Cursol de Yacimientos 3

8/12/2019 Cursol de Yacimientos 3

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CURSO DE YACIMIENTOS MINERALES

1.- Concepto y origen de los yacimientos minerales

Introduccin

Los elementos qumicos que componen nuestro planeta estn distribuidos de unaforma 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 queanalicemos.

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 intermediaen el manto, mientras que la capa ms superficial (la corteza) presenta una composicinms compleja y heterognea. Esto ltimo se debe a su vez a dos factores:

o El hecho de que la diferenciacin planetaria haya producido un enriquecimientorelativo de esta capa en los elementos ms ligeros, que no tienen cabida en losminerales que componen el manto, que son de composicin relativamentesimple: fundamentalmente silicatos de Mg y Fe. Eso hace que con respecto almanto, la corteza slo est empobrecida en elementos como Fe y Mg (en lo quese refiere a elementos mayoritarios) y Ni, Cr, Pt, en lo que se refiere aminoritarios o trazas.

o

La mayor complejidad de los procesos geolgicos que operan en la cortezaproducen fenmenos muy variados de enriquecimiento o empobrecimiento decarcter local, que afectan a la concentracin de los distintos elementos qumicosde diferentes maneras.

De esta manera, podemos entender a la corteza como aquel segmento de nuestro planetaen el que se rompe la homogeneidad de la distribucin de los elementos queencontramos en capas ms profundas. Por ejemplo, a pesar de que existan algunasvariaciones composicionales en el manto, stas son insignificantes con respecto a laaltsima variabilidad que observamos en la corteza. As, en sta podemos observar rocasgneas que independientemente de su lugar de origen (manto astenosfrico, manto

litosfrico, corteza) van desde composiciones peridotticas hasta las granticas. Es en lacorteza donde, adems, encontraremos las rocas sedimentarias y metamrficas.

Los procesos que llevan a la diferenciacin de un magma, o a la formacin de una rocasedimentaria o metamrfica implican en ocasiones transformaciones profundasqumico-mineralgicas. Es durante el curso de esos procesos que algunos elementos ominerales 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.


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Es muy importante considerar el aspecto geoqumicodel concepto: todos los elementosqumicos estn distribuidos en la corteza de forma muy amplia, aunque en general suconcentracin en las rocas es demasiado baja como para permitir que su extraccin delas rocas resulte rentable. Como hemos explicado, su concentracin para dar lugar a unyacimiento 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 placerpuede proceder del oro diseminado en reas de gran extensin regional. En esas reas eloro estar presente en las rocas, pero en concentraciones demasiado bajas como para

poder ser extrado con una rentabilidad econmica. Sin embargo, el procesosedimentario produce su concentracin en los aluviones o en playas, posibilitando enalgunos casos su extraccin econmica.

En definitiva, para que un elemento sea explotable en un yacimiento mineral, suconcentracin debe ser muy superior a su concentracin media (clark) en la cortezaterrestre.

El otro factor importante a considerar es el econmico: esas concentraciones podrn sero no de inters econmico, lo que delimita el concepto de Yacimiento explotable o noexplotable, en funcin de factores muy variados, entre los que a primera vista destacanalgunos como el valor econmico del mineral o minerales extrados, su concentracin oley, el volumen de las reservas, la mayor o menos proximidad de puntos de consumo, laevolucin 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 losyacimientos minerales sea una cuestin compleja y problemtica, en la que hay queconjugar la labor de especialistas de distintos campos, ya que incluye desde lascuestiones que afectan a la prospeccin o bsqueda de estas concentraciones, suevaluacin, el diseo y seguimiento de su explotacin minera, el estudio de la viabilidadeconmica de la explotacin, el anlisis del mercado previsible para nuestro producto,hasta factores polticos (estabilidad econmica y social de un pas) o cuestionesmedioambientales, como la recuperacin de los espacios afectados por esta actividad.

El trmino de yacimiento mineral se he venido utilizando tradicionalmente parareferirnos nicamente a los yacimientos de minerales metlicos, que se emplean paraobtener 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 explotacionesde minerales y rocas industriales, y la similitud de los procesos que dan origen a losyacimientos metlicos y derocas y minerales industriales hacen que esta precisin notenga ya sentido. De esta forma, en este temario se va a abordar de forma integral elestudio de ambos.

Conceptos bsicos

Cuando hablamos de Yacimientos Minerales, hay una serie de conceptos que tienen unagran importancia, ya sea en los aspectos geolgicos-geoqumicos, o en los econmicos.

Los ms importantes son los siguientes:
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Mena: Es el mineral que presenta inters minero. En general, es un trmino que serefiere a minerales metlicos y que designa al mineral del que se extrae el elemento deinters. Para poder aprovechar mejor la mena, suele ser necesario su tratamiento, que engeneral comprende dos etapas: el tratamiento a pie de mina para aumentar laconcentracin del mineral en cuestin (procesos hidrometalrgicos, flotacin, etc.), y el

tratamiento metalrgico final, que permita extraer el elemento qumico en cuestin(tostacin, electrolisis, etc.).

Ganga:Comprende a los minerales que acompaan a la mena, pero que no presentaninters minero en el momento de la explotacin. Conviene resaltar que mineralesconsiderados como ganga en determinados momentos se han transformado en menas alconocerse alguna aplicacin nueva para los mismos.

Subproductos(o by-products): Suelen ser minerales de inters econmico, pero que noson 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, o el

manganeso contenido en los prfidos cuprferos.

Reservas: cantidad (masa o volumen) de mineral susceptible de ser explotado. Dependede un gran nmero de factores: ley media, ley de corte, y de las condiciones tcnicas,medioambientales y de mercado existentes en el momento de llevar a cabo laexplotacin. Se complementa con el concepto de Recurso, que es la cantidad total demineral existente en la zona, incluyendo el que no podr ser explotado por su bajaconcentracin o ley.

Ley media: Es la concentracin que presenta el elemento qumico de inters minero enel yacimiento. Se expresa como tantos por ciento, o como gramos por tonelada (g/t uonzas por tonelada (oz/t).

Ley de corteo cut-off: Es la concentracin mnima que debe tener un elemento en unyacimiento para ser explotable, es decir, la concentracin que hace posible pagar loscostes de su extraccin, tratamiento y comercializacin. Es un factor que depende a suvez de otros factores, que pueden no tener nada que ver con la naturaleza delyacimiento, como puede ser su proximidad o lejana a vas de transporte, avancestecnolgicos en la extraccin, etc., por ejemplo.

Factor de concentr acin: 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 mediao clarkde 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


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valor es mucho ms alto que para los elementos ms comunes, ms abundantes en elconjunto de la corteza.

Origen de los Yacimientos Minerales

El origen de los yacimientos minerales puede ser tan variado como lo son los procesosgeolgicos, y prcticamente cualquier proceso geolgico puede dar origen ayacimientos minerales.

En un estudio ms restrictivo, hay que considerar dos grandes grupos de yacimientos:

1. Los de minerales, ya sean metlicos oindustriales,que suelen tener su origen enfenmenos locales que afectan a una roca o conjunto de stas,

2. Los de rocas industriales, que corresponden a reas concretas de esa roca quepresentan caractersticas locales que favorecen su explotacin minera.

A grandes rasgos, los procesos geolgicos que dan origen a yacimientos mineralesseran los siguientes:

Procesos gneos:

Plutonismo: produce rocas industriales (los granitos ensentido amplio), y minerales metlicos e industriales (losdenominado yacimientos ortomagmticos, producto de laacumulacin de minerales en cmaras magmticas).

Volcanismo: produce rocas industriales (algunasvariedades "granticas", ridos, puzolanas), y mineralesmetlicos (a menudo, en conjuncin con procesossedimentarios: yacimientos de tipo "sedex" o volcano-sedimentarios).

Procesos pegmatticos: pueden producir yacimientos deminerales metlicos (p.e., casiterita) e industriales: micas,cuarzo...

