Caracterización y Aprovechamiento de Recursos Minerales en

Caracterización y Aprovechamiento de Recursos Minerales en Colas de Terrazas

Aluviales del Distrito Bagre-Nechí

Jorge Luis Kerguelen Bendeck

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Minas, Escuela de Ingeniería de Materiales

Medellín, Colombia

2016

Caracterización y Aprovechamiento de Recursos Minerales en Colas de Terrazas

Aluviales del Distrito Bagre-Nechí

Jorge Luis Kerguelen Bendeck

Tesis de investigación presentada a la Facultad de Minas como requisito parcial para

optar al título de:

Magister en Recursos Minerales

Director

Ph.D. Antonio Romero Hernández

Codirector:

Ingeniero Rodrigo Cadavid Mejía

Línea de Investigación:

Geología Económica

Grupo de Investigación:

IGNEA

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Minas, Escuela de Ingeniería de Materiales

Medellín, Colombia

2016

CARACTERIZACIÓN Y APROVECHAMIENTO DE RECURSOS MINERALES EN

COLAS DE TERRAZAS ALUVIALES DEL DISTRITO BAGRE – NECHÍ

A mis padres, hermana y familia por su amor,

comprensión y apoyo, pero sobre todo a mi

adoración, mi abuela María Elena Kerguelen

Kerguelen (R.I.P) quien me enseñó los valores

de Amor, Honestidad, Prudencia y Nobleza.

La preocupación por el hombre y su destino

siempre debe ser el interés primordial de todo

esfuerzo técnico. Nunca olvides esto entre tus

diagramas y ecuaciones.

Albert Einstein

Contenido V

Agradecimientos

Al Grupo Mineros S.A por su apoyo, disponibilidad y colaboración en diferente aspecto

que hicieron posible el desarrollo de esta investigación, al Doctor Rafael Roldán, al

ingeniero Ramiro Jaramillo y los ingenieros del departamento de Ingeniería por su amistad,

orientación y dedicación.

Al maestro Rodrigo Cadavid Mejía por la dedicación, el apoyo y las enseñanzas

compartidas, muchas gracias. A mi director de tesis Antonio Romero Hernández,

agradezco su apoyo, su amistad y el conocimiento brindado.

Al profesor Rafael Rodríguez, agradecido por su amistad, la dedicación y las asesorías

prestadas.

A la Comunidad de Emijom por brindar el área de trabajo para el desarrollo de la

investigación, en especial a Nasli Miranda por el apoyo, la disponibilidad y su verraquera

Al laboratorio de Carbones de la universidad Nacional de Colombia Sede Medellín, por

permitir el ingreso y la utilización de los equipos de caracterización mineral, a los

laboratorios Cecoltec y Catalizadores y Absorbentes de la Universidad de Antioquia por la

disponibilidad en los equipos y las asesorías prestadas.

A los ingenieros William Mesa, Yordy Busto, Clara María Lamus y Antonio Salinas por su

amistad, orientación y dedicación.

A mi familia

Resumen y Abstract VII

Resumen

A partir de la construcción de 10 apiques y 12 perforaciones en las colas de las explotación

de terrazas del valle del río Nechí (Mina Emijom), se estimaron tenores de oro libre

superiores a 70 mg/m3, los cuales definieron recursos para uso y aprovechamiento

mineral. Las técnicas de caracterización mineral como la Lupa Binocular, el Microscopio

de luz polarizada, el SEM (EDX) y el DRX permitieron la identificación de minerales de

interés económico asociados al oro, como la Magnetita, Titanomagnetita, Ilmenita,

Leucoxenos, Rutilo, Monacita, Circón y andalucita.

Palabras claves: Exploración, Mineralogía, Concentración, Oro, Recurso mineral y

Costos.

CARACTERIZACIÓN Y APROVECHAMIENTO DE RECURSOS MINERALES EN


Abstract

From construction of 10 dig site and 12 drilling on auriferous terraces mining tail at Nechí

River Valley (Emijom mine), were estimated gold grade upper at 70 mg/m3, which defined

minerals resources for benefit and use. The characterizations minerals technical like

Binocular loupe, polarize light microscopy, SEM (EDX) and DRX allowed identified

economic interest minerals associated with gold as Magnetite, Titanomagnetite, Ilmenite,

Leucoxene, Rutile, Monacite, Circón and Andalucite.

Keyword: Exploration, Mineralogy, Concentration, Gold, mineral resource and Costs.

Contenido IX

Contenido

Pág.

Resumen ....................................................................................................................... VII

Abstract........................................................................................................................ VIII

Lista de figuras .............................................................................................................. XI

Lista de tablas ............................................................................................................. XIII

Introducción .................................................................................................................... 1

Objetivos .......................................................................................................................... 3

1 Generalidades .......................................................................................................... 4 1.1 Localización ..................................................................................................... 4 1.2 Vías de acceso ................................................................................................ 5 1.3 Clima ............................................................................................................... 6 1.4 Fisiografía ........................................................................................................ 6 1.5 Hidrografía ....................................................................................................... 6 1.6 Geología .......................................................................................................... 7

1.6.1 Geología Regional ................................................................................ 8 1.6.2 Geología Local .................................................................................... 10

2 Marco Teórico ......................................................................................................... 11

3 Metodología ............................................................................................................ 13 3.1 Selección de la zona de estudio .................................................................... 13 3.2 Topografía ..................................................................................................... 14 3.3 Muestreo y Tratamiento de muestras ............................................................. 16

3.3.1 Apiques ............................................................................................... 16 3.3.2 Perforaciones ...................................................................................... 19

3.4 Caracterización Mineral ................................................................................. 24 3.5 Técnicas de Caracterización Mineral ............................................................. 24

3.5.1 Microscopio óptico de Luz reflejada y Lupa Binocular ......................... 24 3.5.2 Microscopio electrónico de Barrido (SEM) ........................................... 25 3.5.3 Difracción de rayos X (DRX) ............................................................... 26

4 Resultados .............................................................................................................. 27 4.1 Recursos Probados ....................................................................................... 27 4.2 Arenas blancas y negras ............................................................................... 33 4.3 Caracterización Mineral ................................................................................. 33

X CARACTERIZACIÓN Y APROVECHAMIENTO DE RECURSOS MINERALES

EN COLAS DE TERRAZAS ALUVIALES DEL DISTRITO BAGRE – NECHí

4.3.1 Magnetita ............................................................................................ 36 4.3.2 Titanomagnetita .................................................................................. 39 4.3.3 Monacita ............................................................................................. 41 4.3.4 Ilmenita y Leucoxenos ........................................................................ 43 4.3.5 Rutilo .................................................................................................. 47 4.3.6 Circón ................................................................................................. 49 4.3.7 Andalucita ........................................................................................... 51 4.3.8 Oro ..................................................................................................... 53 4.3.9 Otros minerales y metales .................................................................. 56

4.4 Aprovechamiento Mineral .............................................................................. 58 4.4.1 Análisis granulométrico ....................................................................... 61

4.5 Costos ........................................................................................................... 65

5 Conclusiones y recomendaciones ....................................................................... 67 5.1 Conclusiones ................................................................................................. 67 5.2 Recomendaciones ......................................................................................... 68

A. Anexo: Registros de campos de apiques y perforaciones. ................................ 69

Bibliografía .................................................................................................................... 70

Contenido XI

Lista de figuras

Pág.

Figura 1-1 Localización del área de estudio (González, 2001). ........................................ 5

Figura 1-2 Hidrografía principal del valle del Nechí (González, 2001). ............................. 7

Figura 1-3 Geología del valle del Nechí (Vallejo, 2016). ................................................. 10

Figura 3-1 Localizaciones de posibles zonas de estudio ................................................ 14

Figura 3-2 Topografía de la zona de estudio. ................................................................. 15

Figura 3-3 Colas de terrazas (Tolva). ............................................................................. 15

Figura 3-4 Construcción de apiques: (a) Medición y (b) Toma de muestras. .................. 17

Figura 3-5 Taladro Fairbanks semimecanizado. ............................................................. 19

Figura 3-6 Tamizaje y Lavado de muestras de taladro (a) Lavado, (b) Cateo. ................ 20

Figura 3-7 Distribución de apiques y perforaciones en colas (Autocad 2015). ................ 21

Figura 3-8 Perforaciones realizadas en colas de terrazas. ............................................. 22

Figura 3-9 Áreas dragadas en cercanías de la zona de estudio. .................................... 23

Figura 3-10 Microscopio electrónico de barrido Phenom XL (Cecoltec, 2016). ............... 25

Figura 3-11 Difractómetro de Rayos X, XPert PANalytical (UdeA, 2016). ....................... 26

Figura 4-1 Recursos probados en apiques y perforaciones en polycad. ......................... 30

Figura 4-2 Resultados exploración de apiques y pozos de perforación. ........................ 31

Figura 4-3 Partícula de oro amalgamada. ....................................................................... 31

Figura 4-4 Modelación de datos en pozos de perforación 1949 (Mineros S.A, 1949). .... 32

Figura 4-5 Difractograma de rayos X de la muestra Magnética. ..................................... 34

Figura 4-6 Difractograma de rayos X de la muestra no Magnética. ................................ 35

Figura 4-7 Cadenas magnéticas de Magnetitas. ............................................................. 37

Figura 4-8 Microfotografía de Magnetitas-Aluminosilicatos. ............................................ 37

Figura 4-9 Espectro composicional de Magnetita (Disparos 3, similitud 1 y 4). ............... 38

Figura 4-10 Espectro composicional de entrecrecimientos vermiculares (Disparo 2)...... 38

Figura 4-11 Titanomagnetitas en granos amorfos. ......................................................... 39

Figura 4-12 Microfotografía de Titanomagnetitas. .......................................................... 40

Figura 4-13 Espectro composicional de Titanomagnetita (Disparo 5, similitud 1 y 2). ..... 40

Figura 4-14 Separación de granos de Monacitas. .......................................................... 41

Figura 4-15 Microfotografía de Monacita. ....................................................................... 42

Figura 4-16 Espectro composicional de Monacita (Disparo 1, similitud 3). ..................... 42

Figura 4-17 Espectro composicional de monacita (Disparo 2). ....................................... 43

Figura 4-18 Granos de Ilmenitas, Leucoxeno y Rutilo. ................................................... 44

Figura 4-19 Microfotografía de Ilmenitas y Leucoxenos. ................................................. 44

Figura 4-20 Espectro composicional de Ilmenita (Disparo 1, similitud 3, 4 y 5) ............... 45

XII CARACTERIZACIÓN Y APROVECHAMIENTO DE RECURSOS MINERALES

EN COLAS DE TERRAZAS ALUVIALES DEL DISTRITO BAGRE – NECHí

Figura 4-21 Colores de Leucoxenos identificados. .......................................................... 46

Figura 4-22 Cristales y granos de rutilos. ........................................................................ 47

Figura 4-23 Microfotografía de un grano de Rutilo. ......................................................... 48

Figura 4-24 Espectro composicional del grano de Rutilo analizo..................................... 48

Figura 4-25 Tipos de Circones identificados. .................................................................. 49

Figura 4-26 Microfotografía de Circones. ........................................................................ 50

Figura 4-27 Espectro composicional de circones (Disparo 1, similitud 2 y 3). ................. 50

Figura 4-28 Cristales de Andalucitas. .............................................................................. 51

Figura 4-29 Microfotografía de Andalucitas. .................................................................... 52

Figura 4-30 Espectro composicional de andalucita (Disparo 1, similitud 2 y 3). ............... 52

Figura 4-31 Partícula de oro en hábito de escama. ......................................................... 53

Figura 4-32 Oro en habito granular. ................................................................................ 54

Figura 4-33 Espectro composicional de oro. ................................................................... 54

Figura 4-34 Oro en habito laminar................................................................................... 55

Figura 4-35 Espectro composicional de oro laminar. ....................................................... 55

Figura 4-36 Partícula de platino en habito laminar. ......................................................... 56

Figura 4-37 Espectro composicional de platino analizado. .............................................. 56

Figura 4-38 Partículas de oro magnetizadas a un óxido de hierro. .................................. 57

Figura 4-39 Espectro composicional de materiales analizados. ...................................... 57

Figura 4-40 Principales y potenciales depósitos de arenas negras en el mundo. ............ 59

Figura 4-41 Análisis granulométrico en apiques. ............................................................. 62

Figura 4-42 Análisis granulométrico en pozos de perforación. ........................................ 63

Contenido XIII

Lista de tablas

Pág.

