Estudio sobre la presencia de oro y plata en el perfil de meteorización
Enviado por Ramón Guillermo Pérez Vázquez
El presente trabajo es parte de una investigación que se llevo a cabo como apoyo a los trabajos de Reconocimiento Geológico para Au y Ag en el Campo Mineral Matahambre. El mismo se realizó con el objetivo de determinar la presencia de estos metales en las zonas de oxidación de los yacimientos y manifestaciones presentes en el área. Se estudiaron los Yacimientos Matahambre, Mella y Nieves y las Manifestaciones Polvorín, Suroeste de Mella, Loma Mineral, Caliente, Ruiseñor, Cantajorra, Loma de los Tanques y Loma del Viento.
Durante el mismo se analiza el comportamiento de estos metales en el perfil laterítico, con el objetivo de determinar los horizontes y los contenidos más favorables para trabajos posteriores. También damos a conocer un modelo teórico de formación del perfil de meteorización, teniendo en cuenta que estos metales siguen un modelo de conducta complejo que es altamente dependiente de la evolución pedogénica del intemperismo.
Palabras Claves: Oro. Plata. Meteorización. Saprolitas. Lateritas. Sedex. Matahambre. Cuba.
ABSTRACT
The present work is part of an investigation that is carried out as support to the Geological Recognition Projects for Au and Ag in the Matahambre Mineral Field. It was accomplished with the objective of determining the presence of these metals in the oxidation zones of the mineral deposits and occurrences present in the area. The study was made on Matahambre, Mella and Nieves Mineral Deposits, and Polvorín, Suroeste de Mella, Loma Mineral, Caliente, Ruiseñor, Cantajorra, Loma de los Tanques and Loma del Viento occurrences.
During the research the behavior of these metals in the lateritic profile was analyzed, with the objective of determining the horizons and the most favorable contents to subsequent projects. Also, a theoretical model on the origin of the saprolitic profile is given, considering the complex behavior of these metals. This complex behavior is highly dependent on weathering pedogenic evolution.
Key word: Gold, Silver, Weadering Saprolite, Laterite, Sedex, Matahambre, Cuba.
Los metales preciosos han sido de interés para los exploradores en Las Grandes Antillas desde que los españoles comenzaron a colonizar el área en 1500. La Mina de oro Pueblo Viejo, en la República Dominicana, la cual se abrió en 1505, fue la primera mina operada en el nuevo mundo. (Kesler et al., 1996).
El boom del oro en los años 1980, el cual resultó un espectacular y continua alza de la producción mundial, comenzó en 1978 debido a una combinación de altos precios de oro (más de $ 400 USD la onza), la capacidad técnica del beneficio minero de menas de bajos contenidos cercanas a la superficie y el descubrimiento de enormes yacimientos en perfiles de meteorización lateríticos en todo el mundo.
Nuestro país no ha sido una excepción y prueba de ello son los depósitos de oro en el gossan de Castellanos y Hierro Mantua y plata en Loma Hierro. La presencia de oro industrial en la zona de oxidación de estos depósitos y la existencia de tecnología adecuada para su aprovechamiento, estimuló la prospección de estos metales no solo en el distrito metalífero Santa Lucía-Matahambre, sino también en toda la provincia de Pinar del Río.
De igual forma la aparición de oro con contenidos económicos en las lateritas ha surgido como uno de los más recientes retos en la metalogenia. El oro ha sido reportado en polvo, granos gruesos y hasta en grandes pepitas en un ambiente de meteorización supergénico. (Michel, 1987; Freyssinet et al., 1993). Experimentos y teorías concernientes a la formación de oro secundario han aportados datos sobre la naturaleza de aparición de este metal en perfiles de meteorización naturales. (Mann, 1983).
