- Resumen
- Características geológicas de la región y el campo mineral matahambre
- Sistema jurásico-cretácico
- Sistema paleógeno
- Tectónica
- Magmatismo
- Hidrogeología
- Características geológicas del yacimiento matahambre
- Características de la zona de oxidación
- Génesis de la zona de oxidación
- Valoración económica
- Factores de la evaluación geólogo – económica
- Necesidad de la materia prima
- Factores geógrafo – económicos
- Factores ambientales
- Conclusiones
- Recomendaciones
- Referencias
- Figuras
La zona del noroeste de la provincia de Pinar del Río, se ha caracterizado por la presencia de diferentes yacimientos metálicos cupro-piríticos y piríticos polimetáticos, como consecuencia de los procesos de meteorización en todos estos yacimientos se han formado sombreros de hierro, también denominados gossans a partir de la mineralización primaria.
Un ejemplo típico es el yacimiento Matahambre que fue explotado durante décadas y sus menas, económicamente rentables, se agotaron y, en estos momentos, ya no se explota.
La mineralización del depósito Matahambre (Occidente de Cuba) está constituida por dos tipos de mineralización encajadas en la formación San Cayetano, del Jurásico Inferior: estratiforme (con Pb-Zn), encajada en pizarras negras, y filoniana (con Cu), a manera de pantalla de la anterior y encajada en las areniscas infrayacentes.
En la mineralización filoniana, además de calcopirita, pirrotina, pirita, esfalerita y arseniuros de Co-Ni, hay pequeñas cantidades de seleniuros y telururos de Bi, Ag y Pb.
Teniendo en cuenta la historia geológica común de estos depósitos, la amplia zona de oxidación de los mismos, la composición de sus menas primarias y es ampliamente conocida en la región, la presencia de metales preciosos en sus gossans, de es que se realizan los trabajos de evaluación del oro y la plata del yacimiento Matahambre, como parte de un proyecto mas amplio, desarrollado en la región.
Palabras Claves: Oro. Plata. Cobre. Meteorización. Saprolitas. Lateritas. Sedex. Matahambre. Cuba.
La zona del noroeste de la provincia de Pinar del Río, se ha caracterizado por la presencia de diferentes yacimientos metálicos cupro-piríticos y piríticos polimetáticos, como consecuencia de los procesos de meteorización en todos estos yacimientos se han formado sombreros de hierro, también denominados gossans.
El yacimiento Matahambre fuer explotado durante décadas y sus menas, económicamente rentables, se agotaron y, en estos momentos, ya no se explota.
En la región existe el yacimientos polimetálico Castellanos, en el cual se explota su zona de oxidación con el objetivo de extraer el oro que se ha concentrado en el sombrero de hierro, pero las reservas existentes en el mismo se calcula que sólo garantiza su vida útil hasta el año 2002, es por eso que se ha dado la tarea de evaluar otras zonas de oxidación para poder prolongar la actividad de esta planta minera.
Teniendo en cuenta que el déficit de la materia prima del yacimiento Oro Castellanos se encuentra en la etapa final, surge la necesidad de realizar un estudio de minerales preciosos en yacimientos y manifestaciones presentes en el municipio Minas de Matahambre.
Los yacimientos y manifestaciones minerales de la provincia de Pinar del Río, generalmente están en la porción septentrional de la Sierra de los Organos de la Cordillera Guaniguanico, ocupando en el contexto caribeño y en Cuba, en particular, una posición bien definida. Nuestro trabajo es el resultado de la evaluación de la zona de oxidación yacimiento Matahambre
CARACTERISTICAS GEOLOGICAS DE LA REGION Y EL CAMPO MINERAL MATAHAMBRE.
La geología de la región y del Campo Mineral Matahambre ha sido ampliamente estudiada. Así, desde el punto de vista geológico el área de interés se ubica en la Provincia Metalogénica Antillana, Subprovincia Metalogénica Cuyaguateje, dentro del Terrane Guaniguanico, en la Zona Metalogénica Sábalo Sierra Morena, Subzona Metalogénica Loma del Viento, Distrito Metalogénico Matahambre-Santa Lucía. (Simón, 1988)
El Distrito Metalogénico ha sido dividido en dos campos minerales bien definidos. Estos son el campo mineral Santa Lucía y Matahambre, donde se encuentran los depósitos que les dan nombre y además las manifestaciones minerales El Martillo, El Patio, La Cantera, El Jíbaro, La Vitrina, Brazo del Encino, Sureste, Suroeste, Plaza de Armas, Santa Lucia Este y Loma Mineral, Loma del Viento, Cantajorra, Caliente, Ruiseñor, Loma de los Tanques, Polvorín, Suroeste de Mella, Sur de Mella, Sureste de Mella y Noreste de Mella. (Fig. 1).
La especialización de los yacimientos y manifestaciones del distrito es clara, perteneciendo a los yacimientos de tipo Sedex, término propuesto por Carne y Cathro en 1988. Estos depósitos además cumplen con la zonalidad vertical y horizontal planteada por el investigador Duncan Large en 1982 perfectamente.
Desde el punto de vista estratigráfico en la región de estudio de acuerdo con los trabajos anteriormente realizados, se encuentran de abajo hacia arriba las siguientes formaciones principales: Formación San Cayetano (J1-2 SC), Miembro Castellanos (J3ox CT), Formación Artemisa (J3-Cr Ar) y la Formación Manacas (P21 Mn). (Astajov et al., 1982; Rafikov, et al., 1988; Bárzana, et al., 1988; Rodríguez, et al., 1991; Valdes-Nodarse, et al., 1993 y Valdés-Nodarse, 1998; Carmona, et al., 1992; Cuní, et al. 1998 y Cuní, et al., 1999). En nuestra área sólo se encuentra la Formación San Cayetano y la parte baja de su Miembro Castellanos. Por esta razón sólo haremos una descripción detallada de la misma. La Formación Artemisa y la Formación Manacas sólo se describirán someramente como parte de la geología de la región. (Fig. 2).
