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1.- Concepto y origen de los yacimientos minerales
Introduccin
Los elementos qumicos que componen nuestro planeta estn distribuidos de una
forma que a grandes rasgos es muy regular, ya que depende de dos grandes factores:
Su abundancia en cada una de las capas que componen el planeta,
La naturaleza y composicin de las rocas presentes en cada sector concreto que
analicemos.
Sobre la base de los datos conocidos sobre la naturaleza y composicin geoqumica,
mineralgica y petrolgica de las diferentes capas en que est dividido nuestro planeta,
la composicin es simple y homognea en la zona ms profunda (ncleo), e intermedia
en el manto, mientras que la capa ms superficial (la corteza) presenta una composicin
ms compleja y heterognea. Esto ltimo se debe a su vez a dos factores:
o El hecho de que la diferenciacin planetaria haya producido un enriquecimiento
relativo de esta capa en los elementos ms ligeros, que no tienen cabida en los
minerales que componen el manto, que son de composicin relativamente
simple: fundamentalmente silicatos de Mg y Fe. Eso hace que con respecto al
manto, la corteza slo est empobrecida en elementos como Fe y Mg (en lo que
se refiere a elementos mayoritarios) y Ni, Cr, Pt, en lo que se refiere a
minoritarios o trazas.
o La mayor complejidad de los procesos geolgicos que operan en la corteza
producen fenmenos muy variados de enriquecimiento o empobrecimiento de
carcter local, que afectan a la concentracin de los distintos elementos qumicos
de diferentes maneras.
De esta manera, podemos entender a la corteza como aquel segmento de nuestro planeta
en el que se rompe la homogeneidad de la distribucin de los elementos que
encontramos en capas ms profundas. Por ejemplo, a pesar de que existan algunas
variaciones composicionales en el manto, stas son insignificantes con respecto a la
altsima variabilidad que observamos en la corteza. As, en sta podemos observar rocas
gneas que independientemente de su lugar de origen (manto astenosfrico, manto
litosfrico, corteza) van desde composiciones peridotticas hasta las granticas. Es en la
corteza donde, adems, encontraremos las rocas sedimentarias y metamrficas.
Los procesos que llevan a la diferenciacin de un magma, o a la formacin de una roca
sedimentaria o metamrfica implican en ocasiones transformaciones profundas
qumico-mineralgicas. Es durante el curso de esos procesos que algunos elementos o
minerales pueden concentrarse selectivamente, muy por encima de sus valores
"normales" para un tipo determinado de roca, dando origen concentraciones "anmalas"
que de aqu en adelante denominaremos "yacimientos minerales".
El carcter "anmalo" de estas concentraciones hace que los yacimientos constituyan
singularidades en la corteza terrestre.
Es muy importante considerar el aspecto geoqumico del concepto: todos los elementos
qumicos estn distribuidos en la corteza de forma muy amplia, aunque en general su
concentracin en las rocas es demasiado baja como para permitir que su extraccin de
las rocas resulte rentable. Como hemos explicado, su concentracin para dar lugar a un
yacimiento mineral se produce como consecuencia de algn proceso geolgico (gneo,
sedimentario o metamrfico) que provoca la concentracin del elemento. Por ejemplo,
el oro que se encuentra concentrado en los yacimientos sedimentarios de tipo placer
puede proceder del oro diseminado en reas de gran extensin regional. En esas reas el
oro estar presente en las rocas, pero en concentraciones demasiado bajas como para
poder ser extrado con una rentabilidad econmica. Sin embargo, el proceso
sedimentario produce su concentracin en los aluviones o en playas, posibilitando en
algunos casos su extraccin econmica.
En definitiva, para que un elemento sea explotable en un yacimiento mineral, su
concentracin debe ser muy superior a su concentracin media (clark) en la corteza
terrestre.
El otro factor importante a considerar es el econmico: esas concentraciones podrn ser
o no de inters econmico, lo que delimita el concepto de Yacimiento explotable o no
explotable, en funcin de factores muy variados, entre los que a primera vista destacan
algunos como el valor econmico del mineral o minerales extrados, su concentracin o
ley, el volumen de las reservas, la mayor o menos proximidad de puntos de consumo, la
evolucin previsible del mercado, etc., factores algunos fcilmente identificables,
mientras que otros son casi imposibles de conocer de antemano.
Esta conjuncin de factores geolgicos y econmicos hace que el estudio de los
yacimientos minerales sea una cuestin compleja y problemtica, en la que hay que
conjugar la labor de especialistas de distintos campos, ya que incluye desde las
cuestiones que afectan a la prospeccin o bsqueda de estas concentraciones, su
evaluacin, el diseo y seguimiento de su explotacin minera, el estudio de la viabilidad
econmica de la explotacin, el anlisis del mercado previsible para nuestro producto,
hasta factores polticos (estabilidad econmica y social de un pas) o cuestiones
medioambientales, como la recuperacin de los espacios afectados por esta actividad.
El trmino de yacimiento mineral se he venido utilizando tradicionalmente para
referirnos nicamente a los yacimientos de minerales metlicos, que se emplean para
obtener una mena, de la que se extrae un metal. Es el caso, por ejemplo, del cinabrio,
que se explota para la extraccin del mercurio. No obstante, el auge de las explotaciones
de minerales y rocas industriales, y la similitud de los procesos que dan origen a los
yacimientos metlicos y de rocas y minerales industriales hacen que esta precisin no
tenga ya sentido. De esta forma, en este temario se va a abordar de forma integral el
estudio de ambos.
Conceptos bsicos
Cuando hablamos de Yacimientos Minerales, hay una serie de conceptos que tienen una
gran importancia, ya sea en los aspectos geolgicos-geoqumicos, o en los econmicos.
Los ms importantes son los siguientes:
Mena: Es el mineral cuya explotacin presenta inters. En general, es un trmino que se
refiere a minerales metlicos y que designa al mineral del que se extrae el elemento
qumico de inters (Cu de la calcopirita, Hg del cinabrio, Sn de la casiterita, entre
muchos ejemplos posibles). En este caso de los minerales metlicos, se requiere un
tratamiento de la mena, que en general comprende dos etapas: el tratamiento
mineralrgico y el metalrgico (ver ms abajo).
Ganga: Comprende a los minerales que acompaan a la mena, pero que no presentan
inters minero en el momento de la explotacin. Ejemplos frecuentes en minera
metlica son el cuarzo y la calcita. Conviene resaltar que minerales considerados como
ganga en determinados momentos se han transformado en menas al conocerse alguna
aplicacin nueva para los mismos.
Reservas: Cantidad (masa o volumen) de mineral susceptible de ser explotado. Depende
de un gran nmero de factores: ley media, ley de corte (ver ms abajo), y de las
condiciones tcnicas, medioambientales y de mercado existentes en el momento de
llevar a cabo la explotacin. Se complementa con el concepto de Recurso, que es la
cantidad total de mineral existente en la zona, incluyendo el que no podr ser explotado
por su baja concentracin o ley. Ver ms detalles pulsando aqu.
Ley media: Es la concentracin que presenta el elemento qumico de inters minero en
el yacimiento. Se expresa como tantos por ciento, o como gramos por tonelada (g/t)
(equivale a partes por milln, ppm) u onzas por tonelada (oz/t).
Ley de corte o cut-off: Es la concentracin mnima que debe tener un elemento en un
yacimiento para ser explotable, es decir, la concentracin que hace posible pagar los
costes de su extraccin, tratamiento y comercializacin. Es un factor que depende a su
vez de otros factores, que pueden no tener nada que ver con la naturaleza del
yacimiento, como por ejemplo pueden ser su proximidad o lejana a vas de transporte,
avances tecnolgicos en la extraccin, etc.
Factor de concentracin: Es el grado de enriquecimiento que tiene que
presentar un elemento con respecto a su concentracin normal para que
resulte explotable, es decir:
Ley de corte
Fc = --------------------
Clark
As, por ejemplo, el oro se encuentra en las rocas de la corteza en una
proporcin media o clark de 0.004 ppm, mientras que en los yacimientos
de la cuenca de Witwatersrand (RSA) su ley de corte es de 7 g/t (1.750
veces mayor). La figura muestra los factores de concentracin de una
serie de elementos, y se aprecia como para elementos escasos este valor
es mucho ms alto que para los elementos ms comunes, ms abundantes
en el conjunto de la corteza.
Todo uno: Mezcla de ganga y mena que extrae de la mina o cantera, con un contenido o
ley determinado, que hay que saber previamente (investigacin de pre-explotacin) y
confirmar tras la explotacin.
Todo uno marginal: Aquel producto de la explotacin que tiene contenidos
ligeramente por debajo de la ley de corte, y que no se suele acumular conjuntamente con
el estril, o bien para procesar mediante tratamientos de bajo coste, o en previsin de
que los precios del producto suban y puedan aprovecharse como reservas.
Estril: Corresponde a las rocas que no contienen mineral o lo contienen en cantidades
muy por debajo de la ley de corte. No suele corresponder con la ganga, que como se
indica antes, son los minerales acompaantes de la mena.
Subproductos (o by-products): Suelen ser minerales de inters econmico, pero que no
son el objeto principal de la explotacin, si bien aumentan el valor econmico de la
produccin: por ejemplo, el Cd o el Hg contenido en yacimientos de sulfuros con altos
contenidos en esfalerita, o el manganeso contenido en los prfidos cuprferos.
Explotacin minera: Es el proceso o conjunto de procesos por el cual o cuales
extraemos un material natural terrestre del que podemos obtener un beneficio
econmico: puede ser desde agua, hasta diamantes, por ejemplo. Se lleva a cabo
mediante pozos (caso del agua o del petrleo, entre otros), en minas, subterrneas o a
cielo abierto, o en canteras.
Metalurgia extractiva: Es el proceso o conjunto de procesos, propios de la minera
metlica, que permiten obtener el elemento de inters a partir del todo-uno de mina o
cantera. Implica o puede implicar una serie de procesos:
- Lavado o concentracin. Proceso o conjunto de procesos por el cual o cuales se separan la mena y la ganga. Pueden ser de carcter fsico: por ejemplo,
separacin de la magnetita por medio de electroimanes; o de carcter fsico-
qumico: por ejemplo, flotacin de los sulfuros.
