Yacimientos residuales _ 8

Javier Alfonso Baquero Puello
Sergio Daniel Aroca Moscote
los depósitos residuales se forman cuando
determinados tipos de rocas experimentan
meteorización química y las condiciones climáticas
son las adecuadas para la lixiviación y evacuación
de los productos solubles originados.
El residuo de estos yacimientos, es un material
rojizo con casi tanto Fe como Al, denominado
laterita.
Los principales procesos de meteorización
química, que intervienen en la formación de
depósitos residuales, son la hidratación, la
hidrólisis, la oxidación y la disolución. La manera
de manifestarse es por la oxidación de Fe2+ a Fe3+
y la remoción de Na, Ca y Mg en solución.
Sólo los óxidos e hidróxidos más solubles, como
los de Fe, Mn y Al permanecen en el afloramiento
superficial de las rocas, formándose así
concentraciones residuales si la alteración
meteórica es particularmente activa (regiones
cálidas y húmedas, regiones tropicales) y si el
relieve es suave o poco acentuado (penillanura con
estabilidad cortical).
En climas templados y húmedos, Al2O3 y SiO2
precipitan
simultáneamente
de
soluciones
ligeramente ácidas, dando caolín. Sin embargo, en
climas tropicales la meteorización química se
intensifica, lixiviando la sílice del caolín y
quedando el hidróxido de aluminio. El producto
final no es sólo hidróxido puro, sino una mezcla de
hidróxidos de aluminio, aluminosilicatos (arcillas)
y otras impurezas.
Bauxitas sobre rocas de silicatos o bauxitas
lateríticas
En las que pueden observarse todos los pasos entre la roca madre y la
laterita aluminosa, en la que existen horizontes pisolíticos y predominio
de gibsita sobre los otros hidróxidos de aluminio.
Suelen situarse sobre superficies casi horizontales de países tropicales
actuales, son de gran extensión y potencia y contienen grandes
reservas.En general, las características morfológicas y texturales de
estas bauxitas permiten su explotación a cielo abierto y en condiciones
muy favorables. De manera general y de techo a muro, suelen existir
tres horizontes de mineral: un horizonte uniformemente pisolítico y a
menudo litificado; uno intermedio, con escasos pisolitos y algunas
concreciones; y el basal, con concreciones, muy ferruginoso y con
minerales arcillosos.
En estrecha asociación con calizas y dolomías,
cuyo bajo contenido en Al2O3 se encuentran en los
minerales arcillosos que constituyen sus
impurezas. Esta menor proporción de alúmina se
compensa por la mayor facilidad y rapidez con la
que estas rocas son disueltas.
Los yacimientos se encuentran en bolsadas de
pequeñas dimensiones y reservas mucho menores
que los anteriores, así como de condiciones de
explotación más desfavorables.
Son muy similares a las lateritas, pero enriquecidas
preferencialmente en hidróxidos de aluminio, debido a
que se forman sobre rocas previamente enriquecidas
en este elemento.
Los minerales que forman las bauxitas son bohemita,
diasporo y gibsita, a menudo acompañados de
hidróxidos de hierro, óxidos de hierro y titanio
(hematites,
rutilo),
y
minerales
arcillosos,
fundamentalmente caolinita. Al igual que en las
lateritas, estos minerales se asocian en agregados
terrosos y crustiformes, así como bandeados,
brechoides, pisolíticos. Suelen presentar coloraciones
claras, a menudo con tonalidades rojizas, debidas a la
presencia de hidróxidos de hierro.
También pueden formarse sobre calizas, como
consecuencia de la disolución de estas, que deja un
residuo arcilloso (terra rossa) cuya meteorización a
su vez puede dar lugar a la bauxita. Las bauxitas
se explotan para la extracción metalúrgica del
aluminio, del que son la única mena. Los
principales yacimientos de bauxitas se localizan en
Australia, Brasil, Guayana, Surinam.
Se pueden definir como horizontes edáficos
fuertemente enriquecidos en óxidos e hidróxidos
de hierro, como consecuencia de la acumulación
de estos componentes en respuesta a la
meteorización química avanzada de una roca que
ya
previamente
mostraba
un
cierto
enriquecimiento en este componente.
