Eflorescencias salinas en el Río Amarillo (Famatina, La Rioja): su rol en la movilidad de metales y calidad del agua.

MAZA, S.N.; COLLO, G.; LECOMTE, K.L.

Congreso; XIIIRAS; 2012

El río Amarillo, ubicado sobre el faldeo oriental del Cinturón de Famatina (La Rioja), presenta en su lecho precipitados secundarios asociados al sistema de drenaje ácido. Este río drena en sus nacientes el Distrito minero Nevados de Famatina (DMNF) con yacimientos tipo pórfidos de Cu (Mo-Au) y epitermales de Cu-Au (Ag-As-Sb-Te; Pudack et al., 2009), los cuales han sido explotados por labores subterráneas hasta 1925 (mina La Mejicana). El río presenta aguas ácidas (pH 2,6-4,5) sulfatadas, de coloraciones rojizas a amarillentas y con elevadas concentraciones de sólidos totales disueltos (STD) y metales como As, Mo, Cu, Zn. Estas características son producto de procesos de oxidación y lixiviación de metales en el DMNF que tuvieron lugar desde hace al menos 3.500 años (Fm. Corral Amarillo; Maza et al., 2011a). A lo largo de la cuenca del Río Amarillo se pueden reconocer tres tipos de precipitados: (1) sedimentos de fondo de coloraciones verde-amarillentas, (2) costras oscuras en la superficie de clastos y sedimentos y (3) eflorescencias salinas (hidrosulfatos metálicos). La ocurrencia de eflorescencias salinas sulfatadas está relacionada a procesos de evaporación en los bordes de canal o pequeños charcos asociados al drenaje de minas ácidas o cuerpos mineralizados (Murad y Rojík, 2004). Además, estos minerales se pueden encontrar en la superficie de depósitos de relaves y escombreras, donde la acción capilar es el proceso dominante (Dold, 2006). Los precipitados asociados a sistemas de drenaje ácido son reconocidos como indicadores de la geoquímica del agua y como agentes depuradores naturales, dado que adsorben o co-precipitan grandes cantidades de metales (eg. 2.420 ppm de As en terrazas del río Tinto; Pérez et al., 2011). En este trabajo se presenta un análisis mineralógico y geoquímico de las eflorescencias salinas sulfatadas presentes en el río Amarillo. Se tomaron muestras en tres zonas a lo largo de la cuenca hídrica (RA1E; RA2E y RA5E, Fig. 1a) en noviembre del 2008, durante un período de caudal de base donde las sales aparecen con mayor distribución areal. La primer zona de muestreo (RA1E, Fig. 1b) pertenece a una vertiente que gran parte de la misma permanece congelada a lo largo del año. Se encuentra ubicada aguas arriba de las labores mineras subterráneas de La Mejicana, escurren un tramo y luego se infiltran. 4,8 km aguas abajo, se encuentra el segundo punto de muestreo (RA2E); donde el agua surge nuevamente formando un área pantanosa y las nacientes del río Amarillo propiamente dicho. La tercer zona donde se recolectaron eflorescencias salinas (RA5E, Fig. 1c) corresponde a las márgenes del río de la cuenca media. Las eflorescencias salinas presentan en general coloraciones verdosas y celestes en la zona de cabecera y blanquecinas hacia la cuenca media (Fig. 1). Los análisis de DRX indican que en la muestra RA1E predominan los minerales de la serie epsomita (formula Mg-Zn), con menores proporciones de ferrohexahidrita (Fe+2), estarkeyita (Mg) y posiblemente boyleita (Zn) (Fig. 2). La epsomita fue identificada por sus reflexiones a 4,21; 4,20 y 5,98 Å. La muestra RA2E se compone principalmente de sulfatos hidratados del grupo melanterita, dominando la melanterita (Fe2+) sobre la mallardita (Mn), con menores proporciones de piqueringita-halotrichita (Mg2+-Fe2+-Al+3), plumbojarosita (Fe+3 ) y yeso (Ca, Fig. 2). La melanterita fue reconocida por sus reflexiones a 4,90, 3,77 y 4.87 Å. La muestra RA5E presenta minerales del grupo halotrichita-pickeringita (Fe+2 y Mg-Al) como dominantes, con menores proporciones de melanterita (Fe+2, Fig. 2). La pickeringita presentó reflexiones a 4,82, 3,51 y 4,32 Å. Los minerales reconocidos presentan en general un buen grado de cristalización y evidencian un predominio de las fases de Mg-Al sobre las fases de Fe+2 en este tipo de precipitados. Además muestran que aguas abajo predominan las series más deshidratadas. La composición química de las eflorescencias salinas