- Metalurgia: Proceso o conjunto de procesos por el cual se extrae el metal correspondiente de un mineral metlico. Puede ser por tostacin (caso de los
sulfuros: HgS + calor + O2 -> Hg + SO2) denominndose entonces
pirometalurgia, o por va hmeda (CuCO3 + H2SO4 -> CuSO4(soluble); a su vez el
CuSO4 se descompone electrolticamente: CuSO4 + en.el. -> Cu + SOx); este
tipo se denomina hidrometalurgia; otra posibilidad es confiar este proceso a la
accin de bacterias, y se denomina entonces biometalurgia.
Otros procesos post-mineros: El producto minero, tal como sale de cantera o de la
planta de mineralurgia, si no es de carcter metlico, a menudo necesita otros
tratamientos antes de ser aprovechable: por ejemplo el petrleo necesita el refino; las
rocas industriales necesitan corte y tratamientos superficiales de la superficie de corte;
expansin trmica de perlita o vermiculita para obtener ridos ligeros, calcinacin de la
caliza para obtener cal (CaCO3 + calor -> CaO + CO2), entre muchos otros.
Origen de los Yacimientos Minerales
El origen de los yacimientos minerales puede ser tan variado como lo son los procesos
geolgicos, y prcticamente cualquier proceso geolgico puede dar origen a
yacimientos minerales.
En un estudio ms restrictivo, hay que considerar dos grandes grupos de yacimientos:
1. Los de minerales, ya sean metlicos o industriales, que suelen tener su origen en fenmenos locales que afectan a una roca o conjunto de stas,
2. Los de rocas industriales, que corresponden a reas concretas de esa roca que presentan caractersticas locales que favorecen su explotacin minera.
A grandes rasgos, los procesos geolgicos que dan origen a yacimientos minerales
seran los siguientes:
Procesos gneos:
Plutonismo: produce rocas industriales (los granitos en sentido amplio), y
minerales metlicos e industriales (los denominado yacimientos
ortomagmticos, producto de la acumulacin de minerales en cmaras
magmticas).
Volcanismo: produce rocas industriales (algunas variedades "granticas", ridos,
puzolanas), y minerales metlicos (a menudo, en conjuncin con procesos
sedimentarios: yacimientos de tipo "sedex" o volcano-sedimentarios).
Procesos pegmatticos: pueden producir yacimientos de minerales metlicos
(p.e., casiterita) e industriales: micas, cuarzo...
Procesos neumatolticos e hidrotermales: suelen dar origen a yacimientos de
minerales metlicos muy variados, y de algunos minerales de inters industrial.
Procesos exgenos o superficiales:
La erosin es el proceso por el cual las rocas de la superficie de la Tierra, en
contacto con la atmsfera y la hidrosfera, se rompen en fragmentos y sufren
transformaciones fsicas y qumicas, que dan origen a fragmentos o clastos, y a
sales, fundamentalmente. Las trasformaciones que implica la erosin pueden dar
lugar a yacimientos, que reciben el nombre de yacimientos residuales.
El transporte de los clastos por las aguas y el viento, y de las sales por el agua,
modifica la composicin qumica tanto del rea que sufre la erosin como del
rea a la que van a parar estos productos. Adems, durante el propio transporte
se producen procesos de cambio fsicos y qumicos, nuevas erosiones, depsito
de parte de la carga transportada, etc.
La sedimentacin detrtica da origen a rocas como las areniscas, y a minerales
que podemos encontrar concentrados en stas, en los yacimientos denominados
de tipo placer: oro, casiterita, gemas...
La sedimentacin qumica da origen a rocas de inters industrial, como las
calizas, y a minerales industriales, como el yeso o las sales, fundamentalmente.
La sedimentacin orgnica origina las rocas y minerales energticos: carbn e
hidrocarburos slidos (bitmenes, asfaltos), lquidos (petrleo) y gaseosos (gas
natural). Tambin origina otras rocas y minerales de inters industrial, como las
fosforitas, o las diatomitas, entre otras.
Como ya se ha mencionado, la sedimentacin asociada a los fenmenos
volcnicos produce yacimientos de minerales metlicos de gran importancia.
Procesos metamrficos:
El metamorfismo da origen a rocas industriales importantes, como los
mrmoles, o las serpentinitas, as como a minerales con aplicacin industrial,
como el granate. No suele dar origen a yacimientos metlicos, aunque en
algunos casos produce en stos transformaciones muy importantes.
As pues, y a modo de conclusin, en cada caso han de darse unas determinadas
condiciones que permitan que se origine el yacimiento, como algo diferenciado del
conjunto rocoso, en el que uno o varios procesos geolgicos han actuado de forma
diferencial con respecto al resto del rea, lo que ha permitido que se produzcan esas
condiciones especiales que suponen la gnesis del yacimiento.
Lecturas recomendadas
Bustillo Revuelta, M.; Lpez Jimeno, C. (1996). Recursos Minerales. Tipologa,
prospeccin, evaluacin, explotacin, mineralurgia, impacto ambiental. Entorno
Grfico S.L. (Madrid). 372 pg.
Carr, D.D.; Herz, N. (1989). Concise encyclopedia of mineal resources. Pergamon
Press. 426 pg.
Daz Prieto, P. (1995). Glosario de trminos mineros (Ingls-Espaol/Espaol-Ingls).
Secretariado de Publicaciones. Universidad de Len. 291 pg.
Earth Science Australia. http://www5.50megs.com/esa/mindep/mindep.html
Evans, A.M. (1993). Ore geology and industrial minerals: An introduction. Blackwell
Science, 389 pg.
Guilbert, J.M.; Park, Ch.F. (1986). The geology of ore deposits. Freeman. 985 pg.
Jbrak, M. Manuel de gtologie (on line).
http://www.unites.uqam.ca/~sct/gitologie/mjg1.htm
Kesler, S.E. (1994). Mineral resources, economics and the environment. Maxwell
Macmillan International. 391 pg.
Lunar, R.; Oyarzun, R. (Eds.) (1991). Yacimientos minerales: tcnicas de estudio, tipos,
evolucin metalognica, exploracin. Ed. Centro de Estudios Ramn Areces. 938 pg.
Sawkins, F.J. (1984). Metal deposits in relation to plate tectonics. Springer-Verlag. 325
pg.
Shakelton, W.G. (1986). Economic and applied geology. Croom Helm. 227 pg.
Skinner, B.J. (1980). Economic Geology - Seventy-fifth anniversary volume (1905-
1980). Economic Geology Publishing Co. (El Paso, Texas). 964 pg.
Smornov, V.I. (1982). Geologa de Yacimientos Minerales. Mir. 654 pg.
Vzquez Guzmn. F. (1997). Geologa econmica de los Recursos Minerales.
Fundacin Gmez Pardo (Madrid). 481 pg.
2.- Mtodos de estudio de los yacimientos minerales
Los yacimientos minerales presentan, como ya hemos visto en el tema anterior, dos
aspectos complementarios de gran relevancia: los geolgicos y los econmicos. Cada
uno de estos aspectos merece ser estudiado de forma autnoma, aunque coordinada, ya
que se condicionan mtuamente.
Estudios de tipo geolgico
La geologa de los yacimientos minerales es fundamental para:
1. Conocer con el mayor detalle caractersticas del yacimiento que condicionan su explotacin minera
2. Determinar sus lmites geogrficos 3. Buscar yacimientos similares en reas prximas o no
Estos estudios comprenden una serie de aspectos diferenciados, pero complementarios,
que nos deben llevar a conocer aquellos aspectos que en cada caso sean relevantes: en
unos casos ser la naturaleza de las rocas asociadas, en otros, la tectnica que los afecta,
etc. Estos aspectos seran los siguientes:
Mineralgicos y petrolgicos: La mineraloga y la petrografa detallada de los
minerales y rocas que componen un yacimien to constituyen una informacin
bsica a conocer sobre el mismo. Para ello disponemos de una amplia variedad
de tcnicas:
o Microscopa petrogrfica (luz transmitida). Nos permite identificar los
minerales no metlicos y las relaciones que es establacen entre ellos y los
metlicos que puedan existir en las muestras estudiadas.
o Microscopa metalogrfica (luz reflejada). Sirve para identificar los
minerales metlicos y sus relaciones mtuas.
o Difraccin de Rayos X. Nos permite identificar con mayor precisin la
naturaleza de los componentes minerales del yacimiento, sobre todo de
los que por su pequeo tamao de grano no sean fcilmente identificable
con las tcnicas anteriores.
o Microscopa electrnica/Microsonda electrnica: son tcnicas especficas
para el estudio a gran detalle de los minerales que componen el
yacimiento, bien en el aspecto de relaciones entre ellos (Microscopa) o
bien en el de las variaciones menores de la composicin de los minerales
o de caracterizacin detallada de las fases minoritarias, que en
determinados casos pueden ser las de mayor valor econmico (caso de
oro o de los elementos del grupo del platino).
La geoqumica del yacimiento, es decir, conocer con el mayor detalle la
distribucin de los contenidos en los elementos qumicos relacionados de forma
directa o indirecta con la mineralizacin, o afectados por los procesos que han
formado o modificado el yacimiento, tiene importancia directa en cuanto que
define las reas de mayor inters minero, e indirecta, pues a menudo nos permite
definir guas de prospeccin dentro del propio yacimiento, o para otros
similares.
Geomtricos: los aspectos geomtricos de un yacimiento son siempre
fundamentales: conocer cual es su orientacin con respecto al norte (direccin o
rumbo) y su inclinacin promedio (o buzamiento). A menudo estos datos no son
constantes, variando de forma ms o menos acusada: la variabilidad es mxima
en los yacimientos estratoligados plegados, y mnima en algunos yacimientos
filonianos muy regulares. El espesor (o potencia) tambin se puede considerar
dentro de esta categora. Para estudiar este aspecto necesitamos datos de
observacin, ya sea directa o a travs de sondeos mecnicos.
