Concepto Y Origen De Los Yacimientos Minerales.docx

CONCEPTO Y ORIGEN DE LOS YACIMIENTOS MINERALES Nuestro planeta tierra químicamente está distribuidos de una forma que a grandes rasgos es muy regular, ya que depende de dos grandes factores: Su abundancia en cada una de las capas que componen el planeta, La naturaleza y composición de las rocas presentes en cada sector concreto que analicemos. La composición geoquímica, mineralógica y petrológica de las diferentes capas en que está dividido nuestro planeta, la composición es simple y homogénea en la zona más profunda (núcleo), e intermedia en el manto, mientras que la capa más superficial (la corteza) presenta una composición más compleja y heterogénea. Esto último se debe a su vez a dos factores: el manto, que son de composición relativamente simple: fundamentalmente silicatos de Mg y Fe. Eso hace que con respecto al manto, la corteza sólo esté empobrecida en elementos como Fe y Mg (en lo que se refiere a elementos mayoritarios) y Ni, Cr, Pt, en lo que se refiere a minoritarios o trazas. Los procesos geológicos que operan en la corteza producen fenómenos muy variados de enriquecimiento o empobrecimiento de carácter local, que afectan a la concentración de los distintos elementos químicos de diferentes maneras. la corteza como segmento de nuestro planeta en el que se rompe la homogeneidad de la distribución de los elementos que encontramos en capas más profundas. Por ejemplo, a pesar de que existan algunas variaciones composicionales en el manto, éstas son insignificantes con respecto a la altísima variabilidad que observamos en la corteza. Así, en ésta podemos observar rocas ígneas que independientemente de su lugar de origen (manto astenosférico, manto litosférico, corteza) van desde composiciones peridotíticas hasta las graníticas. Es en la corteza donde, además, encontraremos las rocas sedimentarias y metamórficas. La formación de una roca sedimentaria o metamórfica implica en ocasiones transformaciones profundas químico-mineralógicas. Es durante el curso de esos procesos que algunos elementos o minerales pueden concentrarse selectivamente, muy por encima de sus valores "normales" para un tipo determinado de roca, dando origen concentraciones "anómalas" que de aquí en adelante denominaremos "yacimientos minerales". El carácter "anómalo" de estas concentraciones hace que los yacimientos constituyan singularidades en la corteza terrestre. los elementos químicos están distribuidos en la corteza de forma muy amplia, aunque en general su concentración en las rocas es demasiado baja como para permitir que su extracción de las rocas resulte rentable. Como hemos explicado, su concentración para dar lugar a un yacimiento mineral se produce como consecuencia de algún proceso geológico (ígneo, sedimentario o metamórfico) que provoca la concentración del elemento. Por ejemplo, el oro que se encuentra concentrado en los yacimientos sedimentarios de tipo placer puede proceder del oro diseminado en áreas de gran extensión regional. Sin embargo, el proceso sedimentario produce su concentración en los aluviones o en playas, posibilitando en algunos casos su extracción económica. En definitiva, para que un elemento sea explotable en un yacimiento mineral, su concentración debe ser muy superior a su concentración media en la corteza terrestre.

Conceptos básicos Cuando hablamos de Yacimientos Minerales, hay una serie de conceptos que tienen una gran importancia, ya sea en los aspectos geológicos-geoquímicos, o en los económicos. Los más importantes son los siguientes: Mena: es un término que se refiere a minerales metálicos y que designa al mineral del que se extrae el elemento químico de interés (Cu de la calcopirita, Hg del cinabrio, Sn de la casiterita, entre muchos ejemplos posibles). Ganga: Comprende a los minerales que acompañan a la mena, pero que no presentan interés minero en el momento de la explotación. Reservas: Cantidad (masa o volumen) de mineral susceptible de ser explotado. Depende de un gran número de factores: ley media, ley de corte Ley media: Es la concentración que presenta el elemento químico de interés minero en el yacimiento. Se expresa como tantos por ciento, o como gramos por tonelada (g/t) (equivale a partes por millón, ppm) u onzas por tonelada (oz/t). Ley de corte o cut-off: Es la concentración mínima que debe tener un elementoFactor de

concentración: Es el grado de enriquecimiento que tiene que presentar un elemento con respecto a su concentración normal para que resulte explotable, es decir: Ley de corte Fc = --------------------

