BORO

De entre los elementos traza en carbón, el boro merece un estudio

especial, a causa de su comportamiento geoquímico en rocas sedimentarias. Las

siguientes líneas se dedican a la presentación de una antología sobre ese tema.

Goldschmidt y Peters (1932) llevaron a cabo el primer estudio

sistemático de boro en rocas sedimentarias. Ellos observaron una amplia

variación en la concentración del elemento en sedimentos y que existe una

relación entre la cantidad de boro y el tipo de sedimento: los sedimentos

argiláceos marinos contienen relativamente más boro que los no marinos.

Landergren (1945) demostró que la mayor parte del boro en sedimentos se

concentra en la fracción de arcillas. Previamente, Dieulfait (1877, citado por

Goldschmidt, 1954) hizo la observación de que el agua de mar contiene

cantidades notables de boro. Las observaciones de éstos y otros autores permiten

sugerir que existe una relación sistemática entre la salinidad, la concetración de

boro en el agua de mar, y la concentración de boro en los sedimentos marinos.

Lerman (1965) demostró mediante experimentos en el laboratorio, que

las arcillas captan boro a partir de soluciones artificiales de agua de mar, a

temperatura ambiente. Más importante aún es el hecho de que la captación de

boro por las arcillas es proporcional a la concentración del elemento en

solución. Degens et al. (1957) observaron que la ilita presenta una capacidad

mayor que otras arcillas (por ejemplo montmorillonita) para captar el boro.

Frederickson y Reynolds (1960) y Walker y Price (1963) confirmaron los

resultados de Degens et al.

M. Martínez, 1995 REVISIÓN : Boro

Otros investigadores demostraron que arcillas diferentes de la ilita

también pueden captar cantidades importantes de boro. Así, Tourtelot et al.

(1961, citado en Couch, 1971) encontraron concentraciones considerables de

boro en montmorillonitas marinas de las lutitas Pierre (Francia); Levinson y

Ludwick (1966, citado en Couch, 1971) mostraron que el boro presente en

arcillas caolinitícas está relacionado con paleosalinidad. En general, todas las

arcillas extraen boro de soluciones, pero con diferentes eficiencias (Harder,

1961, citado en Couch, 1971).

Durante la década de los 60 se comenzó a aplicar el conocimiento de la

relación boro-sedimentos en la determinación de paleosalinidad en secuencias

antiguas. Algunos autores se mostraron escépticos al uso indiscriminado del boro,

considerando que otras variables podrían estar gobernando su concentración en

los sedimentos, como la influencia de la roca fuente, o la presencia de materia

orgánica. Hoy en día se ha demostrado fehacientemente que el boro es asimilado

por los sedimentos argiláceos, y que la proporción en la que es asimilado depende

de la concentración de boro en el agua; por otra parte, la concentración de boro

en aguas naturales es directamente proporcional a su salinidad. Por consiguiente,

el boro es un excelente indicador de salinidad del sedimento o de la roca.

Couch (1971) estableció el grado de paleosalinidad en algunas

secuencias sedimentarias del delta del Niger (Nigeria). Para ello utilizó los

valores de concentración de boro, tanto en el sedimento total como en la ilita;

posteriormente estableció las cartas faunales de las secuencias y determinó su

paleobatimetría. En la figura 5 se muestran los resultados obtenidos. Como

puede apreciarse, existe una correlación positiva entre las variaciones de

M. Martínez, 1995 REVISIÓN : Boro

paleosalinidad según los valores de boro y los derivados de interpretaciones

faunales. Esta correspondencia constituye un poderoso aval para utilizar esta

especie como parámetro geoquímico para la determinación de paleosalinidad en

rocas sedimentarias, potenciándose como particularmente útil en secuencias

bioestratigráficamente estériles o en situaciones en las que no se dispone del

análisis bioestratigráfico.

En 1973, Bohor y Gluskoter hicieron uso del boro como herramienta

para determinar paleosalinidad en carbones de Illinois (EEUU). Tales autores

encontraron que no existe correlación entre el tenor de boro y la concentración de

ilita en los carbones analizados (r2 = -0.37),lo que indica que los valores de

boro encontrados en los carbones no están controlados por la presencia de esta

arcilla. Por otra parte, los valores de paleosalinidad calculados a partir de las

concentraciones de boro concuerdan bastante bien con el modelo de llanura

deltáica propuesto a partir de los levantamientos estratigráficos de la Formación

Carbondale (contentiva de los carbones estudiados).

Una limitación importante para el uso del boro como índice de

paleosalinidad es su dificultad de análisis. Este elemento no puede analizarse por

los métodos instrumentales convencionales. Las técnicas comúnmente

empleadas para su determinación son: fotocolorimetría, fluorimetría,

espectrografía de emisión, ICP, y activación de neutrones. Cada técnica tiene sus

ventajas y limitaciones.

M. Martínez, 1995 REVISIÓN : Boro

La espectrografía de emisión es una de las técnicas más utilizadas por su

rapidez, cantidad de muestra necesaria, bajos límites de detección y ausencia de

tratamiento previo en la muestra. Sin embargo, su precisión es baja, y el error

asociado a la medida puede alcanzar hasta 15-20% (Dale, 1979). Las técnicas

por espectrometría de activación de neutrones y el ICP se limitan a laboratorios

que los dispongan.

Por consiguiente, la técnica más accesible y relativamente más económica

para determinar boro es la fotocolorimetría. Existen varios acomplejantes

M. Martínez, 1995 REVISIÓN : Boro

orgánicos del boro: tartrazina, quinalizarina, curcumina, ácido carmínico, azul de

metileno, púrpura de waxolina, 1,1'-diantrimida, y en general los derivados de la

dihidroxiantraquinona. Todos estos componentes aprovechan la particularidad de

quelatar al boro mediante grupos fenólicos por lo general, dando como resultado

desplazamientos importantes hacia el visible de absorciones propias del grupo

cromóforo en la molécula acomplejada.

Los métodos fotocolorimétricos tienen algunas ventajas: detectan

concentraciones tan bajas como 100 ppb de B, y no existen interferencias

importantes. Sin embargo, requieren llevar la muestra a solución, y en el caso

particular del carbón, se requiere modificar las técnicas de ataque usuales,

evitando el ácido fluorhídrico, que promueve la formación de BF3, volátil, o

tomando precauciones especiales, debido a la alta concentración de materia

orgánica, que impide el uso del HClO4, sumamente explosivo en estas

condiciones.

Indudablemente que los elementos minoritarios como el azufre, y los

traza como los mencionados, aportan información sobre ambientes de

acumulación, condiciones fisicoquímicas en la turba, entre otros parámetros. Sin

embargo, estos elementos no son de utilidad para establecer madurez del carbón.

Existen otros indicadores más adecuados para ello, y se obtienen a partir de la

geoquímica orgánica y de la petrografía orgánica y sus métodos, que serán

indicados a continuación.