1.2.1. ESTRATIGRAFÍA DE LA REGIÓN.
SISTEMA JURÁSICO.
Jurásico Inferior-Medio: Formación San Cayetano (parte baja). Potencia > 4000m
La Formación (San) Cayetano nombrada por De Golyer en 1918 en su trabajo The Geology of Cuban Petroleoum Deposits como Cayetano Formation, ha sido conocida y descrita por muchos investigadores a lo largo de todos estos años, al norte de la cordillera de los Organos, en la porción occidental de la provincia de Pinar del Río.
Es conocida la dificultad para determinar un corte estatigráfico continuo en las rocas de esta formación. La tectónica complicada así como la baja aparición de fósiles lo han impedido.
En nuestro trabajo casi no existen diferencias sustanciales en cuanto a la litología descrita por otros autores dentro de la Formación, sólo se aprecia una gran variación facial que hace que en algunos lugares del área predominen las rocas de granulometría fina y en otros las de granulometría media a gruesa.
Como los límites entre la parte más antigua de la Formación y su parte más alta, conocida como Miembro Castellanos, es tan difícil de determinar, hemos asumido lo planteado por Astajov, et al., 1978-1981 para ayudarnos a realizar esta diferenciación.
La zona del campo mineral está conformada por dos bloques o unidades tectónicas, una superposición de paquetes de rocas de la parte baja de la Formación San Cayetano (J1-2 SC) y el paquete de su parte inferior, Miembro Castellanos (J3oxf CT). Ambas unidades estratigráficas se extienden a lo largo de todo el sector en forma de bandas o paquetes alargadas, más o menos paralelas y plegadas. (Fig. 2).
Esta parte de la formación se encuentra constituida por una alternancia entre areniscas y limolitas. También se encuentran interestratificaciones finas de estas mismas litologías y en ocasiones dentro de estas ultimas, finas capas de esquistos arcillo-carbonosos. Las transiciones faciales graduales de limolitas a areniscas y viceversa también se observan.
Todas las litologías clásticas descritas en el área de estudio, presentan una similitud en cuanto a su composición mineralógica, selección y forma de los clastos, diferenciándose fundamentalmente por la estructura.
Areniscas. Las areniscas son de textura psamítica fina a media, raramente gruesa, predominando la matriz pobre, cemento en poros y contactos. Sus estructuras son estratificadas fina a media, observándose en ocasiones aspecto brechoso debido a las vetillas de cuarzo y carbonatos que las cortan. Como se puede apreciar en la Tabla 1 estas rocas están constituidas principalmente de clastos de cuarzo, minerales de titanio, plagioclasas y en menor medida circón y moscovita.
La matriz de estas rocas se encuentra constituida por un material arcilloso recristalizado a clorita, sericita y en ocasiones a hidromicas, presentándose además calcita recristalizada y silicita microcristalina.
De forma diseminada fueron observados también minerales metálicos en agregados irregulares y cristales idiomórficos, así como materia orgánica en forma de escamas y de capas finas discontinuas.
Debemos señalar además que es en estas rocas donde mayor se desarrolla la mineralización vetítica. Todas estas características pueden ser observadas en las secciones delgadas D-2/127 y D-2/194.10.
Limolitas. Las limolitas que aparecen en esta parte de la Formación son de composición similar a las areniscas cuarzosas descritas anteriormente, pero se diferencian en el volumen que ocupa la matriz con relación a los clastos, siendo en este caso mayor (35%) y de composición generalmente clástica.
Los clastos están constituidos por cuarzo, mineral de titanio, plagioclasas, material carbonoso, silicita y en menor proporción minerales metálicos.
Tabla No. 1. Composición de los clastos.
Litología | Cuarzo % | Minerales de Titanio % | Plagioclasas % | Material Carbonoso % | Silicita % | Otros % |
Areniscas | 55-60 | 1-2 | 3-5 | ND | ND | ND |
Limolitas | 50 | 2-3 | 1-2 | 5-7 | 1-2 | ND |
ND – No se dispone de datos.
Estas características de las limolitas pueden ser bien observadas en varias secciones delgadas, pero es más representativo en la sección delgada D-2/156.70, donde se puede apreciar claramente la composición que presentan los clastos. En el caso de los minerales de titanio no se pudo determinar que tipos de minerales eran.
También son muy comunes en esta parte de la Formación, las interestratificaciones de areniscas y limolitas con esquistos hidromicáceos. Estos últimos se caracterizan por una estructura finamente estratificada psamítica fina. Estas interestratificaciones están constituidas por capas arenosas finas de hasta 1 milímetro, compuestas por cuarzo, plagioclasas, minerales de titanio leucoxenizado y circón con matriz clorítica en poros.
Dichas capas se intercalan con otras más frecuentes y esquistosas de composición hidromicáceas que se asocian a otras más finas, carbonosas y que contienen a la vez otras más finas pero con estructura limolítica y similar composición a las areniscas (sección delgada D-2/172.0).
Las principales alteraciones observadas en la parte baja de la Formación San Cayetano son: carbonatización, cuarcitización, piritización, cloritización y hematitización, apareciendo las 4 primeras fundamentalmente en forma de vetillas y la última en forma de manchas y vetillas.