Tabla 1-1 Distancias estratégicas del área de estudio. ..................................................... 4

Tabla 3-1 Dimensiones y volúmenes de apiques. ........................................................... 18

Tabla 3-2 Apiques en colas de terrazas.......................................................................... 21

Tabla 3-3 Perforaciones en colas de terrazas. ............................................................... 22

Tabla 3-4 Perforaciones realizadas en 1949 (Mineros S.A, 1949). ................................. 23

Tabla 4-1Tenores de oro y arenas negras en apiques. ................................................... 28

Tabla 4-2 Tenores promedios de oro libre y arenas negras en pozos de perforaciones. 28

Tabla 4-3 Ensayos al fuego realizados a arenas negras y blancas................................. 33

Tabla 4-4 Estimación de las proporciones minerales caracterizadas. ............................. 34

Tabla 4-5 Determinación de las cantidades de minerales en las arenas negras. ............ 35

Tabla 4-6 Tipos de Ilmenitas por química y magnetismo. ............................................... 45

Tabla 4-7 contenidos de Tio2 en leucoxenos según su color. ......................................... 46

Tabla 4-8 Mineralogía asociada a las arenas negras (Elsner, 2010) .............................. 58

Tabla 4-9 Principales productores de arenas negras para 2011 (maps of world, 2016). . 60

Tabla 4-10 Equivalencias de las aberturas de la serie de Tyler (Perfomallas S.A, 2016). 61

Tabla 4-11 Volumen total de material en apiques. .......................................................... 61

Tabla 4-12 Volumen total de material en perforación...................................................... 62

Tabla 4-13 Análisis granulométrico de arenas negras (Salinas, 2015). .......................... 63

Tabla 4-14 Costos asociados al desarrollo de la investigación. ...................................... 65

Introducción

La problemática de sostenibilidad presentada en la cuenca del valle del río Nechí por

actividades extractivas como la minería, propone desafíos de recuperación y de

responsabilidad ante las zonas trabajadas; desafíos que deben ser orientados al

establecimiento de nuevas tecnologías y nuevos esquemas productivos que permitan la

recuperación del paisaje.

El distrito minero Bagre-Nechí envuelve los territorios de los municipios de Caucasia,

Zaragoza, El Bagre y Nechí, es uno de los distritos mineros en Colombia más importante

en cuanto a explotación de oro de placer se refiere (Ozwaldo Ordoñez, 2010), se estima

que más del 80% de la población depende de está y produce alrededor de dos toneladas

de oro al mes (Cifuentes, 2012), sin embargo el aprovechamiento del depósito no ha sido

el más sustentable al encontrarse interesantes tenores de oro y mercurio en las colas de

las explotaciones de las terrazas (Cadavid, 2015).

Con el aumento del precio del oro y sus aplicaciones en la industria, los residuos asociados

al beneficio del mineral como son las colas y los relaves, se han convertido en fuentes

esenciales para satisfacer el stock del metal en uso (Krishna & Harvey, 2016), hecho que

ha incurrido a que en las colas de las explotaciones de terrazas cada vez sea más alta la

proporción de mercurio utilizado para recuperar un gramo de oro, donde se han reportado

pérdidas de mercurio hasta 66.5 gramos por gramo de oro producido (Naranjo, 2012),

agravando la problemática ambiental y favoreciendo la continuidad del

desaprovechamiento mineral.

En la cuenca del río Nechí, se creé que existen grandes recursos de material aluvial,

consistentes en colas y cuñas, con tenores por encima de los 80 mg/m3; en tamaños de

oro irrecuperables con canalones u otros métodos artesanales (Cadavid, 2015). Por

consiguiente, la pertinencia de la investigación radica a través de la caracterización de las

colas de las explotaciones de terrazas del distrito Bagre – Nechí (Mina Emijom) para la

identificación y aprovechamiento de los posibles recursos minerales no recuperados.

Objetivos

Objetivo General Caracterizar las colas de terrazas aluviales del distrito minero Bagre – Nechí e identificar

tecnologías limpias que permitan el aprovechamiento de los recursos minerales no

recuperados.

Objetivos Específicos

Establecer una caracterización mineral de las colas de terrazas aluviales del distrito minero Bagre – Nechí.

Evaluar los tenores de oro y los contenidos de arenas negras en colas de terrazas aluviales.

Proponer un sistema de recuperación mineral que permita la concentración de los recursos evaluados.

1 Generalidades

La información comprendida en este capítulo fue consultada de los trabajos de

Actualización de la Cartografía Geológica del Distrito Minero El Bagre, Antioquia (Vallejo,

2016), Geomorfología del Valle Bajo del río Nechí (Shelmon, 1964), el Plan de manejo

ambiental de Mineros de Antioquia S.A (Gomez, 1999) e información suministrada por la

empresa Mineros S.A.

1.1 Localización

Las colas de las explotaciones de terrazas estudiadas, se encuentran al noreste del

departamento de Antioquia, en la mina Emijom. Como se ilustra la Figura 1-1 dentro de la

jurisdicción territorial del municipio de Zaragoza, en el corregimiento Buenos Aires -

Palizada, vereda Puerto Jobo.

La mina Emijom con una extensión de 135 hectáreas y título minero R57011C, se

encuentra dentro la mina Jobo (título minero R57011), la cual como proyecto de

contribución social fue donada por la empresa Mineros S.A. a la comunidad de Jobo medio.

A continuación en la Tabla 1-1 se presenta el sistema de coordenadas (Origen Bogotá) y

las distancias medidas de la mina Emijom a los principales sitios de influencias.

Tabla 1-1 Distancias estratégicas del área de estudio.

Lugar Coordenada Este (m) Coordenada Norte (m) Distancia (m)

Mina Emijom 914451 1332203 -

Río Nechí 915816 1331856 1.136

Vía Municipal 914972 1332782 629

Cabecera Municipal El Bagre 919124 1332049 4.455

Cabecera Municipal Zaragoza 913279 1320193 12.146

Generalidades 5

Figura 1-1 Localización del área de estudio (González, 2001).

1.2 Vías de acceso

El acceso a la zona de estudio puede realizarse principalmente a través de tres rutas.

Vía Terrestre: Vía Medellín – Caucasia – Escarralao – Puerto Jobo, distancia aproximada

300 kilómetros y tiempo 8 horas.

Vía Aérea: Vuelo directo Medellín – El Bagre – Vereda Puerto Jobo, Tiempo aproximado

1 hora.

Vía Fluvial: Cabecera municipal El Bagre – Río arriba – Vereda Puerto Jobo.

Aproximadamente 3 kilómetros o cabecera municipal Zaragoza – Rio abajo – Vereda

Puerto Jobo, Aproximadamente 17 kilómetros.

6 CARACTERIZACIÓN Y APROVECHAMIENTO DE RECURSOS MINERALES EN


1.3 Clima

La región presenta un clima húmedo a muy húmedo, con mínimas variaciones en la

temperatura a través del año, la temperatura media se encuentra sobre los 32°c y la

precipitación anual es del orden de 3000 a 4000 mm al año (Vallejo, 2016).

1.4 Fisiografía

El valle del río Nechí exhibe variedad en su relieve y paisaje, encontrándose zonas de

topografía montañosa, ondulada y llana. En las cuencas altas de la cordillera Central por

donde se encausan los ríos Porce y Nechí, el relieve local es alto, encontrándose

elevaciones montañosas muy escarpadas de rocas ígneas. Corriente abajo, en Dos Bocas,

Zaragoza, donde el río Porce desemboca en el río Nechí, el relieve decrece de un sistema

montañoso a un sistema de planicie aluvial hasta llegar a la desembocadura del río Nechí

en el río Cauca, donde se encuentran terrazas que alcanzan alturas aproximadas de 25

metros en cercanía al río. Es de mencionar que partes de estas terrazas han sido

trabajadas a lo largo del tiempo con dragas, retroexcavadoras y monitores hidráulicos,

afectando el relieve de la zona entre Zaragoza y la desembocadura del río Nechí al río

Cauca.

Los paisajes del valle del río Nechí se definen en dos sistemas de unidades, unidades

montañosas y unidades de planicie aluvial; la zona montañosa se encuentra constituida

principalmente por rocas metamórficas e ígneas, ubicadas en la zona oriental montañosa

del El Bagre y los lomeríos disectados entre la desembocadura del Nechí y el río Cauca,

mientras que la unidad de planicie aluvial es localizada al sur y al occidente del El Bagre,

constituida por arenas, gravas y arcillas en formas de terrazas, ciénagas, diques y vegas

(Ibarra, 2012).

1.5 Hidrografía

El valle del río Nechí no solamente es tributado hídricamente por el río Nechí, como se

muestra en la Figura 1-2 existen otros afluentes como las quebradas Villa, Santa Isabel,

Cuturú, Vijagual, San Pedro, Sabalito y los ríos Amacerí, Tigüí, y Cacerí.

Generalidades 7

Figura 1-2 Hidrografía principal del valle del Nechí (González, 2001).

1.6 Geología

Estudios puntuales de la geología regional del valle del río Nechí actualmente no se

reportan, en la bibliografía se encuentran son recopilaciones y correlaciones de estudios

y mapas geológicos regionales del departamento de Antioquia, realizados por el Servicio

Geológico Nacional (1946), INGEOMINAS (1962 al 1988) y González (2001). También se

localizan informes geológicos de zonas relacionadas al valle del Nechí como son los

estudios de la serranía de San Lucas, al oriente del río Nechí, la descripción de la

Geomorfología de los aluviones del río Nechí (Shelmon, 1964) y los informes realizados

por Naranjo-Ruiz (2005) y Ordóñez-Carmona-Montoya y García (2010), en donde

construyen una cartografía geológica regional a escala 1:25.000 del distrito minero Bagre-

Zaragoza y Bagre-Nechí.



1.6.1 Geología Regional

Naranjo y Ruiz en su cartografía del distrito Bagre-Zaragoza describen dos unidades

geológicas dominantes, Una unidad metamórfica que aflora en la región de La Angostura

(La Solita) y una unidad ígnea que aflora en el resto del distrito.

Ordóñez en su cartografía presenta dos unidades litológicas principales, Una unidad ígnea

compuesta por un cuerpo cuarzo diorítico, el cual conforma la mayor parte del distrito y

una unidad metamórfica constituida por cuerpos de milonitas, migmatitas y cuarcitas.

El área de influencia de la cuenca del río Nechí son aproximadamente 1.200 Km2, en

donde el 60% de esta se encuentra conformada por rocas Metamórficas del Paleozóico, el

30% por rocas Ígneas del Mesozóico y el 10% por las unidades sedimentaria del Terciario

y Cuaternario (Arenas del Nechí Ltda, 1998).

1.6.1.1 Gneises Precámbricos y Anfibolitas (Pensl)

Al este del valle del Nechí, Gneises Cuarzo-feldespáticos del Precámbrico de San Lucas

aparecen expuesto en un cuerpo alargado que se extiende aproximadamente unos 50

kilómetros por el lado oriental de la falla regional Otú-Pericos, donde las rocas han sido

afectadas por el metamorfismo de facies granulitas y tienen correlación con los granulitos

de la Sierra Nevada de Santa Marta (González, 2001).

1.6.1.2 Complejo Paleozoico de Cajamarca (Pznf)

Hacia el este y oeste del río Nechí aparecen rocas metamórficas representadas por

gneises cuarzo-feldespáticos (Pnzf), que tienen estructuras variables de esquistos gnéisico

y migmatítico, ligados al oriente de la falla Otú y al oeste de la falla San Jerónimo. Este

complejo está compuesto por rocas metasedimentarias como cuarcitas, esquistos silíceos

y básicos ricos en aluminio, con algunos cuerpos calcáreos que se formaron durante el

Bajo Paleozóico y han experimentado varios eventos metamórficos (González, 2001).