Así, por ejemplo, el oro se encuentra en las rocas de la corteza Todo uno: Mezcla de ganga y mena que extrae de la mina o cantera, con un contenido o ley determinado, que hay que saber previamente (investigación de pre-explotación) y confirmar tras la explotación. Todo uno marginal: Aquel producto de la explotación que tiene contenidos ligeramente por debajo de la ley de cort. Explotación minera: Es el proceso o conjunto de procesos por el cual o cuales extraemos un material natural terrestre del que podemos obtener un beneficio económico. Metalurgia extractiva: Es el proceso o conjunto de procesos, propios de la minería metálica, que permiten obtener el elemento de interés a partir del todo-uno de mina o cantera. Implica o puede implicar una serie de procesos: Lavado o concentración. Proceso o conjunto de procesos por el cual o cuales se separan la mena y la ganga. Pueden ser de carácter físico: por ejemplo, separación de la magnetita por medio de electroimanes Metalurgia: Procesos por el cual se extrae el metal correspondiente de un mineral metálico

Otros procesos post-mineros: El producto minero, tal como sale de cantera o de la planta de mineralurgia, si no es de carácter metálico, a menudo necesita otros tratamientos antes de ser aprovechable: por ejemplo el petróleo necesita el refino; las rocas industriales necesitan corte y tratamientos superficiales de la superficie de corte Origen de los Yacimientos Minerales El origen de los yacimientos minerales puede ser tan variado como lo son los procesos geológicos, y prácticamente cualquier proceso geológico puede dar origen a yacimientos minerales. En un estudio más restrictivo, hay que considerar dos grandes grupos de yacimientos: 1. Los de minerales, ya sean metálicos o industriales, que suelen tener su origen en fenómenos locales que afectan a una roca o conjunto de éstas, 2. Los de rocas industriales, que corresponden a áreas concretas de esa roca que presentan características locales que favorecen su explotación minera. A grandes rasgos, los procesos geológicos que dan origen a yacimientos minerales serían los siguientes: PROCESOS ÍGNEOS:

Plutonismo: produce rocas industriales (los granitos en sentido amplio), y minerales metálicos e industriales (los denominado yacimientos ortomagmáticos, producto de la acumulación de minerales en cámaras magmáticas). Volcanismo: produce rocas industriales (algunas variedades "graníticas", áridos, puzolanas), y minerales metálicos (a menudo, en conjunción con procesos sedimentarios: yacimientos de tipo "sedex" o volcano-sedimentarios). Procesos pegmatíticos: pueden producir yacimientos de minerales metálicos (p.e., casiterita) e industriales: micas, cuarzo... Procesos neumatolíticos e hidrotermales: suelen dar origen a yacimientos de minerales metálicos muy variados, y de algunos minerales de interés industrial.

PROCESOS EXÓGENOS O SUPERFICIALES: La erosión es el proceso por el cual las rocas de la superficie de la Tierra, en contacto con la atmósfera y la hidrosfera, se rompen en fragmentos y sufren transformaciones físicas y químicas, que dan origen a fragmentos o clastos, y a sales, fundamentalmente. Las trasformaciones que implica la erosión pueden dar lugar a yacimientos, que reciben el nombre de yacimientos residuales. El transporte de los clastos por las aguas y el viento, y de las sales por el agua, modifica la composición química tanto del área que sufre la erosión como del área a la que van a parar estos productos. Además, durante el propio transporte se

producen procesos de cambio físicos y químicos, nuevas erosiones, depósito de parte de la carga transportada, etc. La sedimentación detrítica da origen a rocas como las areniscas, y a minerales que podemos encontrar concentrados en éstas, en los yacimientos denominados de tipo placer: oro, casiterita, gemas... La sedimentación química da origen a rocas de interés industrial, como las calizas, y a minerales industriales, como el yeso o las sales, fundamentalmente. La sedimentación orgánica origina las rocas y minerales energéticos: carbón e hidrocarburos sólidos (bitúmenes, asfaltos), líquidos (petróleo) y gaseosos (gas natural). También origina otras rocas y minerales de interés industrial, como las fosforitas, o las diatomitas, entre otras. Como ya se ha mencionado, la sedimentación asociada a los fenómenos volcánicos produce yacimientos de minerales metálicos de gran importancia.

PROCESOS METAMÓRFICOS: El metamorfismo da origen a rocas industriales importantes, como los mármoles, o las serpentinitas, así como a minerales con aplicación industrial, como el granate. No suele dar origen a yacimientos metálicos, aunque en algunos casos produce en éstos transformaciones muy importantes.

2.- Métodos de estudio de los yacimientos minerales Los yacimientos minerales presentan, dos aspectos complementarios de gran relevancia: los geológicos y los económicos. Estudios de tipo geológico La geología de los yacimientos minerales es fundamental para: 1. Conocer con el mayor detalle características del yacimiento que condicionan su explotación minera 2. Determinar sus límites geográficos Estos estudios comprenden una serie de aspectos diferenciados, pero complementarios, que nos deben llevar a conocer aquellos aspectos que en cada caso sean relevantes: en unos casos será la naturaleza de las rocas asociadas, en otros, la tectónica que los afecta, etc. Estos aspectos serían los siguientes: Mineralógicos y petrológicos: detallada de los minerales y rocas que componen un yacimiento constituyen una información básica a conocer sobre el mismo.

