Sedimentos autigénicos asociados a drenaje ácido de mina: Mina Capillitas, Catamarca.

YACIUK P; LECOMTE K.L.; COLOMBO F

Congreso; XXI CGA; 2022

El drenaje ácido de mina (DAM) es uno de los problemas ambientales más importantes asociados a la minería metalífera. El mismo se caracteriza por la presencia de soluciones ácidas a muy ácidas, oxidantes y con elevadas concentraciones de metales disueltos, muchos de los cuales son tóxicos para la salud humana y para los ecosistemas locales (Nordstrom et al. 2015). La precipitación de materiales autigénicos (mayormente oxi-hidróxidos y sulfatos ricos en Fe y Al) es común en este tipo de ambientes, desarrollando un rol fundamental en la movilidad, disponibilidad y evolución geoquímica de los metales presentes en sistemas afectados por DAM (Hammarstrom et al. 2005, Romero et al. 2006).Mina Capillitas es un depósito hidrotermal polimetálico ubicado en la provincia de Catamarca, Argentina. Su importancia a nivel nacional radica en su compleja mineralogía y en su extensa historia minera. Además, es internacionalmente conocida por su explotación de rodocrosita destinada a joyería y ornamentación. A pesar del régimen hídrico deficitario en la región, numerosos cursos superficiales de escaso caudal drenan el área conformando la cuenca del arroyo Capillitas. Cuando estos cursos atraviesan las vetas y escombreras presentes en Mina Capillitas, la meteorización de pirita y de otros sulfuros genera drenajes ácidos (pH < 3, Yaciuk et al. 2019), muchos de los cuales están asociados a precipitados autigénicos en sus márgenes y lecho. En el presente trabajo se realiza una caracterización de estos materiales con el objetivo de identificar su capacidad para incorporar elementos potencialmente tóxicos y, de esta manera, evaluar su importancia en los procesos de atenuación natural. Las muestras de sedimentos fueron recolectadas del arroyo Escombreras (pH promedio = 2,5), ubicado en la cuenca alta del arroyo Capillitas (Fig. 1). Se tomaron muestras de eflorescencias salinas (Fig. 1A), de sedimentos de fondo (Fig. 1B), y de sedimentos de márgenes (Fig. 1C). La identificación mineralógica fue realizada mediante difracción de rayos X de polvo (PANalytical X?pert PRO), mientras que las características morfológicas y químicas semi-cuantitativas fueron estudiadas con microscopía electrónica de barrido (SEM, microsonda de electrones JEOL-JXA 8230). La concentración de metales se determinó mediante digestión ácida (ASTM 2002) de los materiales, seguida por el análisis de las soluciones resultantes mediante ICP-OES (LABGEO, UNC-CONICET). Para asegurar la calidad de los resultados obtenidos, se incorporó a las mediciones la determinación de un blanco analítico.Los precipitados se hallan interestratificados con sedimentos clásticos (principalmente silicatos) provenientes de la erosión física de las rocas circundantes. Las eflorescencias salinas se presentan como costras de colores celestes. Están integradas por calcantita (Cu(SO4)?5H2O), yeso (Ca(SO4)?2H2O) y minerales del grupo de la halotriquita (XAl2(SO4)4?22H2O; X: Fe, Mn, Zn, Mg, Ni y Co). Los cristales de calcantita son tabulares y presentan Mg, Mn y Zn reemplazando a Cu. Los cristales de yeso poseen hábito tabular y no muestran cantidades detectables de otros elementos fuera de su fórmula ideal. Los minerales del grupo de la halotriquita se muestran como agregados fibrosos, con Zn, Mn y Mg ocupando el sitio X. Los sedimentos de fondo son de colores amarillentos y se ubican en sectores del arroyo Escombreras con poca pendiente. Están compuestos por jarosita (KFe3+3(SO4)2(OH)6) con cantidades menores de illita/muscovita. La jarosita se presenta como un agregado pulverulento con cantidades minoritarias de Cu, Mg, Mn y Na. Los sedimentos de las márgenes son costras negras con superficies botroidales y brillo graso. Constituyen un agregado polifásico compuesto por óxidos e hidróxidos de Mn amorfos, materia orgánica y filosilicatos. Los análisis realizados con SEM sobre los agregados negros revelaron la presencia mayoritaria de O, Mn y S, y cantidades menores de Fe, Zn, Mg, Al, Ca, Cu, Si y P.Los resultados de la digestión ácida (Tabla 1) muestran las afinidades de los diferentes tipos de sedimentos por determinados elementos químicos. En general, se observa que los sedimentos en este tipo de sistema presentan altas concentraciones de metales tóxicos. En particular, las eflorescencias salinas incorporan Cd en mayor medida que el resto de los materiales, presentando también significativas concentraciones de Au. Los sedimentos de fondo, compuestos mayoritariamente por jarosita, son el principal repositorio de Pb, Ba, As y Ag. Por último, los agregados amorfos ricos en Mn hallados en las márgenes poseen las mayores concentraciones de Au, y cantidades importantes de As. Los elementos de transición Cr y Co, y el Se, también están notablemente enriquecidos en este material. Los resultados muestran que los distintos tipos de materiales autigénicos hallados poseen un comportamiento diferencial en relación a la incorporación de los elementos analizados. Sin embargo, todos ellos presentan alta capacidad de retener metales tóxicos durante su precipitación, lo cual favorece la atenuación natural de la contaminación del sistema. Los procesos de precipitación y disolución de estos sedimentos condicionan la disponibilidad de elementos químicos y deben ser tenidos en cuenta durante la evaluación del estado ambiental y el manejo de la contaminación en sistemas afectados por drenaje ácido de mina.