Generalidades 9

1.6.1.3 Batolito Mesozóico de Segovia (Jdse)

Las dioritas que componen el Batolito de Segovia yacen al este del río Nechí en contacto

fallado (Falla El Bagre) con los Gneises de San Lucas al este y en contacto intrusivo con

el Complejo de Cajamarca al oeste. El Batolito se alarga en sentido norte – sur,

coincidiendo con la estructura tectónica regional y se extiende aproximadamente por 270

Km alcanzando una anchura de aproximada de 50 Km (Gonzáles & Londoño, 2002).

1.6.1.4 Formación Cenozóica Caucasia (Ngca)

Al oeste de la llanura de inundación del río Nechí se presenta la formación Caucasia,

representada por conglomerados débilmente consolidados compuestos por gravas, cantos

rodados de rocas metamórficas y cuarzos lechosos, empotrados en una matriz arcillosa de

arena (González, 2001).

1.6.1.5 Formación Tarazá (Ngt)

Esta unidad geológica junto a los conglomerados de Caucasia se extiende desde el

municipio de Zaragoza por todo el occidente de la llanura de inundación del río Nechí hasta

el río Cauca, donde la llanura aluvial se amplía. Las rocas de la formación Tarazá son

areniscas amarillas débilmente consolidadas y conglomerados compuestos por gravas

ricas en cuarzo lechoso (González, 2001).

1.6.1.6 Aluvión Cuaternario (Qal)

El aluvión del cuaternario es un aluvión ligeramente consolidado conformado por cuatro

unidades de rocas, siendo la más antigua el esquisto que aflora en Dos Bocas y La

Angostura, el cual es la fuente principal de oro para el aluvión y es la roca base que bordea

el valle del río Nechí. Luego se encuentran las unidades de sedimentos de edad terciaria

(arenas fluviales de grano fino), el Pedimento de gravas (constituidas de Cuarcitas y

anfibolitas) y las Terrazas de edades más jóvenes constituidas de Cuarcitas, anfibolitas y

rocas metamórficas (Lamus C. M., 2005).



1.6.1.7 Depósitos Terciarios

Los depósitos terciarios se caracterizan por ser terrazas subyacentes y canales modernos

constituidos por gravas, arenas y limos. Estos sedimentos fueron resultado de un sistema

de drenaje del Batolito Antiqueño.

En el valle del río Nechí los sedimentos terciarios junto a los depósitos diseminados de las

rocas esquistosas subyacentes forman el basamento regional, sirviendo como base a las

terrazas altas del río Nechí en Zaragoza y en las terrazas más bajas en Cuturú (Sedimentos

Cuaternarios).

1.6.2 Geología Local

Como ilustra la Figura 1-3, la zona de estudio está caracterizada por la unidad geológica

de la Formación Tarazá (Ngt) y las terrazas bajas del Cuaternario (Qal).

Las terrazas fueron depositadas por el río Nechí y demás tributantes, las cuales se

conforman principalmente por gravas auríferas, en espesores variables que se encajan en

la planicie aluvial (Shelmon, 1964), sin embargo partes de estas terrazas han sido

trabajadas con retroexcavadoras, volquetas y elevadoras, afectando el relieve de la zona.

Figura 1-3 Geología del valle del Nechí (Vallejo, 2016).

2 Marco Teórico

A partir de 1978, cuando los precios del oro comenzaron a subir, se comenzó la explotación

de las terrazas que bordean el río Nechí y sus afluentes, con retroexcavadoras y volquetas

y el canalón como equipo de beneficio. La bonanza duró más de 20 años, donde se

alcanzaron a trabajar terrazas en un trayecto de más de 100 kilómetros a lo largo del río

Nechí y sus afluentes. Mucha parte de las colas de la minería fueron arrastradas por las

corrientes, pero la mayor parte permanecen al descubierto como residuos de las

explotaciones mineras desarrolladas en la cuenca del río Nechí (Cadavid, 2015).

Conforme a los análisis encontrados en la literatura, en las colas de placeres comúnmente

se pierden tamaños de granos de oro de alrededor de 170 µm (Downes, 2012), asociados

a mercurio, amalgamas y arenas negras por la inapropiada evaluación de los terrenos a

explotar y las bajas recuperaciones de los valores encontrados.

La recuperación de los valores botados han ocasionados que emergentes comunidades

mineras destruyan y contaminen los ecosistemas, donde el mercurio como técnica de

recuperación ha contribuido al envenena de la fauna y la destrucción de la flora.

La minería ha provocado cambios en la morfología de los suelos, exponiendo extensiones

de material estéril que ha reducido el desarrollo de actividades económicas como la

agricultura y la ganadería, afectando el bienestar de las comunidades por el aparente

agotamiento de los recursos; Las comunidades por su parte han recurrido al barequeo y al

retratamiento de las colas como actividades productivas para obtener el sustento diario,

las cuales fomentan la informalidad y agravan la problemática de sostenibilidad

presentada, al alterar las fuentes hídricas, al utilizar mercurio y al generar cambios en el

microclima por la erosión y eliminación de la fauna y la flora, sin embargo los suelos

degradados se pueden recuperar con tecnologías simples y limpias, pero antes, es preciso

extraerles el oro libre, el mercurio, las amalgamas y las arenas pesadas que todas las



explotaciones mineras han producido durante el proceso de beneficio del oro, porque no

es razonable que las arenas negras se pierdan en el proceso final del beneficio mineral,

luego de haber invertido los mismos recursos económicos para los procesos de

clasificación, concentración y recuperación mineral, sabiendo que se tienen en cantidades

suficientes para su aprovechamiento (Cadavid, 2015).

Las colas representan la fracción pobre en elementos de interés proveniente de un proceso

de concentración, su constitución física y mineral obedece a la naturaleza de la roca fuente

de mineralización, a los efectos de meteorización, a la depositación mineral y a las

características de los procesos de concentración (U-Cursos, 2015), donde los elementos

de interés generalmente se pierden por tamaño de grano y asociación mineral.

La separación de minerales de acuerdo a su densidad relativa es una de las técnicas de

procesamiento de minerales más antiguas y económica que existe para la recuperación de

los depósitos aluviales, marginales y el retratamiento de colas, los cuales dependiendo de

la técnica de concentración utilizada pueden recuperar tamaños de partículas de oro hasta

50 µm (Royal IHC, 2016). La industria minera generalmente emplea los procesos de

concentración gravimétricos, centrífugos y de flotación por la poca contaminación que

generan, los bajos costos de producción y las altas eficiencias de recuperación, donde los

equipos comúnmente utilizados son el Jig, las mesas vibratorias, el Knelson, el Falcon y

las celdas de flotación.

El interés de este estudio es mostrar que es viable recuperar las tierras degradadas por

las explotaciones realizadas, haciendo minería responsable y sustentable. De acuerdo a

los resultados y al apoyo de las instituciones, se haría una recuperación integral de

aquellos terrenos que hoy en día se constituyen como un inmenso pasivo ambiental y

social. En lo posible, se recuperaría el oro libre, el posible oro encapsulado en las arenas,

el oro microscópico, las arenas negras o pesadas ricas en minerales industriales, las

amalgamas, el mercurio botado y lo más importante, la recuperación de las tierras y la

dinamización de las pequeñas economías, con proyectos productivos para bien de las

comunidades. Aunque el alcance de este trabajo no cubre todos los aspectos necesarios

para llevar a cabo el desarrollo del proyecto, por lo menos dejará enseñanzas muy certeras

sobre su viabilidad económica, ambiental y social con los resultados obtenidos a la fecha.

3 Metodología

En éste capítulo se describen los procedimientos realizados en campo para la selección

de la zona de estudio, el reconocimiento del área y la toma de muestras necesarias para

la caracterización y evaluación de los recursos minerales contenidos en las colas de las

explotaciones de terrazas estudiadas.

3.1 Selección de la zona de estudio

Para la selección de la zona de estudio se tuvieron en cuenta parámetros como la cercanía

con las cabeceras municipales y la empresa Mineros S.A, las vías de accesos, las buenas

relaciones con las comunidades y el tema de orden público.

El distrito Bagre – Nechí contempla los territorios de los municipios de Caucasia, Zaragoza,

El Bagre y Nechí; como posibles zonas de estudio se identificaron las colas de la mina el

Doblón ubicada en el corregimiento de Cuturú (municipio de Caucasia), las colas

trabajadas por la Pato Consolidated Gold Dredging en el corregimiento de Pato (municipio

de Zaragoza) y las colas de la mina Emijom perteneciente al corregimiento de Palizada

(municipio de Zaragoza) Ver Figura 3-1.



Figura 3-1 Localizaciones de posibles zonas de estudio

El día 2 de Noviembre del 2015 se realizó un reconocimiento de campo consistente en la

toma de las coordenadas de posicionamiento de las colas de terrazas perteneciente a la

mina Emijom, en donde se identificaron montículos de colas parcialmente consolidadas

con bajas pendientes, presentando cercanía con la cabecera municipal El Bagre y facilidad

de transporte de personal, herramientas y maquinaria. Además aprovechando las buenas

relaciones de la comunidad de Jobo medio con la empresa Mineros S.A y el apoyo

brindado, se decidió seleccionar las colas de las explotaciones de terrazas de la mina

Emijom como la zona de estudio.

3.2 Topografía

Por medio de la utilización de una Estación Total Leica Tc 405 se realizó un levantamiento

topográfico de la zona de estudio, con el objeto de conocer el relieve y los accidentes

topográficos a los cuales se distribuirían los apiques y las perforaciones.

Metodología 15

Figura 3-2 Topografía de la zona de estudio.

Como se muestra en la Figura 3-2 y la Figura 3-3, se identificó un relieve quebrado y

escarpado (tolva), constituido principalmente por gravas, arenas y limos como productos

de las explotaciones mineras desarrolladas en las terrazas con retroexcavadoras y

volquetas, las cuales transportaban todo el material al único sitio donde se lavaba.

Figura 3-3 Colas de terrazas (Tolva).



Las colas de las terrazas se localizan asociadas principalmente a la planicie aluvial del río

Nechí y sus afluentes, las cuales conforman la mayor parte del paisaje de la mina Emijom,

en donde se identifica como única zona no explotada un bajo de aproximadamente 20

hectáreas, el cual fue explorado en 1949 por la empresa Pato Consolidated Gold Dredging,

pero no explotada dado a la planeación de la empresa.

3.3 Muestreo y Tratamiento de muestras

Con el levantamiento topográfico realizado en la zona de estudio, se definió

estratégicamente la realización de 10 apiques y 12 perforaciones, las cuales aportarían el

volumen de material necesario para la caracterización de las colas seleccionadas.

La metodología de muestreo es tomada del libro Manual de Exploración y Evaluación de

aluviones del Ingeniero Rodrigo Cadavid Mejía (1998).

3.3.1 Apiques

Inicialmente para la construcción de los apiques una retroexcavadora marca Deere 120C

procedió con la remoción de los primeros cinco metros de material de cola, los cuales se

encontraban poco consolidados por efecto de la erosión del suelo. Una vez profundizados

los primeros cinco metros, se prosiguió con el ensanche del apique para que la

retroexcavadora pudiera acceder a esté y así continuar con su profundización.

Previo a la introducción de la retroexcavadora en el apique, en los primeros cinco metros

profundizados, se seleccionaron tres paredes de las cuales se tomaron muestras por

medio de la construcción de canales con sentidos de arriba para abajo.

Posterior a la recolección de las primeras muestras, la retroexcavadora accedió hasta la

mitad del apique, en donde a partir de esta plaza continuó con la profundización hasta

llegar a los últimos cinco metros o hasta donde el nivel freático lo permitiera para tomar las

ultimas muestras.

Como ilustra la Figura 3-4, la construcción de los apiques estuvo determinada por la

topografía del terreno, la mecánica del suelo y las profundidades del nivel freático, los

cuales delimitaron las dimensiones de cada apique.

Metodología 17

Figura 3-4 Construcción de apiques: (a) Medición y (b) Toma de muestras.

(a) (b)

A continuación se presenta el procedimiento realizado para la toma y tratamiento de las

muestras en los apiques (Cadavid, 1998).

1. Se identifican las paredes a muestrear.

2. Se procede a recolectar un volumen representativo de cada pared que conforma el apique, haciendo un canal de 30 centímetros de ancho y 10 centímetros de profundidad.