El área de estudio se localiza en la plancheta topográfica Minas de Matahambre a escala 1: 50 000, hoja 3483 – IV. Provincia de Pinar del Río, Cuba. Las muestras fueron analizadas mediante análisis combinado de Dosimasia con Absorción Atómica. Se realizó también análisis geoquímico por Inductivity Coupled Plasma (ICP) a un grupo de elementos acompañantes del Oro y la Plata. El trabajo estuvo apoyado por trabajos de levantamiento geológico, geoquímico, geofísico, de perforación, hidrogeológicos topográficos y muestreo. (Fig. 1)
FIGURA 1 UBICACIÓN GEOLÓGICA Y GEOGRÁFICA DE LA REGIÓN
Figura 1. 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.
Desde el punto de vista geográfico, el área de trabajo se caracteriza por presentar un relieve de bajas montañas, perteneciente a la Sierra de los Organos; representa un sistema de crestas bajas que se extienden con una dirección Noreste (35º – 45º), con crestas laterales bien contorneadas con rumbo Noreste-Suroeste. Las divisorias de las aguas son estrechas, en ocasiones con cimas agudas. Los valores de las cotas absolutas son relativamente pequeños (50-256m), coincidiendo las cotas más altas con Loma Rogelia 256 m y Matahambre 243m.
Las cimas y pendientes de las lomas están cubiertas por bosques de pinos; en algunas áreas, por eucaliptos y otros bosques foliáceos. En las áreas no antrópicas de los valles Limonar y la Yuquilla crecen los arbustos tropicales típicos. En las hendiduras estrechas y los valles con arroyos poco profundos crecen también los arbustos espinosos.
La geología de la región 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, respectivamente. (Fig. 2).
FIGURA 2 MAPA DE UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE LOS CAMPOS MINERALES MATAHAMBRE Y SANTA LUCÍA
Figura 2 Mapa de Ubicación de los Campos Minerales Matahambre y Santa Lucía con los Yacimientos y Manifestaciones Minerales. 
Manifestaciones Minerales 
Yacimientos Minerales (21-La Esperanza, 22-Sur, 23-Castellanos, 24-Santa Lucía, 25-Nieves, 26-Matahambre, 27-Mella) 
Ríos, 
Carreteras
De acuerdo con los trabajos anteriormente realizados, en la región se encuentran de abajo hacia arriba las siguientes formaciones. Formación San Cayetano (J1-2 SC). Esta Formación está constituida por una alternancia entre areniscas, esquistos hidromicáceos y limolitas. También se encuentran interestratificaciones finas de estas mismas litologías y en ocasiones dentro de estas ultimas, finas capas de esquistos arcillo-carbonosos.
En la mayoría de las rocas descritas se aprecia un metamorfismo regional de bajo grado. Potencia > 4000m. Miembro Castellanos (J3ox CT). Las rocas que componen el Miembro están constituidas por alternancias entre esquistos arcillo-carbonosos, limolitas, limoareniscas y areniscas, predominando siempre las rocas de granulometría más fina.
También se observan intercalaciones de lentes de calizas, que en la parte más alta tiene un mayor desarrollo. Potencia» 300m. Formación Artemisa (J3-Cr Ar). La Formación 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, condicionando la intensidad del color de la misma. Potencia 80-100m y la Formación Manacas (P21 Mn). Los depósitos de esta Formación están constituidos por esquistos calcáreos arenosos, polimícticos, limolitas y areniscas tobáceos y finas intercalaciones de silicitas y calizas micríticas. Además depósitos olistostrómicos con bloques de tamaño variable de rocas exóticas. Potencia 80-100m (Astajov et al., 1982; Rafikov, et al., 1988; Bárzana, et al., 1988; Valdés-Nodarse, 1998; Carmona, et al., 1992; Cuní, et al. 1998 y Cuní, et al., 1999). (Fig. 1).
La intensa erosión ha la que ha estado sometida la mayor parte de la región puso al descubierto una parte de los cuerpos minerales o sus zonas inmediatas, lo que ha conducido a la formación de extensas zonas de oxidación.
La mineralización exógena de los depósitos sedex del área 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 indicadores de la mineralización primaria, descritas durante los trabajos anteriores en el área, son válidos también para las menas oxidadas.
