Origen de los metales en el drenaje ácido del pasivo minero Pan de Azúcar y su influencia aguas abajo en la cuenca del Río Cincel, provincia de Jujuy.

MURRAY JESICA; EDI MENDES GUIMARAES; ELISA PANNUNZIO MINER; GARCÍA GABRIELA; DOLD BERNHARD; KIRSCHBAUM ALICIA

Córdoba

Congreso; XIX Congreso Geológico Argentino; 2014

El estudio de la composición mineralógica y geoquímica de los desechos mineros es fundamental para entender el origen y comportamiento de los metales ante los procesos de oxidación y brinda información esencial a la hora de proponer medidas de remediación adecuadas. En los diques de colas de los yacimientos de sulfuros, pirita (FeS2) es uno de los minerales presentes más comunes debido a que no posee valor económico. Minerales de ganga presentes en estos residuos mineros son cuarzo, feldespatos y arcillas. También se encuentran en menor proporción, minerales de mena, ya que el proceso de beneficio nunca es 100% efectivo. La interacción con el agua meteórica, el oxígeno y las bacterias produce la oxidación de la pirita y de los sulfuros presentes, que liberan H+ y metales generando drenaje ácido de minas y la formación de minerales secundarios. Este proceso pone en riesgo la calidad del agua, el aire y el suelo del medio ambiente circundante, especialmente en aquellos sitios donde no se llevan adelante planes de manejo de desechos y cierre de mina. La mina Pan de Azúcar (3700 m.s.n.m) se ubica en el altiplano jujeño, en el departamento Rinconada, 25 km al sur de la Laguna de Pozuelos (Reserva de Biósfera-Sitio Ramsar-Monumento Natural Nacional); esta laguna y su cuenca se destacan por su importancia ecológica. Uno de sus principales tributario es el Río Cincel, que durante la estación húmeda recibe aguas ácidas provenientes de la Mina Pan de Azúcar. De esta mina se extraían sulfuros de Pb-Ag-Zn de vetas hidrotermales depositadas en rocas dacíticas (Segal y Caffe 1999); la explotación cesó en el año 1990. Los minerales de interés eran galena argentífera y esfalerita acompañados por abundante marcasita y pirita, en menor medida semseyita, calcopirita, plata nativa, greenockita, pirrotina, arsenopirita y escasa calcita, entro otros. A través de molienda y flotación trataban 30 t/día de mineral y obtenían concentrados ricos en Pb-Zn. Los desechos o colas de este proceso fueron vertidos en el área circundante y ocupan actualmente una superficie de 70 ha; una parte está contenida en tres diques y el resto se encuentra esparcido hacia el norte y sur de la mina sin una estructura de contención. Este trabajo describe la mineralogía y geoquímica de detalle de un dique de colas, para comprender el origen y comportamiento de Fe, S, Zn, As y Pb en la cuenca. La mineralogía fue determinada a través de difractometría de rayos X y microscopía de luz reflejada y transmitida y fue clasificada como primaria, secundaria y terciaria de acuerdo a los criterios dados por Jambor (1994). Para la caracterización geoquímica y especiación de metales se realizaron análisis de extracción secuencial de acuerdo a la metodología propuesta por Dold (2003). El dique de colas posee entre 1 y 1,8 m de espesor. Luego de 22 años del cese de la explotación, las colas desarrollaron una zona de oxidación de aproximadamente 40 cm caracterizada por colores amarillentos y ocres, compuesta por minerales secundarios producto de la oxidación de los sulfuros como jarosita, anglesita, yeso óxi-hidróxidos de Fe(III) y muy baja concentración sulfuros. Subyace la zona primaria hasta el contacto con el sustrato, está compuesta por los sedimentos originalmente depositados en el dique, su color es gris oscuro y su grado de oxidación disminuye en profundidad. Predominan marcasita y pirita acompañados de illita, albita y cuarzo; en menor proporción se encuentran esfalerita, galena y escasa arsenopirita; yeso y anglesita son las fases secundarias presentes. La composición química y la distribución de S, Fe, As, Zn, Pb en el perfil están relacionadas a la composición mineralógica y al grado de oxidación a lo largo del mismo. En la zona primaria, Fe y S se encuentran principalmente asociados a marcasita y pirita, el Zn a esfalerita y el Pb a galena. En cuanto al As, la arsenopirita es una de las fases minerales que lo contiene. En los niveles oxidados, los minerales secundarios formados por la oxidación de los sulfuros juegan un papel importante en la retención de metales ya que, dependiendo de las condiciones de pH-Eh, temperatura y solubilidad, son capaces de retenerlos mediante distintas reacciones de sorción. Así se observa que el S precipita como anión (SO4)-2 formando sulfatos de Fe, Ca y Pb como jarosita, yeso y anglesita; el Zn en fases solubles y oxi-hidróxidos de hierro y el As se asocia a jarosita y oxi-hidróxidos de hierro. En la zona primaria, los metales migran a través de los poros del sedimento formando una pluma ácida con pH= 2.1 y altas concentraciones de SO-2, Fe+2, Al+3, Zn+2, As+3/5 y Pb+2 que aflora en la base del dique de colas donde precipitan sulfatos como melanterita, halotrichita que retienen principalmente Al, Fe y Zn. Durante la estación húmeda, las sales que precipitan de la pluma ácida y las sales presentes en los diques de colas se solubilizan rápidamente liberando metales y acidez al agua; además se produce la erosión y transporte de los sedimentos de los diques de colas que migran aguas abajo hacia el arroyo Pan de Azúcar y luego hacia el Río Cincel. Para evaluar la influencia del drenaje ácido sobre el arroyo Pan de Azúcar y luego en el Río Cincel y el acuífero aguas abajo de la mina, se realizó el muestreo de sedimentos sobre el lecho del arroyo Pan de Azúcar en estación seca y se tomaron muestras de agua del Río Cincel y de pozos domiciliarios en estación húmeda. Los resultados preliminares muestran la presencia de óxidos y jarosita en los sedimentos del arroyo en todo su recorrido hasta su unión con el Río Cincel 5 km aguas abajo de la mina.A lo largo del Río Cincel, se observa un incremento en los valores de pH y una disminución de la concentración de metales desde la mina hacia los puntos de muestreo más distantes, variación que se interpreta vinculada a procesos de precipitación de minerales secundarios y sorción de metales en los sedimentos fluviales. Con respecto al acuífero, las concentraciones de metales se encuentran por debajo de los límites establecidos por la OMS para el consumo humano con excepción del arsénico, que se encuentra por encima del límite de 0,01 mg/l, en todas las muestras. Debido a que en el agua subterránea el arsénico se presenta principalmente como As+3 formando arsenito y a que es capaz de migrar sin ser influenciado por procesos de sorción en los sedimentos y precipitados secundarios; cabe evaluar si el origen del arsénico en el acuífero estaría vinculado a una pluma contaminante proveniente del pasivo minero o a la composición geoquímica de las rocas volcánicas y sedimentos de la región (Murray et al 2013).