Y MINERALOGIA DE LOS CAOLINES DE · PDF fileGEOLOGIA Y MINERALOGIA DE LOS CAOLINES DE LA ... ciones con barreno manual dentro del área de la licen-cia minera Nº 070 – 68 de la

Boletín de Geología

ISSN: 0120-0283

[email protected]

Universidad Industrial de Santander

Colombia

García, C.A.; Silva, A.; Jerez, E.

GEOLOGIA Y MINERALOGIA DE LOS CAOLINES DE LA VEREDA BARROBLANCO, OIBA

(SANTANDER): CARACTERIZACION CON FINES INDUSTRIALES.

Boletín de Geología, vol. 28, núm. 2, julio-diciembre, 2006, pp. 77-92

Universidad Industrial de Santander

Bucaramanga, Colombia

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INTRODUCCION

El depósito de caolines de la vereda Barroblanco estaubicado 15 Kms al Este del Municipio de Oiba, depar-tamento de Santander (FIGURA 1), y constituyen unode los yacimientos de caolín más importante en estedepartamento. Este depósito de caolín viene siendoexplotado rudimentariamente desde hace varios añosy comercializado sin ningún tipo de beneficio, limi-tándose su uso a la industria del cemento.

En este trabajo se caracteriza geológica y mineraló-gicamente el depósito de caolín de la Vereda Barro-blanco con el fin de determinar su potencial de recur-sos, su distribución espacial y definir el uso más apro-piado de este material arcilloso, de acuerdo con suspropiedades geológicas, mineralógicas y químicas.

En el área de estudio o zonas adyacentes se han reali-zado estudios geológicos a diferente nivel. A conti-nuación se presenta un análisis de estos trabajos.

GEOLOGIA Y MINERALOGIA DE LOS CAOLINES DE LAVEREDA BARROBLANCO, OIBA (SANTANDER):

CARACTERIZACION CON FINES INDUSTRIALES.García, C.A.1; Silva, A.2; Jerez, E.3

RESUMEN

Los caolines de la Vereda Barroblanco (Municipio de Oiba, Santander) fueron caracterizados desde el punto de vistageológico y mineralógico con el propósito de definir una gama más amplia de usos de esta materia prima mineral en laindustria. En este trabajo también se determina el ambiente de depositación y se cuantifican los recursos de caolín. Eldepósito de caolín es de forma tabular y se localiza en un nivel intermedio de la Formación Cumbre en su Segmento D y afloraa lo largo del Anticlinal de Cerro Negro. Los minerales identificados en los siete niveles caoliniferos aparte de la caolinita soncuarzo, moscovita/illita, anatasa, gibsita y amorfos. Las propiedades mineralógicas y químicas del caolín determinadassirvieron de base para definir su comportamiento durante el beneficio mineral. La calidad del caolin luego de ser beneficiadoaumenta considerablemente y permite su uso en la fabricación de cemento blanco y de cerámica de calidad.

Palabras clave: Caolín, Vereda Barroblanco, niveles caoliniferos, recursos.

GEOLOGY AND MINERALOGY OF KAOLIN DEPOSITS AT VEREDA BARROBLANCO, OIBA TOWN(SANTANDER): CHARACTERIZATION FOR INDUSTRIAL USES

ABSTRACT

The Barroblanco (Oiba town, Santander) were characterized by geological and mineralogical studies with the purpose todefine a great variety of industrial applications. In this paper also were determined the geological conditions of formation andthe reserves were estimated. The kaolin deposit occur as a tabular body emplacement in the medium horizon of the LaCumbre formation and outcrops along the Cerro Negro anticline. The identified minerals by X-ray diffractometry in theseven kaoliniferous levels beside kaolinite are quartz, muscovite/illite, anatase, giibsite and amorphous material. The derterminedmineralogical and chemical properties of kaolin defining its behavior during mineral processing. The kaolin quality aftermineral processing was substantially improvement and define the most appropriate use for the production of white cementand high quality ceramics.

Key words: Kaolin, Vereda Barroblanco, kaoliniferous levels, resources.

Boletín de GeologíaVol. 28, No. 2, julio-diciembre de 2006

1 Profesor Escuela de Geología, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, A.A. 678, e-mail: [email protected] Geólogo, UIS, Grupo Investigación MINPETGEO.3 Geóloga, UIS, Independiente.