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Microscopía petrográfica (luz transmitida). Nos permite identificar los minerales no metálicos y las relaciones que es establacen entre ellos y los metálicos que puedan existir en las muestras estudiadas.  Microscopía metalográfica (luz reflejada). Sirve para identificar los minerales metálicos y sus relaciones mútuas.  Difracción de Rayos X. Nos permite identificar con mayor precisión la naturaleza de los componentes minerales del yacimiento, sobre todo de los que por su pequeño tamaño de grano no sean fácilmente identificable con las técnicas anteriores.  Microscopía electrónica/Microsonda electrónica: son técnicas específicas para el estudio a gran detalle de los minerales que componen el yacimiento, La geoquímica del yacimiento, es decir, conocer con el mayor detalle la distribución de los contenidos en los elementos químicos relacionados de forma directa o indirecta con la mineralización, o afectados por los procesos que han formado o modificado el yacimiento, tiene importancia directa en cuanto que define las áreas de mayor interés minero, Geométricos: los aspectos geométricos de un yacimiento son siempre fundamentales: conocer cuál es su orientación con respecto al norte (dirección o rumbo) y su inclinación promedio (o buzamiento). En los yacimientos estratoligados hay otros factores que suelen ser de importancia en su estudio y caracterización: los aspectos estratigráficos (caracterización de la secuencia sedimentaria en la que se enclavan, del nivel concreto en que se localizan, etc.); los aspectos sedimentológicos (medio sedimentario en que se formó la secuencia, variaciones paleogeográficas que puedan existir); los aspectos

petrológicos (características de las rocas implicadas); los aspectos tectónicos (pliegues y fallas que puedan afectar a las formaciones o capas que forman el yacimiento). En los yacimientos no concordantes o diagenéticos puede haber también una gran variedad de factores a considerar. En general, el principal es conocer el control geológico y geométrico de la mineralización: si está confinado en una estructura discordante bien delimitada (dique o filón), si está confinado por un conjunto estructural más amplio (bandas de deformación o de cizalla), si está diseminado o concentrado en un conjunto rocoso sin que muestre ningún patrón claro, si aparece en una situación concreta, como puede ser el contacto entre dos tipos de rocas distintas... Otro factor suele ser el mineralógico/petrológico, que busca establecer relaciones entre los minerales o rocas que forman el yacimiento y los procesos que pueden afectarla: cristalización, alteración hidrotermal, alteración superficial... En cuanto a la prospección o investigación de yacimientos, se pueden considerar cuatros aspectos diferentes: los geológicos, geoquímicos, geofísicos y las labores mineras, incluyendo los sondeos mecánicos. En el Tema 19 estudiaremos con mayor detalle estos aspectos. Una vez conocidas las características generales de los yacimientos, de acuerdo con lo hasta ahora expuesto, disponemos de los suficientes datos para conocer los procesos que lo han formado y modificado. No obstante, en ocasiones esta información no es suficiente, dado que puede haber procesos distintos que por convergencia han podido ser los responsables de estas características más comunes: si encontramos oro en una roca sedimentaria de tipo arenoso, puede ser porque se depositó conjuntamente con ella, pero también puede ser que halla sido introducido en la misma por un proceso hidrotermal, aprovechando la porosidad y permeabilidad de la misma. En estos casos, existen estudios más detallados que nos permiten conocer mejor el proceso o procesos implicados en la formación del yacimiento: o

o

El estudio de las inclusiones fluidas atrapadas en minerales (fundamentalmente de la ganga) suele aportar datos relevantes sobre la composición y temperatura de los fluidos implicados en la formación del yacimiento. El estudio de la geoquímica isotópica aporta datos en dos aspectos: la edad de los minerales (a través de la geoquímica de isótopos radiogénico o radioactivos, como C14, por ejemplo), y relaciones entre los minerales del yacimiento y otros minerales o fluidos asociados (a través de la geoquímica de isótopos estables, como S34, O18, etc.).

En definitiva, todos estos estudios nos llevan a este conocimiento básico del yacimiento que nos debe permitir establecer sus características mineras, pero que requieren un complemento: Su valorización en términos económicos, lo que debe permitir establecer si la explotación es viable o no desde el punto de vista económico.