En la mayoría de las rocas descritas anteriormente se aprecia un metamorfismo regional de bajo grado, expresado por la presencia de cemento de contacto recristalizado y matriz recristalizada. También se observa sustitución de minerales arcillosos a sericita, clorita y en ocasiones a hidromicas.
Jurásico Superior Oxfordiano(parte baja): Miembro Castellanos. Potencia» 300m
Las rocas que componen el Miembro Castellanos fueron separadas con esta categoría del resto de la Formación San Cayetano por los trabajos de levantamiento geológico Came II. De esta forma sé reboco la categoría de formación independiente dada por K. Astajov en 1981. Nosotros somos partidarios de que se observan diferencias litológicas-faciales con relación al resto de la Formación, pero no existen suficientes argumentos como para darle la categoría de Formación.
Por todo esto es que asumimos los criterios más recientes donde se considera a las rocas de esta parte como Miembro Castellanos. La edad de esta unidad estratigráfica también ha sido muy discutida. Nosotros asumimos los criterios más recientes que plantean una edad de Jurásico Superior Oxfordiano (parte baja).
En nuestra zona de estudio las rocas del Miembro tienen una gran distribución espacial y conjuntamente con el resto de la Formación ocupan el 100% del área.
Yace en forma de bandas alargadas y plegadas en las unidades tectónicas que se presentan y están constituidas por alternancias entre esquistos arcillo-carbonosos, limolitas, limoareniscas y areniscas, predominando siempre las rocas de granulometría más fina. También se observan dentro de los esquistos arcillo-carbonosos, intercalaciones de lentes de calizas, que en la parte más alta tiene un mayor desarrollo.
Como ya mencionamos, el Miembro Castellanos se diferencia muy poco de la parte alta de la Formación San Cayetano.
En nuestra área de estudio se observa un incremento de las facies carbonatadas hacia la parte más alta, donde aparecen capas y lentes de calizas con potencia de hasta 0.80m, así como un mayor predominio de las rocas de granulometría fina.
De acuerdo con las descripciones realizadas no se observan diferencias mineralógicas en la composición de sus rocas y el resto de la Formación. Por esta razón describir cada una de ellas sería innecesario y engorroso. Por esta razón nos limitaremos a hablar sólo de los esquistos arcillo-carbonosos y de las calizas que no fueron descritas con anterioridad.
Esquistos. Poseen textura blasto-pelítica y estructura esquistosa, estando constituidas por abundante material arcillo-carbonoso cloritizada o parcialmente sericitizada (70%). También contiene clastos limolíticos de cuarzo y minerales metálicos finamente diseminados y en finas capas. Se observan además, aisladas segregaciones de minerales de titanio leucoxenizado.
La presencia de escamas sericíticas sustituyendo parcialmente a la arcilla nos da la idea de los efectos de un metamorfismo regional de bajo grado sobre la roca arcillosa original.
Los esquistos se presentan generalmente alternando con areniscas cuarzosas, limolitas y en la mayoría de los casos se presentan lentes de calizas. (sección delgada D-9/121.50)
Calizas. Aparecen a modo de intercalaciones dentro de los paquetes de esquistos arcillo-carbonosos, tanto en la parte baja como alta del Miembro. Estas rocas son de color gris a gris negruzco de estructura estratificada fina y textura microcristalina.
Están constituidas por un agregado microcristalino de carbonato de calcio (75%), materia carbonosa (20%), vetillas de calcita (1-2%), minerales metálicos (2%) y en algunas ocasiones se pudo observar claramente moldes de restos fósiles muy recristalizados y mal conservados. (Sección delgada D-9/121.80). En el área de estudio y de acuerdo con los trabajos anteriormente realizados sólo se observa la parte baja del Miembro Castellanos. La parte superior, con una marcada facies carbonatada no se presenta.
Jurásico Superior-Cretácico Inferior: Formación Artemisa (J3-Cr1 ar). Potencia 80-100m
La Formación Artemisa está caracterizada por la presencia de rocas carbonadas. Estas rocas son calizas de variedad pelitomórfica, pocas veces microgranulares de estructura masiva. El material arcilloso en las calizas está distribuido regularmente, alcanza de 10 a 30% del total de la roca, condicionando la intensidad del color de la misma. Las margas están compuestas por material pelitomórfico, arcilloso, mezclado hasta un 30% por calcita microcristalina. Los pedernales presentan estructura masiva y textura criptocristalina pelitomórfica
Paleógeno Medio-Eoceno Inferior: Formación Manacas (P21 mn). Potencia 70-120m
Los depósitos de esta formación están relacionados con la actividad tectónica submarina del Eoceno. Astajov (1980) la divide en 2 subformaciones: Subformación Inferior con potencia entre 10-40m, compuesta por esquistos calcáreos arenosos, polimícticos, limolitas y areniscas tobáceos y finas intercalaciones de silicitas y calizas micríticas, estando presente en la estructura Limonar-Bejuquera.
La subformación superior con potencia de 60-80m, está representada por depósitos olistostrómicos con bloques de tamaño variable de rocas exóticas, con una matriz limolítica vulcanomíctica. Esta Formación aflora en la estructura Limonar-Bejuquera en menor proporción que la anterior.
El área de estudio, a través de todo el desarrollo de la evolución geológica ha sufrido una gran influencia de la actividad tectónica. Esta actividad se manifiesta en la gran cantidad de fallas y pliegues que se presentan y complican el estudio. Toda la zona se encuentra dividida en dos unidades tectónicas fundamentales, Cantajorra-Matahambre-Mella y Loma Mineral-Loma del Viento-Polvorín. (Bárzana, et al., 1988). Cada una de estas unidades pueden ser bien diferenciadas en los trabajos de campo y en las fotografías aéreas de la zona en cuestión.