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Portilla (1989) realiza una descripción general de lasarcillas ubicadas en el Anticlinal de Cerro Negro (Oiba),determinando cuatro sitios de acumulación del mate-rial arcilloso sobre el eje de la estructura, los cualesson: El Cairo, San Lorenzo, Macanal y Barroblancomostrando su localización, tamaño, y ocurrenciageológica. Rodríguez y Rodríguez (1998), realizaronuna evaluación geológico-económica para un sectordel yacimiento de caolín de la Vereda Barroblanco,llegando a calcular reservas para un sector del área.Estos autores plantean un método de explotación yuna planta modelo para el beneficio del mineral.

Otros trabajos desarrollados en zonas aledañas inten-tan caracterizar el mineral caolinífero y proponen al-ternativas de beneficio. Entre estos, se encuentran lostrabajos de Castellanos (1989) quien realiza unaprospectiva de procesos químicos para los mineralesde caolín y yeso de la Provincia Guanentina; Navarro(1991) caracterizó fisicoquímicamente el yacimientocaolinítico de la vereda Macanal (Municipio de Oiba,Santander) y propuso una aplicación industrial para elmismo; Villanueva (1992) realizó el diseño de un sis-tema de beneficio para el caolín de Oiba, enfocadohacia la industria del cemento blanco. Berdugo (1993),realizó una evaluación geológico-minera de los yaci-mientos de arcilla de la vereda Gámbita Vieja (Munici-pio de Gambita, Santander), cuya importancia radicaen la relación y proximidad a la zona de estudio.

Los trabajos mencionados constituyen aportes impor-tantes al conocimiento de los depósitos de caolín en eldepartamento de Santander ya sea, en sus aspectosgeológico o de procesamiento mineral. Sin embargo,hasta el presente no se han realizado estudios por par-te de grupos multidisciplinarios. El presente trabajo esparte de un proyecto multidisciplinario, en el cual par-ticiparon Geólogos, Ingenieros Químicos, IngenierosMetalúrgicos, Trabajadores Sociales de la Universi-dad Industrial de Santander con el propósito de ca-racterizar el depósito de caolines de la veredaBarroblanco y presentar alternativas de beneficio, usoindustrial y organización empresarial para la explota-ción y comercialización de esta materia prima mine-ral. En este estudio presentamos los resultados de lostrabajos geológicos así como las conclusiones y re-comendaciones del Grupo de Biohidrometalúrgia conrespecto al beneficio mineral.

METODOLOGIA

La metodología de trabajo consistió en una etapa deprecampo, durante la cual se recopiló y analizó la in-formación bibliográfica existente. El trabajo de cam-po consistió en un mapeo geológico escala 1:10.000de un área de 20Km2, acompañado de un muestreosistemático. El muestreo se realizó mediante perfora-ciones con barreno manual dentro del área de la licen-cia minera Nº 070 – 68 de la Cooperativa Agrominerade Barroblanco. Se realizaron siete perforaciones (S4– S10) con una distancia de aproximadamente 197my profundidad promedio de de 5,5m. (FIGURA 1).También se muestrearon mediante la técnica de canaltodos los frentes de explotación a cielo abierto (M1 –M3) (FIGURA 1).

En total se tomaron 130 muestras distribuidas así: 64muestras de las perforaciones, 38 muestras de los fren-tes de explotación, 27 muestras de afloramientos yuna muestra del molino de caolín de la CooperativaAgrominera de Barroblanco.

Las muestras recolectadas fueron analizadas en loslaboratorios del Grupo de Investigaciones en Minera-logía, Petrología y Geoquímica (MINPETGEO) y enBiohidrometalurgia de las escuelas de Geología e In-geniería Metalúrgica de la Universidad Industrial deSantander, sede Guatiguará.

Las muestras fueron descritas macroscópicamentesegún la clasificación de Folk (Friedman & Sanders,1981), empleando un estereomicroscopio marca CarlZeiss. A las muestras obtenidas de los frentes de ex-plotación se le realizaron análisis granulométricos ymicrogranulométricos, según la norma ASTM C–77–79 (1985) empleando hidrómetro y pipeta. Los análi-sis químicos se llevaron a cabo en un espectro-fotó-metro de absorción atómica marca Perkin – Elmer ysiguiendo la norma ASTM C–573–81 (1990). Losanálisis por difracción de rayos X (DRX) se realiza-ron en la Escuela de Química, de la Universidad In-dustrial de Santander; empleando un equipo Rigakumodelo D–MAX–III/B. En esta etapa de laboratoriose realizaron análisis de DRX cuantitativos en mues-tra total a aquellas muestras obtenidas por medio deperforaciones (S5 y S9); y se realizaron análisis deDRX cualitativos y cuantitativos en muestra lodosa, alas muestras tomadas de los frentes de explotación.