Procesos neumatolticos e hidrotermales: suelen darorigen a yacimientos de minerales metlicos muyvariados, y de algunos minerales de inters industrial.

Procesos sedimentar ios:

La sedimentacin detrtica da origen a rocas como lasareniscas, y a minerales que podemos encontrarconcentrados en stas, en los yacimientos denominados de

tipo placer: oro, casiterita, gemas...
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La sedimentacin qumicada origen a rocas de intersindustrial, como las calizas, y a minerales industriales,como el yeso o las sales, fundamentalmente.

La sedimentacin orgnicaorigina las rocas y minerales

energticos: carbn e hidrocarburos slidos (bitmenes,asfaltos), lquidos (petrleo) y gaseosos (gas natural).Tambin origina otras rocas y minerales de intersindustrial, como las fosforitas, o las diatomitas, entreotras.

Como ya se ha mencionado, la sedimentacin asociada alos fenmenos volcnicos produce yacimientos deminerales metlicos de gran importancia.

Procesos metamrficos:

El metamorfismo da origen a rocas industrialesimportantes, como los mrmoles, o las serpentinitas, ascomo a minerales con aplicacin industrial, como elgranate. No suele dar origen a yacimientos metlicos,aunque en algunos casos produce en stostransformaciones muy importantes.

As pues, y a modo de conclusin, en cada caso han dedarse unas determinadas condiciones que permitan que se origine el yacimiento, comoalgo diferenciado del conjunto rocoso, en el que uno o varios procesos geolgicos hanactuado 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.

2.- Mtodos de estudio de los yacimientos minerales

Los yacimientos minerales presentan, como ya hemos visto en el tema anterior, dosaspectos complementarios de gran relevancia: los geolgicos y los econmicos. Cadauno de estos aspectos merece ser estudiado de forma autnoma, aunque coordinada, yaque 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 suexplotacin minera

2.

Determinar sus lmites geogrficos3. Buscar yacimientos similares en reas prximas o no


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Estos estudios comprenden una serie de aspectos diferenciados, pero complementarios,que nos deben llevar a conocer aquellos aspectos que en cada caso sean relevantes: enunos 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 losminerales y rocas que componen un yacimien to constituyen una informacin

bsica a conocer sobre el mismo. Para ello disponemos de una amplia variedadde tcnicas:

o Microscopa petrogrfica (luz transmitida). Nos permite identificar losminerales no metlicos y las relaciones que es establacen entre ellos y losmetlicos que puedan existir en las muestras estudiadas.

o Microscopa metalogrfica (luz reflejada). Sirve para identificar losminerales metlicos y sus relaciones mtuas.

o Difraccin de Rayos X. Nos permite identificar con mayor precisin lanaturaleza de los componentes minerales del yacimiento, sobre todo de

los que por su pequeo tamao de grano no sean fcilmente identificablecon las tcnicas anteriores.

o Microscopa electrnica/Microsonda electrnica: son tcnicas especficaspara el estudio a gran detalle de los minerales que componen elyacimiento, bien en el aspecto de relaciones entre ellos (Microscopa) o

bien en el de las variaciones menores de la composicin de los mineraleso de caracterizacin detallada de las fases minoritarias, que endeterminados casos pueden ser las de mayor valor econmico (caso deoro o de los elementos del grupo del platino).

La geoqumica del yacimiento, es decir, conocer con el mayor detalle ladistribucin de los contenidos en los elementos qumicos relacionados de formadirecta o indirecta con la mineralizacin, o afectados por los procesos que hanformado o modificado el yacimiento, tiene importancia directa en cuanto quedefine las reas de mayor inters minero, e indirecta, pues a menudo nos permitedefinir guas de prospeccin dentro del propio yacimiento, o para otrossimilares.

Geomtricos: los aspectos geomtricos de un yacimiento son siemprefundamentales: conocer cual es su orientacin con respecto al norte (direccin orumbo) y su inclinacin promedio (o buzamiento). A menudo estos datos no sonconstantes, variando de forma ms o menos acusada: la variabilidad es mximaen los yacimientos estratoligados plegados, y mnima en algunos yacimientos

filonianos muy regulares. El espesor (o potencia) tambin se puede considerardentro de esta categora. Para estudiar este aspecto necesitamos datos deobservacin, ya sea directa o a travs de sondeos mecnicos.

Complementario con el aspecto anterior tenemos la relacin que se estableceentre 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 noson paralelos hablamos de yacimientos no concordantes o epigenticos. Conrespecto a los trminos indicados, estratoligado se refiere a una yacimiento quese 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


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concentraciones que se originan por procesos sedimentarios, a la vez que el restode las rocas sedimentarias que forman la secuencia.

En los yacimientos estratoligados hay otros factores que suelen ser deimportancia 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 (mediosedimentario en que se form la secuencia, variaciones paleogeogrficas quepuedan existir); los aspectos petrolgicos (caractersticas de las rocasimplicadas); los aspectos tectnicos (pliegues y fallas que puedan afectar a lasformaciones o capas que forman el yacimiento).

En los yacimientos no concordantes o diagenticos puede haber tambin unagran variedad de factores a considerar. En general, el principal es conocer elcontrol geolgico y geomtrico de la mineralizacin: si est confinado en unaestructura discordante bien delimitada (dique o filn), si est confinado por unconjunto estructural ms amplio (bandas de deformacin o de cizalla), si estdiseminado o concentrado en un conjunto rocoso sin que muestre ningn patrn

claro, si aparece en una situacin concreta, como puede ser el contacto entre dostipos de rocas distintas... Otro factor suele ser el mineralgico/petrolgico, que

busca establecer relaciones entre los minerales o rocas que forman el yacimientoy los procesos que pueden afectarla: cristalizacin, alteracin hidrotermal,alteracin superficial...

En cuanto a la prospeccin o investigacin de yacimientos, se pueden considerarcuatros aspectos diferentes: los geolgicos, geoqumicos, geofsicos y las laboresmineras, incluyendo los sondeos mecnicos. En el Tema 19 estudiaremos conmayor detalle estos aspectos.

Una vez conocidas las caractersticas generales de los yacimientos, de acuerdocon lo hasta ahora expuesto, disponemos de los suficientes datos para conocerlos procesos que lo han formado y modificado. No obstante, en ocasiones estainformacin no es suficiente, dado que puede haber procesos distintos que porconvergencia han podido ser los responsables de estas caractersticas mscomunes: si encontramos oro en una roca sedimentaria de tipo arenoso, puedeser porque se deposit conjuntamente con ella, pero tambin puede ser que hallasido introducido en la misma por un proceso hidrotermal, aprovechando la

porosidad y permeabilidad de la misma. En estos casos, existen estudios msdetallados que nos permiten conocer mejor el proceso o procesos implicados enla formacin del yacimiento:

o

El estudio de las inclusiones fluidas atrapadas en minerales(fundamentalmente de la ganga) suele aportar datos relevantes sobre lacomposicin y temperatura de los fluidos implicados en la formacin delyacimiento.

o El estudio de la geoqumica isotpica aporta datos en dos aspectos: laedad de los minerales (a travs de la geoqumica de istopos radiognicoo radioactivos, como C14, por ejemplo), y relaciones entre los mineralesdel yacimiento y otros minerales o fluidos asociados (a travs de lageoqumica 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 uncomplemento: Su valorizacin en trminos econmicos, lo que debe permitir establecer
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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 desi una concentracin mineral se puede considerar o no un Yacimiento Mineral: lacubicacin de sus reservas,y el estudio de suviabilidad econmica.

La cubicacin de reservasde un yacimiento consiste en establecer de forma numricalos principales parmetros de la explotacin: tonelaje (o volumen) del materialexplotable, 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 obtenervolmenes, que se multiplican a su vez por la densidad para obtener tonelaje de todouno, 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 encuenta este tonelaje, pero afectado por el rendimiento de la planta de tratamiento (quenos 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 plantasmetalrgicas por la tonelada del concentrado que podamos conseguir en el lavadero.Tambin hay que conocer los contenidos en elementos que puedan aadir valorcomercial a nuestra produccin, o que puedan afectar negativamente a ste.