Complementario con el aspecto anterior tenemos la relacin que se establece
entre la orientacin del yacimiento y la de las rocas en las que se localiza:
cuando ambos son paralelos hablamos de yacimientos estratoligados,
estratoides, o incluso sedimentarios (o singenticos), mientras que cuando no
son paralelos hablamos de yacimientos no concordantes o epigenticos. Con
respecto a los trminos indicados, estratoligado se refiere a una yacimiento que
se encuentra formando capas, pero no sabemos si tiene o no origen sedimentario;
estratoide se suele utilizar para designar yacimientos en capas cuyo origen no
parece ser sedimentario; el trmino singentico se refiere exclusivamente a
concentraciones que se originan por procesos sedimentarios, a la vez que el resto
de las rocas sedimentarias que forman la secuencia.
En los yacimientos estratoligados hay otros factores que suelen ser de
importancia en su estudio y caracterizacin: los aspectos estratigrficos
(caracterizacin de la secuencia sedimentaria en la que se enclavan, del nivel
concreto en que se localizan, etc.); los aspectos sedimentolgicos (medio
sedimentario en que se form la secuencia, variaciones paleogeogrficas que
puedan existir); los aspectos petrolgicos (caractersticas de las rocas
implicadas); los aspectos tectnicos (pliegues y fallas que puedan afectar a las
formaciones o capas que forman el yacimiento).
En los yacimientos no concordantes o diagenticos puede haber tambin una
gran variedad de factores a considerar. En general, el principal es conocer el
control geolgico y geomtrico de la mineralizacin: si est confinado en una
estructura discordante bien delimitada (dique o filn), si est confinado por un
conjunto estructural ms amplio (bandas de deformacin o de cizalla), si est
diseminado o concentrado en un conjunto rocoso sin que muestre ningn patrn
claro, si aparece en una situacin concreta, como puede ser el contacto entre dos
tipos de rocas distintas... Otro factor suele ser el mineralgico/petrolgico, que
busca establecer relaciones entre los minerales o rocas que forman el yacimiento
y los procesos que pueden afectarla: cristalizacin, alteracin hidrotermal,
alteracin superficial...
En cuanto a la prospeccin o investigacin de yacimientos, se pueden considerar
cuatros aspectos diferentes: los geolgicos, geoqumicos, geofsicos y las labores
mineras, incluyendo los sondeos mecnicos. En el Tema 19 estudiaremos con
mayor detalle estos aspectos.
Una vez conocidas las caractersticas generales de los yacimientos, de acuerdo
con lo hasta ahora expuesto, disponemos de los suficientes datos para conocer
los procesos que lo han formado y modificado. No obstante, en ocasiones esta
informacin no es suficiente, dado que puede haber procesos distintos que por
convergencia han podido ser los responsables de estas caractersticas ms
comunes: si encontramos oro en una roca sedimentaria de tipo arenoso, puede
ser porque se deposit conjuntamente con ella, pero tambin puede ser que halla
sido introducido en la misma por un proceso hidrotermal, aprovechando la
porosidad y permeabilidad de la misma. En estos casos, existen estudios ms
detallados que nos permiten conocer mejor el proceso o procesos implicados en
la formacin del yacimiento:
o El estudio de las inclusiones fluidas atrapadas en minerales
(fundamentalmente de la ganga) suele aportar datos relevantes sobre la
composicin y temperatura de los fluidos implicados en la formacin del
yacimiento.
o El estudio de la geoqumica isotpica aporta datos en dos aspectos: la
edad de los minerales (a travs de la geoqumica de istopos radiognico
o radioactivos, como C14
, por ejemplo), y relaciones entre los minerales
del yacimiento y otros minerales o fluidos asociados (a travs de la
geoqumica de istopos estables, como S34
, O18
, etc.).
En definitiva, todos estos estudios nos llevan a este conocimiento bsico del yacimiento
que nos debe permitir establecer sus caractersticas mineras, pero que requieren un
complemento: Su valorizacin en trminos econmicos, lo que debe permitir establecer
si la explotacin es viable o no desde el punto de vista econmico.
Estudios de tipo econmico-minero
Desde este punto de vista, son dos los estudios requeridos para obtener una idea clara de
si una concentracin mineral se puede considerar o no un Yacimiento Mineral: la
cubicacin de sus reservas, y el estudio de su viabilidad econmica.
La cubicacin de reservas de un yacimiento consiste en establecer de forma numrica
los principales parmetros de la explotacin: tonelaje (o volumen) del material
explotable, ley media y ley de corte, as como el valor econmico total de estas reservas.
Para ello, se parte de datos puntuales, que en general proceden de sondeos mecnicos,
que se extrapolan a datos areales, se multiplican por la potencia para obtener
volmenes, que se multiplican a su vez por la densidad para obtener tonelaje de todo
uno, y por los contenidos (leyes) para obtener el tonelaje del mineral o elemento de
inters minero que vamos a obtener. En la valoracin econmica hay que tener en
cuenta este tonelaje, pero afectado por el rendimiento de la planta de tratamiento (que
nos define la proporcin del elemento que queda inaprovechado debido a prdidas en el
proceso de concentracin), y en su caso, el precio que nos pagarn en las plantas
metalrgicas por la tonelada del concentrado que podamos conseguir en el lavadero.
Tambin hay que conocer los contenidos en elementos que puedan aadir valor
comercial a nuestra produccin, o que puedan afectar negativamente a ste.
Esta cubicacin, adems de por lo datos puramente geolgicos, est afectada por otros
factores, como el geomtrico (mayor o menor continuidad de la mineralizacin el en
yacimiento, que puede hacer que determinadas zonas queden inaccesibles a la
explotacin), y por el tipo de minera que se pretende llevar a cabo: no es lo mismo la
explotacin subterrnea que la a cielo abierto, como diferencias ms acusadas. En cada
caso, el planteamiento econmico-minero puede ser diferente, puesto que, por ejemplo,
en la explotacin a cielo abierto, a menudo el hecho de que la explotacin de una zona
rica pueda obligar a desmontar una zona con mineralizacin pobre puede hacer rentable
la explotacin de esta zona, que en otras condiciones sera subeconmica.
Una cuestin siempre importante es el anlisis de las perspectivas de futuro del valor
econmico de la produccin. Es un dato siempre interpretativo, no podemos "conocer el
futuro", saber qu oscilaciones van a poder tener los precios de los minerales, metales o
rocas a lo largo de la vida prevista para nuestra explotacin minera, ni de qu
oscilaciones va a tener el dlar, principal divida en que se produce su cotizacin. No
obstante, es necesario tener alguna indicacin en ese sentido: conocer las perspectivas
de mercado de nuestro producto, que no sean negativas de antemano, pues ello afectar
negativamente a este dato del valor econmico de la produccin.
El estudio de viabilidad tiene como dato de partida el valor econmico de nuestra
produccin, procedente la cubicacin. Para que esta viabilidad sea cierta, ha de darse
que:
Produccin = Costes de explotacin + beneficio industrial
De esta forma, el estudio de viabilidad incluye fundamentalmente el anlisis de los
costes de explotacin, aunque a menudo tambin el de las expectativas de futuro del
valor de la produccin.
Para este anlisis, un dato primordial es el del plazo previsto para la explotacin, que, en
trminos generales, no debe ser inferior a 10 aos, para obtener la amortizacin
completa de las inversiones. Para ello, normalmente se divide el tonelaje de las reservas
entre 10, y se obtiene un valor indicativo de la produccin anual prevista, lo que a su
vez nos da el valor anual de la produccin.
Otro dato importante corresponde a la tcnica de explotacin a emplear, dado que cada
una requiere unas inversiones determinadas, tanto en instalaciones como en maquinaria.
El tratamiento que requiera la mena implica tambin unas inversiones, que en general
dependen tambin del volumen de la produccin anual, e implican un coste adicional
fijo por tonelada.
Las distancias a medios de transporte, tanto de mbito local/regional (carreteras o
ferrocarriles) como de mayor mbito (puertos), aada un coste por tonelada variable en
funcin de esta distancia y de la distancia al punto de consumo final.
Los condicionantes medioambientales son en la actualidad muy estrictos, y pueden
llegar desde la prohibicin total de realizar determinadas explotaciones mineras, a la
necesidad de llevar a cabo una restauracin ambiental, cuyo coste se aade al propio de
la explotacin en s.
Por ltimo, nos referiremos al coste de la explotacin en s, que incluye los costes del
personal, tanto implicado directamente en el proceso (los mineros), como los necesarios
para el funcionamiento administrativo de la empresa, y los costes de explotacin
(consumibles, como energa elctrica, combustible de maquinarias, repuestos...).
Otro captulo a considerar como coste es el de la investigacin minera que se llev a
cabo para descubrir el yacimiento, que ha de ser cubierto tambin por la explotacin.
Incluso hay que incluir los costes de otras prospecciones llevadas a cabo son xito antes
de encontrar este yacimiento, as como de las que se sigan llevando a cabo para
descubrir otros, mientras que no se produzca otro descubrimiento que pueda asumir esos
costes.
En definitiva, la viabilidad de un yacimiento depende de tantos factores, que adems
pueden variar tanto a lo largo del periodo de actividad de la explotacin, que a menudo
se dice que el estudio de su viabilidad solamente termina cuando el yacimiento ya se ha
agotado. Por ello, la minera tiene la justa consideracin de actividad econmica de alto
riesgo.
Lecturas recomendadas
Annels, A.E. (1991). Mineral deposit evaluation: A practical approach. Chapman &
Hall. 436 pg.
Bustillo Revuelta, M.; Lpez Jimeno, C. (1996). Recursos Minerales. Tipologa,
prospeccin, evaluacin, explotacin, mineralurgia, impacto ambiental. Entorno
Grfico S.L. (Madrid). 372 pg.
Craig, J.R.; Vaughan, D.J. (1981). Ore microscopy and ore petrography. Wiley. 406 pg.
Fander, H.W. (1985). Mineralogy for metallurgists: An illustrated guide. The Institution
of Mining and Metallurgy. 77 pg.
Jones, M.P. (1987). Applied mineralogy: a quantitative approach. Grahan & Trotman.
259 pg.
Mangas, J.; Sierra, J. (1991). Las inclusiones fluidas: Mtodos de anlisis e
interpretacin. In: Lunar, R.; Oyarzun, R. (Eds.). Yacimientos minerales: tcnicas de
estudio, tipos, evolucin metalognica, exploracin (Parte 1). Ed. Centro de Estudios
Ramn Areces. 79-146.