3. Cuando se toman las muestras, las rocas entre 5 y 10 centímetros son medidas (cubicadas) y luego lavadas dentro del recipiente donde se tiene la muestra, para posteriormente botarlas. Si son mayores a 10 centímetros, se botan desde el frente y se estima su tamaño y cantidad para calcular el porcentaje de ellas.

4. Para lavar en batea siempre se debe tamizar el material a menos 1/8”, para mayor facilidad y menor posibilidad de botar los valores con los movimientos de la batea.

5. El material mayor a 1/8”, se acumula para al final hacer un tamizado de gravas por tamices (3/8” o ½”, 1” y 2”), en donde a todos se les mide el volumen y se calcula el porcentaje por volumen.



6. Se comienza la concentración en batea, garantizando que en este proceso, no se vaya a perder material de tamaño arena.

7. Se procede con el “corte de la muestra”, en este paso, se garantizará que el material arenoso separado, sea almacenado en un recipiente, para luego ser “repasado”, este procedimiento se realiza hasta que se encuentren los primeros granos de oro.

8. Una vez separados los granos de oro de mayor tamaño, se apartan de la muestra, contándolos, pesándolos y comparándolos con la tabla de colores (Ver Anexo A), de esta manera se determinará la cantidad de oro existente.

9. Para los granos de oro con tamaños pequeños, se repasan las arenas anteriormente almacenadas, se concentran nuevamente y se separan los granos más finos, manualmente utilizando una lupa, para aumentar su tamaño al ojo humano, luego, se comparan, se cuentan y se estiman sus pesos con la tabla de colores.

En la se presentan Tabla 3-1 se muestran las características de los apiques y las muestras

tomadas.

Tabla 3-1 Dimensiones y volúmenes de apiques.

Apique Talud Canales Dimensiones (m) Volumen de muestra (Litros)

A1 T1 4

5 x 8 x 9 240 T2 4

A2 T1 4

6 x 7 x 8 270 T2 5

A3 T1 4

6 x 7 x 10 240 T2 4

A4 T1 4

5 x 6 x 10 210 T2 3

A5 T1 5 4 x 4 x 5 150

A6 T1 3

5 x 6 x 7 90 T2 3

A7 T1 4

6 x 6 x 8 270 T2 5

A8 T1 4

6 x 7 x 8 270 T2 5

A9 T1 5 7 x 7 x 5 150

A10 T1 5 6 x 7 x 5 150

Metodología 19

3.3.2 Perforaciones

Para la realización de las perforaciones se utilizó un taladro Fairbanks semimecanizado,

es decir, taladro de operación mecánica, pero su desplazamiento se hace generalmente

jalándolo o remolcándolo, es fácil de operar, armar y desarmar, el cual con una tubería de

4”, 4½” o 5” puede alcanzar profundidades hasta de 60 metros, en rendimientos de 6 a 7

metros/10 horas (Cadavid, 1998).

Figura 3-5 Taladro Fairbanks semimecanizado.

A continuación se presenta el procedimiento seguido para la toma y tratamiento de las

muestras en las perforaciones.

El primer paso es proveer un corazón o muestra de grava, la cual se obtiene por

conducción o introducción de la tubería en el terreno por medio de golpes del cuadrante o

bloque impulsor, en el segundo paso, se prepara el corazón para ser removido de adentro

de la tubería. Esto, se logra por golpes generados sobre el corazón con el cincel de la barra

y la añadidura de agua.



Posterior a la disgregación del corazón, se extrae todo el material que haya adentro de la

tubería y se recibe en el canalón, en donde a través de la caja de medida de volúmenes

se chequea la cantidad de material que se está extrayendo del avance, el cual debe

corresponder, únicamente, al que entró en la tubería en el momento de la penetración.

Finalmente después de medido el volumen de muestra recuperado, sigue el proceso de

lavada, que consiste en tamizar el material por malla de 1/8", donde el pasante se lava en

batea para recuperar el mineral valioso. El material mayor a 1/8" se acumula para

clasificarlo al final de la perforación en tamices de 2", 1", 1/2" y 3/8". El capataz clasifica y

cuenta las pintas o “colores” recuperados en cada avance; estima su peso según la tabla

de “colores” y anota los resultados en el registro de campo (LOG).

Figura 3-6 Tamizaje y Lavado de muestras de taladro (a) Lavado, (b) Cateo.

(a) (b)

En la zona de estudio se realizaron 12 perforaciones, las cuales se distribuyeron en nueve

perforaciones en las colas de terrazas y tres redrilling en el bajo. Las perforaciones o

redrilling se hicieron con la finalidad de corroborar la no explotación del terreno y confrontar

parte de la exploración realizada en 1949 por la empresa Pato Consolidated Gold

Dredging.

Como muestra la Figura 3-7 y la Tabla 3-2, las perforaciones (Verde) fueron distribuidas

entre los espacios de los apiques (Rojo), en distancias una de la otra no mayores a 50

metros para reducir la erraticidad de la distribución de los posibles valores de las colas.

Metodología 21

Figura 3-7 Distribución de apiques y perforaciones en colas (Autocad 2015).

Tabla 3-2 Apiques en colas de terrazas.

Nombre Coordenadas (m)

APIQUE 1 914417 1332123

APIQUE 2 914467 1332126

APIQUE 3 914526 1332189

APIQUE 4 914503 1332228

APIQUE 5 914444 1332233

APIQUE 6 914473 1332199

APIQUE 7 914427 1332199

APIQUE 8 914391 1332168

APIQUE 9 914438 1332155

APIQUE 10 914487 1332166

En la Figura 3-8 y Figura 3-9 se presentan las exploraciones realizadas en la zona de

estudio más la información encontrada en los archivos de la empresa Mineros S.A, donde

los números de color rojo representan los apiques, los verdes las perforaciones realizadas

en las colas de las terrazas y los naranjas las perforaciones encontradas en los archivos.



Figura 3-8 Perforaciones realizadas en colas de terrazas.

A continuación en la Tabla 3-3 y Tabla 3-4 se presentan las ubicaciones de las

perforaciones.

Tabla 3-3 Perforaciones en colas de terrazas.

Nombre Coordenadas (m)

POZO 1 914463 1332105

POZO 2 914468 1332142

POZO 3 914514 1332139

POZO 4 914452 1332239

POZO 5 914492 1332216

POZO 6 914500 1332177

POZO 7 914589 1332013

POZO 8 914616 1331962

POZO 9 914502 1331953

POZO 10 914467 1332191

POZO 11 914418 1332180

POZO 12 914424 1332141

Metodología 23

Figura 3-9 Áreas dragadas en cercanías de la zona de estudio.

Tabla 3-4 Perforaciones realizadas en 1949 (Mineros S.A, 1949).

Nombre Coordenadas (m) Profundidad (m) Tenor (mg/m3)

POZO 1 914591 1332328 16 141

POZO 2 914651 1332328 9 198

POZO 3 914621 1332418 13,3 82

POZO 4 914561 1332488 9,6 666

POZO 5 914751 1332418 7 146

POZO 6 914771 1332328 9,3 193

POZO 7 914581 1332228 13,1 201

POZO 8 914651 1332228 8,1 49

POZO 9 914701 1332228 8.3 439

POZO 10 914581 1332158 15,6 464

POZO 11 914831 1332148 12 239

POZO 12 914881 1332088 12 33

POZO 13 914451 1331988 16 155

POZO 14 914571 1331988 10 112

POZO 15 914701 1331978 10,3 185

POZO 16 914821 1331968 10,3 53

POZO 17 914629 1332291 12 112

POZO 18 914372 1332625 11 323



3.4 Caracterización Mineral

Las arenas negras recolectadas de los apiques fueron homogenizadas y cuarteadas para

disponer de una muestra de 4000 g, la cual por medio de la utilización de un imán de mano

de neodimio, se clasificó dependiendo la asociación magnética (Paty, 1999).

- Ferromagnético: materiales con altas fuerzas de atracción hacia un campo magnético

aplicado.

- Paramagnético: materiales con bajas fuerzas de atracción hacia un campo magnético

aplicado.

- Diamagnético: materiales que presentan fuerzas de repulsión hacia un campo

magnético aplicado.

- No magnético: materiales que no ejercen fuerzas de atracción ni repulsión hacia un

campo magnético aplicado.

3.5 Técnicas de Caracterización Mineral

Para el estudio de los minerales de las arenas negras, se utilizaron las técnicas de

caracterización mineral como Microscopio óptico de luz refleja, Difracción de rayos X (DRX)

y Microscopio electrónico de Barrido (SEM/EDS), las cuales permitieron con mayor certeza

identificar y caracterizar los minerales presentes.

3.5.1 Microscopio óptico de Luz reflejada y Lupa Binocular

El microscopio óptico y la lupa binocular se utilizaron como herramientas fundamentales

para la identificación de las características ópticas y mineralógicas de las menas, las

texturas y las fases minerales presentes en las colas de las terrazas; información

importante para los procesos de explotación y recuperación mineral.

En el laboratorio de carbones de la universidad Nacional de Colombia sede Medellín, se

llevaron a cabo los análisis petrográfico de las muestras, mediante la utilización de un

microscopio óptico de luz reflejada marca Leitzy y una Lupa Binocular marca Leica en

combinación de diferentes objetivos oculares.

Metodología 25

3.5.2 Microscopio electrónico de Barrido (SEM)

El microscopio electrónico de barrido es una técnica de caracterización mineral que se

fundamenta en la producción de un haz de electrones que recorre toda la superficie de una

muestra por medio de la utilización de bobinas deflectoras. La intensidad electrónica

reflejada se mide y se muestra en una pantalla de rayos catódicos para la creación de una

imagen (Oxford, 2000).

Esta técnica permite el análisis morfológico y estructural de los materiales sólidos, la

identificación de fases minerales y sus propiedades (Textura, forma, espesor, etc), en

donde al estar integrado a un espectrómetro de energía dispersiva (EDS) y un software de

estequiometria química permite conocer la composición elemental y determinar las familias

de los óxidos a los cuales se conforman los materiales (Cecoltec, 2016).

Figura 3-10 Microscopio electrónico de barrido Phenom XL (Cecoltec, 2016).

El equipo utilizado para la caracterización mineral de las colas fue un Phenom XL del

Centro colombiano de tecnología (Cecoltec), el cual a través de pines de aluminio

recubrimientos con carbón permitió el análisis superficial de los minerales a una resolución

de imagen hasta 2048 x 2048 pixel.



3.5.3 Difracción de rayos X (DRX)

La Difracción de rayos X es una técnica caracterizada por la incidencia y difracción de una

radiación electromagnética sobre un material cristalino. La difracción como resultado de la

interacción de los rayos x con la disposición atómica de cada mineral contiene información

sobre el posicionamiento y los tipos de átomo encontrados, siempre y cuando se cumpla

la Ley de Bragg (nλ = 2d sen ɵ), la cual relaciona la longitud de onda de los rayos-X (λ) y

la distancia interatómica (d) con el ángulo (ɵ) de incidencia del haz difractado (SCAI, 2016).

Cada mineral genera un patrón de difracción diferente, permitiendo identificar y cuantificar

las fases minerales presentadas en las muestras.

El equipo utilizado correspondió a un Difractómetro de Rayos X (DRX) XPert PANalytical

Empyrean Serie II - Alpha1, Modelo 2012, perteneciente al grupo de investigación

Catalizadores y Absorbentes de la universidad de Antioquia, el cual permitió un análisis

semicuantitativo desde un ángulo de 5° hasta un ángulo de 2ɵ de 60°. Para el análisis de

los resultados se utilizó el Software High Score Plus, el cual permitió la identificación y

cuantificación de las fases cristalinas presentes.

Figura 3-11 Difractómetro de Rayos X, XPert PANalytical (UdeA, 2016).

4 Resultados

Este capítulo está orientado a presentar los recursos probados e indicados en las colas de

las terrazas, junto a los resultados de la caracterización mineral desarrollada mediante la

aplicación de las técnicas de Lupa Binocular, Microscopia de luz reflejada, Microscopia

electrónica de barrido (SEM) y la Difracción de rayos X (DRX).

4.1 Recursos Probados

Los recursos probados son una porción de minerales de interés económico para el cual el

tonelaje, la densidad, la forma, la ley y las propiedades físicas y químicas, pueden ser

estimados con un alto nivel de confianza, respaldados por una detallada y confiable

información de exploración, muestreo y ensayos. (Codelco, 2013).