Esta cubicacin, adems de por lo datos puramente geolgicos, est afectada por otrosfactores, como el geomtrico (mayor o menor continuidad de la mineralizacin el enyacimiento, que puede hacer que determinadas zonas queden inaccesibles a laexplotacin), y por el tipo de minera que se pretende llevar a cabo: no es lo mismo laexplotacin subterrnea que la a cielo abierto, como diferencias ms acusadas. En cadacaso, 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 zonarica pueda obligar a desmontar una zona con mineralizacin pobre puede hacer rentablela explotacin de esta zona, que en otras condiciones sera subeconmica.

Una cuestin siempre importante es el anlisis de las perspectivas de futuro del valoreconmico de la produccin. Es un dato siempre interpretativo, no podemos "conocer elfuturo", 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 quoscilaciones va a tener el dlar, principal divida en que se produce su cotizacin. Noobstante, es necesario tener alguna indicacin en ese sentido: conocer las perspectivasde mercado de nuestro producto, que no sean negativas de antemano, pues ello afectarnegativamente a este dato del valor econmico de la produccin.

El estudio de viabil idad tiene como dato de partida el valor econmico de nuestraproduccin, procedente la cubicacin. Para que esta viabilidad sea cierta, ha de darseque:

Produccin = Costes de explotacin + beneficio industrial
http://www5.50megs.com/esa/mindep/depfile/explora.htmhttp://www5.50megs.com/esa/mindep/depfile/explora.htmhttp://www5.50megs.com/esa/mindep/depfile/eval.htmhttp://www5.50megs.com/esa/mindep/depfile/eval.htmhttp://www5.50megs.com/esa/mindep/depfile/explora.htmhttp://www5.50megs.com/esa/mindep/depfile/explora.htm


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De esta forma, el estudio de viabilidad incluye fundamentalmente el anlisis de loscostes de explotacin, aunque a menudo tambin el de las expectativas de futuro delvalor 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 amortizacincompleta de las inversiones. Para ello, normalmente se divide el tonelaje de las reservasentre 10, y se obtiene un valor indicativo de la produccin anual prevista, lo que a suvez nos da el valor anual de la produccin.

Otro dato importante corresponde a la tcnica de explotacin a emplear, dado que cadauna requiere unas inversiones determinadas, tanto en instalaciones como en maquinaria.

El tratamiento que requiera la mena implica tambin unas inversiones, que en generaldependen tambin del volumen de la produccin anual, e implican un coste adicionalfijo por tonelada.

Las distancias a medios de transporte, tanto de mbito local/regional (carreteras oferrocarriles) como de mayor mbito (puertos), aada un coste por tonelada variable enfuncin de esta distancia y de la distancia al punto de consumo final.

Los condicionantes medioambientales son en la actualidad muy estrictos, y puedenllegar desde la prohibicin total de realizar determinadas explotaciones mineras, a lanecesidad de llevar a cabo una restauracin ambiental, cuyo coste se aade al propio dela explotacin en s.

Por ltimo, nos referiremos al coste de la explotacin en s, que incluye los costes delpersonal, tanto implicado directamente en el proceso (los mineros), como los necesariospara 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 acabo 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 antesde encontrar este yacimiento, as como de las que se sigan llevando a cabo paradescubrir otros, mientras que no se produzca otro descubrimiento que pueda asumir esoscostes.

En definitiva, la viabilidad de un yacimiento depende de tantos factores, que ademspueden variar tanto a lo largo del periodo de actividad de la explotacin, que a menudose dice que el estudio de su viabilidad solamente termina cuando el yacimiento ya se haagotado. Por ello, la minera tiene la justa consideracin de actividad econmica de altoriesgo.


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3.- Los yacimientos minerales: bases para una clasificacin

Introduccin

Un aspecto fundamental de cualquier estudio sistemtico es la clasificacin de losobjeto del estudio. El principal problema que se plantea en cualquier clasificacin deobjetos naturales es fijar el o los criterios a seguir a la hora de efectuar esta clasificacinde 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 losgrupos que se establezcan.

De esta forma, una clasificacin que es poco adecuada para los minerales, como es lagentica (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 laclasificacin de rocas y de yacimientos minerales, pues stos tienden a formarse por

procesos concretos y nicos. No obstante, el problema a menudo es identificarcorrectamente qu proceso es el que ha formado una roca o un yacimiento mineral enconcreto.

Una ventaja importante de la clasificacin gentica es que nos permite establecer uncriterio importante para la investigacin de otros yacimientos similares: el conocimiento

preciso del modo de formacin implica identificar las rocas con las que se asocia, lasrelaciones que presenta la mena con la ganga, las relaciones espaciales entre roca yyacimiento y a su vez stas con su entorno estructural. Este cuadro nos va a servir degua en la bsqueda de nuevos yacimientos en reas prximas, o en otras regionessimilares desde el punto de vista geolgico.

Por tanto, la clasificacin que hemos adoptado aqu para el estudio de los yacimientoses en general, una clasificacin gentica, basada en la identificacin del procesogeolgico que ha dado origen a esa concentracin de minerales. Estos procesos puedenser englobados en dos grandes grupos:


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1. Procesos exgenos, esto es, todos aquellos que tienen lugar por encima de lasuperficie terrestre, como consecuencia de la interaccin entre las rocas y laatmsfera y la hidrosfera.

2. Procesos endgenos, o todos aquellos que tienen lugar por debajo de lasuperficie terrestre, como consecuencia de los procesos de liberacin del calor

interno del planeta, materializados en la Tectnica de Placas y procesosasociados, 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 bruscosde temperatura, disolucin de componentes. Fenmenos que se conocen con el nombrede meteorizacin(qumica y fsica). Como resultado, los materiales duros y compactos

se disgregan y disuelven en parte, y los productos (fragmentos, sales), son transportadoshdrica o mecnicamente. La migracin y posterior depsito de estos productos sernconsecuencia de las condiciones fsicas y qumicas del medio (barreras fsicas yqumicas).

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 grandessubtipos: rocas o yacimientos residuales (originados como consecuencia de losfenmenos de meteorizacin in situ, de la propia roca-madre), y rocas o yacimientos

sedimentarios, originados como consecuencia de los fenmenos de depsito, en generala distancias ms o menos grandes de las rocas-madre. Estos yacimientos o rocassedimentarias se clasifican en mayor detalle, en funcin del proceso sedimentario:

Rocas o yacimientos detrticos: el depsito se origina de forma fsica, comoconsecuencia de la prdida de poder de arrastre del agente de transporte, con loque las partculas transportadas caen al fondo de la cuenca. Se depositan as losmateriales sedimentarios (gravas, arenas) y minerales sedimentarios. Un ejemplode yacimientos de este tipo son los placeres de metales preciosos, como el oro.

Rocas o yacimientos qumicos: el depsito se produce por precipitacin de lassales o compuestos qumicos, como consecuencia de una saturacin de las aguasen 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, materiavegetal). Las fosforitas y el carbn son ejemplos de este tipo de yacimientos.

Todas estas rocas o yacimientos de origen sedimentario presentan caracteres generalescomunes: suelen estar estructurados en capas, estn afectados por la deformacintectnica, y suelen presentar una gran extensin lateral, y en general, una potencia(espesor) limitado.

Procesos geolgicos internos o endgenos


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Los procesos que tienen lugar por debajo de la superficie de nuestro planeta tienen suorigen 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 casodel volcanismo.