Están formadas mayoritariamente por hidróxidos
y óxidos de hierro (goethita, lepidocrocita,
hematites), a menudo acompañado de sílice o
cuarzo, y de hidróxidos de aluminio y manganeso.
En general estos minerales se disponen en
agregados terrosos o crustiformes, formando capas
de espesor muy variable, que puede llegar a la
decena de metros.
Se forman en zonas de relieve horizontal sobre rocas
ricas en hierro, fundamentalmente sobre rocas ígneas
básicas
o
ultrabásicas,
ricas
en
minerales
ferromagnesianos como el olivino o el piroxeno. La
hidrólisis de estos minerales, a través de serpentina y
clorita fundamentalmente, produce como productos
finales óxidos/hidróxidos de hierro, sílice, y sales
solubles de Mg y Ca (procedente de clinopiroxeno).
Algunos de los componentes minoritarios de estos
minerales (Ni, Cr, Co) pueden también concentrarse en
la laterita, aumentando sus posibilidades mineras.
Se encuentran emplazados en rocas básicas
y Ultra básicas que se localizan a lo largo
del cinturón ofiolítico de romeral, por la
presencia del contacto entre la corteza
oceánica y la corteza continental (zona de
subducción).
Cerro matoso forma parte de un complejo de
cuerpos básicos y ultra-básicos de edad cretáceo
temprano.
El complejo está compuesto de
dunitas, peridotitas, gabros, dioritas, y basaltos
espilíticos, denominado por Restrepo y
Toussaint (1974) Complejo Ofiolítico del cauca.
Estos cuerpos de roca están alienados a lo largo
de la falla de romeral, la cual representa la
expresión superficial del contacto entre la placa
oceánica y la placa continental.
En los alrededores de cerro matoso y cubriendo
flancos, hay sedimentos terciarios compuestos
arcillolitas, limolitas, areniscas e intercalaciones
mantos de carbón; estos sedimentos se consideran
oligoceno.
sus
de
de
del
La roca madre de la laterita niquelífera de cerro matoso es
una peridotita con pequeños diques de dunitas y lentes
de peridotita serpentinizada. La erosión de la capa
sedimentaria que cubría al intrusivo formó una
penillanura representada por las simas de cerro matoso y
los cerros del porvenir y queresa, al oeste de la población
de planeta rica. Un levantamiento regional, reactivo la
erosión en la región de cerro matoso, exponiendo el
intrusivo a la acción de la meteorización, que motivo la
descomposición química de la peridotita y la
concentración del níquel.
El mineral de cerro matoso se clasifica de
acuerdo a su contenido de MgO, Fe, SiO2,
Hierro Ferroso o Férrico. El porcentaje de
MgO en el mineral, refleja la intensidad de
la meteorización de la peridotita, variando
desde 40% de MgO en la peridotita fresca,
hasta menos de 1% de MgO en la laterita.
Las concentraciones mayores de níquel se
concentran por la acción conjunta de un
proceso residual y un proceso de
enriquecimiento secundario.
La peridotita de cerro matoso, se hace parte de un
complejo básico ultra básico, que comienza en el
sur de Colombia y remata en la cercanía de planeta
rica, departamento de córdoba, siguiendo la zona
de falla romeral, (fig. 2). Esta falla, según
BARRERO, D. (1974), representa la expresión
superficial del contacto entre la placa oceánica y la
placa continental.
Se incluyen dentro de este grupo, rocas volcano
sedimentarias compuesto de basaltos, diabasas,
aglomerados volcánicos, y doleritas, que se hallan
interestratificadas con areniscas, arcillolitas y
cherts. Este conjunto es el encanjante de la unidad
ultra básica.
Compuesto de dunitas, peridotitas y pequeños
afloramiento de grabo.
El conjunto de rocas básicas y ultra básicas es
denominado complejo Ofiolítico del cauca por
RESTREPO & TOUSSAINT (1974), los cuales le
asignan una edad cretáceo temprano.
En los alrededores de cerro matoso hay arcillolitas,
limolitas, arenisca y mantos de carbón del
oligoceno.
Estos
sedimentos
reposan
discordantemente sobre los flancos de cerro
matoso.