Los tenores de oro y arenas negras evaluados en las colas de terrazas fueron estimados

por medio de la construcción de 10 apiques y 12 perforaciones, los cuales fueron

distribuidos a distancia no mayores a 50 m uno del otro, con fin de tener mayor certeza en

la estimación de los tenores por tratarse de recursos explotados.

A continuación en la Tabla 4-1 y Tabla 4-2 se presentan los tenores promedios de oro libre

y arenas negras calculados del tamizaje y lavado de las muestras obtenidas de los apiques

y las perforaciones, donde los colores identificados (tamaños) oscilan entre 75 y 200

micras. En el anexo A1 se entregan los registros de campos (LOG) de los apiques y las

perforaciones.



Tabla 4-1Tenores de oro y arenas negras en apiques.

Apique

Colores (#) Peso oro

(mg)

Peso Arena

negra (g)

Volumen (m3)

Tenor Oro

(mg/m3)

Tenor Arena negra (g/m3)

1 2 3 4 >4

1 0 0 1 133 564 20,28 778,8 0,24 84,5 3.245

2 0 1 6 156 544 16,15 661,1 0,27 59,8 2.448

3 0 0 2 70 288 4,78 544,4 0,24 19,9 2.268

4 0 9 14 76 254 5,54 552,9 0,21 26,4 2.632

5 0 0 12 63 136 2,89 112,6 0,09 32,1 1.251

6 0 0 3 127 842 11,88 390,4 0,21 56,6 1.859

7 0 0 8 79 624 79,44 751,4 0,27 294,2 2.783

8 0 0 6 166 1647 18,08 642,9 0,27 67,0 2.381

9 0 0 7 138 173 5,41 387,2 0,15 36,1 2.581

10 0 0 6 214 2504 84,374 407,1 0,15 562,5 2.714

Tabla 4-2 Tenores promedios de oro libre y arenas negras en pozos de perforaciones.

Pozo Profundidad

(m) Capa rica (m)

Tenor Oro (mg/m3)

Tenor Arenas negras (g/m3)

1 13.20 12.60 483 4.809

2 15.30 14.40 93 3.685

3 9 5.70 51 2.347

4 9.30 8.40 154 2.476

5 15.60 15 37 3.221

6 15 10.80 48 2.364

7 15.20 11.70 277 837

8 15 12 318 160

9 15.30 12.90 563 864

10 10.20 7.20 71 2.356

11 21.30 17.10 48 3.016

12 15.60 11.40 32 1.094

Los pozos 7, 8 y 9 de la Tabla 4-2 corresponden a las perforaciones realizadas en el bajo

contiguo a la zona de estudio, con el fin de corroborar la no explotación y confrontar parte

de la exploración realizada en 1949 por la empresa Pato Consolidated Gold Dredging, los

cuales satisfactoriamente evidenciaron la disponibilidad de un recurso no aprovechado.

Resultados 29

Para mayor certeza de los recursos probados en las colas de las explotaciones de terrazas,

se confrontó la información obtenida de la exploración de los apiques con la información

obtenida de las perforaciones, además para el tratamiento de los datos pertenecientes a

los apiques y las perforaciones, se utilizó un programa licenciado llamado Polycad, el cual

a través del cálculo y la modelación de datos como tenores, profundidad, coordenadas de

posicionamiento y áreas permitió la estimación de los recursos caracterizados.

Es importante aclarar que para evitar distorsión de los resultados obtenidos en las

reservas, se tiene definida una metodología basada en estadística descriptiva que tiene en

cuenta como factores determinantes de tratamiento la media de los datos analizados y la

desviación estándar, entiéndase como desviación estándar el rango de variación entre los

datos analizados y la media de todos estos. Finalmente todo valor que sobrepase la media

más una desviación estándar (σ = 68,5 %), se lleva a la media más una desviación

estándar.

El método geométrico utilizado para el cálculo de las reservas corresponde al de los

polígonos, el procedimiento para hacer los cálculos, es el siguiente (Cadavid, 1998):

1. En una hoja, se listan todos los pozos, (coordenadas o números) de la zona a

evaluar.

2. Planimetrar el área de cada polígono o fracción de polígono, dentro del área

anterior. Esto se llamará “Factor de Área” o “Área Unidades de Planímetro”; se

designa con la letra “F”. Para futuros chequeos, las lecturas de planímetro de cada

polígono o fracción de éste, se dejan anotadas a lápiz en el plano.

3. Listar las profundidades de cálculo de cada uno de los pozos, al frente de cada

uno de ellos. Esto se llamará “D”.

4. Multiplicar “F” x “D”; esto dará “M” y se llama “Factor de Volumen” o “Volumen

Unidades de Planímetro”.

5. Listar los tenores de los pozos, al frente de ellos; esto se llamará “T”.

6. Multiplicar “M” x “T”.

7. Hacer la sumatoria de las columnas “F”, “M” y “M” x “T”.

8. Calcular la profundidad promedia, dividiendo el total de “M” por el total de “F”.



9. Calcular el tenor promedio, dividiendo el total de “M x T” por “M”.

10. Con la escala del plano y el tipo de planímetro usado, se tiene el Factor de Área.

Este Factor, se multiplica por el total de “F”, para hallar el área total del bloque de

reservas.

11. Multiplicando el mismo Factor anterior por el total de “M” nos dará el volumen del

bloque de reservas.

12. El mismo Factor, multiplicado por el total de “M x T”, nos dará la cantidad de oro

bruto que habrá en el bloque de reservas.

Este método se aplica tanto en exploración de valles amplios, como de terrazas, donde se

hagan redes regulares o irregulares de muestreos. Las redes regulares pueden ser

triangulares, hexágonos, cuadradas o rectangulares y sus áreas de influencia pueden dar

polígonos cuadrados, rectángulos o triángulos. Las redes irregulares pueden formar

polígonos irregulares, trapecios o triángulos.

A continuación en la Figura 4-1 y Figura 4-2 se presentan los resultados del procesamiento

de la información de los apiques y las perforaciones.

Figura 4-1 Recursos probados en apiques y perforaciones en polycad.

Resultados 31

Figura 4-2 Resultados exploración de apiques y pozos de perforación.

Las figuras muestran que para un área de 18.973 m2, los apiques estiman 16,6 Kilos de

oro y 328.794 Kilos de arenas negras, contenidos en un volumen de 136.079 m3 de cola,

mientras que para las perforaciones se estiman 17,3 kilos de oro y 511.553 kilos de arenas

negras en un volumen de 225.445 m3 de colas.

También se identificó que de cada 6 muestras procesadas 2 contenían mercurio

(amalgamas), donde estas fueron pesadas y limpiadas (ácido nítrico diluido) para estimar

un promedio aproximado de mercurio contenido en cola de 700 mg/m3 (Ver Figura 4-3).

Figura 4-3 Partícula de oro amalgamada.



Asumiendo la no explotación del bajo y la disponibilidad de los tenores encontrados en los

archivos de la empresa Mineros S.A, en la Figura 4-4 se presentan los recursos indicados.

Figura 4-4 Modelación de datos en pozos de perforación 1949 (Mineros S.A, 1949).

La figura establece que para un área de 171.326 m2, se estiman aproximadamente 263,4

Kilos de oro y 417 toneladas de arenas negras, contenidos en un volumen de 1.838.013

m3 de material aluvial.

A pesar de las desigualdades en las técnicas de exploración desarolladas (Apiques y

perforaciones), los recursos evaluados presentan similitud en cuanto a la cantidad de oro

estimado, evidenciando un desaprovechamiento mineral causado por la minería de oro.

Los fundamentos para que las perforaciones presenten mayores contenidos de oro con

respecto a los apiques, se debe principalmente a las condiciones de la profundidad de las

exploraciones, al volumen de material evaluado y al diametro de la tuberia de la perforación

utilizada, sin embargo teniendo en cuenta el espaciamiento entre las exploraciones y el

correcto procesamiento de las muestras (Tamizaje, lavado y conteo de coloros) se

establece un alto nivel de confianza en la estimación de los recursos medidos.

El bajo contiguo a la zona de estudio se presenta como un proyecto a largo plazo

interesante, el cual demanda mayor exploración para corroborar y garantizar los tenores

evaluados en 1949 por la empresa Pato Consolidated Gold Dredging LTD.

Resultados 33

4.2 Arenas blancas y negras

Los residuos de la concentración de las arenas negras durante el proceso de lavada son

llamados arenas blancas, las cuales al igual que las arenas negras se repasaron

(eliminación de oro visible) y se les realizaron una serie de ensayos al fuego para

determinar cantidad de oro libre muy fino o posible oro encapsulado. Los análisis se

realizaron en el laboratorio Actlasbs Colombia con límites de detección hasta 0,005 ppm

para el oro y 0,1 ppm para la plata.

A continuación en la Tabla 4-3 se presentan los resultados de las muestras seleccionadas.

Tabla 4-3 Ensayos al fuego realizados a arenas negras y blancas.

Tipo de Muestra Nombre de la Muestra Au (ppm) Ag (ppm)

Arena Negra Apique 1 0,72 < 0.1



Arena Blanca Apique 3 0,032 < 0.1



La Tabla 4-3 evidencia la presencia de oro libre muy fino o posible oro encapsulado en las

arenas blancas y negras, el cual teniendo en cuenta los volúmenes de arenas definidos

caracteriza un recurso mineral aprovechable.

4.3 Caracterización Mineral

La caracterización mineral a través de un conjunto de técnicas permite la identificación de

minerales de interés económico y gangas, los cuales pueden llegar a ser aprovechados si

cumplen con los requerimientos de la industria que los demande.

Por medio del DRX y los análisis de datos (Salinas, 2015), en la muestra de arenas negras

tomada (4000 g) se identificaron los siguientes minerales junto a sus proporciones:

Magnetita (Fe3O4), Titanomagnetita (Fe2+ (Fe3+, Ti)2O4), Ilmenita (FeTiO3), Leucoxenos,

Rutilo (TiO2), Monacita ((Ce, La, Nd, Th) [PO]4), Circón (ZrSiO4), Andalucita (Al2SiO4) y

Cuarzo (SiO2). Ver Tabla 4-49



Tabla 4-4 Estimación de las proporciones minerales caracterizadas.

Mineral % en peso

Magnetita 8,2

Titanomágnetita 1,5

Ilmenita 20,3

Leucoxeno 48,7

Monacita 1,1

Rutilo 2,2

Zircón 8,2

Andalucita 0,4

Cuarzo 9,4

TOTAL 100.0

A continuación en la Figura 4-5 y Figura 4-6 se presentan los difractogramas y las

proporciones relativas asociadas a las variaciones de las intensidades de los picos que

presentan los minerales de las muestras analizadas.

Figura 4-5 Difractograma de rayos X de la muestra Magnética.

En relación con las intensidades de los picos del difractograma de la Figura 4-5, se logran

identificar como fases minerales más abundantes la Magnetita e Ilmenita, seguido en

menor proporción con Rutilo, Cromita y Circón.

Resultados 35

Figura 4-6 Difractograma de rayos X de la muestra no Magnética.

En el difractograma de la fracción no magnética, se identifican como fases minerales más

abundantes la ilmenita y el cuarzo, seguido en menor proporción el Circón, Rutilo, Monacita

y Magnetita.

De acuerdo al tenor de arenas negras y a la proporción de minerales definidos, se calculan

las siguientes cantidades de minerales:

Tabla 4-5 Determinación de las cantidades de minerales en las arenas negras.

Mineral Cantidad (kg)

Magnetita 26.961

Titanomágnetita 4.931

Ilmenita 66.745

Leucoxeno 160.122

Monacita 3.616

Rutilo 7.233

Circón 26.961

Andalucita 1.315

La Tabla 4-5 presenta cantidades interesantes de minerales industriales, en los cuales se

identifican variedades de menas de Fe y TiO2, como son la Magnetita, Titanomagnetita,

Ilmenita, Leucoxenos y Rutilo.



A continuación por medio del SEM (EDS) se caracteriza la mineralogía anteriormente

mencionada, analizando principalmente las familias de los óxidos presentes para

determinar el interés económico de los minerales.