Lpez Vera, F. (1991). Istopos estables ligeros en el estudio e investigacin de los
yacimientos minerales. In: Lunar, R.; Oyarzun, R. (Eds.). Yacimientos minerales:
tcnicas de estudio, tipos, evolucin metalognica, exploracin (Parte 1). Ed. Centro de
Estudios Ramn Areces. 147-177.
3.- Los yacimientos minerales: bases para una clasificacin
Introduccin
Un aspecto fundamental de cualquier estudio sistemtico es la clasificacin de los
objeto del estudio. El principal problema que se plantea en cualquier clasificacin de
objetos naturales es fijar el o los criterios a seguir a la hora de efectuar esta clasificacin
de forma que nos sea de utilidad prctica, y que permite un agrupamiento de los objetos
de tipo unvoco, es decir, que el mismo objeto no entre ms que en uno solo de los
grupos que se establezcan.
De esta forma, una clasificacin que es poco adecuada para los minerales, como es la
gentica (el cuarzo, por ejemplo, se clasificara en todos los grupos que se establezcan,
pues se forma en todos los ambientes geolgicos posibles) s es adecuada para la
clasificacin de rocas y de yacimientos minerales, pues stos tienden a formarse por
procesos concretos y nicos. No obstante, el problema a menudo es identificar
correctamente qu proceso es el que ha formado una roca o un yacimiento mineral en
concreto.
Una ventaja importante de la clasificacin gentica es que nos permite establecer un
criterio importante para la investigacin de otros yacimientos similares: el conocimiento
preciso del modo de formacin implica identificar las rocas con las que se asocia, las
relaciones que presenta la mena con la ganga, las relaciones espaciales entre roca y
yacimiento y a su vez stas con su entorno estructural. Este cuadro nos va a servir de
gua en la bsqueda de nuevos yacimientos en reas prximas, o en otras regiones
similares desde el punto de vista geolgico.
Por tanto, la clasificacin que hemos adoptado aqu para el estudio de los yacimientos
es en general, una clasificacin gentica, basada en la identificacin del proceso
geolgico que ha dado origen a esa concentracin de minerales. Estos procesos pueden
ser englobados en dos grandes grupos:
1. Procesos exgenos, esto es, todos aquellos que tienen lugar por encima de la superficie terrestre, como consecuencia de la interaccin entre las rocas y la
atmsfera y la hidrosfera.
2. Procesos endgenos, o todos aquellos que tienen lugar por debajo de la superficie terrestre, como consecuencia de los procesos de liberacin del calor
interno del planeta, materializados en la Tectnica de Placas y procesos
asociados, tales como el magmatismo y el metamorfismo.
Procesos geolgicos externos o exgenos
La exposicin de las rocas a la accin de los agentes externos de nuestro planeta
(atmsfera, hidrosfera) produce una serie de efectos que en general conocemos bien:
alteraciones (por ejemplo, la oxidacin de los metales, como el hierro), cambios bruscos
de temperatura, disolucin de componentes. Fenmenos que se conocen con el nombre
de meteorizacin (qumica y fsica). Como resultado, los materiales duros y compactos
se disgregan y disuelven en parte, y los productos (fragmentos, sales), son transportados
hdrica o mecnicamente. La migracin y posterior depsito de estos productos sern
consecuencia de las condiciones fsicas y qumicas del medio (barreras fsicas y
qumicas).
Estos procesos conducen a la formacin de las rocas y yacimientos de origen exgeno.
A efectos de una clasificacin ms detallada, se pueden diferenciar dos grandes
subtipos: rocas o yacimientos residuales (originados como consecuencia de los
fenmenos de meteorizacin in situ, de la propia roca-madre), y rocas o yacimientos
sedimentarios, originados como consecuencia de los fenmenos de depsito, en general
a distancias ms o menos grandes de las rocas-madre. Estos yacimientos o rocas
sedimentarias se clasifican en mayor detalle, en funcin del proceso sedimentario:
Rocas o yacimientos detrticos: el depsito se origina de forma fsica, como
consecuencia de la prdida de poder de arrastre del agente de transporte, con lo
que las partculas transportadas caen al fondo de la cuenca. Se depositan as los
materiales sedimentarios (gravas, arenas) y minerales sedimentarios. Un ejemplo
de yacimientos de este tipo son los placeres de metales preciosos, como el oro.
Rocas o yacimientos qumicos: el depsito se produce por precipitacin de las
sales o compuestos qumicos, como consecuencia de una saturacin de las aguas
en estas sales o por la accin de barreras geoqumicas (Eh, pH, presencia de
electrolitos. Ejemplos de este tipo de yacimientos son las evaporitas (sales, yeso)
o las formaciones bandeadas de hierro (BIF).
Rocas o yacimientos bioqumicos y orgnicos: la sedimentacin es una
acumulacin de restos de organismos (conchas, caparazones, esqueletos, materia
vegetal). Las fosforitas y el carbn son ejemplos de este tipo de yacimientos.
Todas estas rocas o yacimientos de origen sedimentario presentan caracteres generales
comunes: suelen estar estructurados en capas, estn afectados por la deformacin
tectnica, y suelen presentar una gran extensin lateral, y en general, una potencia
(espesor) limitado.
Procesos geolgicos internos o endgenos
Los procesos que tienen lugar por debajo de la superficie de nuestro planeta tienen su
origen en la liberacin de su calor interno, y se manifiestan en una serie de fenmenos,
algunos de los cuales pueden observarse directamente en la superficie, como es el caso
del volcanismo.
Esta liberacin del calor interno se produce de dos formas: por radiacin (o
conduccin) y por conveccin. La radiacin es la liberacin del calor transmitido desde
zonas calientes a zonas fras, de la misma forma que el extremo exterior de una cuchara
sumergida en un lquido caliente termina calentndose: no implica movimiento de
materia, solo transmisin del calor. En la conveccin el calor se transmite en forma de
movimiento de lo caliente hacia zonas fras. Ejemplos son la conveccin de aire caliente
que se produce desde los radiadores de las habitaciones, y el movimiento que se
produce del agua al calentarla en un recipiente.
De la misma manera, nuestro planeta, cuyo interior se encuentra a altas temperaturas,
libera su calor de estas dos formas. Por un lado, emite calor hacia el espacio, con lo que
la temperatura superficial es un compromiso entre el calor que el propio planeta libera y
el producido por la irradiacin solar, y esta temperatura aumenta con la profundidad
(gradiente geotrmico). Por otra parte, la conveccin produce un lentsimo movimiento
de las rocas de zonas profundas hacia la superficie, que fuerza el movimiento de las
rgidas placas litosfricas, lo que conocemos con el nombre de tectnica de placas.
La combinacin de estos dos mecanismos (y las interacciones que se producen entre las
placas) es responsable de los fenmenos internos del planeta: fenmenos ssmicos
(terremotos), fenmenos magmticos (volcanismo, como ms conocido) y fenmenos
de transformacin de las rocas al quedar sometidas a altas presiones y/o temperaturas
(metamorfismo). Los fenmenos ssmicos no dan origen a rocas ni a yacimientos, pero
los otros dos si.
El magmatismo incluye los procesos implicados en la gnesis y evolucin de los
magmas, es decir, de masas de roca fundida que se originan en regiones profundas del
planeta y ascienden, pudiendo llegar hasta la superficie. Estudiaremos con ms detalle
este proceso en los temas correspondientes, pero hay una serie de apartados que
permiten una subdivisin ms completa de las rocas y yacimientos originados en
relacin con este proceso:
El origen de los magmas. La formacin del magma obedece a fenmenos
complejos, que tienen lugar en regiones profundas de la corteza, o el manto
superior. Por tanto, su estudio solo se puede abordar desde la experimentacin
en laboratorios muy especializados, que permita reproducir las condiciones de
alta presin y temperatura responsables de estos procesos. Un aspecto muy
importante a considerar es que se originan por fusin incompleta de los
materiales correspondientes: no es una fusin total de stas, sino parcial,
comenzando por los minerales de punto de fusin ms bajo, y finalizando con
los ms reactivos. Esto hace que, en funcin de cual sea el porcentaje de fusin,
se puedan obtener a partir de un mismo material madre magmas muy diferentes.
La evolucin del magma: una vez formado, y hasta que se consolida
completamente por cristalizacin, el magma asciende a travs de la corteza
terrestre, sufriendo algunos cambios mineralgicos y qumicos. Entre estos
cambios, los ms importantes son la cristalizacin fraccionada (posibilidad de
que algunos de los cristales que pueda contener el magma se separen de ste), la
asimilacin (digestin parcial de rocas de la corteza por el magma durante su
ascenso) y la mezcla de magmas. Estos cambios, por tanto, pueden modificar de
forma muy importante la composicin de un magma.
La cristalizacin del magma: Al ascender en la corteza el magma se pone en
contacto con rocas ms fras, y l mismo se enfra. Al alcanzase las temperaturas
de cristalizacin de minerales determinados, stos se forman, disminuyendo la
capacidad del magma de ascender: aumenta su viscosidad. Durante el proceso de
enfriamiento se forman determinados minerales, en funcin de la termodinmica
del fundido, reteniendo determinados elementos (los que pasan a formar parte de
esos minerales) y produciendo un enriquecimiento residual en los elementos que
no tienen cabida en los minerales formados. As, esta etapa de cristalizacin
principal da origen a las rocas plutnicas, cuya mineraloga y textura estarn
relacionadas con la historia global del magma.
Con posterioridad a la cristalizacin principal del magma, los fluidos residuales
se liberan y evolucionan entre la zona de cristalizacin y la superficie.
Cristalizan all donde se encuentran con condiciones favorables para ello:
cuando el enfriamiento del fluido provoca la cristalizacin de determinados
minerales, o cuando cambian las condiciones de presin, o de Eh-pH. En
ocasiones, estos fluidos llegan a regiones superficiales, dando origen al
desarrollo de sistemas geotrmicos.
Por otra parte, el magma puede alcanzar la superficie de la corteza, dando origen
a los procesos volcnicos. En estas condiciones se pueden dar dos situaciones
diferentes: que alcance la superficie continental, en un medio subareo, o que la
salida del magma, o erupcin, se produzca bajo el agua del mar, o de lagos...