Esta liberacin del calor interno se produce de dos formas: por radiacin (oconduccin) y por conveccin. La radiacines la liberacin del calor transmitido desdezonas calientes a zonas fras, de la misma forma que el extremo exterior de una cucharasumergida en un lquido caliente termina calentndose: no implica movimiento demateria, solo transmisin del calor. En la conveccinel calor se transmite en forma demovimiento de lo caliente hacia zonas fras. Ejemplos son la conveccin de aire calienteque 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 yel producido por la irradiacin solar, y esta temperatura aumenta con la profundidad(gradiente geotrmico). Por otra parte, la conveccin produce un lentsimo movimientode las rocas de zonas profundas hacia la superficie, que fuerza el movimiento de lasrgidas 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 lasplacas) es responsable de los fenmenos internos del planeta: fenmenos ssmicos(terremotos), fenmenos magmticos(volcanismo, como ms conocido) y fenmenosde 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, perolos otros dos si.

El magmatismo incluye los procesos implicados en la gnesis y evolucin de losmagmas, 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 detalleeste proceso en los temas correspondientes, pero hay una serie de apartados que

permiten una subdivisin ms completa de las rocas y yacimientos originados enrelacin 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 mantosuperior. Por tanto, su estudio solo se puede abordar desde la experimentacinen laboratorios muy especializados, que permita reproducir las condiciones dealta presin y temperatura responsables de estos procesos. Un aspecto muyimportante a considerar es que se originan por fusin incompleta de losmateriales correspondientes: no es una fusin total de stas, sino parcial,comenzando por los minerales de punto de fusin ms bajo, y finalizando conlos 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 consolidacompletamente por cristalizacin, el magma asciende a travs de la corteza

terrestre, sufriendo algunos cambios mineralgicos y qumicos. Entre estoscambios, los ms importantes son la cristalizacin fraccionada (posibilidad de


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que algunos de los cristales que pueda contener el magma se separen de ste), laasimilacin (digestin parcial de rocas de la corteza por el magma durante suascenso) y la mezcla de magmas. Estos cambios, por tanto, pueden modificar deforma 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 temperaturasde cristalizacin de minerales determinados, stos se forman, disminuyendo lacapacidad del magma de ascender: aumenta su viscosidad. Durante el proceso deenfriamiento se forman determinados minerales, en funcin de la termodinmicadel fundido, reteniendo determinados elementos (los que pasan a formar parte deesos minerales) y produciendo un enriquecimiento residual en los elementos queno tienen cabida en los minerales formados. As, esta etapa de cristalizacin

principal da origen a las rocas plutnicas, cuya mineraloga y textura estarnrelacionadas con la historia global del magma.

Con posterioridad a la cristalizacin principal del magma, los fluidos residualesse 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 determinadosminerales, o cuando cambian las condiciones de presin, o de Eh-pH. Enocasiones, estos fluidos llegan a regiones superficiales, dando origen aldesarrollo de sistemas geotrmicos.

Por otra parte, el magma puede alcanzar la superficie de la corteza, dando origena los procesos volcnicos. En estas condiciones se pueden dar dos situacionesdiferentes: que alcance la superficie continental, en un medio subareo, o que lasalida del magma, o erupcin, se produzca bajo el agua del mar, o de lagos...Cuando el enfriamiento es muy brusco, los componentes mayoritarios delmagma cristalizarn o se enfriarn formando un vidrio (obsidiana o perlita) o unmaterial escoriceo (pmez), mientras que los voltiles se liberarn a laatmsfera, y se dispersarn. En el segundo caso, los voltiles podrninteraccionar con el agua y sus sales, formando compuestos insolubles de esoselementos (Pb, Zn, Cu, Fe, Hg....) lo que dar origen a yacimientos minerales.

De esta forma, los procesos magmticos se pueden considerar como un conjunto deprocesos muy activos en la formacin de yacimientos, tanto de rocas como de mineralesde inters minero.

Por contra, el metamorfismoes 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 deserpentinitas, roca tambin con posibilidades ornamentales, o la gnesis de mineralesnuevos con aplicaciones industriales, como el granate, la andalucita... Pero en general,el metamorfismo, al ir acompaado de deformacin tectnica, y de removilizacin decomponentes 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 quese establece entre el proceso geolgico responsable de la formacin de la roca o mineralcorrespondiente y su producto final.


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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 yqumico 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: elagua, 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 delagua (cristalizacin de hielo en grietas),

2.

Los de tipo qumico (disolucin de minerales, hidrlisis de stos, cristalizacinde sales)

3. Los de tipo biolgico (accin de determinados microorganismos, como lasbacterias, lquenes, o de las races de plantas).

Como resultado, las rocas de la superficie terrestre, formadas en determinadascondiciones de presin y temperatura, al quedar sometidas a otras muy diferentesreaccionan con el entorno, lo que induce a un desequilibrio. Esto da lugar a sufragmentacin y a la salida de determinados componentes qumicos, desde su casitotalidad (si se produce su disolucin), a la lixiviacin o lavado de determinados

componentes, que deja un residuo insoluble enriquecido en determinados elementos ocompuestos.

Por su parte, el papel del transporte es tambin importante, ya que en algunos casos, sisu accin es mas lenta que la del proceso erosivo, se podr producir la acumulacin in

situde los productos de la erosin. En otros casos el proceso erosivo puede suponer eldesmantelamiento continuo de estos productos. El transporte juega tambin un papelmuy importante en la clasificacin de los productos de la erosin, ya que su mayor omenor capacidad de arrastre y reactividad qumica condicionan el que los productos dela 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 menorimportancia de unos u otros en funcin de un factor primordial: el clima, que condicionaa su vez la disponibilidad de agua, de vegetacin, las temperaturas medias, susoscilaciones. Estos factores influyen en la degradacin a la intemperie de cualquierslido. Por ello, hay climas que favorecen la preservacin de las rocas, y climas bajo losque se produce una muy intensa meteorizacin, as como la rpida descomposicin decualquier resto orgnico.


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Meteorizacin fsica

La meteorizacin fsica agrupa a aquellos procesos o mecanismos que provocan ladisgregacin de las rocas, sin afectar a su composicin qumica o mineralgica. Son denaturaleza variada:

La accin del cambio de temperatura nocturno/diurno, sobre todo en zonas confuerte insolacin, provoca efectos de contraccin/extensin trmica de losminerales que producen su rotura. Esta oscilacin trmica es especialmenteactiva en los vrtices y aristas de bloques de rocas, y es el principal responsablede las forma de "bolos" de los bloques granticos sometidos a la accin de laintemperie.

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 sudisgregacin 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 otrosprocesos, como la oscilacin trmica, p.ej.) al congelarse genere unas enormespresiones internas, que tienden a acentuar esas fracturas.

Del mismo modo, la introduccin de aguas cargadas en sales en esas grietassuele 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 estadosometidas a altas presiones de confinamiento sufren una prdida de carga odescompensacin litosttica, lo que se traduce en la aparicin en las mismas defracturas 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 uotras en funcin de su climatologa, y lo normal es que en cada regin se den variosmecanismos, que pueden ser ms o menos activos en cada caso dependiendo de la pocadel ao (variaciones estacionales).

Meteorizacin biolgica

Los organismos provocan tambin la meteorizacin de las rocas, en dos vertientes: unabiofsica y otra bioqumica.

En el apartado biofsicotenemos fundamentalmente la accin de las races de rboles yarbustos, que al introducirse en el subsuelo ensanchan las grietas que puedan existir ycolaboran en la fracturacin de las rocas. Tambin podemos sealar el papel de algunosanimales, sobre todo los que excavan madrigueras, o los organismos costeros que vivensobre las rocas perforando pequeas oquedades, contribuyendo de forma muy marcada ala accin erosiva del oleaje. Papel aparte merece la accin erosiva desarrollada por elhombre, que con sus obras, construcciones, etc., provoca tantos y tan variados efectoserosivos.


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En el apartado bioqumico, las propias races de rboles y plantas actan qumicamentecon las rocas, captando cationes y contribuyendo a la alteracin de los minerales. Loslquenes, 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 productosmetablicos 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 agentesqumicos existentes en la superficie de la Tierra. Por tanto, las posibilidades de lameteorizacin qumica son tan variadas como puedan ser las relaciones que seestablezcan entre las propiedades del mineral y la naturaleza del medio ambiente en elque se encuentre. Hay minerales solubles en agua, otros en cidos dbiles, otros encidos fuertes, otros tienen tendencia a incorporar agua a su estructura, algunos se venafectados 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, sinolvidar otros que pueden ser localmente importantes, como la descomposicin trmica.