Unidad Tectónica Cantajorra-Matahambre-Mella. La unidad está constituida por dos paquetes bien diferenciados. Estos paquetes yacen concordantemente el uno sobre el otro. Se extiende en dirección Suroeste-Noreste. Aquí se encuentran los yacimientos Mella y Matahambre, además de las manifestaciones Cantajorra, Mella Sur y Suroeste.
El paquete subyacente es de composición areno-arcillosa predominantemente (Fm. San Cayetano parte baja). A este paquete se asocian las zonas de stockwork del yacimiento Mella. Al paquete suprayacente es de composición arcillo-arenoso, con una acentuada facie carbonatada (Miembro Castellanos). Al límite inferior del mismo se asocian los cuerpos pirito-polimetálicos del yacimiento Mella.
El límite superior de esta unidad tectónica no ha sido mapeado y se sale del marco del área al oeste. El límite inferior es tectónico, caracterizándose por un fuerte microplegamiento, espejos de fricción, brechamiento y esquistosidad. Este limite ha sido observado y descrito por el pozo de perforación P-2 y a través de itinerarios geológicos. (Poplavski, 1964)
Unidad Tectónica Loma Mineral-Loma del Viento-Polvorín. Se extiende también con dirección Suroeste-Noreste, por toda la parte este del área de estudio. En ella se ubica el yacimiento Nieves y las manifestaciones Loma Mineral, Loma del Viento y Polvorín. Esta unidad se hunde tectónicamente al oeste por debajo de la Unidad Tectónica Cantajorra-Matahambre-Mella, descrita anteriormente.
Al igual que la unidad anterior, está constituida por una parte más arenosa (Fm. San Cayetano parte baja) y una más arcillosa (Miembro Castellano). La diferencia fundamental entre ambas unidades es la potencia mucho más pequeña que presenta el paquete arcilloso.
Tectónica Disyuntiva. En el área de estudio la tectónica disyuntiva presenta un amplio desarrollo. Ella está representada por un conjunto de fallas transversales y longitudinales a las estructuras, pudiéndose diferencia claramente por su orientación dos sistemas.
Estos dos sistemas son; Suroeste-Noreste y Sureste-Noroeste. (Pennebaker, 1944 y 1946; Malinovski, 1967; Litavec, et al., 1970; Astajov et al., 1982; Rafikov, et al., 1988; Pérez Vázquez, 1988; Bárzana, et al., 1988; Rodríguez, et al., 1991; Valdes-Nodarse, et al., 1993; Carmona, et al., 1992).
Sistema Suroeste-Noreste. Este es el más desarrollado y está representado por un conjunto de fallas que se orientan transversal y longitudinalmente con respecto a las estructuras principales. Los planos de inclinación se orientan hacia el noroeste con ángulos que varían desde los 25º-30º hasta 80º-90º. En este sistema pueden ser observados deslizamientos que van desde las primeros decenas de centímetros hasta los 200m y más.
Algunas de estas fallas tienen una orientación casi meridional y en ocasiones se acercan a la latitudinal, predominando siempre las de rumbo marcadamente noreste.
Dentro de todo este sistema disyuntivo, a nuestro juicio, las fallas más antiguas son las de sobrecorrimiento. Los planos en estas estructuras son desplazados por el resto de las fallas que tiene otro carácter.
Sistema Sureste-Noroeste. Es el menos desarrollado. En este sistema no se observan desplazamientos notables de las rocas. Su edad es difícil de definirla aunque según nuestro criterio pudiera referirse a las más jóvenes con relación a las estructuras noroeste.
De acuerdo con los resultados positivos que se han verificado en la prospección, a raíz de la aplicación del modelo exhalativo sedimentario, para explicar la génesis de la mineralización sulfurosa en la Subzona Metalogénica Loma del Viento, ya prácticamente no quedan dudas que la edad de la mineralización es de edad Jurásica. Partiendo de estos criterios es que se puede hablar hoy día, de las fallas premeníferas, meníferas y postmeníferas. Aunque las primeras son muy difíciles de observar.
Somos del criterio que las fallas minerales de edad Jurásicas son todas aquellas fisuras que hoy vemos rellenas de minerales sulfurosos en las rocas de la Formación San Cayetano. En la parte sur del yacimiento Mella se observó una gran zona de vetillas entrecruzadas, que en profundidad pudieran estar relacionadas con vetas o filones más potentes.
Tectónica Plicativa. Tiene también un gran desarrollo en el área de estudio, pudiéndose observar con facilidad, tanto estructuras plicativas transversales como longitudinales, tal como se puede apreciar en el mapa geológico.
En los sedimentos de la Formación San Cayetano aparece un gran número de estructuras plegadas longitudinalmente, que tienen amplitudes que van desde las primeras decenas de centímetros hasta las centenas de metros y más.
Las charnelas de los pliegues tienen generalmente direcciones noreste y se hunden hacia el suroeste. Ellas aparecen tumbadas generalmente hacia el noroeste. En esta dirección es precisamente donde se nota un gran estrujamiento de las capas.
En dirección transversal a la estratificación fueron apreciadas algunas ondulaciones de las capas, notándose que en esta dirección los movimientos fueron menos intensos. Los pliegues de aspecto débiles a los desplazamientos de las rocas a través de las fallas, también tienen una gran difusión en toda el área y presentan estructura muy diversa.
La estructura de mayor orden cartografiada en el área es la sección anticlinal-sinclinal de arrastre, complicada con fallas, que tiene lugar en la zona del yacimiento Mella.