Geología y Mineralogía de los Caolines de la Vereda Barroblanco, Oiba (Santander): Caracterización con Fines Industriales

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MARCO GEOLOGICO

El yacimiento de caolín se localiza en el Macizo deSantander en la Cordillera Oriental Colombiana, cuyobasamento metamórfico es de edad Precámbrica yPaleozoica. Las rocas de éste basamento están cu-biertas por una espesa secuencia de rocassedimentarias de edad Mesozoica y Cenozoica, lascuales fueron deformadas durante el Neógeno, por laOrogenia Andina. (Taboada, 2000).

Las rocas sedimentarias son principalmente de edadJurásica y Cretácica. Las rocas Jurásicas, son deambiente continental y están agrupadas en las forma-ciones Girón y Arcabuco; mientras las rocas Cretácicasson de ambiente marino, y constituyen las formacio-nes Cumbre, Rosablanca, Paja, Tablazo, Simití,Chiquinquirá y La Luna.

A nivel regional, las principales estructuras son la fallaBucaramanga – Santa Marta y la falla del Suárez, en-tre estas dos grandes estructuras se encuentran unaserie de pliegues anticlinales y sinclinales amplios condirección preferencial N20– 40E, y de vergencia va-riable como la falla Confines, el anticlinal y sinclinalde Oiba, el anticlinal de Cerro Negro y la fallaAmansagatos.

GEOLOGIA DE YACIMIENTO DE CAOLIN

EstratigrafíaLas rocas Cretácicas aflorantes en el área del depósi-to están relacionadas con el Anticlinal de Cerro Ne-gro, sobre cuyo núcleo se localiza el depósito de cao-lín. (FIGURA 1).

Este núcleo está conformado por la Formación Cum-bre (FC), suprayaciéndola se encuentran las forma-ciones Rosablanca y Paja (Miembro Arenoso), queconstituyen los flancos de la estructura. Se destacatambién un depósito aluvial Cuaternario relacionadocon el cauce de la Quebrada La Santuaria.

Formación Cumbre. Las rocas de la (FC) afloranprincipalmente en el flanco W del anticlinal de CerroNegro, sobre la vía que conduce de la VeredaBarroblanco hacia la Vereda Portachuelo (hacia el W)y Pie de Alto (hacia el SW). En esta parte del anticlinal,la formación está constituida principalmente por

arcillolita limosa de color blanco a gris claro, modera-damente calibrada, con porosidad secundaria debidaal múltiple diaclasamiento que ha generado fracturas,en su mayoría rellenas por óxidos de hierro (FIGURA1). También es común la presencia de halos concén-tricos de aproximadamente 10cm de diámetro forma-dos por óxidos de hierro.

Hacia la parte más cercana al eje del Anticlinal, se en-cuentra una arcillolita limosa, moderadamente calibra-da, de color gris–amarillento claro, fácilmente delez-nable, en la que sobresalen halos concéntricos y elíp-ticos de óxidos de hierro, los cuales alcanzan dimen-siones de hasta 70cm de diámetro. Estructuralmentela roca posee laminación plana, no paralela, difusa,definida principalmente por láminas limo – arcillosasde color gris.

La FC también aflora en el flanco E del Anticlinal deCerro Negro, sobre la vía que conduce de la VeredaBarroblanco hacia la Vereda Amansagatos (FIGURA1). En esta sección se observa que un depósito aluvialde edad cuaternario cubre gran parte de la zona. Sinembargo en la parte expuesta de la formación, éstaconsta de un limo arcilloso de color anaranjado muymeteorizado y de una arena lodosa muy fina de colorrojizo. Ambas litologías presentan una laminación pla-na, no paralela, difusa, de color vinotinto.

Hacia la parte NE del área de estudio, cerca de la FallaAmansagatos, la FC consiste de arenisca lodosa decolor gris claro, con partículas finas a muy finas,moderadamente calibrada, y de porosidad muy bajaprincipalmente debida al alto fracturamiento de la roca.La arenisca esta constituida por cuarzo, moscovita yminerales arcillosos. Estructuralmente posee unalaminación ondulosa, no paralela y difusa de color grisoscuro. La FC en el área de estudio presenta moldesde pequeños bivalvos no desarticulados.

Formación Rosablanca. La Formación Rosablanca(FR) aflora en ambos flancos del Anticlinal de CerroNegro. En el Flanco W, la formación se presenta comouna franja de aproximadamente 130m de ancho conun rumbo de N20ºE, que hacia el Norte gira con unrumbo de N50ºE hasta encontrarse con la FallaAmansagatos. Y hacia el flanco E, sobre la vía queconduce de la Vereda Barroblanco a la Vereda Aman-sa-gatos, después de la Falla Amansagatos, la FR se


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encuentra muy cubierta y aflora ocasionalmente. (FI-GURA 1).

