Proceso supergénico
En la geología de los depósitos de minerales, los procesos supergénicos o de enriquecimiento son aquellos que ocurren relativamente cerca de la superficie de la corteza terrestre, en oposición a los procesos que suceden a gran profundidad, denominados procesos hipogénicos. Los procesos supergénicos incluyen el predominio de la circulación del agua meteórica (es decir, del agua derivada de las precipitaciones) con oxidación y meteorización química asociada. Las aguas meteóricas descendentes en el subsuelo oxidan los minerales sulfuros primarios (hipogénicos) y redistribuyen los elementos metálicos del mineral. El enriquecimiento supergénico ocurre en la base de la porción oxidada de un depósito de mineral. Los metales que han sido lixiviados del mineral oxidado son transportados hacia abajo por el agua subterránea que se percola y reaccionan con sulfuros hipógenos en el límite supergénico-hipogénico. La reacción produce sulfuros secundarios con contenidos metálicos más altos que los del mineral primario. Esto se observa particularmente en los depósitos de mineral de cobre, donde los minerales de sulfuro de cobre como la calcosina (Cu2S), covellina (CuS), digenita (Cu18S10) y djurleita (Cu31S16) son depositados por las aguas superficiales descendentes.[1]
Todos estos procesos ocurren en condiciones esencialmente atmosféricas, alrededor de la temperatura ambiente (25 °C) y a presión atmosférica (1 atmósfera).[2]
Zonas
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Se pueden identificar distintas zonas de procesos supergénicos a diversas profundidades. Desde la superficie hacia abajo, se encuentran la capa de gossan (montera de hierro), la zona lixiviada, la zona oxidada, el nivel freático, la zona enriquecida (zona supergénica enriquecida) y la zona primaria (zona hipogénica).[3]
Capa de gossan
[editar]La pirita (FeS2) se oxida para formar goethita (FeO(OH)) y limonita (FeO(OH)·nH2O),[2] que forman una capa porosa sobre la zona oxidada, conocida como capa de gossam o montera de hierro.[4] Los prospectores de minerales utilizan el gossan como indicador de las reservas de mineral.
Zona lixiviada
[editar]El agua subterránea contiene oxígeno y dióxido de carbono disueltos. A medida que desciende, oxida los minerales sulfuros primarios, lo que a su vez forma ácido sulfúrico y soluciones de metales oxidados.[5] Por ejemplo, el agua subterránea suele interactuar con la pirita (FeS2) para formar hierro oxidado (FeO(OH)) y ácido sulfúrico (H2SO4), representado en la siguiente reacción química idealizada (se omiten los pasos intermedios):
- 4 FeS
2 + 12 H
2O + 15 O
2 → 4 FeO(OH) + 8 H
2SO
4
Un compuesto intermedio en este proceso es el sulfato férrico (Fe2(SO4)3), que oxida la pirita y otros minerales sulfurados.[6]
Zona oxidada
[editar]Por encima del nivel freático, el ambiente es oxidante, y por debajo, reductor.[7] Las soluciones que descienden desde la zona lixiviada reaccionan con otros minerales primarios en la zona oxidada para formar minerales secundarios,[5] como sulfatos y carbonatos, así como limonita, un producto característico de todas las zonas oxidadas.[3]
En la formación de carbonatos secundarios, los minerales sulfuros primarios generalmente se convierten primero en sulfatos, que a su vez reaccionan con carbonatos primarios como calcita (CaCO3), dolomita (CaMg(CO3)2) o aragonito (también CaCO3, polimorfismo de la calcita) para producir carbonatos secundarios. Las sales solubles[4] continúan hacia abajo, pero las sales insolubles se quedan atrás en la zona oxidada donde se forman. Los ejemplos de sales insolubles que se encuentran comúnmente en la zona oxidada incluyen precipitados de plomo como anglesita (PbSO4) y piromorfita (Pb5(PO4)3Cl); de cobre que precipita como malaquita (Cu2(CO3(OH)2), azurita (Cu3(CO3)2(OH)2), y cuprita (Cu2O); y de zinc, que forma smithsonita (ZnCO3).[3][7]
Nivel freático
[editar]Al alcanzarse el nivel freático, el entorno cambia de oxidante a reductor.[7]
Zona enriquecida
[editar]Los iones de cobre que descienden hasta este entorno reductor forman una zona supérgénica de enriquecimiento de sulfuros.[3] Covellina (CuS), calcosina (Cu2S) y cobre nativo (Cu) son estables en estas condiciones[7] y son características de la zona enriquecida.[3]
El efecto neto de estos procesos supergénicos es el desplazamiento de iones metálicos de la zona lixiviada a la zona enriquecida, aumentando la concentración en esta última a niveles superiores a los de la zona primaria no modificada inferior, produciendo posiblemente un yacimiento que valga la pena explotar.
Zona primaria
[editar]La zona primaria contiene minerales primarios inalterados.[5]
Alteraciones de minerales
[editar]- Calcopirita CuFeS2 (primaria): se altera fácilmente en los minerales secundarios bornita Cu5FeS4, covellina CuS y brochantita Cu4SO4(OH)6.[5]
- Galena PbS (primaria): se altera en los minerales secundarios anglesita PbSO4 y cerusita PbCO3.[2][5]
- Esfalerita ZnS (primaria): se altera en los minerales secundarios hemimorfita Zn4Si2O7(OH)2.H2O, smithsonita ZnCO3 y willemita Zn2SiO4 con manganeso.[2][5]
- Pirita FeS2 (primaria): se altera en los minerales secundarios melanterita FeSO4.7H2O.[5]
Si los depósitos originales contienen minerales portadores de arsénico o de fósforo, se formarán arseniatos o fosfatos secundarios.[5]
Etimología
[editar]La palabra «supergénico» deriva de la raíz latina super, que significa «encima», y de la raíz griega «-gén» (-γενής), que significa «nacido» o «producido». Los términos «supergénico» e «hipogénico» se refieren a la profundidad a la que se producen los procesos a los que dan nombre.
Véase también
[editar]Referencias
[editar]- ↑ Guilbert, John M. and Charles F. Park Jr (1986) The Geology of Ore Deposits, W. H. Freeman, ISBN 0-7167-1456-6
- ↑ a b c d Manual of Mineralogy (1993) Klein and Hurlbut. Wiley
- ↑ a b c d e Understanding Mineral Deposits (2000). Kula C Misra. Kluwer Academic Publishers
- ↑ a b The Encyclopedia of Gemstones and Minerals (1991). Martin Holden. Publisher: Facts on File
- ↑ a b c d e f g h Field Guide to North American Rocks and Minerals (1992) The Audubon Society. Alfred A Knopf
- ↑ Harraz, Hassan Z. (2012), Topic 9: Supergene enrichment, Tanta University.
- ↑ a b c d John Rakovan (2003) Rocks & Minerals 78:419
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