Debido al plegamiento fueron observadas muchas fracturas y pequeñas fallas, pero en general puede decirse que éste es posterior a las principales fallas de sobrecorrimiento, que según la mayoría de los autores ocurrieron en el Eoceno (Sujarin, et al., 1977; Rafikov, et al., 1984; Burov, et al., 1985; Bárzana et al., 1988; Rodríguez, et al., 1991; Carmona, et al., 1992; Valdés-Nodarse, et al., 1998)
Tampoco fueron observadas relaciones genéticas ni ninguna otra regularidad con relación a la mineralización. Por esta razón pensamos que son postminerales. Es de destacar que la yacencia en el área es muy variable, pero en sentido general se puede afirmar que las direcciones preferenciales son suroeste-noreste con ángulos de buzamiento abruptos hacia el noroeste.
Las rocas magmáticas en el área de estudio están representadas por serpentinitas, gabros, diabasas, basaltos y sus efusivos. Aunque no están vinculadas directamente con los procesos magmáticos, se localizan areniscas y limolitas vulcanomícticas, que conjuntamente con las rocas magmáticas se encuentran formando bloques y fragmentos dentro de la Formación Manacas.(Astajov, et al., 1980; Rafikov, et al., 1984; Burov, et al., 1985; Bárzana, et al., 1988; Rodríguez, et al., 1991; Carmona et al., 1992; Cuní et al., 1998).
A pesar de su carácter fragmentario, éstas pueden tener interés para localizar mineralización de Au hipergénico, ya que su génesis y su ubicación espacial así lo ameritan. En la Subzona Metalogénica Loma del Viento, no se conocen hasta el presente relaciones genéticas entre las rocas magmáticas y la mineralización primaria.
Dentro de los límites del Campo Mineral se separaron tres Complejos Acuíferos durante los trabajos del Levantamiento 1:50 000 Pinar Noroeste, a saber:
Complejo Acuífero de las Formaciones Manacas y Artemisa.
Complejo Acuífero del Miembro Castellanos.
Complejo Acuífero de la Formación San Cayetano.
Al considerar San Cayetano y Castellanos como una sola formación, los datos presentados las caracterizarán como un solo Complejo en este trabajo.
Complejo Acuífero de las Formaciones Manacas y Artemisa.
Las aguas tienen presiones que van de 0.09-4 atmósferas. En la parte superior los gastos fueron de 0.2-4 l/s con abatimiento de 0.92 y 0.32, respectivamente y la transmisibilidad entre 15.81 y 175 m2/día. Las aguas son hidrocarbonatadas cálcicas sódicas, con mineralización de 0.1-0.4 g/l.
Complejo Acuífero de la Formación San Cayetano.
El gasto obtenido oscila entre 0.03-1.1 l/s con abatimientos de 27.83-0.57 m. Las aguas son hidrocarbonatadas sódicas magnesianas, con una mineralización de 0.05-0.08 g/l.
Los procesos hidrogeológicos juegan un papel importante en la formación de las zonas de oxidación y fundamentalmente en la removilización de los metales libres de la corteza de intemperismo hacia los horizontes intermedios e inferiores de ésta, propiciando su acumulación y concentración.
El conjunto de procesos que dieron lugar a la constitución geológica actual del campo mineral, determinan la complejidad geológica del mismo.
El campo mineral Matahambre se caracteriza por una estratigrafía variada, afectada por un tectonismo violento que desmembró las rocas del área, además la acción de intensos procesos metalogénicos y la incidencia de los fenómenos del intemperismo. Todos estos factores de igual forma, facilitaron el afloramiento a la superficie de una parte de los minerales y las rocas y su transformación en gossans y macizos rocosos denudados respectivamente.
Tanto las zonas de oxidación como los macizos rocosos denudados se localizan en una parte considerable de la zona, formando el relieve que vemos en la actualidad. Los principales afloramientos se observan en las cañadas, arroyos, ríos, divisorias de las aguas y en las elevaciones no cubiertas por la vegetación. La construcción de caminos con diversos fines a contribuido en el aumento del grado de aflorabilidad.
CARACTERISTICAS GEOLOGICAS DEL YACIMIENTO MATAHAMBRE.
Es el mayor en Cuba de su tipo. La explotación de sus menas cupríferas comenzó en 1912, constituyendo la mina más profunda del país y una de las más profundas de América Latina, alcanzando los 1553m de profundidad. Fue cerrada en 1997 por el agotamiento de sus reservas rentables. (Fig. 3)
Presenta dos tipos de mineralización fundamentales. Asociada a los esquistos de la parte baja del Miembro Castellanos de la Formación San Cayetano y yaciendo sobre el límite superior del Miembro no diferenciado de esta Formación, se localiza Cuerpo 70, estratiforme, concordante a la estratificación, de composición pirito-pirrotino-polimetálica. Dentro de las areniscas del Miembro no diferenciado se localiza la mineralización vetítica-cuprífera y pirito-cuprífera, que se dispone en los sistemas de vetas principales paralelas, separadas entre sí, por una distancia de 150-180m y truncando los planos de estratificación. Estas vetas se extienden por el rumbo Norte-Sur durante unos 1000m, desde el piso de los esquistos del Miembro Castellanos hasta la falla que conforma el piso del Yacimiento. (Fig. 4)
La mineralización dentro de las vetas es discontinua debido a la tectónica disyuntiva y la variabilidad en la composición de las menas (zonas de cuarzo con calcopirita y pirita), determinándose una zonalidad geoquímica y mineralógica, donde se aprecia un incremento del contenido de Cu hacia el Sur. Por esta razón se diferenciaron las cuatro zonas dentro de los límites de estas vetas, denominadas: zona 19 y 30, hacia el Norte y zona 14 y 44, hacia el Sur.