Litologicamente la FR está constituida por calizamicritica de color gris oscuro, bien cementada, y consuperficies de meteorización de color gris claro, en laque se observan microcristales de espar y moldes depequeños fósiles, principalmente conchillas de bivalvosdesarticulados (también rellenos de espar).Estructuralmente la formación posee estratificaciónplana, paralela, continua, en capas de 20 a 30cm deespesor y presenta un rumbo N30ºE, buzando 27ºhacia el NW.

Formación Paja (Miembro Arenoso). Es la forma-ción mas ampliamente expuesta en el área de estudio.Al W del Anticlinal de Cerro Negro, el Miembro Are-noso de la Formación Paja aflora desde la VeredaPortachuelo hasta las cercanías del Municipio de Oiba.(FIGURA 1)

El Miembro Arenoso esta constituido por areniscalodosa siliciclástica de color anaranjado, muy fina,moderadamente calibrada, con una porosidad secun-daria debida al fracturamiento de la roca y fácilmentedeleznable. La arenisca está compuesta por cuarzo,moscovita, óxidos de hierro y minerales arcillosos;además posee una laminación plana paralela, y ondulosaparalela, de color rojizo. En algunos sectores se apre-cia la intercalación de láminas de arenisca muy finablanca – rojiza, con láminas de lodolitas anaranjadas,enriquecidas con óxidos de hierro. Dentro de la for-mación se aprecian pequeños bivalvos de entre 0.5 a1.0cm de diámetro.

Deposito Aluvial. El depósito aluvial se manifiestaprincipalmente sobre el margen izquierdo de la Que-brada La Santuaria, aumentando su distribución haciael S, a medida que el cauce de la Quebrada La Santuariase desplaza hacia el W (FIGURA 1). El depósito aluvialesta compuesto por una arena lodosa de color grisclaro y con una fuerte zonificación de color anaranja-do. El depósito posee partículas arenosas de tamañofino a medio, de forma esférica y angular. En térmi-nos generales es un depósito mal calibrado.

EstructurasAnticlinal de Cerro Negro: El anticlinal de Cerro Ne-gro es un pliegue ligeramente asimétrico, donde el

buzamiento de sus flancos varía entre 15 y 30º, el ejedel anticlinal en el área de estudio tiene una direcciónaproximada de N30E, y se ha estimado una longitudtotal cercana a los 30Km.

En la Vereda Barroblanco el núcleo del anticlinal deCerro Negro esta conformado por la FC. Hacia el N delárea de estudio, el eje del anticlinal está desplazado haciael NW debido a la falla Amansagatos. (FIGURA 1).

Falla Amansagatos: Esta es una falla normal de altoángulo con dirección N55W que tiene un desplaza-miento en la horizontal hacia el NW; este desplaza-miento afecta el eje del anticlinal de Cerro Negro. Elbloque ubicado hacia el NE del plano de falla es elbloque levantado, es por esta razón que tenemos ro-cas de la FC enfrentadas en superficie con rocas delas formaciones Rosablanca y Paja, ubicadas en el blo-que hundido al SW del plano de falla. (FIGURA 1).

Diaclasas: En el área de estudio y en especial en laFC se ha observado gran cantidad de diaclasas verti-cales con una dirección preferencial N80W. Estasdiaclasas se encuentran espaciadas entre 0,10 y 0,25m,y en muchas ocasiones se encuentran rellenas poróxidos de hierro. Otras familias de diaclasas menoscomunes presentan direcciones N25W, N50W yN75W; estas diaclasas son más delgadas, difusas ymenos continúas.

CARACTERISTICAS DEL DEPOSITO

El depósito de caolín de la Vereda Barroblanco formaparte del nivel intermedio de la FC (segmento D), cons-tituido por una secuencia de areniscas cuarzosas conun 30% de matriz caolinítica, lodolitas y arcillolitascaoliníticas (Mendoza, 1985). Los minerales identifi-cados en el depósito mediante DRX son cuarzo(49,98%), moscovita/illita (21,12%), caolinita(14,58%), anatasa (1,78%), gibsita (1,11%) y amorfos(11,43%). El depósito posee una forma tabular regu-lar y un espesor de 5m hacia el SW que aumenta endirección NE hasta los 9,5m. Este depósito de caolínestá constituido por gran cantidad de capas y lentes;estas capas se han agrupado según sus característi-cas texturales y composicionales en niveles de mayorespesor, de tal forma que sea posible el seguimientode estas a mayores distancias. En el depósito se hanreconocido siete niveles de base a techo (FIGURA 2).