La oxidacinde minerales implica el cambio del estado de valencia de los metales quecontiene 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 acompensarse con la entrada de iones hidroxilo (OH-) Esto, unido al mayor tamaoinico del Fe3+, desestabiliza la red cristalina del mineral. La oxidacin puede iracompaada de los procesos que veremos a continuacin.

La hidratacin implica la absorcin de molculas de agua y su incorporacin a laestructura cristalina de algunos minerales. Es un proceso que suele implicar un aumentode volumen del mineral, y que en algunos casos puede ser reversible. El mineralhidratado suele tener distinta estructura cristalina que el original, es decir, se produce laformacin de otro mineral. Es el caso, p.ej., de la anhidrita, que por hidratacin setransforma 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 quepuede traducirse en un aumento de su volumen en hasta un 60%, mientras que al perderagua 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 delmineral.

La hidrlisisconsiste en la descomposicin de los minerales debido a la accin de loshidrogeniones de las aguas cidas. El proceso implica tres pasos: 1) rotura de laestructura 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 suneutralidad elctrica; para recuperarla, el cristal tiende a expulsar a los cationes, cuya


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carga es tambin positiva. Como consecuencia, la estructura cristalina colapsa, y seliberan 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 deotros minerales, por la unin de los iones que dan como resultado compuestosinsolubles. 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 laprdida 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 degel, 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 laillita:

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 elmineral 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 deformar parte de sta, en forma de un compuesto mineral, a formar iones en disolucinacuosa. 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 loscomponentes 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 cadacaso, dependiendo de la concentracin del mineral que se disuelve, los cambios sernms o menos importantes.

Los procesos de disolucin e hidrlisis se ven favorecidos por factores climticos yambientales, y en especial por las altas temperaturas de los climas clidos, quefavorecen la dinmica de los procesos, y por tanto, la presencia de aniones en el aguaque la hacen ms activa qumicamente: caso de los aniones Cl -, SO4

2-, HCO3-. Lapresencia en el rea de compuestos "precursores" de estos aniones, como los carbonatoso sulfuros, favorece an ms este hecho. Es el caso, p.ej., de la existencia deyacimientos de sulfuros metlicos.


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Es importante observar que frente a estos procesos de disolucin y lixiviacin hayelementos que se movilizan con mayor facilidad que otros; hay elementos que entran endisolucin con gran facilidad, mientras que otros tienden a formar geles, menossolubles, o forman rpidamente compuestos muy insolubles, quedando por tantoretenidos 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 menosimportantes para actuar, en forma de una serie de factores condicionantes: el clima, lalitologa, la topografa, la actividad biolgica, el tiempo de actuacin y los procesos detransporte.

El climatiene, como ya se ha indicado anteriormente, una influencia fundamental, yaque controla la mayor o menos abundancia de agua (principal agente de lameteorizacin) y de vegetacin. Otro factor asociado es la temperatura y susoscilaciones. Destaquemos, en lo que se refiere a la meteorizacin qumica, que cadaaumento de 10C de la temperatura duplica la velocidad a la que se producen la mayorade las reacciones qumicas.

As, el clima ms favorable para los procesos de meteorizacin es el tropical, en el quela abundancia de agua, unido a las altas temperaturas existentes, favorece la mayor partede los mecanismos erosivos analizados. En climas extremos siempre habr un agentemuy 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 litologatiene una influencia decisiva sobre determinados mecanismos. Hay rocas,como las cuarcitas, que por su estabilidad qumica apenas son afectadas por los procesosde meteorizacin qumica, y por su dureza, tampoco por los de tipo fsico; por eso,

normalmente aparecen formando altos topogrficos. Otras presentan distintascaractersticas en funcin del clima. Los granitos se alteran con gran facilidad en climasclidos 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 climasclidos y hmedos para que se produzca su disolucin. Una observacin importante esque 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 laroca, y su mayor o menos grado de fracturacin tectnica, que favorecen la infiltracinde aguas superficiales, favoreciendo a su vez los procesos de meteorizacin qumica y/o

biolgica.


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La topografa, o las formas locales del relieve, pueden afectar a algunos de losmecanismos activos de erosin: por ejemplo, las laderas de solana sufren procesosdistintos que los de las de umbra. En las primeras los veranos sern favorecedores delos procesos que implican la insolacin, mientras que en las segundas durante losinviernos 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; enlas primeras el agua discurre arrastrando los iones, mientras que en las segundas seproduce un contacto ms continuado entre el agua cargada de sales y las rocas. As, porejemplo la laterizacin requiere un relieve muy suave.

La actividad biolgicaafecta tambin a los mecanismos de meteorizacin activos. Entrminos generales, la presencia de una cubierta vegetal continua favorece los procesosde meteorizacin qumica, mientras que la ausencia de sta favorece los de tipo fsico.

El tiempofavorece los procesos de meteorizacin, en general: todos estos procesos sonde 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 lasrocas que albergan un depsito mineral son rpidamente cubiertas por otras (p.ej.,sedimentarias o volcnicas), ste ser preservado de los procesos erosivos. En estesentido, la tectnica regional puede jugar un importante papel.

Procesos de transporte

Como hemos visto, la accin de los mecanismos erosivos, fsicos y qumicos, tiende adar origen a tres tipos de productos: fragmentos de minerales o rocas (que reciben elnombre de clastos), geles e iones en disolucin.

El transporte se lleva a cabo de tres formas: como iones en solucin, como suspensionescoloidales, o como carga en fondo.

Los iones viajan en solucin, y para que se produzca su precipitacin qumica han dequedar sometidas a condiciones especficas producto de solubilidad (kps), o desobresaturacin, como las que ocurren en las salinas. Otra posibilidad es que los anionesy cationes sean fijados por organismos para construir sus caparazones, como es el casode muchos moluscos, algunas algas microscpicas (diatomeas), u otrosmicroorganismos, que fijan el carbonato clcico de las aguas. Tambin es posible que la

mezcla con otros fluidos produzca la precipitacin de determinados compuestos. Porejemplo, en relacin con las emisiones volcnicas submarinas se produce la salida deabundantes metales pesados y formas qumicas del azufre, provocando la precipitacinde sulfuros de esos metales.

En suspensin se transportan las partculas ms pequeas, y los geles, mientras quecomo carga en fondose transportan los clastos de mayor tamao. A su vez, dentro deesta ltima modalidad existen tres posibilidades: saltacin, rodadura o arrastre. El hechode que las partculas fsicas sean transportadas de una u otra forma depende en primerlugar de la velocidad de la corriente (cuanto mayor sea sta, mayor ser el tamaomedio 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 msdensas sern transportadas con mayor dificultad, mientras que la forma influye sobre


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todo en el mecanismo de transporte activo: las ms redondeadas tendern a rodar, y lasmenos, a ser arrastradas, o a saltar (ver figura).

El depsito de las partculas se produce cuando la corriente pierde energa, o lo que eslo mismo, velocidad. Primero dejar de ser transportada la carga en fondo, y cuando laenerga sea muy baja, es decir, en aguas mansas o al cesar el viento, se depositartambin la carga en suspensin.

Tambin en estas condiciones de baja energa de transporte, y sobre todo si se producencambios en la fisico-qumica de las aguas de transporte (como suele ocurrir en ladesembocadura en un mar o lago) se produce la floculacin de los geles, constituidos

normalmente por partculas arcillosas.
http://www.uclm.es/users/higueras/yymm/Transporte%20particulas.jpghttp://www.uclm.es/users/higueras/yymm/Transporte%20particulas.jpghttp://www.uclm.es/users/higueras/yymm/Transporte%20particulas.jpghttp://www.uclm.es/users/higueras/yymm/Transporte%20particulas.jpg


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5.- Productos de la meteorizacin

Hemos visto a lo largo del tema anterior como se produce la meteorizacin, y cualesson sus principales productos: los clastos, geles e iones, que son transportados hacia losmedios de depsito. Pero hay minerales y rocas que son producto de estos procesos,

producindose una acumulacin in situ caracterstica. Los ms extendidos son losregolitos y suelos, las lateritas y bauxitas, y los gossans. Tambin nos vamos a referirdentro de esta tema a los procesos de degradacin de la piedra natural, lo que recibe elnombre genrico de "mal de la piedra".