Cuando el enfriamiento es muy brusco, los componentes mayoritarios del
magma cristalizarn o se enfriarn formando un vidrio (obsidiana o perlita) o un
material escoriceo (pmez), mientras que los voltiles se liberarn a la
atmsfera, y se dispersarn. En el segundo caso, los voltiles podrn
interaccionar con el agua y sus sales, formando compuestos insolubles de esos
elementos (Pb, Zn, Cu, Fe, Hg....) lo que dar origen a yacimientos minerales.
De esta forma, los procesos magmticos se pueden considerar como un conjunto de
procesos muy activos en la formacin de yacimientos, tanto de rocas como de minerales
de inters minero.
Por contra, el metamorfismo es un proceso que no suele producir transformaciones de
inters minero. Algunas excepciones son la transformacin de las calizas en mrmoles,
de mayor compacidad y vistosidad que la de las rocas originales, la formacin de
serpentinitas, roca tambin con posibilidades ornamentales, o la gnesis de minerales
nuevos con aplicaciones industriales, como el granate, la andalucita... Pero en general,
el metamorfismo, al ir acompaado de deformacin tectnica, y de removilizacin de
componentes voltiles, es un proceso que destruye los yacimientos, ms que generarlos.
Todo ello nos lleva a una clasificacin en que prima el criterio gentico, la relacin que
se establece entre el proceso geolgico responsable de la formacin de la roca o mineral
correspondiente y su producto final.
El proceso generador sedimentario
La erosin y el transporte
Sedimentacin detrtica
Sedimentacin qumica y bioqumica
Sedimentacin orgnica
El proceso generador magmtico
Plutonismo y subvolcanismo
Volcanismo
Metasomatismo
Hidrotermalismo
El papel del metamorfismo
Lecturas recomendadas
Earth Science Australia. http://www5.50megs.com/esa/mindep/depfile/clas_dep.htm
Evans, A.M. (1993). Ore geology and industrial minerals: An introduction. Blackwell
Science, 389 pg.
Guilbert, J.M.; Park, Ch.F. (1986). The geology of ore deposits. Freeman. 985 pg.
4.- La erosin y el transporte
Introduccin
Dentro del ambiente exgeno, uno de los procesos ms importantes que tienen lugar,
debido a la dinmica superficial del planeta, es la erosin, es decir, el desgaste fsico y
qumico que sufren las rocas bajo la accin de los agentes atmosfricos. Asociado a este
proceso est el de transporte de los productos de la erosin (fragmentos de rocas,
minerales, sales) por los mismos agentes que producen los fenmenos de erosin: el
agua, el viento.
Los procesos erosivos tienen lugar como consecuencia de tres grupos de fenmenos:
1. Los de carcter fsico, ligados a cambios de temperatura, o de estado fsico del agua (cristalizacin de hielo en grietas),
2. Los de tipo qumico (disolucin de minerales, hidrlisis de stos, cristalizacin de sales) 3. Los de tipo biolgico (accin de determinados
microorganismos, como las bacterias, lquenes, o de las races de plantas).
Como resultado, las rocas de la superficie terrestre,
formadas en determinadas condiciones de presin y
temperatura, al quedar sometidas a otras muy diferentes
reaccionan con el entorno, lo que induce a un desequilibrio.
Esto da lugar a su fragmentacin y a la salida de
determinados componentes qumicos, desde su casi totalidad (si se produce su disolucin), a la
lixiviacin o lavado de determinados componentes, que deja un residuo insoluble enriquecido
en determinados elementos o compuestos.
Por su parte, el papel del transporte es tambin importante, ya que en algunos casos, si
su accin es mas lenta que la del proceso erosivo, se podr producir la acumulacin in
situ de los productos de la erosin. En otros casos el proceso erosivo puede suponer el
desmantelamiento continuo de estos productos. El transporte juega tambin un papel
muy importante en la clasificacin de los productos de la erosin, ya que su mayor o
menor capacidad de arrastre y reactividad qumica condicionan el que los productos de
la erosin sigan o no siendo transportados.
Procesos erosivos
Como ya se ha indicado, la erosin tiene lugar mediante tres grupos de mecanismos:
fsicos, qumicos y biolgicos, que en general se combinan, con mayor o menor
importancia de unos u otros en funcin de un factor primordial: el clima, que condiciona
a su vez la disponibilidad de agua, de vegetacin, las temperaturas medias, sus
oscilaciones. Estos factores influyen en la degradacin a la intemperie de cualquier
slido. Por ello, hay climas que favorecen la preservacin de las rocas, y climas bajo los
que se produce una muy intensa meteorizacin, as como la rpida descomposicin de
cualquier resto orgnico.
Meteorizacin fsica
La meteorizacin fsica agrupa a aquellos procesos o mecanismos que provocan la
disgregacin de las rocas, sin afectar a su composicin qumica o mineralgica. Son de
naturaleza variada:
La accin del cambio de temperatura nocturno/diurno, sobre todo en zonas con fuerte insolacin, provoca efectos de contraccin/extensin trmica de los minerales que producen su rotura. Esta oscilacin trmica es especialmente activa en los vrtices y aristas de bloques de rocas, y es el principal responsable de las forma de "bolos" de los bloques granticos sometidos a la accin de la intemperie.
La accin abrasiva de los materiales arrastrados por el agua, el viento o el hielo (glaciares), que golpean o se frotan contra las rocas, favoreciendo su disgregacin mecnica.
La accin de helada/deshielo en climas hmedos hace que el agua que se introduce como humedad en las grietas de las rocas (formadas por otros procesos, como la oscilacin trmica, p.ej.) al congelarse genere unas enormes presiones internas, que tienden a acentuar esas fracturas.
Del mismo modo, la introduccin de aguas cargadas en sales en esas grietas suele ir acompaada de la cristalizacin de las sales (sulfatos, carbonatos, cloruros) con el mismo efecto de provocar un aumento de la presin en la grieta, que produce su ampliacin.
Al irse aproximarse a la superficie de la Tierra, las rocas que han estado sometidas a altas presiones de confinamiento sufren una prdida de carga o descompensacin
litosttica, lo que se traduce en la aparicin en las mismas de fracturas por lo general paralelas a la superficie topogrfica.
La fracturacin tectnica de las rocas, previa a los procesos erosivos, favorece la meteorizacin de stas.
Cada uno de estos procesos se da con mayor o menor importancia en unas regiones u otras en
funcin de su climatologa, y lo normal es que en cada regin se den varios mecanismos, que
pueden ser ms o menos activos en cada caso dependiendo de la poca del ao (variaciones
estacionales).
Meteorizacin biolgica
Los organismos provocan tambin la meteorizacin de las rocas, en dos vertientes: una
biofsica y otra bioqumica.
En el apartado biofsico tenemos fundamentalmente la accin de las races de rboles y
arbustos, que al introducirse en el subsuelo ensanchan las grietas que puedan existir y
colaboran en la fracturacin de las rocas. Tambin podemos sealar el papel de algunos
animales, sobre todo los que excavan madrigueras, o los organismos costeros que viven
sobre las rocas perforando pequeas oquedades, contribuyendo de forma muy marcada a
la accin erosiva del oleaje. Papel aparte merece la accin erosiva desarrollada por el
hombre, que con sus obras, construcciones, etc., provoca tantos y tan variados efectos
erosivos.
En el apartado bioqumico, las propias races de rboles y plantas actan qumicamente
con las rocas, captando cationes y contribuyendo a la alteracin de los minerales. Los
lquenes, famosos por su capacidad de colonizar las superficies de todo tipo de rocas,
segregan cidos que permiten su fijacin al sustrato rocoso. Por otra parte, los productos
metablicos de los organismos que viven sobre las rocas incluyen productos muy
agresivos para stas, que favorecen su descomposicin.
Meteorizacin qumica
Las rocas, al estar formadas por minerales, son sensibles al ataque de los agentes
qumicos existentes en la superficie de la Tierra. Por tanto, las posibilidades de la
meteorizacin qumica son tan variadas como puedan ser las relaciones que se
establezcan entre las propiedades del mineral y la naturaleza del medio ambiente en el
que se encuentre. Hay minerales solubles en agua, otros en cidos dbiles, otros en
cidos fuertes, otros tienen tendencia a incorporar agua a su estructura, algunos se ven
afectados por la luz o por el calor solar, etc. Sin embargo, en lo que se refiere a sus
efectos, son en su mayor parte de tres tipos: disolucin, hidrlisis y oxidacin, sin
olvidar otros que pueden ser localmente importantes, como la descomposicin trmica.
La oxidacin de minerales implica el cambio del estado de valencia de los metales que
contiene en presencia de oxgeno libre. El caso ms conocido es el paso del hierro de 2+
a 3+, que afecta a minerales como pirita, olivino, piroxeno, biotita. Esta oxidacin
produce adems un aumento de la carga positiva en el mineral, que tiende a
compensarse con la entrada de iones hidroxilo (OH-) Esto, unido al mayor tamao
inico del Fe3+
, desestabiliza la red cristalina del mineral. La oxidacin puede ir
acompaada de los procesos que veremos a continuacin.
La hidratacin implica la absorcin de molculas de agua y su incorporacin a la
estructura cristalina de algunos minerales. Es un proceso que suele implicar un aumento
de volumen del mineral, y que en algunos casos puede ser reversible. El mineral
hidratado suele tener distinta estructura cristalina que el original, es decir, se produce la
formacin de otro mineral. Es el caso, p.ej., de la anhidrita, que por hidratacin se
transforma en yeso:
CaSO4 + 2 H2O -> CaSO4 2 H2O
Otro caso es el de algunos minerales de la arcilla (las denominadas arcillas expandibles,
del grupo de la bentonita), capaces de absorber grandes cantidades de agua, lo que
puede traducirse en un aumento de su volumen en hasta un 60%, mientras que al perder
agua por desecacin se vuelven a contraer.
En algunos casos, la repeticin cclica de procesos de hidratacin-deshidratacin,
propios de climas estacionales, puede provocar la destruccin de la red cristalina del
mineral.