En el área se pueden obtener anomalías monoelementales de Bario, Plata, Zinc, Cobre, Plomo Molibdeno y Cobalto. Este último considerado como uno de los minerales indicadores de la mineralización en la región. (Carmona, et al., 1992).
Los criterios estratigráficos y litológicos se ponen de manifiesto en el carácter controlador de la mineralización principal de tipo pirito-polimetálica estratiforme, por los esquistos arcillosos carbonosos que se hallan en la base del Miembro Castellanos (J3 ct), o en el contacto entre el Miembro mencionado y el Miembro no diferenciado de la Formación San Cayetano (J1-2 sc). A las areniscas se asocia la mineralización vetítica. Ambos casos pueden verse bien reflejados en el Yacimiento Mella.
Los principales y más recientes eventos tectónicos ocurridos en el área de estudio, no guardan una relación genética directa con la mineralización evaluada, ya que se ha comprobado que la mineralización primaria es más antigua que los procesos que definieron el esquema estructural actual del Campo Mineral Matahambre. Sin embargo, por su influencia sobre los minerales y rocas de esta área, se le otorga un interés particular, por cuanto propiciaron el desarrollo de las zonas de oxidación y con ello potenciaron la acumulación del oro y la plata.
Los principales indicadores de la mineralización evaluada, están relacionados con la presencia de la mineralización en la superficie y la presencia de anomalías geoquímicas y geofísicas reveladas en los trabajos anteriores y actuales. Existen resultados sobre el comportamiento y la distribución de elementos indicadores de la presencia de Au en las zonas de oxidación, tales como Cu, Pb, Zn, Ag, As, Sb, etc. Las anomalías más significativas son las obtenidas durante los trabajos actuales, a partir de los resultados de los análisis químicos para Au y Ag de las muestras tomadas en los Sectores del Campo Mineral de mayores perspectivas.
También se reflejan los valores de los elementos Cu, Pb, Zn, As y Sb, obtenidos en varios de estos Sectores.
Por otra parte las mayores concentraciones de Bi, Co, Mo, Ni, caracterizan a los niveles inferiores donde abundan las menas pirrotínicas mientras que en los niveles superiores se concentra Ag, Sb, As y Cd. (Pérez-Vázquez y Martínez, 1992, 1993). Por los cortes se observa una clara zonalidad vertical y lateral. Verticalmente se observa de arriba hacia abajo los siguientes elementos: As, Sb, Ag, Pb, Zn, Cu, Bi, mientras que la lateral se expresa por el cambio de la composición desde los extremos inferiores del cuerpo de menas pirrotínicas (Zn, Mn, Bi, Co, As, Ni, Cd) calcopirítica-pirrotínicas (Cu, Co, Bi, Zn, Ag) por menas pirito-polimetálicas (AS, SB, Cd, Ag).
Las asociaciones naturales reveladas en el área y su localización es la siguiente:
Pb – Ag. Sector Loma Mineral.
Cu – Ag. Límites de los Sectores Loma del Viento y Cantajorra.
Ag. Sector Matahambre, donde alcanza mayores dimensiones.
Pb – Zn. Sector Mella.
Pb – Cu – Ag. Al Sur del Sector Mella.
Las anomalías reveladas están asociadas a las manifestaciones de mineralización sulfurosa localizadas en el área. En la composición de las asociaciones naturales se manifiesta el tipo de mineralización presente en las manifestaciones minerales.