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En las FIGURAS 3 y 4 se presentan los difractogramasde los niveles caoliníferos de las perforaciones S5 yS9.

A continuación se describen los diferentes niveles deldepósito caolinífero.

Nivel A: Este nivel se observa hacia el SW del depó-sito (S11) (FIGURA 2), está constituido por una are-na limosa muy fina de color café que cambia a unacoloración más grisácea hacia el NE (S5); tambiénposee lentes de arena limosa de color gris oscuro de20cm de espesor, muy ricos en cristales de pirita. Elnivel presenta una laminación plana paralela a no pa-ralela de color vinotinto, debida a la presencia de óxi-dos de hierro.

Nivel B: Este nivel está constituido por una arcillalimosa de color blanco – grisáceo, que presenta haciala parte inferior cristales de moscovita de tamaño muyfino; además posee lentes de limo arcilloso de colorgris oscuro de 20 a 30cm de espesor, muy ricos encristales euhedrales de pirita de tamaño muy fino. Haciala parte superior se presentan partículas de cuarzo yfragmentos de shale oxidados de tamaño muy fino. Elnivel posee un espesor promedio de 2,35m y unalaminación plana paralela a no paralela debida a unasláminas amarillentas, hacia la parte superior aparecenlentes arcillosos de color café – amarilento, estratosarcillosos de color blanco de hasta 10cm de espesor ycapas areno limosas muy finas de color gris (FIGU-RA 2).

Nivel C: Está conformado por una arena limosa decolor gris, aunque localmente puede presentar unacoloración café – amarillenta. Existen partículascuarzosas muy finas a gruesas, de formas esféricas yangulares; en menor cantidad presenta moscovita yfragmentos de shale oxidados. En la parte intermediadel nivel se presenta un estrato limo arcilloso blanco,con una laminación plana paralela continua de colorgris. El nivel tiene un espesor promedio de 0,36m (FI-GURA 2).

Nivel D: Este nivel es una secuencia grano–decre-ciente que inicia a partir del nivel C. La parte inferiordel nivel esta constituida por un limo arcilloso de co-lor blanco o gris, que presenta partículas de cuarzo yfragmentos de shale de tamaño medio a muy fino;

posee una laminación plana paralela a no paralela con-tinua de arcilla café clara, además de lentes limo are-nosos muy finos de color gris. La parte superior estácompuesta por una arcilla limosa blanca, con frag-mentos muy finos de cuarzo, moscovita y shale. Elnivel tiene un espesor promedio de 1,86m, aunque enalgunos sitios puede alcanzar los 3,05m.

Nivel O: Está conformado por un limo arenoso decolor café oscuro muy rico en materia orgánica (frag-mentos vegetales); presenta partículas de tamaño medioa muy fino de cuarzo, moscovita, fragmentos de shale,pirita y ámbar. La parte inferior posee una coloraciónmás clara y el material orgánico esta conformado porpequeños y delgados fragmentos leñosos de 0,5 a 2cmde longitud; esta parte posee la mayor cantidad decristales de pirita de tamaño fino a muy fino. La partesuperior presenta fragmentos leñosos (troncos) deentre 15 y 20cm de longitud, los cuales poseen unasuperficie bien conservada pero su estructura internase encuentra muy homogeneizada. La presencia dehojas dentro del nivel es muy escasa. El espesor pro-medio del nivel es de 1,36m (FIGURA 2).

Nivel E: Está compuesto por un limo arenoso de co-lor blanco – grisáceo que hacia el NE se torna másamarillento; presenta abundantes partículas de cuarzode tamaño granulo a arena muy fina y de formas esfé-ricas y angulares, además de moscovita y fragmentosde shale muy oxidados. El nivel tiene un espesor pro-medio de 1,15m (FIGURA 2).

Nivel F: Este nivel forma parte de un conjunto gra-no–decreciente que se inicia con el nivel E. Está cons-tituido por un limo arcilloso de color blanco que algu-nas veces presenta coloraciones amarillentas ogrisáceas; posee partículas de cuarzo, moscovita yfragmentos de shale muy oxidados de tamaño muyfino. Muestra una laminación plana paralela a no para-lela de arcilla de color café – amarillento y delgadoslentes arenosos muy finos de color blanco. Hacia elSW el nivel presenta un enriquecimiento en materialarenoso y se clasifica como un limo arenoso de colorblanco. El espesor promedio es de 0,84m (FIGURA 2).