se determinó mediante FRX (Fig. 3). En RA1E y RA5E aparecen como elementos mayoritarios el SO3, Mg, Al y Mn, destacándose altos porcentajes de Zn. En RA2E el SO3, Fe y K presentan los mayores valores, con contenidos menores de Mg, Al y Mn. Tanto el Ca, Na como el Ti aparecen como elementos minoritarios, disminuyendo sus concentraciones aguas abajo de RA1E en proporciones similares. Las concentraciones de los elementos en cada una de las muestras se normalizaron a la corteza continental superior (CCS, McLennan, 2001). Se destacan contenidos anómalos de Zn, Cu, Mn (2 órdenes de magnitud superior) y de Ni, Pb y Co (1 orden de magnitud superior). Por otro lado, en las vertientes del río (RA1E) y en la cuenca media (RA5E) no fueron identificados As, Mo, V, Cr y P por este método, mientras que en las eflorescencias de la las nacientes del río (RA2E) se identificaron pequeños nódulos de jarosita, con contenidos elevados de As y Mo (1.500 y 447 ppm, respectivamente). La distribución de los diferentes grupos de eflorescencias en la vertientes y cuenca superior-media en las márgenes del río Amarillo, refleja la existencia de aguas ácidas sulfatadas. La serie epsomita-ferrohexahidrita-starkeyite en RA1E, evidencia aguas ácidas, ricas en Mg y pobres en Fe+2, con gran capacidad en la retención de metales como Zn, Mn y Cu. Por su parte, en RA2E el dominio de la serie melanterita, asociado a importantes volúmenes de jarosita está manifestando un enriquecimiento de Fe disuelto en las aguas de la cuenca superior-media con gran capacidad en la retención de de metales como As, Mo, y V. La ocurrencia mineralógica y geoquímica en los sedimentos de las eflorescencias del río Amarillo, probablemente esté asociada, en primer lugar, al drenaje del pórfido de Cu-Mo en RA1E y, en el segundo lugar, al complemento del epitermal de La Mejicana en RA2E. La presencia de eflorescencias en estos lugares probablemente se encuentre potenciada por la actividad antrópica del siglo pasado, que expuso material sulfuroso y generó disponibilidad de Fe+2 en superficie. Debido a la presencia de depósitos cuaternarios cementados con goethita y jarosita en la zona de estudio, es importante remarcar la influencia del componente natural en la química de los sedimentos, asociados a un frente de oxidación subterráneo activo, posiblemente catalizado por la actividad de comunidades bacterianas extremófilas. Las eflorescencias sulfatadas funcionan como retenedoras estacionales de elementos metálicos, alcanzando una alta eficacia durante el periodo de máxima sequia en la región (octubre-noviembre). Por otro lado, durante las primeras lluvias estas se disuelven rápidamente poniendo a disposición del sistema elevadas concentraciones de metales. Referencias Dold, B., 2006. Element Flows Associated with Marine Shore Mine Tailings Deposits. Env. Science & Technology, 40, p. 752-758. Maza, S. N., Collo, G., Astini, R. A. 2011. Edad y caracterización geoquímica de la Formación Corral Amarillo: Registro de un sistema de drenaje ácido holoceno en el Famatina. Actas XVIII Congreso Geológico Argentino 2011. Neuquén, Argentina. Pag. 1396-1397. Maza, S. N., Lecomte, K. L., Collo, G. 2011. Atenuación natural en un sistema con drenaje ácido asociado a la mina La Mejicana, Famatina, La Rioja. Actas XVIII Congreso Geológico Argentino 2011. Neuquén, Argentina. Pag. 1398-1399 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. Murad, E. y Rojík, P., 2005. Iron mineralogy of mine-drainage precipitates as environmental indicators: review of current concepts and a case study from the Sokolov Basin, Czech Republic. Clay Minerals (2005) 40, 427±440. Pérez-López, R., Asta, M.P., Román-Ross, G., Nieto, J.M., Ayora, C., Tucoulou, R. 2011. Synchrotron-based X-ray study of iron oxide transformations in terraces from the Tinto-Odiel river system: Influence on arsenic mobility. Chemical Geol. 280 (3-4), 336-343. Pudack, C., Halter, E., Heinrich, A., y Pettke, T. 2009. Evolution of Magmatic Vapor to Gold-Rich Epithermal Liquid: The Porphyry to Epithermal Transition at Nevados de Famatina, Northwest Argentina 2009. Bul. of the Soc. of Ec. Geol. Vol. 104, pp. 449–477.