En la figura 3 se muestra el comportamiento del Au en el área, los valores más frecuentes se localizan entre 0.015 y 0.03. A partir de los valores de 0.05 se consideran de interés para el establecer la potencialidad del Au, en la región. Una cuestión muy interesante sería precisar en detalle la relación espacial que existe entre ambos metales preciosos. A nuestro juicio esta cuestión no se encuentra bien esclarecida y sería muy precipitado emitir un criterio al respecto. En muchos de los sectores se observa mayor correlación entre la plata y otro metal que entre la plata y el oro, como es el caso del cobre (0.8) en el sector Matahambre. (Tabla I)
FIGURA 3 DISTRIBUCIÓN DE ORO
Figura 3 Comportamiento del oro en el Campo Mineral Matahambre
TABLA I CORRELACIÓN
La figura 4, muestra el comportamiento de la plata en la región, los valores más frecuentes por estudios realizados en reiteradas ocasiones han sido entre 0.01 y 0.04 por lo que existe en los afloramientos donde se tomaron muestras una acumulación de Ag por encima del valor del fondo local. El oro en perfiles lateríticos sigue un modelo de conducta complejo que es altamente dependiente de la evolución pedogénica del intemperismo. La conducta del oro y la plata es controlada por reacciones de oxidación-reducción a la escala del perfil debido a la presencia de varias zonas donde el PH, Eh y la concentración de diferentes elementos estimula el movimiento diferenciado del oro y la plata. En la zona no saturada se observa una alta movilidad, que implica una intensa disolución, lixiviación y precipitación parcial en el frente ferruginoso y a lo largo del perfil laterítico. Si este perfil esta influenciado por la presencia de vetas o filones mineralizados, entonces el cuadro es distinto.
FIGURA. 4 DISTRIBUCIÓN DE PLATA
Figura 4 Comportamiento de la plata en el Campo Mineral Matahambre
A partir del análisis de investigaciones anteriores se puede llegar a diferentes resultados. En la figura 5 se puede apreciar que existen concentraciones mayores de 0.3g/t en casi todas las zonas de oxidación de los sectores del Campo Mineral. Se conoce que la formación de halos de dispersión lateral es también un proceso complejo relacionado con la formación del denominado ferricrete. (Freyssinet, 1993).
Todo esto esta influenciado por movimientos mecánicos de la cima del casquete ferruginoso, transferencias químicas en su base, movimiento diferencial de los metales y precipitación preferentemente en un horizonte determinado.
El modelo de evolución del oro en el perfil ferruginoso tiene una implicación directa con la metodología de la exploración, la interpretación de la geoquímica del oro y la selección de las superficies anómalas. Un conocimiento del grado de intemperismo es esencial considerando la fuerte reducción en la concentración de oro desde la llamadas saprolitas, hasta la cima de la superficie ferruginosa.
Las facies mineralizadas también juegan un papel importante en la persistencia de las anomalías a través del perfil. Por todo esto es posible predecir zonas perspectivas para futuras investigaciones de oro fundamentalmente y plata como elemento acompañante.
FIGURA 5 DISTRIBUCIÓN DE ORO EN EL CAMPO
Figura 5 Distribución de oro en los Sectores del Campo Mineral Matahambre
Un gossan maduro producirá muchas señales de oro diferentes a las de un shear zone en la superficie debido a la naturaleza de la materia prima, incluido en ella tanto los minerales meníferos como los no meníferos y los minerales acompañantes.
De igual forma un gossan maduro, verdadero, se distinguirá de las denominadas ironstone, principalmente por los contenidos anómalos de los metales que originalmente constituyeron el depósito sulfuroso. La historia climática de la región es importante, un clima muy seco no produce mucho gossan, un clima demasiado húmedo puede meteorizar el depósito completo con la perdida de los metales que originalmente contenía.
De esta forma determinar bien los objetivos de la exploración y el comportamiento de los metales preciosos en el perfil es de suma importancia para interpretar correctamente las anomalías detectadas. De igual forma deben estar bien definida las técnicas del muestreo ya que los mayores contenidos de oro se encuentran en las fracciones mas gruesas y más finas del perfil saprolítico, siempre como pequeñas partículas.
Estudios realizados han demostrado que el oro generalmente se encuentra en las saprolitas en la fracción de alrededor de 75 y 62 m m (Lima da Costa, et al., 1993).