La composición mineralógica (en muestra total) y quí-mica (en muestra lodosa) de los niveles que compo-nen el depósito de caolín se presenta en la TABLA 1.


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Actualmente, los niveles que vienen siendo explota-dos por la Cooperativa Agrominera de Barroblancoson principalmente los niveles B y D. Hacia el NE deldepósito se explotan los niveles E y F, aunque estosson menos apreciados por los mineros debido a su

coloración, mayor cantidad de material arenoso, me-nor extensión y espesor; este aspecto contrasta conel mayor contenido de caolinita presente en estos ni-veles en comparación con los niveles B y D, como seaprecia en la TABLA 1.

FIGURA 2. Corte geológico del depósito de caolín de la Vereda Barroblanco.

TABLA 1. Composición mineralógica y química de los niveles del depósito de caolín de la Vereda Barroblanco.

PPI: Perdidas por Ignición; (*): Trazas del mineral. M.O.: Materia orgánica.


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FIGURA 3. Difractogramas de los niveles presentes en la perforación S5.


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FIGURA 4. Difractogramas de los niveles presentes en la perforación S9.


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RESERVAS

Las características geológicas de un recurso mineralson estimadas a partir de evidencias y conocimientosgeológicos específicos. El conocimiento geológico deldepósito en estudio está basado en observaciones di-rectas de campo, realización de perforaciones, docu-mentación y muestreo sistemático de los frentes deexplotación y de las perforaciones. El cálculo de re-cursos se realizó mediante el método de áreas.

El uso de la Clasificación Internacional de RecursosMinerales y Reservas Minerales (Vaughan & Felderhof,2002), permitió definir tres categorías a saber: Re-cursos Minerales Medidos, Recursos Minerales Indi-cados y Recursos Minerales Inferidos. Debe aclarase,que el termino reserva no fue empleado en este caso,debido a que no se han realizaron estudios defactibilidad que eleven la categoría de recurso a reser-va. En la FIGURA 5 se presenta el mapa de catego-rización de recursos.

Recursos Minerales Medidos: Los recursos mine-rales medidos comprenden el área contorneada portodos los sitios de muestreo (perforaciones y frentesde exploración).

Recursos Minerales Indicados: Los recursos mi-nerales indicados se localizan en la zona comprendidaentre los sitios de muestreo (perforaciones y frentes

de exploración) y los frentes de explotación abando-nados.

Recursos Minerales Inferidos: Este tipo de recur-sos se ubican en la zona más externa y su contorneose basó principalmente en las características geomor-fológicas del depósito y en una serie de transversasrealizadas, las cuales podrían indicar una continuidadde los niveles caoliníferos.

En la TABLA 2 se presentan los resultados de lacuantificación de recursos caoliníferos para los nive-les B y D, principales niveles de interés en el depósito.

CONDICIONES DE FORMACION DELDEPOSITO

El depósito de caolín de la Vereda Barroblanco fueclasificado genéticamente con base en la composi-ción mineralógica, química y granulométrica. Estainformación fue comparada con los datos reportadospor Lorenz (1999) para diferentes tipos de caolín (TA-BLA 3).

En los caolines de la Vereda Barroblanco prevalecencaracterísticas de un depósito primario, entre estastenemos la relación mica/illita, los contenidos de cuar-zo, SiO

2, MgO, K2O y LOI, sin embargo, otros

indicadores como el contenido de caolinita evidencian

TABLA 2. Calculo de recursos minerales para el depósito de caolín.


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FIGURA 5. Categorización de los recursos del depósito de caolín.

TABLA 3. Composición mineralógica y química de caolines en bruto (Lorenz, 1999).

1) = fracción <20um (Limo Grueso) 2) = a menudo solo económicamente explotable con lautilización simultanea de minerales acompañantes


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un origen secundario; mientras que componentes comoAl, Fe no permiten una diferenciación precisa. Debidoa lo anterior, no se puede definir a partir de los datosobtenidos con exactitud el tipo de depósito.

Para la determinación de las condiciones de forma-ción de los niveles caoliniferos se tomaron en cuentaalgunas particularidades del depósito como la relaciónen el contenido de caolinita y moscovita/illita, y elcontenido de cuarzo, pirita y gibsita.

De acuerdo con Páez et al. (1982), el cambio en lasconcentraciones relativas de caolinita e illita puedenser explicados por la transición de un ambiente mari-no a otro no marino. Este cambio en la depositaciónse refleja en un decrecimiento de la caolinita y en unincremento de la illita resultado de un proceso defloculación diferencial relacionada con el aumento dela salinidad.