Regolitos y suelos

La accin de los agentes atmosfricos sobre las rocas existentes en la superficie delplaneta produce unos cambios en su naturaleza cuyo alcance hemos visto en el temaanterior. El resultado es la formacin de un manto ms o menos continuo de materialesintensamente alterados, de espesor variable y caracteres que dependen en el detalle dediversos factores, entre los que los ms importantes son la naturaleza de la roca originaly el clima existente en la regin.

Denominamos regolitoal conjunto de materiales producto directo de la meteorizacinde 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 apareceestructurado, 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, laLuna, no se le denomine as, sino regolito: se trata de una acumulacin no estructuradade 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 losfragmentos de rocas y minerales procedentes de la meteorizacin. Los lquidos, el aguade 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 cuantomejor sea la porosidad del material. La materia orgnica corresponde a restos de ladescomposicin de organismos (vegetales y animales), ms o menos transformada encidos hmicos, pero tambin materia viva: races de plantes, y microflora bacterianasaproftica.

El suelo se utiliza con fines agrcolas, ganaderos y como reserva forestal; son muyimportantes las modificaciones debidas al uso urbano de ste. Las actividadesindustriales, urbanas, agrcolas y ganaderas implican la existencia de residuos txicos odesechos peligrosos para los suelos y el agua. Los responsables de las explotacionesindustriales, 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 ypermitir su utilizacin posterior.


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Perfil del suelo

Como ya hemos referido, cuando un regolito aparece estructurado recibe el nombre desuelo. Salvo en situaciones muy concretas, o en regolitos muy recientes, normalmenteesta estructuracin aparece desarrollada al menos en sus trminos bsicos. Es decir, que

cuando observamos este manto de alteracin existente bajo la superficie de cualquierpunto de nuestro planeta, podemos ver que est formado por una serie de capas uhorizontes, 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 lapresencia en el mismo de abundante materia orgnica. Adems, es el ms intensamenteafectado 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 laabundancia de componentes minerales, que pueden ser tanto arcillas, producto de lameteorizacin de la roca, como sales precipitadas: carbonato clcico e hidrxidos dehierro son los ms comunes.

El horizonte C es el formado directamente sobre la roca, por lo que est constituidomayoritariamente por fragmentos ms o menos alterados y estructurados de sta.

El proceso de formacin del suelo recibe el nombre de edafognesis. El procesocomienza 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 materiaorgnica, y los procesos de lavado superficial producen la diferenciacin de un sueloAC. Con el tiempo se llegan a desarrollar los procesos de transporte y meteorizacinavanzada que dan origen al horizonte de acumulacin (B), formndose el caractersticosuelo completo ABC (ver figura).
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Clasificacin de los suelos

La naturaleza de un suelo depende de gran nmero de factores, que se conjugan para darorigen a distintos tipos, que pueden clasificarse de maneras muy diversas. Unaclasificacin bsica es la que divide los suelos en dos grandes grupos: zonales y

azonales.

Los suelos zonalesson suelos maduros, en cuya evolucin juega un papel primordial elclima, con el que se encuentran en equilibrio. Es por ello que su distribucin geogrficasuele presentar un carcter regional, en respuesta a la distribucin de la vegetacin y lasregiones climticas. Pertenecen a esta categora, entre otros:

Suelos en zonas polares. Las bajas temperaturas reinantes en estas zonas hacenque la meteorizacin qumica sea poco activa. La mayor parte del suelo seencuentra permanentemente helado (permafrost) y slo la parte superficial delmismo (mollisuelo) llega a deshelarse durante el verano. En este ltimo, los

hielos y deshielos provocan deslizamientos de partculas, que unido a laexistencia del permafrost a partir de los dos o tres metros de profundidad,impiden la formacin de los diferentes horizontes edficos. Adems, endeterminadas zonas el permafrost presenta hidratos de gas (los denominadosclatratos), que constituyen un posible recurso geolgico para la obtencin demetano.

Suelos de latitudes medias clidas. Son propios de regiones de climamediterrneo, y pueden ser de varios subtipos:suelos pardos mediterrneos, conun horizonte A decolorado y horizonte B rico en arcilla y de color pardo rojizo;

suelos rojos mediterrneos, tpicos de condiciones ms ridas, y con unhorizonte B de color rojizo; costras calcreas o caliches, propios de regionesridas o semiridas, sin horizonte A y con un horizonte B formado por unacostra o escudo de carbonato clcico.

Suelos de latitudes medias fras. En estas regiones se forman los suelos de tipopodsol, con un horizonte B que incluye un nivel oscuro de acumulacin dehumus 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 conun horizonte B de gran espesor, muy compactos y resistentes, y enriquecidos enxidos de hierro y aluminio: las lateritas y bauxitas que veremos a continuacin.

Los suelos azonalesson suelos cuya gnesis est condicionada principalmente por unfactor 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 peroformado sobre rocas silicatadas, como el granito o la pizarra, o el chernozem, formadosobre el loess, y caracterizado por un horizonte A de gran espesor.

Entre los condicionados por la topografa se encuentran los suelos hidromorfoso gleys,propios de zonas encharcadas, o los suelos aluviales, que se forman sobre lossedimentos de las llanuras de inundacin de los ros.


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Paleosuelos

Son suelos formados en un pasado geolgico, que se han preservado de la accinerosiva por parte de los agentes externos y han quedado fosilizados dentro de unasecuencia 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 elregistro geolgico. Los suelos que con ms facilidad pueden conservarse, son aquellosque presentan un perfil con niveles resistentes (lateritas, costras calcreas, etc.); aunqueen ciertas condiciones suelos poco resistentes pueden tambin llegar a conservarse.

Debido al condicionamiento climtico que presentan los suelos, el estudio de lascaractersticas de los paleosuelos permite conocer las condiciones climticas quereinaron en el pasado, durante su formacin.

Lateritas y bauxitas

Como acabamos de ver, las lateritas y bauxitas corresponden en realidad a un tipoparticular de suelo, desarrollado en condiciones especficas: en climas tropicales, contemperaturas medias altas, y con alta pluviosidad. Un carcter tambin necesario para eldesarrollo 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. Porsu inters minero, los estudiamos de forma especfica.

Las lateritasse pueden definir como horizontes edficos fuertemente enriquecidos enxidos e hidrxidos de hierro, como consecuencia de la acumulacin de estoscomponentes 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 dealuminio y manganeso. En general estos minerales se disponen en agregados terrosos ocrustiformes, formando capas de espesor muy variable, que puede llegar a la decena demetros.

Se forman en zonas de relieve horizontal sobre rocas ricas en hierro, fundamentalmentesobre rocas gneas bsicas o ultrabsicas, ricas en minerales ferromagnesianos como elolivino 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 loscomponentes minoritarios de estos minerales (Ni, Cr, Co) pueden tambin concentrarseen la laterita, aumentando sus posibilidades mineras.

De las lateritas se extrae fundamentalmente hierro, a menudo enriquecido, como hemosmencionado, en elementos metlicos refractarios. Algunos de los yacimientos de hierroms importantes del mundo son de este tipo, como los del estado de Minas Gerais, enBrasil.

Las bauxitasson muy similares a las lateritas, pero enriquecidas preferencialmente en

hidrxidos de aluminio, debido a que se forman sobre rocas previamente enriquecidasen este elemento.