La información de las propiedades específicas de los minerales es citada del manual Heavy

Minerals of economic importance del instituto federal de Geociencias y Recursos Naturales

(BGR) de Londres (2010).

4.3.1 Magnetita

Formula: Fe3O4

Química: 72,36% Fe 27,54% O

Densidad: 5,16 g/cm3

Dureza Mohs: 5 1/2

Color: Negro

Punto de Fusión: 1,594 ºC

Magnetismo: Ferromagnético

Prop electroestática: Conductor

La magnetita es un óxido ferrosodiférrico, mena de hierro siendo la más abundante de las

variedades de la espinela, frecuentemente encontrada en placeres, rocas magmáticas y

metamórficas, asociada a los elementos como Mg, Mn, Zn, Ni, Cr, Ti, Al y V.

En las colas se caracterizan fases cristalinas de granos finos inequigranulares, oxidados

de colores grises oscuros con tonos rojizos y amarillos, en cristales pocos definidos,

fracturados y pseudomorfizada por hematita (Ver Figura 4-7).

Resultados 37

Figura 4-7 Cadenas magnéticas de Magnetitas.

En la Figura 4-7 se observa la iridiscencia del mineral y las uniones en cadenas de

Magnetitas y posibles Limonitas o Hematitas, dado el fuerte magnetismo asociado y los

entrecrecimientos vermiculares encontrados.

La Figura 4-8 permite evidenciar en las Magnetitas una textura reticulada, las cuales se

encuentran alteradas por la presencia de poros, fracturas y venillas.

Figura 4-8 Microfotografía de Magnetitas-Aluminosilicatos.



La Figura 4-9 y Figura 4-10 muestran la presencia de Magnetitas con entrecremientos

vermiculares asociados a los elementos de Al, K, Mn, Si, Br y Ti, donde las familias de los

óxidos encontrados en el mineral, determinan altas concentraciones en peso de Fe,

definiendo la Magnetita atractiva (Interés económico), si se tiene en cuenta que para la

industria del hierro, el requerimiento mínimo de Fe es del 72% en peso (Elsner, 2010).

Figura 4-9 Espectro composicional de Magnetita (Disparos 3, similitud 1 y 4).

Figura 4-10 Espectro composicional de entrecrecimientos vermiculares (Disparo 2).

Element Symbol

Atomic Conc.

Weight Conc.

Oxide Symbol

Stoich. Conc.

Fe 48.09 72.12 Fe 86.32

O 44.29 19.03

Ti 5.91 7.59 Ti 10.60

Al 1.00 0.73 Al 1.80

Si 0.71 0.53 Si 1.27

Resultados 39

4.3.2 Titanomagnetita

Formula: Fe2+ (Fe3+, Ti)2O4

Química: 61,36 % Fe 28,13% O 10,52% Ti

Densidad: 5,3 g/cm3

Dureza Mohs: 5 1/2

Color: Negro

Magnetismo: Ferromagnético


La Titanomagnetita es un oxido complejo, perteneciente al grupo de la serie isomorfa de

las soluciones sólidas de la Magnetita (Fe3O4), la Ulvoespinela (Fe2TiO4) y la Magnesiano

ulvoespinela (Mg2TiO4). Frecuentemente encontrada en placeres, rocas ultrabasicas,

básicas y alcalinas, asociada a los elementos de Al3+, V4+, Gr3+ y Mn2+ (Kudryavtseva,

1979).

La Figura 4-11 muestra las Titanomagnetitas de color negra con brillo metálico, bordes

irregulares y rellenos de óxidos.

Figura 4-11 Titanomagnetitas en granos amorfos.



En la Figura 4-12 se identifican granos de Titanoganetita pocos definidos, alterados y

compuestos por venillas de óxidos, poros y lamelas paralelas entrecruzadas.

Figura 4-12 Microfotografía de Titanomagnetitas.

La Figura 4-13 muestra en el mineral la presencia de elementos de Fe, Ti, Al, Mn y Si,

donde las familias de los óxidos encontrados definen la Titanomagnetita atractiva para la

producción de escorias de TiO2, dado que el requerimiento mínimo de TiO2 para esta

industria es del 35 % (Stanaway, 1994).

Figura 4-13 Espectro composicional de Titanomagnetita (Disparo 5, similitud 1 y 2).

Element Symbol

Atomic Conc.

Weight Conc.

Oxide Symbol

Stoich. Conc.

O 52.58 26.07

Ti 23.44 34.77 Ti 49.42

Fe 20.22 35.00 Fe 42.65

Al 1.50 1.25 Al 3.16

Si 1.14 0.99 Si 2.40

Mn 1.13 1.92 Mn 2.37

Resultados 41

4.3.3 Monacita

Formula: (Ce, La, Nd, Th) [PO]4

Química: Variaciones de elementos de las tierras raras, pero en dominio de Ce2O3 y P2O5

Densidad: 5 g/cm3

Dureza Mohs: 4,8 – 5,5

Color: Amarillo, Marrón, Marrón naranjado, Rojizo y raramente negra

Magnetismo: Paramagnético

Prop electroestática: No conductor

La Monacita es un mineral de fosfato, comúnmente conteniendo entre 55 a 65% en peso

de óxidos de elementos de las tierras raras (REE), el cual frecuentemente es encontrado

en placeres, rocas magmáticas y metamórficas, asociada a minerales como Rutilos,

Magnetitas, Hematita, Epidota, Granates, Apatitos y Circones.

En la Figura 4-14 se presentan las Monacitas caracterizadas, las cuales son de color

amarillo y rojizo, en forma de granos prismáticos, tabulares e irregulares dentados con

brillo resinoso.

Figura 4-14 Separación de granos de Monacitas.



La Figura 4-15 presenta un grano irregular de Monacita alterado en presencia de Circones.

Figura 4-15 Microfotografía de Monacita.

La Figura 4-16 y Figura 4-17 presentan en el espectro composicional de la Monacita

contenidos de elementos de P, Ce, La, Nd, Cd, U y Th, donde las familias de los óxidos

encontrados en el mineral determinan concentraciones mayores al 55 % en peso de

elementos de las tierras raras, definiendo la monacita atractiva para diversos procesos

industriales.

Figura 4-16 Espectro composicional de Monacita (Disparo 1, similitud 3).

Element Symbol

Atomic Conc.

Weight Conc.

Oxide Symbol

Stoich. Conc.

O 69.51 27.77

P 13.79 10.66 P 45.22

Ce 8.54 29.89 Ce 28.03

La 3.75 13.01 La 12.31

Nd 3.20 11.52 Nd 10.49

U 1.20 7.15 U 3.95

Resultados 43

Figura 4-17 Espectro composicional de monacita (Disparo 2).

4.3.4 Ilmenita y Leucoxenos

Formula: FeTiO3

Química: 52,66 % TiO2 47,32 % Fe2O3

Densidad: 5 g/cm3

Dureza Mohs: 5 - 5 1/2

Color: Negro a Marrón oscuro

Punto de Fusión: 2,180 ºC

Magnetismo: Paramagnético


La Ilmenita es el mineral de Titanio más abundante en la tierra, el cual pertenece a la

familia de la Hematita y es frecuentemente encontrado en placeres, rocas magmáticas y

metamórficas, transportando elementos como Mg, Mn, Cr, Al y V.

En la Figura 4-18 se caracterizan Ilmenitas nativas, leucoxenizadas y con intercrecimento

de rutilo, el mineral se presenta de color negro a gris azuloso, con brillo metálico a

submetálico, en hábitos pocos definidos, alterado y oxidado.

Element Symbol

Atomic Conc.

Weight Conc.

Oxide Symbol

Stoich. Conc.

O 71.50 29.69

P 13.22 10.63 P 46.40

Ce 7.74 28.17 Ce 27.17

La 3.33 12.00 La 11.67

Nd 2.55 9.56 Nd 8.96

Th 1.65 9.95 Th 5.80



Figura 4-18 Granos de Ilmenitas, Leucoxeno y Rutilo.

En la Figura 4-19 se observan ilmenitas nativas y leucoxenizadas, en granos irregulares

con presencia de poros y venillas de óxidos como producto de su alteración.

Figura 4-19 Microfotografía de Ilmenitas y Leucoxenos.

En la Figura 4-20 se presenta el espectro composicional de la Ilmenita, donde las familias

de los óxidos identificados, determinan el mineral atractivo (Interés económico), si se tiene

en cuenta que para la industria de los pigmentos, el requerimiento de TiO2 está entre 45 y

65 % (Elsner, 2010).

Resultados 45

Figura 4-20 Espectro composicional de Ilmenita (Disparo 1, similitud 3, 4 y 5)

La Tabla 4-6 presenta las distintas clases de Ilmenitas encontradas en los depósitos de

arenas negras del mundo, las cuales se diferencias según su química y sus propiedades

magnéticas (Garnar, 1985).

Tabla 4-6 Tipos de Ilmenitas por química y magnetismo.

Mineral Tio2 (%) Densidad

(g/cm3) Magnetismo

Ilmenita 40 4,7 Muy fuertemente paramagnético

Ilmenita 50 4,7 Fuertemente paramagnético

Ilmenita 60 4,2 Paramagnético

Leucoxeno 70 -85 3,5 Moderadamente paramagnética

Rutilo 95 4,2 No magnético

La leucoxenización de la ilmenita es el proceso de alteración, en donde las ilmenitas por

ambientes húmedos y la presencia de ácidos húmicos pierden el hierro y enriquece el

Titanio, estableciéndose como Leucoxenos.

En la Figura 4-21 se presenta las variedades de Leucoxenos identificados por medio de la

utilización de la Lupa binocular, la cual permitió caracterizar Leucoxenos de colores Gris

rojizos, Naranjas amarillento, blanco amarillento y blancos.

Element Symbol

Atomic Conc.

Weight Conc.

Oxide Symbol

Stoich. Conc.

O 78.55 56.80

Ti 14.24 30.82 Ti 66.41

Al 3.33 4.06 Al 15.53

Fe 2.71 6.84 Fe 12.64

Si 1.16 1.48 Si 5.42



Figura 4-21 Colores de Leucoxenos identificados.

Como se presenta en la Tabla 4-7, dependiendo del color del Leucoxeno se puede definir

el enriquecimiento del TiO2 (Elsner, 2010).

Tabla 4-7 contenidos de Tio2 en leucoxenos según su color.

TiO2 (%) Color

52-63 Marrón oscuro

63-68 Gris rojizo

68-75 Castaño

75-80 Marrón amarillento

80-85 Naranja amarrillo

85-90 Gris amarillento

90-95 Blanco amarillento

95-100 Blanco

En la muestra analizada (4000 g), se estimó un dominio mineral de Leucoxenos por encima

de las Magnetitas, Titanomagnetitas, Ilmenitas, Rutilos, Circones y Monacitas, de los

cuales principalmente se distingue el color Naranja amarillento.

Resultados 47

4.3.5 Rutilo

Formula: TiO2

Química: 100 % TiO2

Densidad: 5 g/cm3

Dureza Mohs: 5,2

Color: Marrón, Violeta, Rojo, amarillo, azul oscuro y beige.

Magnetismo: No magnético


El Rutilo es un mineral de titanio, frecuentemente encontrado en placeres, rocas ígneas y

metamórficas, asociado a elementos químicos como Nb, V, Mg, Ta, Mn y Cu.

Como se muestra en la Figura 4-22, se identifican granos definidos e irregulares de Rutilos,

en colores rojizos, amarillentos y vinotintos, asociados a minerales de Ilmenitas,

Leucoxenos, Circones y Andalucitas.

Figura 4-22 Cristales y granos de rutilos.



Figura 4-23 Microfotografía de un grano de Rutilo.

En la Figura 4-24 se presenta el espectro composicional de los granos de Rutilos

analizados, en donde se determina la pureza del mineral y su atractivo para la industria de

los pigmentos.

Figura 4-24 Espectro composicional del grano de Rutilo analizo.

Element Symbol

Atomic Conc.

Weight Conc.

Oxide Symbol

Stoich. Conc.

O 86.99 69.09

Ti 13.01 30.91 Ti 100.00

Resultados 49

4.3.6 Circón

Formula: ZrSiO4

Química: 67,22 % ZrO2 32,78 % SiO2


Dureza Mohs: 7 1/2

Color Cristales: Incoloro, Amarillo, Rosado, Rojo, Marrón, raramente verde, Azul y negro.


