GOSSAN. MINA CONFESIONARIOS
Con este nombre de gossan, también llamados monteras de hierro, se denominan los afloramientos de rocas, que originalmente contenían sulfuros y que han sido sometidas a un proceso de alteración supergénica. La característica más llamativa de los gossan es su aspecto de colores rojizos, como consecuencia de la transformación de los sulfuros originales, principalmente los ricos en hierro, en compuestos oxidados. Los gossan son el resultado de la alteración física y química de las rocas como consecuencia de la acción de los agentes como la lluvia, el viento, la acción solar o las aguas subterráneas. Estos procesos producen la alteración de los sulfuros, disolución y precipitación de otros minerales y una lixiviación importante en las rocas.
Históricamente, los gossan debido al contraste de sus colores, han servido como guía de exploración de diferentes mineralizaciones. En épocas romanas, el objetivo eran las concentraciones de metales preciosos como oro y plata, en los niveles más profundos de las zonas oxidadas. En la minería moderna, la presencia de los gossans ha sido la guía más importante para el descubrimiento de concentraciones de sulfuros metálicos. En la actualidad, una parte importante de los estudios sobre los gossans están encaminados a prever las consecuencias para el medio ambiente de estos procesos físico-químicos, debido al medio ácido que se origina por la alteración de las rocas. Estos procesos naturales son los mismos que los que se producen como consecuencia de la acción humana de las explotaciones mineras.
En la época romana, los gossan eran el principal criterio para el reconocimiento de mineralizaciones de interés económico, además de ser explotados para la obtención de metales preciosos. Desde principios de siglo, el estudio macroscópico de las áreas oxidadas ha sido un criterio para interpretar las mineralizaciones presentes en profundidad. Blanchard, a lo largo de una serie de trabajos recopilados en su libro “Interpretation of Leached Outcrops” estableció los criterios para reconocer las características de los yacimientos primarios en función de las texturas observadas en las zonas oxidadas.
Los mecanismos de oxidación de sulfuros y formación de gossan han sido profusamente descritos en la literatura (Locke, Blanchard, Blain, Alpers entre otros muchos) con todos los enfoques científicos posibles, desde su uso como guía para la exploración, hasta los aspectos geoquímicos y medioambientales.
FORMACIÓN
La formación de un gossan depende de distintos factores, como la paragénesis original de sulfuros, clima, relieve, tipo de roca encajante, nivel freático, etc. Todos estos factores son determinantes en la formación y características de cada gossan. No obstante, se puede establecer un perfil más o menos común desde la superficie hasta las zonas profundas en las que no hay alteración
- Zona de oxidación, comprendida entre la superficie y el nivel freático, caracterizada por un importante enriquecimiento en minerales oxidados. Se puede considerar subdividida en dos subzonas: La zona superficial o de gossan propiamente dicho, en la que hay una lixiviación de la mayoría de los minerales, quedando formada por una acumulación masiva de hidróxidos de hierro, junto a sílice y minerales de la arcilla. La situada por debajo de la superficie, en la que además de óxidos e hidróxidos de hierro podemos tener otros compuestos metálicos oxidados, como sulfatos, cloruros, o carbonatos. En conjunto, se caracteriza por un importante enriquecimiento en hidróxidos de hierro tipo goethita, lavado de Zn y Cu, y concentración en las zonas profundas de oro y la plata, como elementos nativos,
- Zona de cementación, que es la situada por debajo del nivel freático, en la que se producen enriquecimientos en sulfuros de cobre de tipo calcosina – covellina. La neoformación de sulfuros secundarios puede originar un fuerte enriquecimiento de los contenidos medios de este metal y favorecer la viabilidad económica de un yacimiento
- Zona primaria, que corresponde a los sulfuros inalterados. Los procesos de alteración disminuyen con la profundidad de la mineralización.
