero de argumentaciones reales y objetivas, la Tierra tendría una oscilación interior de contracción y expansión la cuál emitiría al expandir energía, gases y magma y al contraerse asumiría agua oceánica (salada) y aire.
Cuando se investiga la condición de hidrotermalismo en las profundidades marinas se observan dos corrientes de fundamentaciones interesantes y que podrían una de ellas o las dos al mismo tiempo la comprobación científica dentro de muy poco tiempo. Veamos lo que argumentan cada una de ellas:
a)En investigaciones realizadas en el año 1979, en la emersión del Pacífico Oriental, a 21 grados de latitud norte frente a Baja California (México), científicos que exploraban los suelos submarinos, descubrieron formaciones semejantes a chimeneas de roca oscura encima de montículos de sulfuros, expulsando por la misma agua caliente con unos 400°C de temperatura y rodeadas cada una de ellas de un sinnúmero de animales extraños más de 500 especies, ninguna de ellas conocidas hasta esa fecha.
Su sistema de vida no obedece a ninguna forma de las que conocemos, ya que no dependen de la luz y de la fotosíntesis para su energía ni del oxígeno para respirar, entre otros se ha detectado un gusano de 2 metros de largo que vive dentro de su propia cueva tallada por él y sin luz, en un medio a 400°C de sulfuro de hidrógeno, y que se alimenta de microorganismos que oxidan metanos y sulfuros. Lo que sería nefasto y mortal para cualquier tipo de vida de las que conocemos.
Se argumenta que los sulfuros se depositan alrededor de las fuentes de aguas termales situadas en los fondos marinos (lo más notables son las “fumarolas negras”), las que son calentadas por columnas de magma (roca fundida) que asciende por debajo de una cordillera volcánica sumergida.
Esta cordillera, que se extiende a lo largo de todas las cuencas oceánicas del mundo, emerge en ciertos lugares en la forma de cadenas y de islas volcánicas.
El magma se enfría, se solidifica y crea nuevas zonas en el fondo del mar que se desplazan por cintas transportadoras en oposición a una velocidad de unos cuantos centímetros al año, a ambos lados de la cordillera sumergida en las profundidades del océano, generando un proceso de extensión y crecimiento de los fondos marinos.,
A medida que las frías aguas con su imponente peso descienden por varios kilómetros por las fracturas de rocas “activas”, en esa condición el agua es calentada a medida que desciende y por ende cambia su organización estructural atómica dentro del equilibrio agua-vapor, aumentando su presión volumétrica, disminuyendo la densidad y viscosidad, por lo tanto retorna a la superficie de la crosta por las fumarolas negras, como una reacción natural de búsqueda de equilibrio estructural atómico.
Este circuito permanente genera hidrotermalismo de carácter marino.
Dentro de este ciclo cuando se produce el “retorno” del vapor generado muy caliente y con altas concentraciones de salmuera, en su trayecto disuelve los metales que encuentra a su paso en pequeñas concentraciones en las rocas volcánicas y también precipitando otros metales y elementos geológicos presentes, al emerger precipitan otros metales presentes en el agua del entorno y concentrando metales como: el cobre; hierro; cinc; plata y oro en forma de sulfuros marinos del subsuelo.
Aunque sólo se ha explorado sistemáticamente cerca del 5% de los fondos marinos ya se han encontrado aproximadamente 100 de esos yacimientos a lo largo de las cordilleras volcánicas sumergidas de todos los océanos.
b)La otra forma que se fundamenta por parte de los investigadores, es la que los yacimientos y filones hidrotermales requieren para su formación de la conjunción de grietas junto con la circulación de un fluido hidrotermal.
Esta solución corresponde a agua con elevada temperatura integrada con muchos compuestos de minerales, al circular por la grietas del subsuelo marino precipita los minerales que transporta, produciendo de éste modo filones “estratificados” (geodas) y “Brechoides” , dónde se depositarían predominantemente como metales nativos: oro y plata; como sulfuros: calcopirita (cobre); óxido de hierro; galena (plomo) y Blenda (zinc) y otros, como: galena argentífera.
Los sulfuros polimetálicos de las fisuras o grietas en dirección a la corteza continental, (se obtuvieron 40 testigos), los mismos tienen un muy bajo contenido de hierro , pero a su vez son muy ricos en: Zinc (20%); Plomo (12%) y plata (1,1%, es decir 2,304 gramos/ton.).