Prop electroestática: No Conductor

El Circón es un compuesto de Zirconio (Zr), comúnmente encontrado en placeres, rocas

magmáticas, metamórficas y sedimentarias, asociada a los elementos de Th, Y, U y Nb.

Por medio de la lupa binocular se identificaron circones incoloros, amarillos, rojizos y

rosados, en formas redondeadas, irregulares y prismáticas bipiramidales con inclusiones

fluidas, impurezas y variedades de fracturas. Ver Figura 4-25

Figura 4-25 Tipos de Circones identificados.

(a) (b)



A continuación en la Figura 4-26 se observan Circones en hábitos primaticos con fracturas

y alteraciones, en donde las familias de los óxidos caracterizados a pesar de estas ser

inferiores a los comúnmente encontrados en los depósitos del mundo (ZrO2 > 66 %), los

concentrados del mineral aún siguen siendo atractivos para la industria de la cerámica y

los vidrios (Elsner, 2010).

Figura 4-26 Microfotografía de Circones.

Figura 4-27 Espectro composicional de circones (Disparo 1, similitud 2 y 3).

Element Symbol

Atomic Conc.

Weight Conc.

Oxide Symbol

Stoich. Conc.

O 70.93 39.41

Zr 14.70 46.58 Zr 50.59

Si 14.36 14.01 Si 49.41

Resultados 51

4.3.7 Andalucita

Formula: Al2SiO5

Química: 62,92 % Al2O3 37,08 % SiO2

Densidad: 3,13 – 3,17 g/cm3

Dureza Mohs: 6 1/2a 7

Color Cristales: Gris, Marrón, Verde oscuro, Rojo y Gris rojizo


Prop electroestática: No Conductor

La Andalucita es un aluminosilicato frecuentemente encontrado en placeres y rocas

metamórficas, asociado a minerales como Circón, Biotita, Moscovita y Rutilos,

transportando elementos de Mn, Fe, Ti y Cr.

En la Figura 4-28 se caracterizan cristales de andalucitas transparentes a translucidos,

incoloros con lustre vítreo a graso, en hábitos granulares, prismáticos y cristales

redondeado con fracturas subconcoidea y pleocroísmo intenso.

Figura 4-28 Cristales de Andalucitas.

(a) (b)



En la Figura 4-29 se observan hábitos granulares de andalucitas con fracturas irregulares,

en donde las familias de los óxidos encontrados, definen el mineral atractivo para la

industria de la cerámica, si se tiene en cuenta que el requerimiento mínimo de Al2O3 para

esta industria es del 53 % en concentración (Elsner, 2010).

La variedades de andalucitas identificadas en las muestras analizadas de arenas negras y

blancas corresponden a las variedades de masas granulares y gemas de cristales

prismáticos y redondeados sencillos, donde la variedad Quiastolita no es identificada por

la cristalización mineral caracterizada y la pureza de los cristales (Ver Figura 4-30).

Figura 4-29 Microfotografía de Andalucitas.

Figura 4-30 Espectro composicional de andalucita (Disparo 1, similitud 2 y 3).

Element Symbol

Atomic Conc.

Weight Conc.

Oxide Symbol

Stoich. Conc.

O 72.50 60.03

Al 18.44 25.75 Al 67.07

Si 8.85 12.86 Si 32.18

Resultados 53

4.3.8 Oro

Formula: Au

Química: 100% Au


Dureza Mohs: 21/2a 3

Color: Amarillo y Blanco



El Oro es un metal noble, pesado, maleable y dúctil, frecuentemente encontrado en

placeres y filones hidrotermales cuarzosos de elevadas temperaturas, asociado a

impurezas de Ag, Cu, Pb, Rh, Pt, Ir, Te, Se, entre otros (Asturnatura, 2016).

En la Figura 4-31 se caracteriza un Oro de color amarillo con lustre metálico y hábito de

escama, donde también se encontraron hábitos granulares, nodulares y alambres en

tamaños de partículas entre 75 y 200 micras.

Figura 4-31 Partícula de oro en hábito de escama.



A continuación en la Figura 4-32 y Figura 4-33 se presenta el espectro composicional de

una partícula de Oro en hábito granular con impurezas de plata.

Figura 4-32 Oro en habito granular.

Figura 4-33 Espectro composicional de oro.

Element Symbol

Atomic Conc.

Weight Conc.

Symbol Stoich. Conc.

Au 99.36 99.65 Au 99.36

Ag 0.64 0.35 Ag 0.64

Resultados 55

En la Figura 4-34 y Figura 4-35 se presenta una partícula de Oro en hábito laminar con

impurezas de plata y patinas de mercurio.

Figura 4-34 Oro en habito laminar.

Como se evidencia la amalgamación como técnica de recuperación no garantiza la

concentración en su totalidad de las partículas de oro libre, por lo que solo contamina y

destruye los ecosistemas. Estudios evidencian que el campo de acción del mercurio es

selectivo, el cual se encuentra entre tamaños de partículas de 20 a 50 mm y 1 a 2 mm,

donde el oro con patinas de óxidos y asociaciones minerales no es amalgamado (GAMA,

1998).

Figura 4-35 Espectro composicional de oro laminar.

Element Symbol

Atomic Conc.

Weight Conc.


Hg 56.48 57.25 Hg 56.48

Au 42.30 42.11 Au 42.30

Ag 0.91 0.49 Ag 0.91



4.3.9 Otros minerales y metales

Los metales y minerales presentados a continuación serán descriptos brevemente, ya que

sus presencias en las muestras analizadas son escasas.

En la Figura 4-36 y Figura 4-37 se presenta una partícula de platino en habito laminar

con impurezas de óxido de hierro.

Figura 4-36 Partícula de platino en habito laminar.

Figura 4-37 Espectro composicional de platino analizado.

Element Symbol

Atomic Conc.

Weight Conc.


Pt 89.43 98.56 Pt 97.63

O 8.39 0.76 Oxide

Fe 2.17 0.69 Fe 2.37

Resultados 57

En la Figura 4-38 y Figura 4-39 se presentan partículas de oro en hábitos de alambres y

escamas magnetizadas a un óxido de hierro, el cual puede llegar posiblemente afectar la

recuperación del oro muy fino.

Figura 4-38 Partículas de oro magnetizadas a un óxido de hierro.

Figura 4-39 Espectro composicional de materiales analizados.

Element Symbol

Atomic Conc.

Weight Conc.

Oxide Symbol

Stoich. Conc.

Fe 86.27 95.64 Fe 100.00

O 13.73 4.36

Element Symbol

Atomic Conc.

Weight Conc.

Stoich. Conc.

Au 100.00 100.00 100.00



4.4 Aprovechamiento Mineral

El aprovechamiento mineral se establece a partir del conocimiento en detalle que se

disponga de los recursos a explotar, donde se definen las características a las cuales se

asocian (Propiedades y Gangas) y se requieran beneficiar, obedeciendo a la calidad, la

demanda, el tenor, el volumen y los sistemas de explotación y recuperación requeridos

para su extracción.

El oro en la historia de la humanidad siempre ha sido un metal importante y valioso para

las personas, la industria y la economía, cuya valoración ha estado determinada por su

escases, atractivos y propiedades (excite, 2016). La cotización del Oro en los últimos 10

años ha presentado un crecimiento de forma exponencial, registrándose cotizaciones de

556,02 USD/oz (01/2006) a 1.285,13 USD/oz (11/2016), donde su mayor alza es registra

en el 2011 (1.837,68 USD/oz) y se prevé que para los próximos años se tendrá una

tendencia alcista (bullion vault, 2016).

Las arenas negras por su parte, dentro del conjunto de minerales a los cuales comúnmente

se asocia (Ver Tabla 4-8), se identifican menas ricas en Titanio (Ilmenita y Rutilo), Hierro

(Magnetita) y minerales abrasivos, refractarios y fuentes de tierras raras (Circón y

Monacita). A nivel mundial, los depósitos de arenas negras más importantes se localizan

en Australia, Sudáfrica, China, Canadá, Noruega, Ucrania, Estados Unidos, India y Brasil,

y como potenciales países Uruguay, Colombia, chile y Perú (Lopez, 2007).

Tabla 4-8 Mineralogía asociada a las arenas negras (Elsner, 2010)

Mineral Composición Química Mena/Uso

Ilmenita FeTiO3 TiO2/Pigmentos, plásticos

Leucoxeno TiO2 TiO2/Pigmentos

Rutilo TiO2 TiO2/Pigmentos, Metal

Circón ZrSiO4 Circonio/Refractario

Monacita (Ce, La, Y, Th)PO4 Tierras Raras

Estaurolita Fe2Al9O6(SiO4)4(O,OH)2 Refractario

Andalucita Al2SiO2 Gema

Granates X3Y2Si3O12 Gema

Magnetita Fe3O4 FeO2-TiO2

Cromita FeCr2O4 Cromo

Casiterita SnO2 SnO2

Oro Au Metal

Platino Pt Metal

Resultados 59

A continuación en la Figura 4-40 se muestran las localizaciones geográficas de los

principales (Café) y potenciales (Amarillo) depósitos de arenas negras en el mundo.

Figura 4-40 Principales y potenciales depósitos de arenas negras en el mundo.

A nivel nacional, Colombia como potencial país productor de arenas negras caracteriza

dos tipos de explotaciones, el primer grupo hace referencia a las explotaciones de los

depósitos primarios como son las playas costeras y las llanuras aluviales, mientras que el

segundo grupo hace referencia a las explotaciones de subproductos de la minería aluvial

de oro y platino (Lamus C. M., 2005).

En el territorio nacional las concentraciones de arenas negras más importantes como

primer grupo se localizan en la Guajira (río Negro y Ancho), Magdalena (río Don diego y

quebrada El Hierro), Atlántico (Puerto Colombia), Bolívar (Tolú), Vichada (río Orinoco) y

Choco (Costa Pacífica) y como segundo grupos: Antioquia (El Bagre), Choco (río San juan

y Atrato), Tolima (río Saldaña), Cauca (río Timbiqui) y Nariño (Barbacoas) (Márquez, 2000).

En cuanto al procesamiento de las arenas negras en campo, a nivel mundial se localizan

plantas de tratamiento mineral en Asia (China e India), Australia (Coburn y Jangardup

south) y Estados Unidos (Florida y Georgia), donde se caracterizan tres principales etapas

de procesos: Explotación, Separación de arenas negras de las blancas y Tratamiento

magnético.



A continuación en la Tabla 4-9 se muestran los principales países productores de oro y

arenas negras en el mundo.

Tabla 4-9 Principales productores de arenas negras para 2011 (maps of world, 2016).

Mineral País Propiedades Producción anual

(Ton)

Ilmenita

Sur África 52% TiO2 1.120.000

Australia 50 - 55% TiO2 1.070.000

Canadá 34.3 % TiO2 700.000

China 51-55% TiO2 600.000

India > 58 % TiO2 420.000

Rutilo

Australia < 98% TiO2 280.000

Sur África < 94% TiO2 130.000

Sierra Leone 100% TiO2 67.000

Ucrania < 94% TiO2 57.000

India 90 - 92 % TiO2 20.000

Circón

Australia 65.5% Zr(Hf)O2 481.000

Sur África 66.27% Zr(Hf)O2 390.000

China - 140.000

Indonesia - 60.000

Ucrania > 65.5% Zr(Hf)O2 35.000

Monacita

China - 130.000

India - 3.000

Brasil - 550.000

Malaysia - 30.000

Oro

China - 345

Australia - 255

Estados Unidos - 230

Rusia - 190

Suráfrica - 190

A nivel mundial, China se posiciona con la mayor demanda de arenas negras registrada,

donde gran parte de los recursos producidos son consumos por esta, seguido por Japón,

Estados Unidos y Australia (Rodríguez, 2014).

A continuación se presentan las características a las cuales se asocian y se requieren

beneficiar los recursos minerales identificados en las colas de las explotaciones de terrazas

de la mina Emijom.

Resultados 61

4.4.1 Análisis granulométrico

Los análisis granulométricos permiten identificar la distribución de los tamaños de las

partículas a los cuales se encuentran las rocas y minerales, cuya información es valiosa

para caracterizar, clasificar, separar, concentrar y recuperar los elementos de interés de

las gangas.