La formación de un gossan se puede explicar cómo una serie de reacciones de oxidación-reducción (tabla 1) en las cuales se produce la destrucción de los sulfuros primarios, así como la mayoría del resto de minerales presentes, para formar otra serie de compuestos, que van desde óxidos, carbonatos o sulfatos de las zonas de oxidación, hasta elementos nativos o los nuevos sulfuros que se forman en la zona de cementación.
TABLA 1___________________________________________________________
REACCIONES QUIMICAS QUE SE PRODUCEN EN LAS ZONAS DE ALTERACION
(1) 4FeS2 + 10H2O + 15O2 -> 4FeOOH + 16H+ + 8SO4-2
(2) 4FeS2 + 8H2O + 15O2 -> 2Fe2O3 + 16H+ + 8SO4-2
(3) 4CuFeS2 + 6H2O + 17O2 -> 4FeOOH + 4Cu2+ + 8H+ +8SO4-2
(4) PbS + CO2 + H2O + 2O2 -> PbCO3 + SO4-2 + 2H+
(5) 2PbS + 4Fe3+ +3O2 + 2H2O -> 2PbSO4 + 4Fe2+ + 4H+
(6) Ag2S + 2Fe3+ + 3SO4-2 +H2O + 1,5O2 -> 2Ag+ + 2Fe2+ + 2H+ + 4SO4-2
(7) 2ZnS + 4Fe3+ + 6SO4-2 +3O2 + 2H2O -> 2Zn2+ + 4Fe2+ + 4H+ + 8SO4-2
(8) Zn2+ + SO4-2 + CaCO3 + 2H2O - CaSO4 -> 2H2O + ZnCO3
(9) 5Zn2+ + 5CO3-2 + 3H2O -> 2ZnCO3·3Zn(OH)2 + 3CO2
(10) 2Cu2+ + 3OH- + HCO3- -> CuCO3·Cu(OH)2 + H2O
(11) 2Ag+ + 2Fe2+ -> 2Ag + 2Fe3+
(12) Ag+ + Cl- -> AgCl
(13) Cu2+ CuFeS -> Cu2S + Fe2+
(14) 2Cu2+ 2FeS2 + 2H2O + 3O2 -> 2CuS + 2Fe2+ + 2SO4-2 + 4H+
(15) Cu2+ + 2OH- -> CuO + H2O
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La formación de los diferentes minerales, depende de la mineralización primaria, ya que cada elemento tiene un comportamiento geoquímico distinto. Además, el comportamiento de los cationes liberados en la destrucción de sulfuros es distinto según sean sus características geoquímicas; el plomo elemento muy poco soluble, reacciona en los mismos lugares de la alteración y forma inmediatamente minerales secundarios como anglesita o cerusita (reacciones 4 y 5). El Fe2+ se oxida a Fe3+ y forma goethita y/o hematites, que se depositan en la zona de oxidación (reacciones 1 y 2). El zinc y cobre son elementos más solubles, que pasan a estar en disolución con la alteración de sulfuros, pero su comportamiento no obstante es distinto, el Zn es muy soluble, no forma sulfuros secundarios y es fuertemente lixiviado, no forma minerales oxidados secundarios, excepto si se dan unas condiciones especiales como pueden ser la presencia de carbonatos en el medio, entonces se pueden encontrar minerales como smithsonita o hidrocincita. El cobre es también un elemento soluble, pero durante los procesos de alteración se infiltra hacia la zona de cementación; en condiciones reductoras se producen las reacciones que dan lugar a la formación de sulfuros secundarios de cobre, calcosina y covellina por sustitución de hierro de calcopirita o pirita (reacciones 13 y 14), también se pueden formar óxidos de cobre si el medio es muy alcalino (reacción 15) o cobre nativo. Otros elementos como Ag y Au liberados en la destrucción de sulfuros se concentran como elementos nativos en las áreas más profundas de las zonas oxidadas, también se pueden formar otros minerales como jarosita o cerargirita, dependiendo de las condiciones físico-químicas. Otros elementos como el arsénico, presente en minerales como la arsenopirita, tienen gran importancia en la contaminación de acuíferos, ya que es un elemento especialmente nocivo. Los minerales de la ganga que acompañan a los sulfuros también son importantes en el control de las condiciones físico químicas del medio, así mientras la presencia de carbonatos implica un descenso de la acidificación de los medios, las rocas silicatadas tienen menor influencia.