La hidrlisis consiste en la descomposicin de los minerales debido a la accin de los
hidrogeniones de las aguas cidas. El proceso implica tres pasos: 1) rotura de la
estructura del mineral. Debido a su pequeo tamao y a su gran movilidad, los iones H+
se introducen con facilidad en las redes cristalinas, lo que produce la prdida de su
neutralidad elctrica; para recuperarla, el cristal tiende a expulsar a los cationes, cuya
carga es tambin positiva. Como consecuencia, la estructura cristalina colapsa, y se
liberan tambin los aniones. 2) Lavado o lixiviado de una parte de los iones liberados,
que son transportados por las aguas fuera de la roca meteorizada. 3) Neoformacin de
otros minerales, por la unin de los iones que dan como resultado compuestos
insolubles. La intensidad del proceso hidroltico se traduce en el grado de lixiviacin de
elementos qumicos y en la formacin de nuevos minerales. Veamos un ejemplo:
Un mineral frecuente en las rocas gneas es la ortoclasa. Su hidrlisis produce la
prdida de parte de su potasio y de su slice:
3 KAlSi3O8 + H+ -> KAl2(Al,Si3)O10 (OH)2 + 6 SiO2 + 2 K
+
Es decir, implica la formacin de un filosilicato (illita), slice (en forma de cuarzo o de
gel, que puede ser arrastrado por el agua), y iones potasio, que se lixivian con el agua.
Ahora bien, cuando el medio es muy rico en H+, se produce tambin la hidrlisis de la
illita:
KAl2(Al,Si3)O10 (OH)2 + 2 H+ -> 3 Al2Si2O5(OH)4 + 2 K
+
Es decir, la formacin de caolinita y la liberacin total del potasio contenido en el
mineral original. En medios an ms cidos, y a temperaturas ms altas, se llega a
producir tambin la hidrlisis de la caolinita, con formacin de hidrxido de aluminio,
gibbsita:
3 Al2Si2O5(OH)4 + H+ -> 2 Al(OH)3 + 2 SiO2
Otro caso de lixiviacin es el que afecta a los carbonatos, en especial a la calcita:
CaCO3 + H2O -> Ca2+
+ 2 HCO3-
La disolucin implica que determinados componentes qumicos de la roca pasan de
formar parte de sta, en forma de un compuesto mineral, a formar iones en disolucin
acuosa. Esto afecta sobre todo a los minerales que constituyen compuestos solubles,
como la halita (NaCl) o en menor medida, el yeso (CaSO4 2H2O).
No hay que olvidar que este proceso implica la disolucin de algunos de los
componentes de la roca, pero no de otros, es decir, arrastra (o lixivia) a unos
componentes, los ms lbiles, y concentra relativamente a otros en el residuo. En cada
caso, dependiendo de la concentracin del mineral que se disuelve, los cambios sern
ms o menos importantes.
Los procesos de disolucin e hidrlisis se ven favorecidos por factores climticos y
ambientales, y en especial por las altas temperaturas de los climas clidos, que
favorecen la dinmica de los procesos, y por tanto, la presencia de aniones en el agua
que la hacen ms activa qumicamente: caso de los aniones Cl-, SO4
2-, HCO
3-. La
presencia en el rea de compuestos "precursores" de estos aniones, como los carbonatos
o sulfuros, favorece an ms este hecho. Es el caso, p.ej., de la existencia de
yacimientos de sulfuros metlicos.
Es importante observar que frente a estos procesos de disolucin y lixiviacin hay
elementos que se movilizan con mayor facilidad que otros; hay elementos que entran en
disolucin con gran facilidad, mientras que otros tienden a formar geles, menos
solubles, o forman rpidamente compuestos muy insolubles, quedando por tanto
retenidos en el residuo de la roca. As, los elementos se lixivian por el siguiente orden
de mayor a menos facilidad:
Na2O>CaO>FeO>MgO>K2O>SiO2>Al2O3
mientras que los que tienden a concentrarse en la roca alterada son:
H2O>Fe2O3
Factores que influyen en la meteorizacin
Como hemos visto, son muchos los mecanismos que actan de forma coordinada para
producir la meteorizacin. Cada uno precisa de unas condiciones ms o menos
importantes para actuar, en forma de una serie de factores condicionantes: el clima, la
litologa, la topografa, la actividad biolgica, el tiempo de actuacin y los procesos de
transporte.
El clima tiene, como ya se ha indicado anteriormente, una influencia fundamental, ya
que controla la mayor o menos abundancia de agua (principal agente de la
meteorizacin) y de vegetacin. Otro factor asociado es la temperatura y sus
oscilaciones. Destaquemos, en lo que se refiere a la meteorizacin qumica, que cada
aumento de 10C de la temperatura duplica la velocidad a la que se producen la mayora
de las reacciones qumicas.
As, el clima ms favorable para los procesos de meteorizacin es el tropical, en el que
la abundancia de agua, unido a las altas temperaturas existentes, favorece la mayor parte
de los mecanismos erosivos analizados. En climas extremos siempre habr un agente
muy predominante: en climas muy fros sern los propios del arrastre por el hielo
(accin de los glaciares), en los muy secos y clidos, la accin del sol, etc.
La litologa tiene una influencia decisiva sobre determinados mecanismos. Hay rocas,
como las cuarcitas, que por su estabilidad qumica apenas son afectadas por los procesos
de meteorizacin qumica, y por su dureza, tampoco por los de tipo fsico; por eso,
normalmente aparecen formando altos topogrficos. Otras presentan distintas
caractersticas en funcin del clima. Los granitos se alteran con gran facilidad en climas
clidos por la hidrlisis de sus feldespatos, mientras que en climas fros y secos resisten
bien los efectos de la meteorizacin. De igual manera, las calizas necesitan climas
clidos y hmedos para que se produzca su disolucin. Una observacin importante es
que en las rocas gneas la estabilidad de los minerales que las forman (Serie de Goldich)
es contraria al orden en que se forman, definido por la denominada Serie de Bowen.
Factores asociados al litolgico son la porosidad y permeabilidad que pueda presentar la
roca, y su mayor o menos grado de fracturacin tectnica, que favorecen la infiltracin
de aguas superficiales, favoreciendo a su vez los procesos de meteorizacin qumica y/o
biolgica.
La topografa, o las formas locales del relieve, pueden afectar a algunos de los
mecanismos activos de erosin: por ejemplo, las laderas de solana sufren procesos
distintos que los de las de umbra. En las primeras los veranos sern favorecedores de
los procesos que implican la insolacin, mientras que en las segundas durante los
inviernos la accin del hielo podr ser un agente erosivo importante. Tambin el hecho
de que exista una pendiente favorece procesos distintos a los propios de las planicies; en
las primeras el agua discurre arrastrando los iones, mientras que en las segundas se
produce un contacto ms continuado entre el agua cargada de sales y las rocas. As, por
ejemplo la laterizacin requiere un relieve muy suave.
La actividad biolgica afecta tambin a los mecanismos de meteorizacin activos. En
trminos generales, la presencia de una cubierta vegetal continua favorece los procesos
de meteorizacin qumica, mientras que la ausencia de sta favorece los de tipo fsico.
El tiempo favorece los procesos de meteorizacin, en general: todos estos procesos son
de carcter lento, con lo que cuanto ms tiempo queden sometidas las rocas a la accin
de la intemperie, mayor facilidad tendrn los procesos erosivos para actuar. As, si las
rocas que albergan un depsito mineral son rpidamente cubiertas por otras (p.ej.,
sedimentarias o volcnicas), ste ser preservado de los procesos erosivos. En este
sentido, la tectnica regional puede jugar un importante papel.
Procesos de transporte
Como hemos visto, la accin de los mecanismos erosivos, fsicos y qumicos, tiende a
dar origen a tres tipos de productos: fragmentos de minerales o rocas (que reciben el
nombre de clastos), geles e iones en disolucin.
El transporte se lleva a cabo de tres formas: como iones en solucin, como suspensiones
coloidales, o como carga en fondo.
Los iones viajan en solucin, y para que se produzca su precipitacin qumica han de
quedar sometidas a condiciones especficas producto de solubilidad (kps), o de
sobresaturacin, como las que ocurren en las salinas. Otra posibilidad es que los aniones
y cationes sean fijados por organismos para construir sus caparazones, como es el caso
de muchos moluscos, algunas algas microscpicas (diatomeas), u otros
microorganismos, que fijan el carbonato clcico de las aguas. Tambin es posible que la
mezcla con otros fluidos produzca la precipitacin de determinados compuestos. Por
ejemplo, en relacin con las emisiones volcnicas submarinas se produce la salida de
abundantes metales pesados y formas qumicas del azufre, provocando la precipitacin
de sulfuros de esos metales.
En suspensin se transportan las partculas ms pequeas, y los geles, mientras que
como carga en fondo se transportan los clastos de mayor tamao. A su vez, dentro de
esta ltima modalidad existen tres posibilidades: saltacin, rodadura o arrastre. El hecho
de que las partculas fsicas sean transportadas de una u otra forma depende en primer
lugar de la velocidad de la corriente (cuanto mayor sea sta, mayor ser el tamao
medio de las partculas transportadas por cada modalidad). Otros factores que influyen
son el tamao de las partculas, su densidad y su forma: a igualdad de tamao las ms
densas sern transportadas con mayor dificultad, mientras que la forma influye sobre
todo en el mecanismo de transporte activo: las ms redondeadas tendern a rodar, y las
menos, a ser arrastradas, o a saltar (ver figura).
El depsito de las partculas se produce cuando la corriente pierde energa, o lo que es
lo mismo, velocidad. Primero dejar de ser transportada la carga en fondo, y cuando la
energa sea muy baja, es decir, en aguas mansas o al cesar el viento, se depositar
tambin la carga en suspensin.
Tambin en estas condiciones de baja energa de transporte, y sobre todo si se producen
cambios en la fisico-qumica de las aguas de transporte (como suele ocurrir en la
desembocadura en un mar o lago) se produce la floculacin de los geles, constituidos
normalmente por partculas arcillosas.
Lecturas recomendadas
Collison, J.D.; Thompson, D.B. (1989). Sedimentary structures. Unwin & Hyman. 207.
Macdonald, E.H. (1983). Alluvial mining: The geology, technology and economics of
placers. Chapman & Hall. 508 pg.
Tucker, M.E. (1991). Sedimentary petrology. Backwell Science. 260 pg.