Estudios de tipo económico-minero

Desde este punto de vista, son dos los estudios requeridos para obtener una idea clara de si una concentración mineral se puede considerar o no un Yacimiento Mineral: la cubicación de sus reservas, y el estudio de su viabilidad económica. La cubicación de reservas de un yacimiento consiste en establecer de forma numérica los principales parámetros de la explotación: tonelaje (o volumen) del material explotable, ley media y ley de corte, así como el valor económico total de estas reservas. Para ello, se parte de datos puntuales, que en general proceden de sondeos mecánicos, que se extrapolan a datos areales, se multiplican por la potencia para obtener volúmenes, que se multiplican a su vez por la densidad para obtener tonelaje de todo uno, y por los contenidos (leyes) para obtener el tonelaje del mineral o elemento de interés minero que vamos a obtener. En la valoración económica hay que tener en cuenta este tonelaje, pero afectado por el rendimiento de la planta de tratamiento (que nos define la proporción del elemento que queda inaprovechado debido a pérdidas en el proceso de concentración), y en su caso, el precio que nos pagarán en las plantas metalúrgicas por la tonelada del concentrado que podamos conseguir en el lavadero. También hay que conocer los contenidos en elementos que puedan añadir valor comercial a nuestra producción, o que puedan afectar negativamente a éste. Esta cubicación, además de por lo datos puramente geológicos, está afectada por otros factores, como el geométrico (mayor o menor continuidad de la mineralización el en yacimiento, que puede hacer que determinadas zonas queden inaccesibles a la explotación), y por el tipo de minería que se pretende llevar a cabo: no es lo mismo la explotación subterránea que la a cielo abierto, como diferencias más acusadas. En cada caso, el planteamiento económico-minero puede ser diferente, puesto que, por ejemplo, en la explotación a cielo abierto, a menudo el hecho de que la explotación de una zona rica pueda obligar a desmontar una zona con mineralización pobre puede hacer rentable la explotación de esta zona, que en otras condiciones sería subeconómica. Una cuestión siempre importante es el análisis de las perspectivas de futuro del valor económico de la producción. Es un dato siempre interpretativo, no podemos "conocer el futuro", saber qué oscilaciones van a poder tener los precios de los minerales, metales o rocas a lo largo de la vida prevista para nuestra explotación minera, ni de qué oscilaciones va a tener el dólar, principal divida en que se produce su cotización. No obstante, es necesario tener alguna indicación en ese sentido: conocer las perspectivas de mercado de nuestro producto, que no sean negativas de antemano, pues ello afectará negativamente a este dato del valor económico de la producción. El estudio de viabilidad tiene como dato de partida el valor económico de nuestra producción, procedente la cubicación. Para que esta viabilidad sea cierta, ha de darse que: Producción = Costes de explotación + beneficio industrial De esta forma, el estudio de viabilidad incluye fundamentalmente el análisis de los costes de explotación, aunque a menudo también el de las expectativas de futuro del valor de la producción. Para este análisis, un dato primordial es el del plazo previsto para la explotación, que, en términos generales, no debe ser inferior a 10 años, para obtener la amortización completa de las inversiones. Para ello, normalmente se divide el tonelaje de las reservas entre 10,

y se obtiene un valor indicativo de la producción anual prevista, lo que a su vez nos da el valor anual de la producción. Otro dato importante corresponde a la técnica de explotación a emplear, dado que cada una requiere unas inversiones determinadas, tanto en instalaciones como en maquinaria. El tratamiento que requiera la mena implica también unas inversiones, que en general dependen también del volumen de la producción anual, e implican un coste adicional fijo por tonelada. Las distancias a medios de transporte, tanto de ámbito local/regional (carreteras o ferrocarriles) como de mayor ámbito (puertos), añada un coste por tonelada variable en función de esta distancia y de la distancia al punto de consumo final. Los condicionantes medioambientales son en la actualidad muy estrictos, y pueden llegar desde la prohibición total de realizar determinadas explotaciones mineras, a la necesidad de llevar a cabo una restauración ambiental, cuyo coste se añade al propio de la explotación en sí. Por último, nos referiremos al coste de la explotación en sí, que incluye los costes del personal, tanto implicado directamente en el proceso (los mineros), como los necesarios para el funcionamiento administrativo de la empresa, y los costes de explotación (consumibles, como energía eléctrica, combustible de maquinarias, repuestos...). Otro capítulo a considerar como coste es el de la investigación minera que se llevó a cabo para descubrir el yacimiento, que ha de ser cubierto también por la explotación. Incluso hay que incluir los costes de otras prospecciones llevadas a cabo son éxito antes de encontrar este yacimiento, así como de las que se sigan llevando a cabo para descubrir otros, mientras que no se produzca otro descubrimiento que pueda asumir esos costes. En definitiva, la viabilidad de un yacimiento depende de tantos factores, que además pueden variar tanto a lo largo del periodo de actividad de la explotación, que a menudo se dice que el estudio de su viabilidad solamente termina cuando el yacimiento ya se ha agotado. Por ello, la minería tiene la justa consideración de actividad económica de alto riesgo.