Se caracteriza por aluviones en los valles de ríos y
quebradas e incluye terrazas de varias alturas,
algunas de las cuales son auríferas.
La zona de falla de romeral al llegar al
departamento de córdoba, está cubierta por
sedimentos terciarios. En cerro matoso se observan
bloques muy grandes de brecha de falla en la parte
este-sureste y roca cizallada en la parte occidental.
En el terciario hay fallas con orientación regional
norte 20 y 30 grado este.
Durante el cretáceo la rocas de cerro matoso y de otros
cuerpos similares en planeta rica y urè, estaban sumergidos
en una fosa marina cercana a la plataforma continental.
Según DUQUE CARO (1971), la cuenca de san Jorge
emerge al continente en el Eoceno medio y vuelve a
sumergirse a finales de este periodo y principios del
Oligoceno.
Del Eoceno medio hasta sus finales hay erosión en la
cuenca lo que pudo permitir la formación de una
penillanura que dejara visible las rocas de Cerro Matoso.
A principios del oligoceno, el mar invade la cuenca
de San Jorge por el norte y el occidente, dejando
una franja deltaica entre Ciénaga de oro y Cerro
Matoso, sitio en el cual se depositaron mantos de
carbón. Para este tiempo, Cerro Matoso era una
isla en medio de lagunas y pantanos de agua
dulce, con algunas entradas frecuentes de agua del
mar.
Finalmente, la zona es levantada durante la
Orogenia Andina del Poli-Pleistoceno.
La roca madre de la laterita niquelífera de Cerro
Matoso,
es
una
peridotita
piroxenìfera
(harzburgita), que presenta diques pequeños de
dunita y lente o lentes de peridotita serpentinizada
con abundantes vetillas de magnesita. Localmente,
la peridotita presenta vetillas de calcita de origen
supergenético. El cuerpo de peridotita tiene una
forma ovalada, en dirección noroeste-sureste, con
una longitud aproximada de 2500 metros, y un
ancho de unos 1700 metros, y parece estar limitada
por fallas muy inclinadas.
El lente o lentes de peridotita serpentinizada,
presenta una alteración intensa o serpentina,
además de abundantes vetillas de magnesita. El
lente expuesto en los bancos que se han minado, se
encuentra adyacente a una inclusión de
sedimentos (arcillolitas) en la peridotita,
sugiriendo la posibilidad, que la alteración se deba
a un exceso de agua cedida por los sedimentos
durante la última etapa de cristalización de la
peridotita. La inclusión de los sedimentos presenta
características de metamorfismo de contacto.
La descripción de la peridotita
hecha por
Humberto Gonzales, INGEOMINAS (Medellín) es
la siguiente: textura de mosaico, minerales
esenciales olivino 82%, ortopiroxeno 10%,
serpentina 5%. Los minerales accesorios son:
Picotita 0.5%, magnetita y cromita 1%.
Olivino:
Cristales
subhedrales
formando
mosaicos
equigranulares; incoloro, con fracturas irregulares
presentando serpentinizaciòn a lo largo de las
mismas y segregación local de óxidos de hierro.
Ortopiroxeno:
Cristales subhedrales ligeramente más grandes
que los del olivino; incoloro sin maclas.
Serpentina:
Principalmente antigorita-serpofita, a lo largo de
micro fracturas en el olivino.
Picotita:
Cristales subhedrales dispersos.
Magnetita y cromita:
Minerales opacos en cristales dispersos y como
segregación a lo largo de fracturas serpentinizada
en el olivino.
El cuerpo de peridotita y la capa de suelo residual que
lo cubre, no presentan estructuras de importancia. Las
estructuras que han sido expuestas por el minado, son:
 Diaclasas
 Vetas de Sílice
 Vetillas de Calcita
 Fracturas Poligonales
 Fallas Cortas y Curveadas
 Mantos Freáticos Fósiles
 Deslizamientos
 Fallas fuera del depósito
No presentan ningún relleno, tienen rumbos y
buzamientos varios, pero generalmente son
bastantes inclinadas; algunas presentan espejos de
falla originados por ligeros movimientos a lo largo
de las diaclasas.