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Los minerales que forman las bauxitas son bohemita, diasporo y gibsita, a menudoacompaados de hidrxidos de hierro, xidos de hierro y titanio (hematites, rutilo), yminerales arcillosos, fundamentalmente caolinita. Al igual que en las lateritas, estosminerales 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. Enespecial su relacin Al2O3/SiO2 y su contenido en Fe2O3 permiten su clasificacindetallada y comercial. Especial inters tiene el parmetro ALFA, cuya frmula es lasiguiente:

ALFA = [0.85 (%SiO2(%Al2O3)]/%Al2O3

Este parmetro define aproximadamente el exceso o dficit de almina de un materialrespecto a una caolinita, afectado por un signo negativo, y permite clasificar los

materiales bauxticos en las siguientes categoras:

Bauxitas: ALFA entre1 y0.75 Bauxitas arcillosas: ALFA entre0,75 y0.50 Arcillas bauxticas: ALFA entre0,50 y0.25 Arcillas poco bauxticas: ALFA entre0,25 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 gneascidas, 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 lugara la bauxita.

Las bauxitas se explotan para la extraccin metalrgica del aluminio, del que son lanica mena. Los principales yacimientos de bauxitas se localizan en Australia, Brasil,Guayana, Surinam.

Gossans

Con este nombre degossan se conocen tambin las monteras de alteracin de algunosyacimientos 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 enla figura adjunta, que muestra un esquema tpico de un gossan, en el que se puedendiferenciar 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 calcosinacovellina. Zona de oxidacin, comprendida entre el nivel fretico y la superficie, y

caracterizada por un muy importante enriquecimiento en xidos e hidrxidos dehierro. Se puede considerar subdividida en dos subzonas: la situada por debajo
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Algunos ejemplos de este tipo son los yacimientos de granate de la zona del Hoyazo deNjar, en Almera, en la que la alteracin generalizada de la roca que los contienepermite la explotacin de este mineral, o algunosyacimientos de feldespato sobre rocasgneas fuertemente alteradas, en las que el clima favorece la destruccin del resto de losminerales de stas, pero no del feldespato, o los yacimientos decaoln que se originan

sobre este mismo tipo de rocas cuando la destruccin de los feldespatos es el fenmenopredominante.

En general los yacimientos de este tipo suelen presentar morfologas planares yparalelas a la superficie del terreno, similar a la de los suelos, debido precisamente a susimilar proceso gentico.

Alteracin de los monumentos

La mayor parte de los monumentos construidos por el hombre estn construidos conpiedra 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, perotambin otras como la arenisca, o la caliza, que son rpidamente afectadas por losfenmenos de intemperie. Adems, otros productos de origen natural tambin seemplean, 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 lasedificaciones se conocen con el nombre genrico de mal de la piedra, y es un problemaque cada vez se hace mayor, sobre todo debido a que la atmsfera urbana cada vez estms degradada por la presencia de mayores concentraciones de contaminantes, cuyoefecto sobre estos materiales es devastador.

Al igual que en todos los casos que hemos visto hasta ahora, el grado de evolucin delproceso tiene un triple control: el litolgico (el tipo de roca, que favorece o no lameteorizacin que la afecta) el climtico (los climas ms templados y hmedos son losque ms favorecen este tipo de procesos), y el tiempo (los monumentos ms antiguosestn ms degradados que los ms recientes, a igualdad de los dems factores). A este seune, como ya hemos referido, el factor implicado en la contaminacin urbana, quefavorece especialmente los fenmenos qumicos (disolucin, hidrlisis...).

Los principales procesos que se reconocen en relacin con este fenmeno de laalteracin de los monumentos son:

Formacin de ptinas: son costras superficiales, que a su vez pueden ser desuciedad, cromticas o biognicas. Formacin de depsitos superficiales. Tambin pueden tener diversos orgenes,

desde eflorescencias salinas, pasando por acumulaciones de suciedad, hastaorigen biolgico.

Alveolizacin: Consiste en la formacin de una red bastante continua de huecosu 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.
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Disgregacin. Similar al anterior, pero sobre rocas de tipo qumico, en la que losgranos no se individualizan con facilidad (caso de las calizas).

Fragmentacin. Es la formacin de fracturas, bien nuevas, porque la pieza estsometida 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, comoconsecuencia 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 paraeliminarlas).

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 monumentossea un campo en el que el conocimiento de la roca y de sus caractersticas, as como delos procesos de meteorizacin activos en cada zona concreta tenga una granimportancia, suponiendo una necesidad a cubrir por tcnicos en mineraloga y

petrografa.

La figura adjunta muestra un ejemplo de cartografa de procesos de alteracin queafectan a una iglesia de Almagro (Ciudad Real), segn el Estudio Fin de Carrerarealizado por un alumno de la Escuela Universitaria Politcnica de Almadn (AntonioAvila San Jos).

6.- Rocas y yacimientos sedimentarios detrticos

La sedimentacin detrtica tiene lugar, como ya hemos indicado, como consecuenciade la prdida de energa del medio de transporte, que hace que este se interrumpa, con loque las partculas fsicas que son arrastradas tienden a depositarse. Se originan as lossedimentos, y a partir de stos, y mediante el proceso de diagnesis, las rocassedimentarias detrticas. Entre ambas, rocas y sedimentos, las ms comunes son lasarenas y areniscas y las rocas arcillosas (lutitas o pelitas). Adems, a menudo estos

materiales contienen minerales de inters minero, que se depositan conjuntamente conel resto de la roca (caso de los yacimientos de tipo placer), o se introducen en la mismaaprovechando su alta porosidad y permeabilidad (caso del agua, del petrleo, del gasnatural).

Sedimentos y rocas sedimentarias detrticas

Son la consecuencia directa de la sedimentacin de las partculas fsicas arrastradas porlas aguas, el viento o el hielo. A su vez, es posible diferenciar dos formas de depsito,en funcin del tamao y naturaleza de las partculas:

Las de tamao superior a 4 micras suelen ser granos minerales, entre los cuales

los ms comunes son los de cuarzo, seguidos de los de feldespatos, as como
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fragmentos lticos. En el detalle, en lo que se refiere a la naturaleza de los granosminerales, las posibilidades son prcticamente ilimitadas: granos de otrossilicatos (micas, piroxeno, anfbol...), de xidos (magnetita, ilmenita, cromita...),incluso de metales nativos, como el oro; estos granos viajan arrastrados por elagua o viento, en suspensin o como carga en fondo, y al disminuir la energa

del medio de transporte se depositan casi de inmediato (proceso fsico).

Las de tamao inferior a 4 micras suelen corresponder aminerales de la arcilla,y en este caso el transporte se produce en suspensin coloidal, lo que hace que

puedan seguir siendo transportados incluso mediante aguas no agitadas. Eldepsito en este caso se produce por el proceso fsico-qumico de floculacin,que puede tener lugar de forma conjunta y simultnea al depsito fsico de las

partculas, o con posterioridad, en zonas tranquilas. En el primer caso se originala matriz de las rocas detrticas, es decir, la componente intergranular fina,arcillosa, de los conglomerados y arenas o areniscas, mientras que en el segundose da origen a las rocas arcillosas (lutitas, pelitas).

El principal carcter diferenciador de los sedimentos y rocas sedimentarias es su tamaode grano. En concreto, la escala ms utilizada es la de Wenworth, que diferencia entrelas variedades gruesas, de dimetro superior a 2 mm (gravas, conglomerados, pudingas,

brechas), las de grano intermedio (arenas y areniscas), de dimetro comprendido entre 2mm y 64 mm, y las de grano fino, entre 64 y 4 mm, y que corresponden a los limos ylimolitas.

Otro carcter importante es la naturaleza de los clastos, sobre todo en las de mayortamao: cuando es variado hablamos de rocas polimcticas, mientras que sicorresponden mayoritariamente a un tipo litolgico hablamos de roca oligomctica.Como componentes mayoritarios, en los conglomerados podemos tener fragmentos derocas, en general cuarcticos o carbonatados, aunque pueden estar formados por rocas denaturaleza mucho mas variada; en las arenas o areniscas el componente ms comn es elcuarzo, en general acompaado de feldespatos. Son tambin relativamente frecuenteslas denominadas areniscas calcreas bioclsticas, formadas por la acumulacin defragmentos de conchas de lamelibranquios, gasterpodos, etc., en medios costeros(playas).

