Variación de la composición de elementos de tierras raras en sedimentos de fondo de un sistema hídrico alcalino

BRUNETTO E.; GAIERO D.

San Luis

Congreso; X Reunión Argentina de Sedimentología; 2004

Asociación Argentina de Sedimentología

Los sedimentos de cauce del arroyo Chicam-Toctina, el cual atraviesa la ciudad de Alta Gracia en el centro-oeste de la provincia de Córdoba (31º34´ S y 64º32´ W), fueron analizados con el objetivo de conocer la variabilidad de los elementos de la serie de lantánidos y de evaluar los factores que controlan su abundancia y distribución durante los procesos de meteorización y sedimentación. La composición de la serie de elementos de tierras raras fue analizada sobre la base de las determinaciones realizadas mediante técnica ICP-MS en muestras de sedimentos de fondo del cauce principal (‹63-μm). Las muestras fueron recolectadas en 7 estaciones que corresponden a puntos representativos de las variaciones de algunos parámetros ambientales  (pH, índice de saturación de calcita, materia orgánica en sedimentos, etc.) observadas a lo largo de los arroyos de la cuenca. Para determinar la influencia de los parámetros físico-químicos característicos del sistema se analizó la fracción móvil de los sedimentos (fracción no residual) mediante previa lixiviación de los mismos con solución débilmente ácida (HCl 0,5 N) (Agemian y Chau, 1976). La composición de elementos de tierras raras de los sedimentos de fondo fue normalizada con valores de concentración de los elementos de la serie correspondientes a muestras de gneises, las cuales fueron tomadas como referencia de la probable roca fuente de proveniencia de los sedimentos.  La normalización de los patrones de distribución de tierras raras permite evaluar los procesos de fraccionamiento que sufren los sedimentos con relación a las rocas de origen. La presencia de anomalía negativa de Eu  (Eu/Eu* = 0,77-0,88) observada en la composición de los sedimentos normalizados podría indicar la existencia de meteorización de plagioclasas y movilización preferencial de Eu a la solución. En concordancia, los patrones de distribución de tierras raras obtenidos a partir de la determinación de la composición de la carga disuelta en muestras de agua del arroyo, también normalizadas a gneis regional, presentan una marcada anomalía positiva de Eu (Eu/Eu* = 6,68-9,91). Esta anomalía los diferencia de los patrones de tierras raras  disueltas normalizados a valores de la corteza continental superior obtenidos para los grandes ríos del mundo, los cuales están caracterizados en general por enriquecimientos relativos de tierras raras pesadas y presencia de anomalía negativa de Cerio. Dado el carácter marcadamente alcalino del sistema, la acomplejación de elementos de tierras raras con iones ligantes carbonáticos sería la principal forma de transporte de estos elementos en solución. Por su parte, la dinámica del sistema de carbonatos sería el principal factor de control de la composición de elementos de tierras raras en la fracción no residual, produciendo co-precipitación de los elementos de la serie cuando se dan las condiciones favorables. Lo anterior estaría evidenciado por la  similitud que muestran la variabilidad espacial y temporal de las tierras raras y el índice de saturación  de calcita (IS). Por otro lado, la fracción no residual normalizada a gneis muestra que la co-precipitación de tierras raras con carbonatos no produciría un fraccionamiento particular entre tierras raras livianas y pesadas. El Eu es el elemento que presenta una mayor capacidad  para acomodarse en la estructura de los carbonatos, probablemente debido a la similitud de los radios iónicos del Eu+3 y el Ca+2. Esto explicaría la pequeña de anomalía positiva de Eu (Eu/Eu* = 1,21-1,27) observada en la fracción no residual de los sedimentos. Además, la buena correlación positiva entre la concentración de lantano (La) normalizada a gneis y el pH indicaría que las variaciones de este último parámetro podrían ejercer influencia sobre la presencia de tierras raras livianas, regulando las reacciones de adsorción- desadsorción entre la superficie de las partículas y la solución. Como resultado general puede decirse que los procesos de fraccionamiento durante la meteorización y sedimentación no modifican sustancialmente la composición total de tierras raras en los sedimentos de fondo del arroyo Chicam-Toctina, siendo la composición de las rocas de origen el principal control de la abundancia de estos elementos. Agemian H. y Chau A.S.Y., 1976. “The Analysis Evaluation of Extraction Techniques for the Determination of Metals in Aquatic Sediments”. The Analyst; Vol. 101 n° 1207: 761-767.