5.- Productos de la meteorizacin
Hemos visto a lo largo del tema anterior como se produce la meteorizacin, y cuales
son sus principales productos: los clastos, geles e iones, que son transportados hacia los
medios de depsito. Pero hay minerales y rocas que son producto de estos procesos,
producindose una acumulacin in situ caracterstica. Los ms extendidos son los
regolitos y suelos, las lateritas y bauxitas, y los gossans. Tambin nos vamos a referir
dentro de esta tema a los procesos de degradacin de la piedra natural, lo que recibe el
nombre genrico de "mal de la piedra".
Regolitos y suelos
La accin de los agentes atmosfricos sobre las rocas existentes en la superficie del
planeta produce unos cambios en su naturaleza cuyo alcance hemos visto en el tema
anterior. El resultado es la formacin de un manto ms o menos continuo de materiales
intensamente alterados, de espesor variable y caracteres que dependen en el detalle de
diversos factores, entre los que los ms importantes son la naturaleza de la roca original
y el clima existente en la regin.
Denominamos regolito al conjunto de materiales producto directo de la meteorizacin
de un sustrato. Se trata de un conjunto de materiales relativamente homogneo, formado
por los fragmentos de la roca original, y de minerales neoformados durante el proceso
(arcillas, carbonatos).
Por su parte, recibe el nombre de suelo este mismo conjunto cuando aparece
estructurado, es decir, dividido en una serie de bandas u horizontes, que se originan
durante la evolucin geolgica y biolgica del regolito.
Esta diferencia explica el que al "suelo" de otros planetas, como el de nuestro satlite, la
Luna, no se le denomine as, sino regolito: se trata de una acumulacin no estructurada
de polvo csmico y de materiales procedentes de la trituracin de rocas de la superficie
planetaria como resultado del impacto de meteoritos.
Los regolitos y suelos estn formados por componentes slidos, lquidos y gaseosos,
adems de un importante componente orgnico. Los componentes slidos son los
fragmentos de rocas y minerales procedentes de la meteorizacin. Los lquidos, el agua
de infiltracin, ms o menos cargada de sales en disolucin. Los gaseosos corresponden
a aire atrapado en los poros del componente slido, ms o menos oxigenado cuanto
mejor sea la porosidad del material. La materia orgnica corresponde a restos de la
descomposicin de organismos (vegetales y animales), ms o menos transformada en
cidos hmicos, pero tambin materia viva: races de plantes, y microflora bacteriana
saproftica.
El suelo se utiliza con fines agrcolas, ganaderos y como reserva forestal; son muy
importantes las modificaciones debidas al uso urbano de ste. Las actividades
industriales, urbanas, agrcolas y ganaderas implican la existencia de residuos txicos o
desechos peligrosos para los suelos y el agua. Los responsables de las explotaciones
industriales, ganaderas y agrarias deben asegurar un tratamiento de desechos en los
lugares adecuados a fin de degradar en el menor grado posible su valor ecolgico y
permitir su utilizacin posterior.
Perfil del suelo
Como ya hemos referido, cuando un regolito aparece estructurado recibe el nombre de
suelo. Salvo en situaciones muy concretas, o en regolitos muy recientes, normalmente
esta estructuracin aparece desarrollada al menos en sus trminos bsicos. Es decir, que
cuando observamos este manto de alteracin existente bajo la superficie de cualquier
punto de nuestro planeta, podemos ver que est formado por una serie de capas u
horizontes, distribuidos de forma aproximadamente paralela a la superficie topogrfica.
Se pueden diferenciar tres horizontes principales, que se designan como A, B y C.
El horizonte A es el ms superficial, y se caracteriza por su color oscuro, debido a la
presencia en el mismo de abundante materia orgnica. Adems, es el ms intensamente
afectado por los procesos de disolucin, que arrastran sus iones hacia horizontes ms
profundos, por lo que se le conoce tambin como horizonte de lixiviacin o de lavado.
El horizonte B recibe tambin el nombre de horizonte de acumulacin, porque en l se
produce el depsito de iones procedentes del lavado del A. Se caracteriza por la
abundancia de componentes minerales, que pueden ser tanto arcillas, producto de la
meteorizacin de la roca, como sales precipitadas: carbonato clcico e hidrxidos de
hierro son los ms comunes.
El horizonte C es el formado directamente sobre la roca, por lo que est constituido
mayoritariamente por fragmentos ms o menos alterados y estructurados de sta.
El proceso de formacin del suelo recibe el nombre de edafognesis. El proceso
comienza con la formacin de un regolito, sobre el que se implanta la vegetacin y se
produce la vida y muerte de animales y plantas. La acumulacin de esta materia
orgnica, y los procesos de lavado superficial producen la diferenciacin de un suelo
AC. Con el tiempo se llegan a desarrollar los procesos de transporte y meteorizacin
avanzada que dan origen al horizonte de acumulacin (B), formndose el caracterstico
suelo completo ABC (ver figura).
Clasificacin de los suelos
La naturaleza de un suelo depende de gran nmero de factores, que se conjugan para dar
origen a distintos tipos, que pueden clasificarse de maneras muy diversas. Una
clasificacin bsica es la que divide los suelos en dos grandes grupos: zonales y
azonales.
Los suelos zonales son suelos maduros, en cuya evolucin juega un papel primordial el
clima, con el que se encuentran en equilibrio. Es por ello que su distribucin geogrfica
suele presentar un carcter regional, en respuesta a la distribucin de la vegetacin y las
regiones climticas. Pertenecen a esta categora, entre otros:
Suelos en zonas polares. Las bajas temperaturas reinantes en estas zonas hacen
que la meteorizacin qumica sea poco activa. La mayor parte del suelo se
encuentra permanentemente helado (permafrost) y slo la parte superficial del
mismo (mollisuelo) llega a deshelarse durante el verano. En este ltimo, los
hielos y deshielos provocan deslizamientos de partculas, que unido a la
existencia del permafrost a partir de los dos o tres metros de profundidad,
impiden la formacin de los diferentes horizontes edficos. Adems, en
determinadas zonas el permafrost presenta hidratos de gas (los denominados
clatratos), que constituyen un posible recurso geolgico para la obtencin de
metano.
Suelos de latitudes medias clidas. Son propios de regiones de clima
mediterrneo, y pueden ser de varios subtipos: suelos pardos mediterrneos, con
un horizonte A decolorado y horizonte B rico en arcilla y de color pardo rojizo;
suelos rojos mediterrneos, tpicos de condiciones ms ridas, y con un
horizonte B de color rojizo; costras calcreas o caliches, propios de regiones
ridas o semiridas, sin horizonte A y con un horizonte B formado por una
costra o escudo de carbonato clcico.
Suelos de latitudes medias fras. En estas regiones se forman los suelos de tipo
podsol, con un horizonte B que incluye un nivel oscuro de acumulacin de
humus y xidos de hierro. En regiones algo menos fras se forman las tierras
pardas, con un caracterstico horizonte B de color pardo.
Suelos de latitudes bajas. En climas tropicales muy hmedos, con gran
intensidad y larga duracin de la meteorizacin qumica, se forman suelos con
un horizonte B de gran espesor, muy compactos y resistentes, y enriquecidos en
xidos de hierro y aluminio: las lateritas y bauxitas que veremos a continuacin.
Los suelos azonales son suelos cuya gnesis est condicionada principalmente por un
factor particular distinto al climtico, y que puede ser el litolgico o el topogrfico.
Entre los condicionados por la litologa de la roca subyacente se encuentran la rendzina,
un suelo oscuro que se desarrolla sobre calizas; el ranker, similar al anterior pero
formado sobre rocas silicatadas, como el granito o la pizarra, o el chernozem, formado
sobre el loess, y caracterizado por un horizonte A de gran espesor.
Entre los condicionados por la topografa se encuentran los suelos hidromorfos o gleys,
propios de zonas encharcadas, o los suelos aluviales, que se forman sobre los
sedimentos de las llanuras de inundacin de los ros.
Paleosuelos
Son suelos formados en un pasado geolgico, que se han preservado de la accin
erosiva por parte de los agentes externos y han quedado fosilizados dentro de una
secuencia sedimentaria. Al tratarse de la parte ms superficial y alterada del sustrato
rocoso, los suelos son susceptibles de ser erosionados, lo que dificulta su presencia en el
registro geolgico. Los suelos que con ms facilidad pueden conservarse, son aquellos
que presentan un perfil con niveles resistentes (lateritas, costras calcreas, etc.); aunque
en ciertas condiciones suelos poco resistentes pueden tambin llegar a conservarse.
Debido al condicionamiento climtico que presentan los suelos, el estudio de las
caractersticas de los paleosuelos permite conocer las condiciones climticas que
reinaron en el pasado, durante su formacin.
Lateritas y bauxitas
Como acabamos de ver, las lateritas y bauxitas corresponden en realidad a un tipo
particular de suelo, desarrollado en condiciones especficas: en climas tropicales, con
temperaturas medias altas, y con alta pluviosidad. Un carcter tambin necesario para el
desarrollo de estos suelos peculiares es la topografa plana, por favorecer la
permanencia del agua en el suelo, y retardar los procesos erosivos sobre el mismo. Por
su inters minero, los estudiamos de forma especfica.
Las lateritas se pueden definir como horizontes edficos fuertemente enriquecidos en
xidos e hidrxidos de hierro, como consecuencia de la acumulacin de estos
componentes en respuesta a la meteorizacin qumica avanzada de una roca que ya
previamente mostraba un cierto enriquecimiento en este componente.
Estn formadas mayoritariamente por hidrxidos y xidos de hierro (goethita,
lepidocrocita, hematites), a menudo acompaado de slice o cuarzo, y de hidrxidos de
aluminio y manganeso. En general estos minerales se disponen en agregados terrosos o
crustiformes, formando capas de espesor muy variable, que puede llegar a la decena de
metros.
Se forman en zonas de relieve horizontal sobre rocas ricas en hierro, fundamentalmente
sobre rocas gneas bsicas o ultrabsicas, ricas en minerales ferromagnesianos como el
olivino o el piroxeno. La hidrlisis de estos minerales, a travs de serpentina y clorita
fundamentalmente, produce como productos finales xidos/hidrxidos de hierro, slice,
y sales solubles de Mg y Ca (procedente de clinopiroxeno). Algunos de los
componentes minoritarios de estos minerales (Ni, Cr, Co) pueden tambin concentrarse
en la laterita, aumentando sus posibilidades mineras.