Blanchard llegó a la conclusión de que cada mineral, en su alteración, dejaba unas texturas (boxworks) diferentes, con lo que del estudio de estas texturas se podía deducir la mineralización primaria. A mediados de los años 70, los programas de exploración en mineralizaciones de cobre-níquel australianos desarrollaron los estudios de gossan como herramienta para la evaluación de los yacimientos, incluyendo los criterios texturales a escala microscópica junto con la geoquímica. El estudio a escala microscópica puede ser importante para diferenciar los gossan procedentes de sulfuros de otros “ironstones” que no proceden de sulfuros. El estudio textural permite reconocer en muchos casos los procesos de alteración de diferentes sulfuros primarios, así como los minerales secundarios que se han formado en las zonas oxidadas. Sin embargo estas texturas réplica pueden estar ausentes, bien por las características de la mineralización primaria (por ejemplo si los minerales son de grano fino) bien porque los procesos de lixiviación estén muy avanzados.
Investigación y evaluación de los gossan
La investigación de los gossan para descubrir mineralizaciones de sulfuros en zonas superficiales es una técnica que, por su relación coste- resultados, se emplea en prospección.
Una primera aproximación ha de ser mediante un muestreo, que debe ser amplio debido a la gran variedad mineralógica y química que se puede dar en los gossan, y una cartografía detallada de la zona, con especial atención a las características de relieve, erosión, estructuras, tamaño y continuidad de las zonas oxidadas, así como la presencia de minerales secundarios, carbonatos, sulfatos, además de goethita y hematites.
Las características mineralógicas, texturales y geoquímicas de los gossan dependen del pH del medio, cuanta mayor es la acidez del medio, la preservación de texturas réplicas es más difícil y la lixiviación es mayor.
La geoquímica multielemental, que permita la correlación entre los distintos elementos presentes y la manipulación estadística, es bastante fiable, no solo para discriminar entre gossan y otros ironstone, sino también en bastantes ocasiones para conocer el tipo de mineralización primaria de la que provienen.
MINA DE CONFESIONARIOS
El gossan es una capa de pirita oxidada que indica que debajo de él hay cobre y azufre. Se puede comparar con una manzana. Cuando se parte y se pone en contacto con el aire, al cabo de un tiempo aparece oxidada y ennegrece, el interior de la manzana sería el yacimiento de cobre y azufre y la parte oxidad sería el gossan que contiene oro y plata.
Estas curiosas crestas recuerdan a los confesionarios de una iglesia y por ello dan nombre a esta mina de pirita de hierro.
PARA REGISTRAR EL CACHÉ:
Este caché no es como el resto, aquí no hay nada que encontrar ni firmar. En cambio tendrás que responder a las siguientes preguntas y enviar las respuestas a nuestro email andevaloteam@gmail.com con el asunto “EARTCACHÉ GOSSAN”. Sólo cuando recibas un email de confirmación podrás poner “FOUND IT”.
Puedes adjuntar foto del lugar de las coordenadas para demostrar que habéis visitado el lugar pero no es obligatorio. (La foto no puede incluir pistas para ninguna respuesta)
- No todos los gossans son iguales, pero si se puede diferenciar tres zonas comunes en ellos, ¿cuáles son?
- ¿Cómo se puede explicar la formación de los gossans?
- ¿En qué época los gossans fueron el principal criterio para el reconocimiento de mineralizaciones de interés económico?
- Próximo a las coordenadas encontraras el gossan más famoso de la mina y el que mejor explica el nombre de la mina por su similitud con un confesionario. ¿Cabe por la “ventanita” del confesionario una pelota de baloncesto?
- En un cartel próximo a las coordenadas catalogan las formas de los gossan con un curioso adjetivo, ¿Cuál es?