En general, la composición del grueso de los depósitos de sulfuro de los fondos marinos en diversos medios tectónicos es una consecuencia del carácter de las rocas de fuentes volcánicas de las cuales se desprenden los metales.
Recientemente se han encontrado grandes concentraciones de oro, en testigos de sulfuros de centro s de expansión de la parte posterior de arcos insulares , en tanto que el contenido de medio de oro de los depósitos de las crestas del medio del océano es sólo de 1,2 g/d, se observaron sobre 1.259 muestras testigos.
Los sulfuros de la cuenca de la parte posterior del arco de Lau tienen un contenido de oro de hasta 29 g/t, con un promedio de 2,8 g/t, sobre 103 muestras.
El depósito marino más rico en oro hallado hasta la fecha, se encuentra en el monte marino dentro de las aguas territoriales de la isla de Papúa en Nueva Guinea, cerca de la isla Lihir, éstos llegan al máximo de 230 g/t, manteniendo un promedio 26 g/t, prestando mucha atención por nuestra parte, porque es diez veces más que lo que se explota actualmente en tierra, considerados económicamente rentables.”
CAPÍTULO -XV-
ANÁLISIS DE FUNDAMENTOS PARA UNA PROPUESTA
“Se trata de canalizar la conjugación de varios elementos o temas que “como un todo”, deben de permitir realizar estudios de investigaciones de laboratorio y de campo para concluir con los resultados que se estiman.
El área dónde se han recogido los testigos tiene una superficie de 2580.18 Hectáreas, con un total de 74 padrones, se estima que los yacimientos detectados, previo estudio a realizar, contienen varios componentes geológicos de suma importancia industrial para su explotación.
Entre otros se detectan: dolomitas; aragonito; witherita; carbonato de bario; Clorita (baileycloro); hornblenda; cuarzo; óxidos varios; albita; mica; biotita; vermiculita; ceolitas y sulfuros varios.
Los minerales hidrotermales de bario comprenden, entre otros, los siguientes: la barita, que es un componente común de muchos filones metalíferos; la whiterita, la hialofana que es común en la dolomita; la barilita, las ceolitas: brewsterita; harmotoma; edingtonita y la cymrita.
Partimos de los conocimientos geológicos y de los testigos proporcionados, lo que nos permite arribar a las conclusiones que a continuación detallamos, de forma que podamos comenzar a “diseñar” aquellos elementos que solos o en conjunto, nos determinen o posibilitan “abrir los ojos”.
Vayamos por pasos, según los estudios realizadas por la Facultad de Química, Oficina de Asesoramientos, por informe de asesoramiento 0906/15 con fecha 25 de Junio del 2009.
INFORMEDEASESORAMIENTO(FACULTADDEQUÍMICA– 0906/15)
Se identifican los siguientes componentes:
1. Dolomita – CaMg(Co3)2
2. Cuarzo – SiO2
3. Albita – NaAlSi3O8
4. Magnesio hornblenda – Ca2(Mg, Fe, Al)5(Al,Si)8O22(OH)2
5. Clorita (baileycloro) Zn, Fe2+, Al, Mg)6(Si,Al)4O10(OH)8
1.- DOLOMITA
A este tipo de rocas metamórficas se asocia un variado grupo de depósitos minerales extremadamente irregulares, los que pueden formar lenguas de mena que se extienden a lo largo de cualquier estructura planar (estratificación, diaclasas, fallas, etc.). Los cuerpos de mena pueden terminar abruptamente con cambios en la estructura.
El término SKARN es ampliamente utilizado y es adecuado para referirse a este tipo de depósitos relacionados a aureolas de contacto de intrusiones dentro de secuencias calcáreas (calizas, dolomitas). Estas últimas rocas formadas por calcita o dolomita CaCO3 y CaMg(CO3)2 se convierten en mármoles, rocas córneas calcosilicatadas (hornfels) y/o skarns por el efecto del metamorfismo de contacto.
Los depósitos skarnson una gran fuente de tungsteno en el mundo; de las mayores fuentes de cobre, importantes fuentes de hierro, molibdeno y zinc; y menores fuentes de cobalto, oro, plata, plomo, bismuto estaño, berilo y boro. Sirven también como fuente de minerales industriales como son grafitos, asbestos, wollastonita, magnesita, flogopita, talco y florita.
