Edad y caracterización geoquímica de la Formación Corral Amarillo: registro de un sistema de drenaje ácido Holoceno en el Famatina.

MAZA, SANTIAGO; COLLO, GILDA; LECOMTE, KARINA

Neuquén

Congreso; XVIII Congreso Geológico Argentino; 2011

En el sector central del Cinturón de Famatina se encuentran depósitos aterrazados de un paleolago asociados a avalanchas de rocas que endicaron el curso medio del río Amarillo durante el cuaternario (Fig.1.A y B). Se trata de 44 metros de una sucesión rítmica compuesta de ocres arcillosos, limolitas, areniscas y conglomerados, definida como Formación Corral Amarillo (Limarino et al. 1994). Los niveles profundos del paleolago presentan altos contenidos de minerales de hierro asociados al drenaje de una importante aureola de alteración epitermal de alta sulfuración del distrito minero Nevados de Famatina, ubicado en las nacientes del río Amarillo. Con el objeto de precisar la mineralogía y la geoquímica de las capas de ocres, explotadas como pigmentos naturales, y de conocer las condiciones químicas y procesos que actuaron previamente a las explotaciones mineras en la región, se analizaron niveles pertenecientes a la asociación de facies distal del paleolago. Además, en este trabajo se da a conocer una edad absoluta establecida a partir del análisis con radiocarbono en restos de materia orgánica preservados en niveles de esta misma facies. De acuerdo a los valores obtenidos, la sedimentación asociada al paleolago habría comenzado en el intervalo comprendido entre los 3.483 y 3.540 años cal AP. En consecuencia, el evento del endicamiento que dio lugar al paleolago, podría vincularse con otros episodios de avalancha registrados regionalmente en el noroeste Argentino y es coincidente con el grupo de avalanchas propuesto por Trauth et al. (2000) (<5000 años AP), asociado con el periodo húmedo Titicaca. Los niveles distales del paleolago de la Formación Corral Amarillo presentan altos contenidos de minerales de hierro, con alternancia de goethita y jarosita. En esta sucesión lacustre se redefinieron tres facies principales dentro de la asociación distal (Maza et al. 2008, Fig. 1.C): 1) Facies de ocres bandeados (colores naranja a marrones), cuyo alto contenido de óxidos de hierro le otorga su propiedad de constituir buenos pigmentos naturales, compuestos por goethita, con proporciones menores de cuarzo. 2) Facies de ocres-limo-arcillosos (color amarillo), compuesta por capas amarillas tabulares de entre 3 y 8cm de espesor con contactos netos y marcada continuidad lateral, gradación normal o aspecto macizo, con predominio de jarosita y goethita, con fases de silicatos en menor proporción. 3) Facies areno-limosa (color gris), formada por capas tabulares de entre 5 y 30cm de espesor, de color gris con una marcada continuidad lateral y frecuente desarrollo de gradación normal, en la que predominan cuarzo y jarosita en proporciones similares, con muscovita, biotita, feldespatos, clorita, kaolinita, esmectita y goethita en menores proporciones. La composición química se estableció mediante FRX en 35 muestras abarcando toda la sucesión. La facies 1 presenta contenidos de Fe2O3 de 56,3%, la facies 2 entre 15,9 y 41,5% y en la facies 3 los contenidos varían entre ~4,6 y 15,3%. Para todas las facies las concentraciones de SO3 son similares, con valores medios entre 2,5 y 4,9 %. Estas concentraciones son extremadamente bajas en relación con el contenido Fe2O3, considerando que ambos compuestos habrían sido derivados principalmente de la oxidación de la pirita en la zona de alteración. Sólo dos de las muestras de los ocres limoarcillosos, compuestas casi exclusivamente por jarosita, presentan concentraciones de SO3 mayores (~17%). Otros elementos mayoritarios como el SiO2, Al2O3, K2O, MgO, Na2O y CaO presentan una clara relación inversa respecto del Fe2O3, siendo mucho más abundantes en la facies 3, con concentraciones medias de 50, 19, 5, 2, 2 y 0,5%, respectivamente. Esto resulta consistente con la mineralogía determinada mediante DRX que indica para esta misma facies predominio de minerales aluminosilicáticos detríticos. Algunos elementos traza como el Mn, Ba, Zr, Rb, Cr, Y y Sr también presentan una relación inversa respecto del Fe2O3. Elementos como el Ga y el Nb aparecen sólo en la facies 3 (concentraciones medias de 26 y 16 ppm, respectivamente). En general las concentraciones de As, Mo, Cu, Zn, Pb y Co son anómalas respecto de la corteza (McLennan, 2001) (valores máximos de 375, 116, 2759, 2465, 229, 109, ppm, respectivamente). El As y Mo no fueron detectados en la facies 3 y sólo el Co