La FIGURA 6 presenta las características minera-ló-gicas y ambientales asociadas a la relación caolinita/moscovita (illita) bajo condiciones de salinidad. Cuandola relación caolinita/moscovita es menor de 1,0 en-tonces existe una predominancia del ambiente mari-no, y si la relación es mayor de 1,0 habrá mayor in-fluencia del ambiente no–marino. (Páez, et al. 1982)La FIGURA 7 presenta la relación caolinita/mosco-

vita(illita) para dos de las perforaciones realizadas enel área de estudio, una ubicada hacia el SW (perfora-ción 5) y otra ubicada al NE del depósito de caolín(perforación 9). El depósito se comporta de la mismamanera desde el nivel A hasta el nivel D y representacondiciones uniformes de depositación para todo elyacimiento; a partir del nivel D inician las diferenciasy es la razón por la cual podemos dividir el depósitoen dos zonas, una hacia el SW y otra hacia el NE.

El Nivel A posee una relación de caolinita/illita de 1,13,lo cual indicaría un ambiente de influencia no–marina,y señala el cambio hacia un ambiente de influenciamás marina que inicia con la depositación del Nivel B,cuya relación caolinita/illita es de 0,40 (FIGURA 7).Estos dos niveles presentan lentes limo arcillosos decolor gris oscuro que poseen cristales de pirita, posi-blemente formados por reducción bacteriana de ma-teria orgánica acumulada. La máxima influencia delambiente marino se presenta en el Nivel C, este, care-ce de caolinita, pero es mas rico en cuarzo, eviden-ciando que el ambiente marino tenia la energía sufi-ciente para depositar las partículas de cuarzo y man-tener en suspensión las partículas de moscovita y másaun la caolinita. La influencia marina disminuye a partirdel Nivel C, mientras que la depositación del Nivel Dpresenta unas características similares a la del Nivel B;siendo la relación caolinita/illita del Nivel D igual a 0,29.

FIGURA 6. Relación caolinita/moscovita y sus implicaciones ambientales, (Páez, et al. 1982).


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FIGURA 7. Relación caolinita(Kao)/moscovita(Ms) para cada uno de los niveles que componen el depósito de caolín de la VeredaBarroblanco (perforaciones S5 y S9).


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Posterior a la depositación del Nivel D se establecendos condiciones diferentes dentro del depósito decaolines; al NE se presenta la sedimentación de unNivel Orgánico, mientras que al SW se deposita di-rectamente el Nivel E sobre el Nivel D.

La depositación del Nivel Orgánico (O) ocurrió encondiciones continentales (FIGURA 7). La depo-sitación del Nivel E se presentó en un ambiente mari-no hacia el SW (relación caolinita/illita de 0,61); mien-tras hacia el NE es más influenciado por un ambienteno marino (relación caolinita/illita de 1,34). La depo-sitación del Nivel F tiende a homogenizarse, aunquehacia el SW la influencia marina es mayor que hacia elNE, siendo la relación caolinita/illita de 0,84 en el SWy de 1,06 en el NE.

De otro lado, la presencia de gibsita en los niveles O yF evidencia que estos, pudieron haber sido expuestoslocalmente a la acción de aguas lluvias, proceso quemeteorizó intensamente el material depositado y enespecial a la caolinita, lo que permitió la formación degibsita mediante la reacción (1).

Al2Si

2O

5(OH)4(s) + 5H

2O=>2H

4SiO

4 + Al

2O

3.3H

2O(s) (1)

caolinita gibsita

La descomposición bacterial de la materia orgánicatambién produce un ambiente favorable para la crista-lización de la caolinita y la pirita. Existe cierta correla-ción entre la formación de caolín y periodos de for-mación de carbón, porque supone que el CO

2 atmos-

férico que llega al suelo por acción de las lluvias reac-ciona con los materiales que favorecen la caolinizacióny la lixiviación del hierro en áreas pantanosas (Renzoni,1985). La descomposición de la materia orgánica debeaumentar las condiciones de acidez, haciéndolas to-davía más propicias para la reducción bacteriana delsulfato disuelto en un medio ambiente anóxico y re-ductor, y favoreciendo la formación de pirita (FeS +S0 => FeS

2).

USOS INDUSTRIALES

Actualmente los caolines de la Vereda Barroblanco secomercializan en bruto, lo que significa que al mineralno se le realiza ningún tipo de beneficio para mejorarsu calidad, razón por la cual su uso se ve restringido a

la industria del estuco y a la fabricación de cerámicaartesanal.

