Evolución geoquímica y mineralógica del sistema de drenaje ácido asociado a la mina La Mejicana, Famatina, La Rioja.

MAZA, S.N.; COLLO, G.; LECOMTE, K.L.; ASTINI, R.A.; NIETO, F.

Córdoba

Congreso; IRAGSU; 2009

CIGES-CICTERRA

El río Amarillo, ubicado sobre el faldeo oriental del Cinturón de Famatina, drena una importante aureola de alteración de múltiples yacimientos de Cu-Au-Ag que fueron motivo de labores subterráneas desde el siglo XIX hasta 1925, siendo La Mejicana la principal mina explotada del distrito Nevados de Famatina. Entre los depósitos del río Amarillo se encuentran sedimentos asociados a un paleolago Holoceno y sedimentos vinculados al cauce actual, ambos predominantemente compuestos por ocres de hierro. Estos ocres están relacionados al drenaje ácido (pH ~3) generado por los procesos de oxidación y lixiviación de pirita y otros sulfuros (calcopirita, arsenopirita, molibdenita, etc) que tienen lugar en los yacimientos mencionados. El estudio químico de las aguas y sedimentos asociados al río Amarillo, así como su evolución a lo largo del cauce, puede ser una clave importante para comprender los procesos y factores limitantes en la inmovilización de elementos metálicos y su relación con la calidad del agua utilizada actualmente para consumo humano y como principal fuente para regadío. En este trabajo se presentan resultados mineralógicos (difracción de rayos-X) y geoquímicos (fluorescencia de rayos-X) de los sedimentos asociados al cauce actual del río Amarillo y un análisis preliminar de la composición de las aguas (ICP-OES). Se muestrearon 7 estaciones, desde las nacientes del río, pasando por el tramo superior-medio del río hasta el tramo inferior del mismo, en las cercanías de la localidad de Famatina. Los depósitos que se desarrollan a lo largo de la cuenca actual del río Amarillo involucran: 1-Eflorescencias salinas de coloraciones verdosas y celestes asociadas al tramo superior de la cuenca y blanquecinas aguas abajo, respectivamente compuestas por hidrosulfatos; epsonita (Mg2+) y melanterita (Fe2+) y piqueringita-halotrichita (Mg2+-Fe2+-Al+3), 2-Sedimentos de fondo, formados principalmente por precipitados ferruginosos (sulfatos e hidrosulfatos) de color amarillo-verdoso de consistencia blanda a esponjosa, con proporciones variables de material detrítico siliciclástico. En el tramo superior únicamente se identificó jarosita (Fe3+, K+), mientras que en la cuenca media aparece además, la schwertmanita (Fe3+), mineral que predomina aguas abajo. 3-Costras oscuras, de precipitados ferruginosos de color marrón a negro con apariencia de gel recubriendo sedimentos de fondo en pequeños charcos aledaños al río o clastos de margen con exposición aérea. Se encuentran en el tramo medio del río y consisten principalmente de swchwertmanita y jarosita. El análisis geoquímico de los sedimentos de fondo del río Amarillo muestra altas concentraciones de Fe2O3 y SO3 a lo largo de todo el cauce. El hierro aumenta desde ~28% en las cabeceras hasta ~44% en el tramo inferior, por el contrario, el azufre disminuye aguas abajo a medida que nos alejamos de la zona de alteración (desde ~25% hasta ~15%). Los contenidos de SiO2, Al2O3, MgO, Na2O y CaO son muy bajos y variaciones leves pueden explicarse por la presencia de diferentes proporciones de material detrítico. Algunas concentraciones muy elevadas de elementos traza en los sedimentos de fondo (e.g., Cu, Zn, As y Mo) están asociadas al azufre, y tienden a disminuir aguas abajo. Estos elementos alcanzan concentraciones extremadamente altas en las eflorescencias (e.g., >14.000 ppm Zn, >5.000 ppm Cu y >1.300 ppm As). Las aguas del río presentan valores de pH <3 y sólidos totales disueltos (STD) >5 g/L en las cabeceras, alcanzando valores de pH de 4,5 y concentraciones de STD de ~ 1g/L en la cuenca baja, aguas abajo de la confluencia con los ríos del Marco y Achavil. Estos ríos presentan similares caudales que el Amarillo y aguas neutras a alcalinas. A lo largo de todo el cauce, la cantidad de sólidos suspendidos es muy baja. Las concentraciones de hierro disuelto alcanzan un máximo >1.200 ppm aguas abajo de la mina La Mejicana, disminuyendo hasta valores de 1,2 ppm en la cuenca baja, luego de la confluencia. El azufre tiene un comportamiento similar con concentraciones de ~3300 (previo a la mina) y ~160 ppm, en la cuenca baja. Los elementos traza también presentan altas concentraciones y disminuyen aguas abajo. La distribución mineralógica de los sedimentos de fondo puede explicarse con el modelo de Cornell y Schwertmann (1996), donde el pH y la concentración de SO42- serían los factores limitantes en la precipitación de sulfatos/hidrosulfatos y óxidos/hidróxidos de hierro. Así, la jarosita prevalecería en la cuenca superior, con concentraciones de SO42- disuelto >3000 ppm y pH de 3, mientras que la schwertmanita predominaría en los sectores medios e inferiores del río, con concentraciones de SO42- <3000 ppm y pH de 3-4,5. La precipitación de óxidos/hidróxidos de hierro estaría subordinada o inhibida debido al pH<4.5, altos contenidos de SO42- y muy baja presencia de HCO3- disuelto. Las eflorescencias estarían relacionadas con procesos evaporíticos. La jarosita y la schwertmanita actuarían como principal agente depurador de las aguas del río Amarillo mediante la co-precipitación y/o adsorción de los elementos minoritarios como Cu, Mo, Ni, Zn y As. REFERENCIAS Cornell R. M. y Schwertmann, U.1996. The iron oxides: Structure, properties, reactions, occurrence and uses. VCH, Weinheim and New York, 1996. ISBN: 3-527-28576-8. pp.573