De las lateritas se extrae fundamentalmente hierro, a menudo enriquecido, como hemos
mencionado, en elementos metlicos refractarios. Algunos de los yacimientos de hierro
ms importantes del mundo son de este tipo, como los del estado de Minas Gerais, en
Brasil.
Las bauxitas son muy similares a las lateritas, pero enriquecidas preferencialmente en
hidrxidos de aluminio, debido a que se forman sobre rocas previamente enriquecidas
en este elemento.
Los minerales que forman las bauxitas son bohemita, diasporo y gibsita, a menudo
acompaados de hidrxidos de hierro, xidos de hierro y titanio (hematites, rutilo), y
minerales arcillosos, fundamentalmente caolinita. Al igual que en las lateritas, estos
minerales se asocian en agregados terrosos y crustiformes, as como bandeados,
brechoides, pisolticos. Suelen presentar coloraciones claras, a menudo con tonalidades
rojizas, debidas a la presencia de hidrxidos de hierro.
Su composicin qumica es variable en el detalle, y nos define su calidad industrial. En
especial su relacin Al2O3/SiO2 y su contenido en Fe2O3 permiten su clasificacin
detallada y comercial. Especial inters tiene el parmetro ALFA, cuya frmula es la
siguiente:
ALFA = [0.85 (%SiO2 (%Al2O3)]/%Al2O3
Este parmetro define aproximadamente el exceso o dficit de almina de un material
respecto a una caolinita, afectado por un signo negativo, y permite clasificar los
materiales bauxticos en las siguientes categoras:
Bauxitas: ALFA entre 1 y 0.75 Bauxitas arcillosas: ALFA entre 0,75 y 0.50 Arcillas bauxticas: ALFA entre 0,50 y 0.25 Arcillas poco bauxticas: ALFA entre 0,25 y 0.00 Materiales arcillosos: ALFA entre 0.00 y 0.25
Materiales detrticos: ALFA 0.25
Se forman sobre rocas ricas en minerales alumnicos, y en concreto, sobre rocas gneas
cidas, ricas en feldespatos (granitos, sienitas), o sobre rocas sedimentarias arcillosas
(lutitas) o sobre rocas metamrficas ricas en moscovita (esquistos, micasquistos).
Tambin pueden formarse sobre calizas, como consecuencia de la disolucin de estas,
que deja un residuo arcilloso (terra rossa) cuya meteorizacin a su vez puede dar lugar
a la bauxita.
Las bauxitas se explotan para la extraccin metalrgica del aluminio, del que son la
nica mena. Los principales yacimientos de bauxitas se localizan en Australia, Brasil,
Guayana, Surinam.
Gossans
Con este nombre de gossan se conocen tambin las monteras de alteracin de algunos
yacimientos de sulfuros: cuando stos quedan sometidos a la accin de la intemperie,
sufren una serie de procesos supergnicos con zonacin vertical, de la forma indicada en
la figura adjunta, que muestra un esquema tpico de un gossan, en el que se pueden
diferenciar tres grandes zonas, de abajo arriba:
Zona primaria, que corresponde a los sulfuros inalterados.
Zona de cementacin, que es la situada por debajo del nivel fretico, en la que
se producen enriquecimientos en sulfuros de cobre de tipo calcosina covellina. Zona de oxidacin, comprendida entre el nivel fretico y la superficie, y
caracterizada por un muy importante enriquecimiento en xidos e hidrxidos de
hierro. Se puede considerar subdividida en dos subzonas: la situada por debajo
de la superficie, en la que an podemos tener otros compuestos metlicos
oxidados, como sultatos, cloruros..., y la zona superficial o de gossan
propiamente dicho, formada por una acumulacin masiva de hidrxidos de
hierro. En conjunto, por tanto, se caracteriza por un importante enriquecimiento
en hidrxidos de hierro tipo goethita, lavado de Zn y Cu fundamentalmente, y
concentracin diferencial del oro y la plata, que, adems, pasan de estar como
impurezas en las redes cristalinas de los sulfuros, a estar como elementos
nativos, lo que favorece su explotabilidad.
La formacin de un gossan implica la alteracin de los sulfuros, lo que a su vez implica
que el azufre de stos pasa a forma de sulfatos solubles, que se liberan en el medio
ambiente produciendo fenmenos de acidificacin de aguas, similares a los que se
producen cuando se liberan en la superficie del terreno sulfuros, durante la minera. De
hecho, algunas escombreras romanas de la Faja Pirtica Ibrica son autnticos gossans,
ya que en ellas se han producido los mismos fenmenos que en los gossans naturales,
incluyendo la liberacin y concentracin de oro.
Otra cuestin a considerar es que este proceso de alteracin implica la liberacin de
aniones sulfato al medio ambiente, que producen una importante acidificacin de las
aguas procedentes de reas en las que existen este tipo de yacimientos. Adems, a
menudo esta agua contienen proporciones variables de metales pesados, que pueden
quedar dispersos tambin en el medio, produciendo algunos de ellos efectos txicos
para los seres vivos. La minera favorece an ms este proceso, exponiendo a la
intemperie una mayor proporcin de sulfuros inalterados.
Otros yacimientos residuales
La destruccin de las rocas es siempre un proceso diferencial: determinados minerales
de las rocas se descomponen o solubilizan con facilidad, mientras que otros pueden
permanecer inalterados durante periodos mucho ms largos. Ello condiciona que el
proceso de meteorizacin pueda dar origen a yacimientos minerales caracterizados por
la facilidad con la que es posible separar el mineral o minerales de inters econmico,
que no se da cuando la roca est sana. Para que se produzca se ha de dar una conjuncin
de factores litolgicos y climticos que favorezcan la degradacin de los minerales sin
inters, pero que no afecte al mineral o minerales explotables.
Algunos ejemplos de este tipo son los yacimientos de granate de la zona del Hoyazo de
Njar, en Almera, en la que la alteracin generalizada de la roca que los contiene
permite la explotacin de este mineral, o algunos yacimientos de feldespato sobre rocas
gneas fuertemente alteradas, en las que el clima favorece la destruccin del resto de los
minerales de stas, pero no del feldespato, o los yacimientos de caoln que se originan
sobre este mismo tipo de rocas cuando la destruccin de los feldespatos es el fenmeno
predominante.
En general los yacimientos de este tipo suelen presentar morfologas planares y
paralelas a la superficie del terreno, similar a la de los suelos, debido precisamente a su
similar proceso gentico.
Alteracin de los monumentos
La mayor parte de los monumentos construidos por el hombre estn construidos con
piedra natural o la incluyen como elemento auxiliar. Entre las rocas ms utilizadas para
ello se encuentran rocas de alta resistencia a la meteorizacin, como el granito, pero
tambin otras como la arenisca, o la caliza, que son rpidamente afectadas por los
fenmenos de intemperie. Adems, otros productos de origen natural tambin se
emplean, ms o menos transformados, para ello: es el caso de los morteros, argamasas,
o incluso los ladrillos, tejas, etc. La degradacin que sufren estos componentes de las
edificaciones se conocen con el nombre genrico de mal de la piedra, y es un problema
que cada vez se hace mayor, sobre todo debido a que la atmsfera urbana cada vez est
ms degradada por la presencia de mayores concentraciones de contaminantes, cuyo
efecto sobre estos materiales es devastador.
Al igual que en todos los casos que hemos visto hasta ahora, el grado de evolucin del
proceso tiene un triple control: el litolgico (el tipo de roca, que favorece o no la
meteorizacin que la afecta) el climtico (los climas ms templados y hmedos son los
que ms favorecen este tipo de procesos), y el tiempo (los monumentos ms antiguos
estn ms degradados que los ms recientes, a igualdad de los dems factores). A este se
une, como ya hemos referido, el factor implicado en la contaminacin urbana, que
favorece especialmente los fenmenos qumicos (disolucin, hidrlisis...).
Los principales procesos que se reconocen en relacin con este fenmeno de la
alteracin de los monumentos son:
Formacin de ptinas: son costras superficiales, que a su vez pueden ser de
suciedad, cromticas o biognicas.
Formacin de depsitos superficiales. Tambin pueden tener diversos orgenes,
desde eflorescencias salinas, pasando por acumulaciones de suciedad, hasta
origen biolgico.
Alveolizacin: Consiste en la formacin de una red bastante continua de huecos
u alveolos, caracterstico de ciertos materiales, sobre todo si son porosos.
Excavaciones y cavernas. A diferencia del anterior, son de carcter individual,
desarrollndose puntualmente o bien por erosin local de la roca, o bien por la
presencia previa en la roca de huecos.
Erosiones superficiales. Son consecuencia de una desagregacin de los granos
de rocas como la arenisca o el granito.
Disgregacin. Similar al anterior, pero sobre rocas de tipo qumico, en la que los
granos no se individualizan con facilidad (caso de las calizas).
Fragmentacin. Es la formacin de fracturas, bien nuevas, porque la pieza est
sometida a grandes tensiones en su colocacin, bien porque presentaba fracturas
previas que se reabren o reactivan.
Separacin en placas. A menudo algunas rocas se descaman en placas, como
consecuencia de su naturaleza laminada y la desagregacin de estas lminas.
Humectacin: acumulacin de suciedad y humedad ligada a rocas muy porosas
en climas muy hmedos.
Accin antrpica: es muy variada, desde las acciones fsicas (colocacin de
letreros, etc.) hasta la qumica (pintadas, y posterior uso de disolventes para
eliminarlas).
Prdidas de material. A menudo, como consecuencia de la suma de procesos,
llegan a desaparecer completamente algunos elementos; ladrillos, morteros,
bloques de piedra...
En definitiva, todos estos fenmenos hacen que la conservacin de los monumentos
sea un campo en el que el conocimiento de la roca y de sus caractersticas, as como de
los procesos de meteorizacin activos en cada zona concreta tenga una gran
importancia, suponiendo una necesidad a cubrir por tcnicos en mineraloga y
petrografa.
La figura adjunta muestra un ejemplo de cartografa de procesos de alteracin que
afectan a una iglesia de Almagro (Ciudad Real), segn