Son las estructuras predominantes, especialmente
en el suelo residual y representan fallas y
estructuras
abiertas,
que
proporcionaron
condiciones favorables para la precipitación de
sílice como calcedonia bandeada. Estas vetas
llegan a tener hasta un metro de espesor, pero son
generalmente cortas y se disipan como zonas de
sílice diseminada en el suelo residual.
Se han observado localmente en una zona donde
se descapotó la peridotita; son irregulares y de
unos cuantos centímetros de espesor. Su origen es
súper genético, pero no se sabe si las aguas que
depositaron este carbonato eran frías y trajeron la
calcita de los sedimentos que cubrían al intrusivo,
o fueran de origen hidrotermal.
Se observan en la misma área de las vetillas de calcita.
Los polígonos varían en tamaño, pero generalmente
no sobrepasan los 10 centímetros. Las fracturas en sí
están presentadas por vetillas de minerales de
serpentina hasta de 3 milímetros de espesor el relleno
de las fracturas y la distribución poligonal de las
mismas, sugieren que se formaron durante la últimas
etapas de cristalización de la peridotita, cuando hubo
una ligera disminución en el volumen del intrusivo y a
semejanza de un lodo al secarse se formaron fracturas
de tensión con distribución poligonal. En esa etapa,
también había exceso de agua en los residuos sin
cristalizar del intrusivo, los cuales proporcionaron los
minerales de serpentina que rellenaron las fracturas.
Son cortas, tienen espejo de falla serpentinizado
pero sin relleno. Se observan primordialmente en
la parte superior de los saprolítos verdes. Su
origen parece deberse a un ligero aumento de
volumen de la peridotita al saprolitizarse en un
espacio confinado.
Estas representados por nódulos de sílice de 5 a 10
centímetros,
concentrados
en
mantos
relativamente horizontales. Los nódulos se
precipitaron de agua fría saturados con sílice, que
formaban parte de un manto freático localizado en
el contacto de las lateritas (permeables) con los
saprolítos (relativamente impermeables). A
medida que la meteorización alteraba los
saprolítos a laterita, el nivel freático migraba hacia
abajo, marcando cada migración con un manto
nodular de sílice.
A un sin ser una estructura propiamente dicha, su
descripción se incluye en esta sección. Remanente
de un deslizamiento se encuentra en el extremo
oeste-suroeste del yacimiento; está caracterizado
por la topografía típica de estos fenómenos y por
grandes bloques de peridotita relativamente fresca
flotando o descansando en lateritas.
Limitando el flanco este-sureste del depósito, se
encuentra una falla de importancia representada
por milonita y brecha. Posiblemente esta falla
pertenece al sistema de fallas de romeral.
La época en que se inició la concentración del níquel es
incierta. Podemos decir que es posterior a la depositación
de los sedimentos de la cuenca carbonífera de bijao
(oligoceno, formación ciénaga de oro), ya que el perforar
los sedimentos adyacentes a cerro matoso, se encontraron
mantos de carbón cubriendo saprolítos delgados sin
concentraciones apreciables de níquel.
El níquel se concentró en la capa de suelo residual y de
peridotita parcialmente meteoriza que cubre al intrusivo
por la acción conjunta de dos procesos íntimamente ligados
a la meteorización de la peridotita. El primero, es una
concentración residual seguida por un proceso de
enriquecimiento secundario.
La roca madre está compuesta principalmente por
los silicatos ferro-magnesianos olivino y enstatita.
La sílice (SiO2) y la magnesia (MgO) forman
aproximadamente el 85% de la roca madre que
contiene pequeñas cantidades de níquel,
generalmente entre 0.2% y 0.3% sustituyendo el
magnesio en la estructura cristalina del olivino.
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Un clima subtropical (semejante al actual)
Vegetación abundante
Periodos de lluvia bien definidos, seguidos por
periodos secos
Fracturamiento intenso de la roca madre
Un buen sistema de drenaje
Hacen que el olivino se vuelva inestable y se
descomponga dejando libre la magnesia y la sílice.