Los estudios geológicos, mineralógicos y químicossirvieron de base para el diseño de las pruebas meta-lúrgicas de los caolines para establecer el uso másapropiado. Este estudio de procesamiento mineralconsta de una serie de análisis y procesos de labora-torio que fueron seleccionados según los procedimien-tos utilizados actualmente a nivel mundial para la in-dustria de minerales arcillosos. Las pruebas de bene-ficio mineral se enfocaron a obtener un caolín máspuro y apto para la fabricación de cemento blanco,cerámicos y papel, destacandose entre otros los pro-cesos de disgregación y desarenamiento por sedi-mentación (Laverde, et al. 2005).

Por otra parte, el producto obtenido del proceso deflotación inversa de anatasa (no-flotados), mostró quela composición química y granulométrica es adecua-da para la industria del papel, sin embargo la blancuraobtenida no es la apropiada para este tipo de industria.No obstante, el valor de blancura del mineral obtenidoposteriormente al proceso de remoción de materiaorgánica, se aproximó al requerido por la industria delas pinturas, por tal motivo podría pensarse en estetipo de aplicación. (Laverde, et al. 2005)

DISCUSION DE RESULTADOS

El depósito de caolín de la vereda Barroblanco fueestudiado para establecer características a ser tenidasen cuenta durante el procesamiento mineral, cuantifi-car recursos y definir las condiciones de formación.El depósito caolinífero de Barroblanco presenta ras-gos distintivos prevalecientes, aunque no concluyen-tes de un depósito primario de acuerdo con la clasifi-cación de Lorenz (1999), por lo tanto es necesariorealizar más análisis tendientes a esclarecer el tipo dedepósito.

Las condiciones de formación del depósito muestranuna variación en la depositación de los niveles pro-ductores. El cambio en la sedimentación de influenciamarina presente en los niveles B, C y D hacia unasedimentación más fluvial o continental (no–marina)en los niveles O, E y F, es más acentuado hacia el NEdel depósito y, corresponde al cambio ambiental des-


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crito por Renzoni (1985) para los niveles caoliniferosde la Formación La Cumbre de condiciones marinas aríos de alta sinuosidad, llanuras de inundación cubier-tas de vegetación y localmente expuestas al aire, endonde se presenta un enriquecimiento en la depo-sitación de la caolinita. Por otra parte, la diferencia enel contenido de caolinita de las zonas NE y SW deldepósito demuestra la mayor depositación de la caolinitaen ambientes de influencia fluvial (no–marina). Sinembargo, es necesario aclarar que aun en ambientesde predominancia fluvial es necesaria la presencia deaguas saladas (o marinas) para facilitar el proceso defloculación de la caolinita.

CONCLUSIONES

El depósito de caolines de la Vereda Barroblanco selocaliza en la parte media de la Formación Cumbre yesta constituido por siete niveles de base a techo (A,B, C, D, O, E y F), todos ellos geológica y mineralo-gicamente diferenciables. Estos niveles además decaolinita presentan cuarzo, moscovita/illita, anatasa yocasionalmente pirita y gibsita.

Los mejores niveles para la explotación de caolín, da-dos sus espesores, color y extensión son B y D, paralos cuales se han calculado recursos medidos, indica-dos e inferidos cercanos a los 16 millones de tonela-das.

Los niveles A, B, C y D fueron depositados en condi-ciones marinas; mientras que los niveles O, E y Ffueron depositados en ambientes fluviales, como laspresentadas en ríos de alta sinuosidad y llanuras deinundación expuestas al aire que permitieron la for-mación de cubiertas vegetales y gibsita.

La caracterización mineralógica de los caolines deBarroblanco fue tomada en cuenta para el diseño delos procesos de beneficio a partir de los cuales, selogró incrementar la calidad de esta materia primamineral. El beneficio mediante disgregación y sedi-mentación determinan un uso más apropiado para estematerial en la producción de cemento blanco. La flo-tación mejora las propiedades del caolín permitiendosu aplicación en la industria de los cerámicos.

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo fue realizado gracias al apoyo financierode la Universidad Industrial de Santander yCOLCIENCIAS, mediante el proyecto de investiga-ción 1102-06-14827 “Mejoramiento de la calidad delos caolines de Oiba (Santander) para la fabricaciónde cemento blanco, cerámicos y papel”. Igualmente,los autores agradecen a dos revisores anónimos, cu-yos comentarios y observaciones ayudaron a mejorarel manuscrito.

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Trabajo recibido: agosto 10 de 2006Trabajo aceptado: noviembre 3 de 2006


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