y Mo muestran una relación directa con los contenidos de Fe2O3. Las elevadas concentraciones de hierro y otros metales en la facies de ocres bandeados, permiten asociarla con el aporte del sistema de drenaje ácido del paleo río Amarillo durante etapas de bajo caudal (estación seca). Por su parte, la facies de ocres limoarcillosos y la facies areno-limosa, con menores concentraciones de hierro y mayores proporciones de fases detríticas, se vincularían con el aporte durante etapas de alto caudal (estación húmeda) y eventos de crecidas del paleo-río, respectivamente. La distribución mineralógica en los niveles lacustres también podría asociarse a variaciones estacionales en las condiciones químicas del sistema. La distribución de las fases sulfatadas en el lecho del río actual está directamente relacionada con el pH y la concentración SO4 2- de las aguas del río Amarillo en cada tramo (Cornell y Schwartmann, 1996), dominando la jarosita en la cuenca alta, con pH ~3 y concentraciones de SO4 2- >3000 ppm, mientras que en el tramo medio, con pH ~3,5 y concentraciones de SO4 2- 3000-1000 ppm domina la schwertmanita, mineral que es actualmente cosechado en grandes piletones. Las condiciones de este sistema inhibirían la precipitación de óxidos/hidróxidos de hierro, como hematita, goethita y lepidocrosita. La presencia de jarosita en algunos niveles del paleolago indicaría que las condiciones químicas (pH y [SO42-]) habrían sido similares a las que actualmente tienen lugar en la cabecera del río Amarillo (Maza et al. este congreso). Estas condiciones ácidas probablemente estén asociadas a la estación húmeda en la que habría una mayor capacidad de aporte de SO4 2- y metales. La ausencia de schwermanita en la secuencia podría deberse a su rápida transformación (aging) en goethita (Acero et al. 2006) con posterioridad a su precipitación, proceso que también explica las bajas relaciones de azufre/hierro en la sucesión. Esto ocurre predominantemente en la facies 1, asociada a la estación seca. Los valores anómalos de As, Mo, Cu, Zn y Pb pueden vincularse a procesos de adsorción y/o co-precipitación relacionados con la formación de schwertmanita y jarosita, preservándose las concentraciones incluso luego de su paso a fases más estables. Si bien estos ambientes han sido ampliamente identificados como producto de la interacción entre escombreras, relaves con gran cantidad de sulfuros y aguas meteóricas e interpretados como procesos contaminantes genéticamente vinculados con la actividad minera, las similitudes mineralógicas y geoquímicas existentes entre los ocres del paleolago y los ocres actuales del río Amarillo permiten inferir un comportamiento similar del sistema de drenaje ácido del distrito Nevados de Famatina desde al menos mediados del Holoceno hasta la actualidad. Este estudio sugiere que no habrían existido cambios drásticos atribuibles a las labores de explotación realizadas a principio de siglo pasado. Es importante remarcar además, la importancia de minerales como la jarosita y schwertmanita que actuarían como agente depurador de las aguas por la adsorción y/o coprecipitación de elementos traza como As, Mo, Cu y Zn.     Acero, P., Ayora, C., Torrento, C., Nieto, J.M. 2006. The behavior of trace elements during schwertmannite precipitation and subsequent transformation into goethite and jarosite. Geochimica et Cosmochimica Acta 70 (2006) p. 4130–4139. Cornell R. M. y Schwertmann, U. (1996). The iron oxides: Structure, properties, reactions, occurrence and uses. VCH, Weinheim and New York. ISBN: 3-527-28576-8. pp. 573 Limarino, C.O., Morelli, J.R. y Gaidano, D. 1994. Sedimentología y origen del yacimiento Corral Amarillo (Cuaternario), Sistema del Famatina, Provincia de La Rioja. Revista de la Asociación Geológica Argentina 49 (1-2) p. 143-153. Maza, S. N., Collo, G., Astini, R. 2008. Mineralogía y génesis de ocres de hierro en un sistema lacustre cuaternario de alta montaña en el Famatina. Actas XVII Congreso Geológico Argentino. Tomo III p. 1374-1375. Jujuy, Argentina. Maza, S.N., Lecomte., K.L., Collo, G. Este congreso. Atenuación natural en un sistema con drenaje ácido asociado a la mina La Mejicana, Famatina, La Rioja McLennan, S.M., 2001. Relationships between the trace element composition of sedimentary rocks and upper continental crust. Geochemistry Geophysics Geosystems, vol. 2, paper number 2000GC000109. Trauth, M. H., Alonso, R. A., Haselton, K. R., Hermanns. R. L., Strecker, M. R. 2000. Climate change and mass movements in the NW Argentine Andes. Earth and Planetary Science Letters 179 (2000) p. 243-256.