La magnesia migra en solución y finalmente
abandona el cuerpo intrusivo. Parte de la sílice
también abandona el sistema, pero en forma más
errática. El níquel, el hierro y aluminio como
consecuencia se concentran en la roca parcialmente
meteoriza. Hasta aquí actúa el proceso de
concentración residual exclusivamente.
El níquel liberado durante la descomposición del
olivino, se recombina con parte del magnesio y la sílice
formando silicatos hidratados de magnesio y níquel,
los cuales entran a formar parte de la montmorillonita
generada por la descomposición parcial de la
peridotita. A medida que la meteorización progresa,
en la parte superior de sección meteorizada, los
silicatos se vuelven inestables y se descomponen
liberando el níquel nuevamente, el cual migra hacia
abajo y se precipita en las zonas donde se está
formando la montmorillonita. Parte de este níquel
también precipita como garnierita, formando vetas en
las diaclasas de las rocas parcialmente meteorizadas.
Este proceso de solución y precipitación del níquel
en cerro matoso, indudablemente fue cíclico y se
repitió varias veces explicando así las
concentraciones locales de níquel hasta del 8%.
En la gráfica que se adjunta (figura 4), se puede
observar que el níquel forma una barriga en la
zona de los saprolítos con MgO entre el 15% y el
25%. En esta zona hay abundancia de
montmorillonita y es donde el enriquecimiento
secundario del níquel es más intenso.
Peridotita
Se considera como peridotita el material que contiene más
del 36% de MgO.
Peridotita Saprolitica
La peridotita, al empezarse a meteorizar, cambia
gradualmente a una peridotita saprolitica. Para el mapeo
geológico, la peridotita saprolitica tiene un aspecto de roca
fresca, excepto en las caras expuestas a la meteorización,
que son de color naranja y presentan las enstatitas en
relieves generalmente de color bronceado.
Se considero como peridotita saprolitica el material con un
contenido de MgO entre el 24% y el 36%.
Saprolítos Verde
Este material es el principal mineral de níquel de
cerro matoso. Constituye aproximadamente el 60%
de las reservas; se forma por la meteorización
progresiva de la peridotita saprolitica. En este
mineral, parte del hierro se encuentra como hierro
ferroso. Para fines del mapeo geológico se
considera como Saprolíto verde, una roca verdosa
y gris-verdosa parcialmente alterada y que aun
preserva la textura original de la roca madre, o sea
la enstatita. Se considera como Saprolíto verde el
material de ese color que tiene entre el 1% y 24%
de MgO.
Saprolíto Café
Este material se forma del Saprolíto verde, cuando
el hierro ferroso cambia a férrico y el color de
verde a café rojizo. Para el mapeo geológico, se
considera como Saprolíto café, una roca bastante
alterada de color café rojizo y aun preserva la
textura original de la roca madre, contiene de 1% a
24% de MgO.
Laterita
Es un suelo de color rojizo a marrón, blando y amorfo
que se forma por la meteorización intensa del
Saprolíto café. Este suelo no preserva ninguna de las
texturas originales de la roca madre, las únicas
estructuras presentes son secundarias, como bandas o
vetillas irregulares de sílice, hierro y oxido de
manganeso adyacentes al contacto con el Saprolíto
café. Una porción relativamente pequeña de este
material es mineral de níquel, la mayoría es ganga y
como tal forma parte del descapote. Para el mapeo
geológico es fácil de reconocerlo por su carácter de
suelo amorfo y su color rojizo, se consideró como
laterita todo material suave de color rojizo con menos
del 1% de MgO.
Todos estos tipos de minerales se formaron en su lugar
sin migración lateral.
Ganga
Es el miembro más superficial de la columna de
meteorización, forma una capa que cubre
aproximadamente la mitad oriental del cerro, con
espesores hasta de 20 metros. Toda ganga se
considera como descapote.
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DUNITAS: Es una peridotita (roca plutónica
Ultramáficas) que, como mineral esencial, está
constituida sólo por olivino.
PERIDOTITA: Es una roca ígnea intrusiva
formada por lo general de olivino (peridoto)
acompañada de piroxenos y anfíboles. Es muy
densa y de coloración oscura. Se trata de la roca
que forma el manto terrestre.