Por otra parte es bien conocido que la forma de migración del oro y la plata también depende del tamaño de sus inclusiones.(Amoros, et al., 1991) En la zona de oxidación el oro macroscópico se traslada mecánicamente por gravitación entre las mismas fisuras y poros, mientras que el oro microscópico lo hace en forma de suspensión. Por su parte el oro submicroscópico es el que se traslada con máxima facilidad en forma de soluciones coloidales, verdaderas de sulfatos y haloides.
Muchos investigadores han aplicado técnicas geoquímicas multielementos para distinguir gossans asociados con cobre, zinc y plomo de otras rocas ferruginosas mineralizadas. (Butt, 1997)
En el caso del yacimiento Matahambre, para las menas cupríferas, los elementos indicadores principales son el Cobre, Cobalto, y Plata y los secundarios Plomo y Níquel. Para la mineralización pirito-polimetálica se destacan Cinc, Plomo y Plata y los secundarios Cobre, Cobalto Níquel y Arsénico, sin embargo poco se ha hecho sobre la génesis de la zonación de la jarosita-goethita, sobre la actividad del H+, SO42 y K+, aunque sí está clara la separación del oro y la plata y su concentración en diferentes horizontes. Un ejemplo muy importante en la región de estudio se puede apreciar en el depósito Castellanos, donde se puede observar en cálculos sencillos, que también existe una tendencia a concentrarse el oro en determinados horizontes.
Para este caso se aprecia a los 30 metros, a partir de la superficie. Estos resultados se mantiene independiente de la variante que se utilice. A este horizonte se denomina Stone Line. .(Tabla II)
TABLA II YACIMIENTO CASTELLANOS
FIGURA 6 MODELO
Figura 6 Modelo (no a escala) de dispersión por descenso de la superficie del terreno. (Modificado de Freyssinet et al., 1989).
Somos de la opinión que en la primera etapa de la meteorización los iones de tiosulfato de la meteorización de los sulfuros con oro y plata, son transportados hacia la saprolita y zonas más profundas, donde el electrum secundario, la plata y el oro son formados. En la segunda etapa el oro y la plata son removilizados por la acción de los ácidos e incorporados a la zona ferruginosa cuando se produce la meteorización y la superficie de erosión descendió. En la tercera etapa, final, con la conformación del paisaje, los cloruros lixiviaran la plata, separándola de las partículas de oro para purificar el electrum. (Fig. 5).
- Las anomalías reveladas como resultado de los trabajos anteriores, están asociadas a las manifestaciones de mineralización sulfurosa conocidas en el área.
- En la composición de las asociaciones naturales se manifiesta el tipo de mineralización de las manifestaciones minerales presentes.
- En el Sector Loma Mineral, el Plomo y el Arsénico muestran correlaciones muy buenas con el Oro, lo que indica que el Pb y As se pueden considerar posibles indicadores de la mineralización de Au. El Cinc, Antimonio, y el Fósforo, pueden ser indicadores de la mineralización de Ag. Aunque o debe olvidarse el cobalto como indicador de la mineralización de metales base.
- En Matahambre, ambos Cu y Ag no presentan relaciones significativas con otros elementos, lo que evidencia que éstos elementos pudieran ser los posibles indicadores para la mineralización de Ag y Au. En el Sector Mella el Au, Ag, Sb pueden ser los elementos indicadores para esta mineralización.
- La presencia de valores de Au mayores que 0.015g/t (fondo local) y de Ag mayores 1g/t en todos los Sectores evaluados permite valorar los mismos como de una alta potencialidad para la mineralización de Au y Ag.
- Del análisis de los pozos perforados y por analogía con el yacimiento Castellanos, es posible esperar una tendencia a la concentración del Oro en determinados horizontes, lo que debe valorarse más detenidamente.
- Existe un comportamiento geoquímico desigual entre el oro y la plata, lo que provoca la concentración de estos elementos en diferentes horizontes, siendo la saprolitas el más perspectivo.
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M. Sc. Ramón G. Pérez Vázquez
Asistente.
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.