La potencia de estas vetas es muy variable llegando a sobrepasar algunas los 14 m. Los contenidos de Cu y S determinados se comportan como sigue en las menas primarias. (Fig.3)
Zona 44; Cu 0.10-2.42%, S < 0.5%, Pb y Zn < 0.5%
Zona 14; Cu hasta 0.4%, S <0.5%, Pb y Zn < 0.5%
Zona 19; Cu 0.15-0.87%
Zona 30; Cu 0.11-30%
Los contenidos de S en las zonas 19 y 30 se estimaron como mayores de 0.5 y 23%, respectivamente, llegando en algunos casos a 56%. Hasta el cierre de la mina se extrajeron más de 14.4 millones de toneladas de mena con contenido promedio 3-4%.
Existe información donde se han obtenido contenidos de Au en las menas primarias de 7.42g/t, mientras que en el concentrado, la Ag supera los 100g/t.
Dentro de los límites del Yacimiento Matahambre se puede observar un amplio desarrollo de la zona de oxidación con presencia de sombreros de hierro en las áreas de localización de las vetas más potentes. Esta mineralización se caracteriza por presentar menas limoníticas y cuarzo-limoníticas masivas, vetíticas, porosas, arriñonadas y en forma de ocre. Es también muy común la presencia de una intensa hematitización.
La zona de oxidación de este Yacimiento tiene una potencia que varía desde 12-63.6m, promediando 23m. Esta no había sido estudiada anteriormente. Alcanza los 1300m en dirección Norte – Sur y su ancho mayor sobrepasa los 700 m. Se extiende hacia el Este de la parte Sur del Yacimiento Matahambre, formando una zona que tiene unos 600 m de largo en la dirección E-W y hasta 550 m de ancho.
A esta zona se le llamó Manifestación Loma de los Tanques, por su cercanía con los tanques que abastecen de agua al pueblo de Matahambre. Su grado de estudio es muy bajo, una gran parte de la misma está cubierta, aflorando solo en el camino que la atraviesa, uniendo el acueducto con el valle de la Yuquilla.
En la zona de oxidación del Yacimiento Matahambre se obtuvieron contenidos de Au de hasta 6.2g/t, mientras que la Ag presentó un valor máximo de 12g/t.
En la zona de oxidación del Yacimiento Matahambre se perforaron 5 pozos con el objetivo de evaluar la mineralización de Oro y Plata en el corte. En los pozos R-2 y R-3, se obtuvieron contenidos mayores de 0.3g/t y hasta 6,2g/t (pozo R-2). Los mayores contenidos de Plata se obtuvieron en muestras de afloramiento (hasta 12g/t). La mineralización principal de Cuerpo 70 no aflora debido a su ubicación.
CARACTERÍSTICAS DE LA ZONA DE OXIDACIÓN.
Dentro de los límites del yacimiento Matahambre, se observan un amplio desarrollo de las alteraciones superficiales de las menas sulfurosas con la presencia de sombreros de hierro, en las zonas de localización de las vetas más potentes. Esta mineralización se caracteriza por presentar menas limoníticas y cuarzo – limoníticas masivas, vetíticas, porosas, arriñonadas, etc. Es también común la presencia de una intensa hematitización.
La zona de oxidación en cuestión, tiene una potencia que varían desde 22.8 – 40 m, promediando 29.68 m para el yacimiento Matahambre, Esta zona no ha sido estudiada detalladamente, se determinó contenido de Oro y Plata durante los trabajos de reconocimiento (1997-1998). Sin embargo, por la composición mineralógica de las menas que dieron origen al sombrero de hierro, en cierta medida están relacionadas con los mismos procesos metalogénicos de los yacimientos Santa Lucía y Castellanos, en los cuales se acumulan depósitos industriales de Au y Ag.
La mineralización exógena guarda una estrecha relación con la mineralización que le dio origen y que tiene un carácter endogénico. Es por eso que los principales criterios e índices de la mineralización primaria (menas sulfurosas), descrita durante los trabajos anteriores en el área, son válidos también para las menas oxidadas. De esta forma tenemos los siguientes criterios:
Criterios estratigráficos.
Criterios litológicos.
Criterios tectónicos.
Criterios geomorfológicos.
Los principales y más recientes eventos tectónicos ocurrido en el área de estudio no guardan una relación directa con la mineralización evaluada, ya que se ha comprobado que la mineralización primaria es más antigua que los procesos que definieron el esquema geólogo estructural actual del campo mineral Matahambre – Mella – Nieves.
Sin embargo, por su influencia (destrucción, brechamiento etc.), sobre los minerales y rocas de esta área, se le otorga un interés particular por cuanto propiciaron el desarrollo de zonas de oxidación y con ello potenciaron la acumulación del Oro y la Plata.
El criterio geomorfológico constituye también un criterio para la localización de la mineralización en la zona. Se encuentra asociado a las partes positivas del relieve debido principalmente, a la estabilidad de la mineralización actual ante los procesos del intemperismo y la competencia de las rocas encajantes de la mineralización vetítica ante la acción de dichos procesos.
Los principales indicadores de la mineralización están relacionadas con la presencia de la mineralización en la superficie, y la presencia de anomalías geoquímica y geofísica reveladas en los trabajos anteriores. (Sujarín, V.; Bárbara J.A.; Carmona A. y otros).
GENESIS DE LA ZONA DE OXIDACION.