Este amplio rango de productos, ocurren en un variado campo de ambientes geológicos, son unificados dentro del título “depósitos skarn” por un señalado proceso genético que incluye reemplazamiento metasomático de dominantemente rocas carbonatadas por silicatos de Ca-Fe-Mg-Mn.
El contenido de metales y la mineralogía de depósitos skarn son formados por depósitos minerales hidrotermales, reflejando una combinación de factores, los más importantes de los cuales son fuentes tectónicas y composición del magma, composición de los fluidos metasomáticos en esta fuente y el ambiente local en el cual estos fluidos se infiltran.
Se consideran como depósitos de skarn los depósitos minerales que son minados para metales y que pueden ser atribuidos a procesos magmáticos hidrotermales; son excluidos skarn como fuente de minerales industriales.
Los depósitos skarn son clasificados en base al metal económico dominante en siete subclases generales:hierro, tungsteno, cobre, plomo-zinc, molibdeno oro y estaño.
2.- CUARZO
Es un mineral que se encuentra en la corteza terrestre en proporciones muy importantes el que está extendido como arena y grava, identificándose como un material de cristal de roca, incoloro, transparente, encontrándose en grietas de gneis, dolomitas, mármoles, pegmatitas, y en filones con sulfuros formando muchos minerales metalíferos.
Su formación es de origen ígneo, metamórfico y sedimentario y es infusible e insoluble con los ácidos en general, solamente reacciona frente al ácido fluorhídrico produciendo en su descomposición vapores de tetra fluoruro de silicio quién por esta reacción permite la re cristalización para la formación de varias ceolitas, entre otros.
El cuarzo es estable en parámetros de temperatura y presión muy amplia formándose tarde a temperaturas relativamente bajas después de la cristalización de las plagioclasas y del feldespato potásico y antes de la cristalización de las ceolitas. Las variedades de cuarzo son: cuarzo azul o celeste; cuarzo rosado; cuarzo ahumado; jaspe; amatista; crisoprasa; citrin; chert; prase; ágata; calcedonia; ópalo; plasma y heliotrope.
El Oro al igual que la Plata, es encontrado algunas veces en estado de pureza.
Se extrae de las siguientes fuentes: en las vetas de Oro, generalmente acompañado de cuarzo; el Oro de aluvión, y como producto derivado de otras industrias manufacturadas, como la del cobre, estaño y zinc.
El Oro está enlazado genéticamente con las intrusiones ácidas, el más característico es el de origen hidrotermal en los filones cuarcíferos, donde va acompañado de la Pirita, la Arsenopirita, la Galena, las menas grises, la Calcopirita, la bismutina, los telúridos. Además, el Oro se encuentra en las menas de los yacimientos de polimetales, Cobre, metales raros, Uranio y otros, de las cuales se extrae simultáneamente.
3.- ALBITA
La serie de minerales feldespáticos potásicos se forman cuando el ambiente de cristalización ha sido a alta temperatura, cuando la misma es baja se produce el proceso de exsolución, en el que la albita se separa del resto de la masa mineral formando capas en el interior de los cristales de feldespato potásico, a veces estas capas blancas son visibles al ojo humano y el elemento geológico se denomina pertita.
Los feldespatos son los minerales más abundantes de la corteza terrestre y participan en ella con más de 60% de volumen, las plagioclasas ocupan 41% de volumen, los feldespatos alcalinos ocupan el 21% del volumen.
Estos forman un grupo de 3 componentes, las cuales son:
feldespato potásico KAlSi3O8, albita NaAlSi3O8, anortita CaAl2Si2O8.
Los minerales mixtos con una composición entre el feldespato potásico y la albita se denominan feldespatos alcalinos, los minerales mixtos de composición entre albita y anortita forman el grupo de las plagioclasas.
La albita es un constituyente muy típico de las rocas ígneas de tipo granito o sienita. Los minerales a los que normalmente aparece asociada en ambos tipos de roca son cuarzo, turmalina y muscovita, puede hallarse también en rocas metamórficas de grado inferior, como las formadas bajo condiciones de presión y temperaturas relativamente bajas como las ceolitas y en ciertas rocas sedimentarias.
Se considera un mineral esencial en rocas ígneas alcalinas y en lavas feldespáticas muy frecuentes en los gneises, pizarras y en cristales diseminados sobre calizas magnesianas.
TIPO DE PLAGIOCLASA ALBITA (Ab) en % ANORTITA en %