GABROS: El gabro es una roca plutónica
compuesta
de
plagioclasas
y
minerales
ferromagnésicos. Contiene silicato alumínico,
cálcico y diálaga como minerales fundamentales.
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DIORITAS: La diorita es una roca ígnea
compuesta de un feldespato y uno o varios
minerales del grupo de la mica, de la anfibolita, y
del piroxeno. Se usa generalmente para la
construcción.
BASALTOS ESPILITICOS: De color oscuro, es la
roca más abundante en la corteza terrestre,
formada por enfriamiento rápido del magma
expulsado del manto por los volcanes. Por esta
razón suele presentar vacuolas y cubrir extensas
áreas.
FLANCOS: En una señal digital, se denomina
flanco a la transición del nivel bajo al alto (flanco
de subida) o del nivel alto al bajo (flanco de
bajada).
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SERPENTINA: Son productos de alteración de
ciertos silicatos magnésicos, especialmente olivino,
piroxenos y anfíboles.
PENILLANURAS: (del latín paene = casi, y llanura),
designa una amplia llanura casi uniforme, con
ligeras desnivelaciones producto de una
prolongada erosión y de la coalescencia de cuencas
hidrográficas.
DIABASAS: Roca filoniana (hipoabisal) de
composición similar al basalto pero con textura
holocristalina mucho más desarrollada.
DOLERITAS: Término utilizado para designar a
las rocas de color oscuro intermedio y textura fina,
que a causa de la finura del grano, no puede
saberse si son gabro o diorita.
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OROGENESIS: es la formación o rejuvenecimiento
de montañas y cordilleras causadas por la
deformación compresiva de regiones más o menos
extensas de litosfera continental.
MAGNESITA: Pertenece a la clase Carbonatos,
cristaliza en sistema trigonal, y posee una dureza
de 4-4,5 en la Escala de Mohs. Presenta exfoliación
perfecta, brillo vítreo y raya blanca.
MAGNETITA: es un mineral de hierro constituido
por óxido ferroso-diférrico (Fe3O4)
CROMITA: es un mineral perteneciente al grupo
de los óxidos. Debe su nombre al elemento cromo.
Su fórmula es FeCr2O4. A veces contiene magnesio,
aluminio o titanio (entre otros).
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NODULO: concreción contenida en algunas rocas o
que se ha formado en el fondo del mar.
METEORIZACION:
La
meteorización
es
la
desintegración y descomposición de una roca en la
superficie terrestre o próxima a ella como consecuencia
de su exposición a los agentes atmosféricos, con la
participación de agentes biológicos. También puede
definirse como la descomposición de la roca, en su
lugar; sería un proceso estático por el cual la roca se
rompe en pequeños fragmentos, se disuelve, se
descompone, se forman nuevos minerales. Se posibilita
así la remoción y el transporte de detritus en la etapa
siguiente que vendría a ser la erosión. La meteorización
entonces, al reducir la consistencia de las masas
pétreas, abre el camino a la erosión.
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ENSTATITA: es un mineral del grupo de los silicatos, subgrupo
inosilicatos y dentro de ellos pertenece a los piroxenos. Es silicato
de magnesio. Normalmente tiene aspecto de masas fibrosas de
color castaño verdoso.
MONTMORILLONITA: es un mineral del grupo de los Silicatos,
subgrupo Filosilicatos y dentro de ellos pertenece a las llamadas
arcillas. Es un hidroxisilicato de magnesio y aluminio, con otros
posibles elementos.
CALCEDONIA: es un mineral de estructura microcristalina
relacionada con el cuarzo, cuya fórmula química es SiO2 (al igual
que el resto de minerales que tienen relación con el cuarzo).
Cristaliza en sistema trigonal, tiene una dureza de 7 en la Escala
de Mohs, fractura concoidea, exfoliación ausente, brillo vítreo y
raya blanca.
LIXIVIADO: es el líquido producido cuando el agua percola a
través de cualquier material permeable. Puede contener tanto
materia en suspensión como disuelta, generalmente se da en
ambos casos.

Bol. Geología. U.I.S ingeominas 1981-82 ,
VICTOR MANUEL MEJÍA A. JORGE
RICARDO DURANGO.
 CALIXTO ORTEGA
pág. 99-123