Las concentraciones auríferas de Matahambre está asociada al sombrero de hierro originado a partir de la oxidación y lixiviación de las menas sulfurosas primarias. A estas últimas se le asigna, por estudios anteriores, una génesis exhalativo – sedimentaria (SEDEX), propuesta por A. Simón y Arce (1984), y otros, en la cual intervinieron procesos complejos durante su formación.
Teniendo en cuenta el comportamiento de los principales minerales formadores de menas, la mineralización principal se corresponde con la zona de stockwork de calcopirita, pirita y cuarzo con brechas dentro del modelo genético del yacimiento de tipo SEDEX.
La exposición de la mineralización de stockwork a los agentes del intemperismo como consecuencia de la tectónica, propició el desarrollo de una corteza intemperizada (zona de oxidación), formando un sombrero de hierro (Gossan) y, por consiguiente, la posibilidad de acumulación de los metales preciosos (Au, Ag) presentes en las menas primarias y liberados, como consecuencia a la acción de los agentes hipergénicos sobre estas menas.
El proceso de formación de la zona de oxidación del yacimiento Matahambre se corresponde con lo ocurrido en el resto de los yacimientos y manifestaciones minerales de la parte noroeste de Pinar del Río, donde la mineralización primaria fue sometida a una meteorización químico – física que alteró su composición mineralógica y estructural.
De esta forma, es común encontrar minerales de hierro, típicos a estas zonas, tales como la limonita, hematita con sus texturas características terrosas, masivas y brechosas.
Como se sabe, al oxidarse las menas sulfurosas, el Oro, presente en ellas en forma de partículas finas pasa a la solución coloidal y se traslada de la parte superior del sombrero de hierro, de tal modo que, al bajar hacia la profundidad se redeposita en los sectores intermedios y profundos de la zona de oxidación.
Para dar un criterio definitivo sobre la génesis y las condiciones de acumulación de Oro en la zona de oxidación, existe poca información; sin embargo, si se tienen en cuenta los criterios antes mencionados y las informaciones existentes hasta el momento que revelan la presencia de Oro en la misma, con valores de contenidos de interés industrial, se puede inferir que tienen la posibilidad de presentar acumulaciones económicas de Oro y Plata.
Para más elementos, se ha demostrado en el mundo que el contenido de Oro en las rocas es muy bajo y su promedio varía de 4 -8 ppm, y los únicos materiales que contienen Oro en mayor cantidad, fuera de aquellos relacionados a procesos biológicos, son los sulfuros en los que se alcanzan concentraciones de hasta 105 ppm.
Para mejor comprensión del efecto económico que se deriva de este trabajo, es importante señalar que, el valor de la materia prima mineral se concreta en el estadio de explotación de la zona de oxidación (sombrero de hierro). Sin embargo, esto no limita la posibilidad de hacer un análisis económico de los recursos obtenidos.
El principal efecto económico de los recursos estimados en nuestro trabajo se relaciona con la posibilidad de contar con un potencial de recursos para asegurar el alargamiento de la producción de Oro y Plata en la Empresa Oro Castellanos; primera planta industrial de oro ubicado en la cercanía de los objetos estudiados y, que se encuentran ya en la etapa final de las reservas calculadas.
Teniendo en cuenta la capacidad productiva de la Planta de Oro Castellanos (480000 toneladas de menas al año a procesar), con una recuperación mineral de 70% y una producción cercana a 400 kg de Oro en igual período, podemos hacer las siguientes consideraciones:
Partiendo de la categoría utilizada para clasificar estos recursos (hipotéticos),y tratando de ser conservadores, analizaremos lo que se obtendría con sólo en 50% del volumen total de los recursos estimados; lo cual reflejamos en la tabla 2:
Tabla No. 2. Valoración de los recursos
Yacimiento Matahambre | Reserva de menas (en ton.) | Reserva de metal (en kg de Au) | Valor de 1 kg de Au en USD | Costo de extracción y elaboración de 1 kg de Au en Castellanos | Ganancia por kg USD |
Total | 1814991 | 1 900 | 9323,5 | 4 600 | 4723,5 |
Nota : El precio fue tomado de la bolsa de Londres, en febrero de 1999. No obstante, su fluctuación, en el futuro puede y debe aumentar este valor.
Como se aprecia en la tabla anterior, sólo se considera el 50% del total de los recursos estimados, y aun así su valor alcanzaría los 3 150 kg, que con una ganancia de 4723,5 USD, podría alcanzarse una cifra de 14,9 millones de dólares de ganancia y permitiría mantener la vida productiva de una planta como Castellanos durante aproximadamente cinco (5) años.
Nótese la ganancia que se obtendría suponiendo que, al final de las investigaciones geológicas tan sólo el 50% del total de los recursos estimados se convirtieran en recursos industriales, todo lo cual puede ser una realidad sí se tiene en cuenta el conjunto de criterios e índices geológicos expuestos, que evidencian las perspectivas de la zona de oxidación y lo conservador del cálculo realizado, tanto económico como de los recursos evaluados.
La Plata, por su contenido revelado por los pozos, no constituye depósitos industriales, sin embargo, como los recursos de estos fueron calculados dentro del límite de Oro, permite acrecentar el valor de este último.
FACTORES DE LA EVALUACION GEOLOGO – ECONOMICA
Es obvio que durante la evaluación geólogo – económica de cualquier zona mineral se consideran una serie de factores, los cuales se agrupan para facilitar la mejor valoración de los mismo. Teniendo en cuenta las condiciones actuales y la poca información existente y aprovechando además que, el yacimiento Matahambre fueron explotadas sus menas primarias, en estos últimos dos años se vienen realizando estudios en la zona de oxidación del campo mineral Matahambre – Mella – Nieves para una posible explotación futura de minerales valiosos.