Tambin suele ser objeto de inters el grado de evolucin de los fragmentos, que setraduce en su forma: los ms inmaduros suelen ser angulosos y de baja esfericidad,mientras que los ms evolucionados, los que encontramos ms lejanos al rea fuente,

suelen ser mucho ms redondeados y de mayor esfericidad, debido al efecto abrasivodel transporte.

El hecho de que se trata de sedimentos sueltos o de rocas ya consolidadas marcatambin una diferencia considerable: las gravas y arenas son los materiales sueltos,mientras que los conglomerados (o brechas) y areniscas son rocas compactas, en las quelos granos o clastos estn ms o menos slidamente cementados.

Todas estas diferencias nos llevan a establecer las posibles aplicaciones de cada uno deestos tipos litolgicos: las gravas sueltas, sobre todo las de las riveras de ros, se utilizancomo ridos de construccin, ya sean edificaciones u obras pblicas. El mismo uso

reciben algunas arenas sueltas. En cuanto a las rocas ya consolidadas, las areniscas biencementadas se han utilizado tambin en construccin, como "piedra de corte", debido a
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En cuanto a los minerales que solemos encontrar formando este tipo de yacimientos,

tenemos que mencionar en primer lugar a los metales nobles nativos:oro,plata y platinoson, sin duda, los ms conocidos. En este caso, adems, el oro en particular se vaacrecionando a las pepitas, aumentando su tamao con el grado de evolucin a lo largodel transporte. Otros minerales comunes en estos yacimientos son: casiterita, ilmenita,rutilo, monacita, granate, entre otros. Tambin algunas gemas, como el diamante, el rubo el zafiro, pueden aparecer en este tipo de yacimientos.

Otros yacimientos en rocas detrticas

Las rocas detrticas, y en particular las areniscas, a menudo contienen concentracionesde minerales de inters minero que no se han depositado conjuntamente con la roca,sino que se han introducido con posterioridad en la misma, aprovechando suscaractersticas de alta porosidad y permeabilidad. El origen concreto de estasconcentraciones puede ser muy variado: desde la posibilidad de que se trate de fluidosmineralizados relacionados con procesos volcnicos que se infiltran en la porosidad dela roca, en la que se produce el depsito de los minerales (caso de los mineralizacionesde tipo Almadn, que vemos en el tema 11), hasta casos en los que determinados

puntos de la formacin arenosa actan como trampa para iones metlicos. Estos sedepositaran preferencialemente en esos puntos al ser arrastrados en disolucin por lasaguas que circulan por esa formacin: caso de los yacimientos de uranio de tipo "roll-front", en los que las trampas corresponden a reas locales con condiciones reductoras,

relacionadas con la concentracin de materia orgnica (restos vegetales,fundamentalmente), que favorecen la reduccin del in U6+, muy mvil en condicionesatmosfricas, a U4+, mucho menos mvil. Lafigura adjunta muestra un esquema de estetipo de yacimientos.
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En cualquier caso, los ms conocidos e importantes son las denominadas "formacionesde cobre en capas rojas", entre las que destacan, por su importancia econmica, las delos distritos de Kupferschiefer (Polonia), White Pine en Michigan (EEUU) y el cinturncuprfero africano (Zambia-Zaire). El origen de estas mineralizaciones es controvertido,aunque en ningn caso se consideran como sedimentarios puros, sino diagenticos, enrelacin con cuencas de tipo aulacgeno (rifts abortados).

Las rocas detrticas como almacn de fluidos

Las rocas detrticas gruesas (arenas/areniscas, gravas/conglomerados) estn formadas,como sabemos, por granos, de formas ms o menos regulares, lo que hace que entreestos granos exista una alta porosidad, en la que a menudo podemos encontrar fluidos,sobre todo agua, pero adems otros, como petrleo o gas natural.

La presencia de los correspondientes fluidos en la roca obedece a distintos procesos: elagua puede ser de infiltracin de agua de lluvia, o transportada por un ro bajo su caucevisible, o almacenada durante el depsito de la roca en forma de fase intergranular. Los

hidrocarburos naturales, por su parte, proceden de la liberacin de la roca madre en laque se forman, y consecuente migracin, hasta acumularse en estas rocas (rocasalmacn).

Los parmetros litolgicos que definen la posibilidad de aprovechar el fluido son dos: laporosidad y la permeabilidad.

La porosidades el volumen de huecos de la roca, y define la posibilidad de sta dealmacenar ms o menos cantidad de fluido. Se expresa por el porcentaje de volumen de

poros respecto al volumen total de la roca (porosidad total o bruta).

Adems de esta porosidad total, se define como porosidad til la correspondiente ahuecos interconectados, es decir, el volumen de huecos susceptibles de ser ocupados por
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fluidos. Este concepto de porosidad til est directamente relacionado con el depermeabilidad.

La porosidad til es, en general, inferior en un 20-50% a la total, dependiendo, sobretodo, del tamao de grano de la roca: cuanto menor sea este tamao de grano, ms baja

ser la porosidad til respecto a la total. Tambin influye la forma de los granos (verfigura).

La diferencia entre porosidad total y porosidad til expresa el agua (o fluido en general)inmovilizado dentro de la roca, y recibe la denominacin de "agua irreductible" de laroca.

La Permeabilidadrepresenta la facilidad con la que una roca o formacin permite a unfluido de viscosidad dada atravesarla. Viene definida por la frmula de D'Arcy:

K dp -nVV = - ---- x ----- , y por tanto K= - -------

n dL d p/dL

donde:v = q/A= velocidad del fluido o flujo a travs de unidad de rea medidaen cm/sg o en cm3x seg-1x cm-2K = permeabilidad

N = viscosidad medida en centiposises (1 poise= 1 g x cm-1x seg-1)dp/dL = gradiente de presin del fluido en la direccin del movimiento,en atmsferas/cm3.

En estas condiciones, la unidad de medida de la permeabilidad es el Darcy,generalmente demasiado grande para los almacenes de hidrocarburos, por lo que seutiliza el milidarcy (md).
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Este parmetro depende, fundamentalmente, del tamao medio y de la forma de losgranos que constituyen la roca (verfigura).

Si el fluido es homogneo, y no produce ninguna accin importante sobre la roca, sehabla de permeabilidad absoluta; pero si en la roca existen varios fluidos, como es el

caso de un yacimiento petrolfero, en el que podemos tener petrleo, agua y gas, seproducen interferencias entre ellos que dan origen a permeabilidades efectivas paracada uno de los fluidos diferentes de sus permeabilidades absolutas.

Se define as como permeabilidad efectiva de un fluido la expresin de la propiedad deuna roca o formacin de ser atravesada por ese fluido en presencia de uno o varios otrosfluidos. Depende por un lado de las caractersticas de la roca, y por otro, de las

proporciones o porcentajes respectivos de los distintos fluidos presentes.

La permeabilidad relativa corresponde a la relacin entre permeabilidad absoluta yefectiva. Para un fluido dado, varia en funcin directa con la saturacin de ese fluido en

la roca, y se expresa en tanto por uno de movilidad de un fluido respecto a otro.

En un sistema agua-crudo, la permeabilidad relativa del crudo es mxima, y muyprxima a 1, cuando la saturacin del crudo es mxima (100 a 70-80%), y es mnima,mientras que la del agua se hace mxima, para baja saturacin en crudo.

Como expresa lafigura,la permeabilidad relativa del crudo decrece rpidamente con ladisminucin de la saturacin en ste, pero la del agua permanece muy baja o nula hastasaturacin en agua del orden del 45%. A partir de ese mome

Cursol de Yacimientos 3

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