A continuación en la Tabla 4-10 se presentan las equivalencias de las aberturas en las

mallas de la serie de Tyler utilizadas.

Tabla 4-10 Equivalencias de las aberturas de la serie de Tyler (Perfomallas S.A, 2016).

Malla +2" 1" 3/8" 1/8” 10 30 40 60 70 100 140 200

mm 50 25 9,5 3,175 2 0,6 0,425 0,25 0,212 0,15 0,106 0,075

Al material recuperado de los apiques y las perforaciones se le realizó un análisis

granulométrico por medio de los tamices 2”, 1”, 3/8” y 1/8”, a continuación se presentan

los resultados de manera gráfica, en donde se muestran los porcentajes de los materiales

retenidos por apiques y perforaciones.

A continuación en la Tabla 4-11 se presenta el volumen de material analizado por

granulometría en los apiques.

Tabla 4-11 Volumen total de material en apiques.

Apique Volumen (Litros)

2" 1" 3/8" 1/8" -1/8"

1 15 22 45 17 110

2 15 20 25 13 91

3 14 26 29 20 88

4 14 26 25 19 66

5 5 6 6 5 25

6 11 14 24 14 81

7 14 23 29 14 119

8 13 22 41 18 127

9 10 15 26 9 60

10 11 13 21 10 59

Total 122 187 271 139 826



La Figura 4-41 muestra que el 53% del material tamizado se encuentra asociado a la malla

- 1/8” (Tamaños < 3 mm), el 17% a la malla +3/8” (Entre 24 mm y 9 mm), el 12% a la malla

+1” (Entre 49 mm y 25 mm), el 9% a la malla +1/8” (Entre 9 mm y 3 mm) y el 8% a la malla

+2” (Tamaños > 50 mm).

Figura 4-41 Análisis granulométrico en apiques.

La Tabla 4-12 presenta el volumen de material analizado por granulometría en las

perforaciones.

Tabla 4-12 Volumen total de material en perforación.

Pozo Volumen (Litros)

2" 1" 3/8" 1/8" -1/8"

1 2 8 10 7 25

2 6 18 23 19 61

3 2 4 8 6 23

4 2 8 11 7 30

5 6 18 31 20 63

6 4 14 22 16 37

7 2 3 4 3 33

8 0 3 4 3 30

9 3 5 6 4 7

10 4 9 14 11 30

11 8 20 30 25 48

12 2 5 10 7 56

Total 41 115 173 128 443

0102030405060708090

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

% P

eso

Apiques

Análisis Granulométrico

2" 1" 3/8" 1/8" -1/8"

Resultados 63

La Figura 4-42 muestra que el 51% del material tamizado en los pozos de perforación, se

asocia a la malla - 1/8” (Tamaños < 3 mm), el 18% a la malla +3/8” (Entre 24 mm y 9 mm),

el 13% a la malla +1/8” (Entre 9 mm y 3 mm), el 12% a la malla +1” (Entre 49 mm y 25 mm)

y el 5% a la malla 2” (Tamaños > 50 mm).

Figura 4-42 Análisis granulométrico en pozos de perforación.

Los análisis granulométricos de la Figura 4-41 y la Figura 4-42 se caracterizan en un 50%

por tamaños de granos menores a 3 mm, un 20% en tamaños entre 25 y 9 mm y en

menores proporciones los tamaños entre 25 y 50 mm.

Las arenas negras se tamizaron a las mallas 10, 30, 60, 100 y 140 con el fin de conocer la

granulometría a la cual las partículas minerales se asocian. A continuación en la Tabla

4-13 se presentan los resultados.

Tabla 4-13 Análisis granulométrico de arenas negras (Salinas, 2015).

Malla Peso

Retenido (g) % en Peso retenido

% en Peso retenido acumulado

% en Peso pasante acumulado

10 6 0,2 0,2 99,9

30 12 0,3 0,5 99,6

60 482 12,1 13 87,5

100 2424 60,6 73 26,9

140 727 18,2 91 8,7

-140 349 8,7 100 0,0

Total 4000 100

0102030405060708090

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

% P

eso

Pozos de perforación

Análisis Granulométrico

2" 1" 3/8" 1/8" -1/8"



Arenas Blancas

Arenas Negras

Arenas Magnéticas

Arenas no Magnéticas

> 3/8”

< 3/8”

Sobretamaño

Sobretamaño

< 1/8”

> 1/8”

< 1/8”

El análisis granulométrico presentó que el 60% de las partículas se encuentran entre

tamaños de 0,2 y 0,15 mm (malla +100), el 18% entre tamaños de 0,14 y 0,1 mm (malla

+140), el 12% entre 0,4 y 0,25 mm y en pequeñas proporciones las mallas 10, 30 y -140.

De acuerdo a los resultados obtenidos en los análisis granulométricos y a los colores

identificados en los apiques y las perforaciones (Tabla 4-1), se propone la construcción de

un sistema de clasificación a 3/8” (Trommel), donde el material pasante (Arenas y oro libre)

deberá ser concentrado por medio de la utilización de Jigs primarios, cuyos concentrados

pasaran a su vez a un secundario, posteriormente en el laboratorio (Cuarto de oro) se

realizara la separación del oro libre de las arenas por medio del uso de una mesa rotativa,

donde los concentrados pasaran directamente a fundición. Las colas de la mesa rotativa

con altas concentraciones de arenas negras pasaran por concentradores de espirales para

limpiarlas de las arenas blancas (Refinación), el concentrado de arenas negras se

someterá a un proceso de separación magnética para la recuperación de minerales ídem.

Los minerales finalmente separados (Magnéticos y no magnéticos) estarán en condición

apropiadas para ser comercializados.

A continuación se presenta un diagrama de flujo para la concentración de los recursos

estimados.

Alimentación Trommel

Jigs primarios

Jigs secundarios

Mesa rotativa

Fundición (Oro)

Separador Magnético

Espirales

Resultados 65

Los Jigs son equipos de concentración que permiten la separación de los minerales densos

de los livianos por acción de la gravedad, donde a través de un diafragma generan

pulsaciones que sedimentan las partículas más densas sin importar las variaciones

presentadas en la pulpa (mineralogía). Estos equipos son comúnmente utilizados por la

capacidad de material a procesar (ton/h) y las condiciones técnicas a los cuales pueden

trabajar (Campo y laboratorio), permitiendo la concentración de partículas entre 0,05 y 3

mm a eficiencias de recuperación hasta del 98% (Royal IHC, 2016).

La mesa rotativa por su parte separa las partículas valiosas de las gangas a través de

superficies inclinadas con rifles y movimientos circulares, donde los tamaños de

alimentación deben ser los más homogéneos (-1/8") para la concentración de partículas

entre 0,05 y 0,6 mm a eficiencias hasta del 94% (Mineros S.A, 2015). Finalmente los

concentradores de espirales son equipos en forma de canales helicoidales que por acción

de la gravedad arrastran las partículas más densas hacia el centro, en donde por medio

de tubos colectores las concentran. Las partículas livianas son arrastradas a los extremos

de los canales para continuar cayendo hasta el final de la espiral para su eliminación. Los

tamaños de alimentación también deben ser los más homogéneos para la concentración

de partículas entre 0,05 y 1,4 mm a eficiencias hasta del 90% (Royal IHC, 2016).

4.5 Costos

A continuación en la Tabla 4-14 se presentan los costos asociados al desarrollo de la

investigación.

Tabla 4-14 Costos asociados al desarrollo de la investigación.

Actividad Herramienta Ítem Costo Total

Levantamiento Topográfico Topografía 1 días $ 500.000

Construcción de Apiques

Cajas de volúmenes y Palas 6 $ 208.000

Tamices Set de tamices $ 80.000

Costales 200 $ 120.000

Retroexcavadora 120.000/hora $ 3.500.000

Pozos de Perforaciones Taladro 144 Metros perforados $ 68.400.000

Transporte de taladro y muestras 20 días $ 600.000

Personal

Supervisor de Taladro 2 meses $ 4.600.000

Operarios de Taladro 3 por 2 meses $ 8.100.000

Oficios varios 4/mes $ 2.700.000

Ingeniero de Minas 3 meses $ 9.000.000

Laboratorio

Ensayos al fuego 11 $ 198.000

DRX 2 $340.0000

SEM (EDX) 15 $ 2.500.000

Total $ 103.306.000

5 Conclusiones y recomendaciones

5.1 Conclusiones

La impericia de la minería aluvial del valle río Nechí en temas de exploración y beneficio

mineral ha causado un desaprovechamiento de útiles recursos, dado la presencia de

tenores interesantes de oro y arenas negras en las colas de las explotaciones de terrazas.

La exploración desarrollada en las colas permitió la identificación de importantes recursos,

cuyos recursos eran desconocidos y evidencia la ineficiencia de los sistemas de

explotación y beneficio mineral utilizados. En los apiques se estimaron 16,6 Kilos de oro y

328.794 Kilos de arenas negras contenidos en un volumen de 136.079 m3 de cola, mientras

que en las perforaciones se estimaron 17,3 Kilos de oro y 511.553 Kilos de arenas negras

en un volumen de 225.445 m3 de cola.

La caracterización mineral permitió la identificación de minerales de interés económico,

como la Magnetita (Fe3O4), la Titanomagnetita (Fe2+ (Fe3+, Ti)2 O4), la Ilmenita (FeTiO3), el

Rutilo (TiO2), la Monacita ((Ce, La, Nd, Th) [PO]4), la andalucita (Al2SiO4) y el Circón

(ZrSiO4), además de encontrar mercurio como amalgamas y oro muy fino o posiblemente

encapsulado no recuperados.

Para la recuperación de los recursos estimados en las colas, se requiriere la construcción

de un sistema de clasificación (Trommel), el cual se encuentra determinado por la

granulometría a la cual se deben alimentar los equipos de concentración (tamaños de

granos < 3/8”). A través de los análisis granulométricos se encontró que el 53 % de los

materiales se encuentran asociados a tamaños de partículas menores a 1/8”, cuya

granulometría satisface y se deberá garantizar para alcanzar la concentración de los

valores botados.

Para la concentración de los valores contenidos en las colas, se propone el uso de Jigs

primarios y secundarios, cuyos concentrados (Arenas blancas, negras y Oro libre) deberán

68 CARACTERIZACIÓN Y APROVECHAMIENTO DE RECURSOS MINERALES EN COLAS DE

TERRAZAS ALUVIALES DEL DISTRITO BAGRE – NECHí

ser procesados por una mesa rotativa y combinaciones de concentradores de espirales

para la recuperación del oro libre y la separación de las arenas negras de las blancas.

Finalmente las arenas negras a través de separadores magnéticos serán clasificadas en

arenas magnéticas y no magnéticas para su comercialización.

Los costos de exploración asociados a la investigación, son inapreciables comparados con

los resultados alcanzados, dado que la caracterización de las colas permitió la

identificación y estimación de recursos que se desconocían después de más de 40 años

de haber sido explotados, brindando la posibilidad de impulsar proyectos sostenibles que

permitan el aprovechamiento de los recursos y la recuperación de los suelos degradados

por la minería del distrito Bagre-Nechí y demás distritos mineros del territorio nacional.

5.2 Recomendaciones

Se recomienda continuar con la exploración del bajo contiguo a las colas de estudio para

corroborar la disponibilidad de los recursos indicados.

Se recomienda estudiar el sistema de recuperación propuesto, en donde se monitoree el

comportamiento de la mineralogía caracterizada para alcanzar altas eficiencias de

concentración, teniendo en cuenta la información y las pautas definidas en este trabajo.

Se recomienda realizar estudios más detallados del oro encapsulado o muy fino; Mercadeo

nacional e internacional de las arenas negras; Prefactibilidad técnica y económica de la

explotación; caracterización de la comunidad a beneficiar y la definición en detalle de los

sistemas de explotación y de beneficio mineral a utilizar para el aprovechamiento de las

colas estudiadas.

A. Anexo: Tabla de colores y Registros de campos de apiques y perforaciones.

Se adjuntan la tabla de colores utilizada para estimación de los tenores de oro libre, los

LOG de los pozos de perforación y los registros de campo de los apiques.

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