De esta forma hemos tomados aquellos factores que son válidos para el área, como pueden ser:
Necesidad de la materia prima.
Factores geógrafo – económicos.
Factores geológicos.
Factores coyunturales.
Factores ambientales.
Como consecuencia de un posible agotamiento de las reservas rentables de las menas oxidadas de los Yacimientos Castellanos y Cobre – Mantua para la planta procesadora de Oro, traerá como resultado la no – producción de Oro, disminuyendo considerablemente el aporte de divisa al país y, además, influyendo negativamente en la fuerza de trabajo.
Basándose en lo antes expuesto, se autorizó, en 1997-1998, la realización de trabajos de reconocimiento en las zonas de oxidación de los yacimientos para evaluar la potencialidad de Oro. Las menas oxidadas de los yacimientos presentan contenidos de Oro considerables que permitirían, en un futuro, ingresos de divisas al país.
FACTORES GEOGRAFO – ECONÓMICOS.
Las zonas de oxidación presentan condiciones favorables para su explotación futura, debido a que las mismas se encuentran ubicadas en una región con tradición minera. Existe una planta beneficiadora que hace racional la explotación de las mismas, además, las zonas presentan un sistema funicular en la Mina de Matahambre utilizado para transportar el mineral triturado de la Planta de Beneficio hasta el pueblo de Santa Lucía, que esta localizado a 10 Km, aproximadamente, del municipio cabecera.
Los yacimientos se encuentran en lugares accesibles por la existencia carreteras asfaltadas y caminos, además en el municipio se construyó la presa Nombre de Dios, la cual garantizaría el abasto de agua para la industria minera.
Los aspectos antes mencionados pueden y deben influir, significativamente, en la disminución de los costos de extracción y elaboración del mineral (Au), y por consiguiente, en el aumento de la rentabilidad durante la explotación del mismo.
La evaluación del factor ambiental es muy importante para cualquier yacimiento, ya que, el daño que provoca al medio ambiente, sus consecuencias pueden ser muy graves, desde empeorar las condiciones de vida de la población, perjudicar su salud y hasta provocar cambios severos en la flora, en la fauna, en el relieve, etc.
Una vía para la solución de estos problemas es la incorporación a las inversiones capitales de la industria minera, los gastos para la protección del medio ambiente compensando los daños causados a este medio.
Con el desarrollo de este trabajo llegamos a las siguientes conclusiones.
Las zonas de oxidación de los yacimientos Matahambre y Mella poseen perspectivas para la acumulación industrial de Au y Ag, ya que se determinó contenidos significativos, con valores hasta de 6.2 y 14,2 g/t de Au, respectivamente.
De acuerdo con los cálculos realizados, la cantidad de recursos estimados fue de 4,4 t de Oro.
La mineralización es común encontrarla asociada a las partes positivas del relieve, debido principalmente a la estabilidad de la mineralización actual ante los procesos de intemperismo.
Se recomienda lo siguiente:
Realizar trabajos de prospección para la precisión de todos los parámetros geólogo – industriales y determinar el valor real de la manifestación mineral.
Unido a la prospección, se realizar un estudio del impacto ambiental para valorar las afectaciones al mismo, debido a la proximidad de esta manifestación mineral a una zona densamente poblado.
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Figura No. 1. Mapa de Ubicación Geográfica de los Campos Minerales Matahambre y Santa Lucía con los yacimientos y manifestaciones minerales.
Manifestaciones Minerales
Yacimientos Minerales:
1.- La Esperanza; 2.- Sur; 3.- Castellanos 4.- Santa Lucía; 5.- Nieves;
6.- Matahambre; 7.- Mella
Ríos Carreteras
Figura No. 2. Mapa de ubicación geográfica y geológica. 1, Formación Manacas (Paleoceno). 2, Formación Artemisa del Jurásico Superior (calizas). 3, Formación San Cayetano del Jurásico Inferior: a) pizarras; b) areniscas. 4, Contactos geológicos: a) probados; b), supuestos. 5, Fallas: a) probadas, b) supuestas. 6, Cabalgamientos: a) probados; b) supuestos. 7. Indicios minerales y alteraciones: q, vetas de cuarzo; Ba, vetas de barita; #, gossans. 8, Yacimientos minerales: a) cupríferos; b) piríticos; c) de plomo-zinc.
Figura 3. Corte geológico simplificado mostrando las zonas mineralizadas filonianas y estratiformes (cuerpo 70 y su stockwork correspondiente), las zonas de fallas y los pozos de minas. 1, pozos; 2, areniscas de la serie del yacente; 3, esquistos de la serie del Este; 4, tramos con predominio de pizarras (serie Matahambre); 5, tramos con predominio de areniscas (serie Matahambre); 6, areniscas y cuarcitas con pasadas de esquistos carbonosos (serie Ruiseñor); 7, esquistos y esquistos carbonosos (serie Pozo); 8, Lutitas con pasadas de esquistos (Serie Laguna); 9, Areniscas y esquistos (serie Esquistos del Oeste); 10, zona mineralizada en calcopirita (filones); 11, stockwork en la base de cuerpo 70; 12, mineralización estratiforme de sulfuros masivos.
Figura 4. Secuencia de cristalización en la mineralización filoniana de cobre.
M.Sc. Ramón G. Pérez Vázquez
Se desempeña como profesor, impartiendo la asignatura de Yacimientos Minerales Sólidos.
Departamento de Geología. Universidad de Pinar del Río.
Martí No. 270, Pinar del Río. CP 20100, Cuba.