VII.- MINERALIZACIÓN DE BORO EN LA TINAJA DEL OSO Con el objeto de identificar las asociaciones minerales en distintos niveles dentro del depósito de boro en la zona de la Tinaja del Oso y para definir el carácter primario o secundario de la colemanita, el cual es evidentemente el mineral más abundante en el depósito, se utilizaron diferentes técnicas analíticas que incluyen estudios petrográficos, difracción de rayos X, microsonda de barrido electrónico y otros métodos analíticos. El fuerte cuestionamiento que existe sobre el origen primario de la colemanita en varios depósitos del mundo, condujo a que en el caso del depósito de La Tinaja del Oso en Magdalena, se tratara de probar si la colemanita es primaria o secundaria. Con este propósito se tomaron 10 muestras de este mineral a diferentes niveles en el depósito. En sólo dos de las muestras se determinó en contenidos trazas la probable presencia de probertita, en el caso de la ulexita no se pudo comprobar lo anterior. Sin embargo, de manera puntual en estudios de petrografía se logró identificar lo que pareciera corresponder a ulexita reemplazada por colemanita, lo cual, es cuestionable debido al carácter puntual de la muestra. Por otro lado, con estos mismos estudios se lograron definir el resto de las variedades mineralógicas que conforman el depósito, evidenciando la presencia de: celestita, rejalgar, oropimente, cuarzo, yeso y hawlita. Un estudio alterno de este tipo identificó además de los minerales mencionados, la presencia de una variedad de apatito, llamado wilkeita Ca 5 (SiO 4 PO 4 SO 4 ) 3 (O, OH, F), poco común en ambientes lacustres relacionados con mineralización de boro. Dentro de las muestras estudiadas es muy común la presencia de arcillas, las cuales generalmente se encuentran parcialmente recristalizadas, probablemente a raíz de la actividad tectónica. Así mismo, los cristales de colemanita se muestran deformados y alargados, evidenciando esta misma actividad durante todo el proceso de cristalización, lo cual parecería estar relacionado con la actividad sintectónica desarrollada durante la formación y evolución de la cuenca. Sin lugar a dudas, como ya se mencionó, el mineral de colemanita es el de mayor abundancia en el depósito, el cual regularmente se encuentra en forma de cristales en algunos casos radiales rodeados por arcilla (figura 42); en cambio, en otras zonas dentro del cuerpo de boratos, la colemanita se encuentra en cristales quebrados en cuyos bordes 57
e intersticios aparecen ocasionalmente agregados de celestita, evidenciando claramente una fase de depositación posterior a la del mineral que le dio origen a la colemanita (figura 43). En el caso del yeso se comprobó que se encuentra generalmente en vetillas cortando los cristales de colemanita (figura 44). En las fracturas que cortan los cristales de colemanita, aparecen principalmente sulfuros de arsénico del tipo rejalgar, el cual por su concentración de sílice podría interpretarse probablemente como parte de un evento hidrotermal tardío. Mientras que en las partes arcillosas y en las vetillas tardías de yeso aparece este mismo sulfuro pero como oropimente en forma aún mas tardía relacionado a un ambiente geológico de mayor oxidación (figura 45). La presencia de cuarzo, yeso, arcillas y algunos carbonatos como calcita, aparecen en forma muy heterogénea en fracturas dentro y fuera del mineral de colemanita (figura 46). El mineral de hawlita se detectó principalmente en vetillas y como relleno de fracturas relacionado fuertemente a productos de sílice amorfa de origen hidrotermal y a fases de mineralización tardías, indicando un incremento de sílice en el sistema. COLEMANITA Figura 42.- Cristales radiales de colemanita de 35 cm de diámetro en el interior de la mina. Obsérvese en la base una serie de estructuras de deformación del tipo Slump structures, formadas como resultado de la deformación tardía de los sedimentos lacustres. 58
COLEMANITA CELESTITA Figura 43.- Microfotografía de los bordes de un cristal de colemantita en contacto con un cristal de celestita, depositado en una fase de mineralización posterior, 4x, LP. COLEMANITA YESO Figura 44.- Microfotografía del mineral de colemantita (color azul), el cual muestra una fractura tardía de aproximadamente 0.4 mm de ancho, rellena principalmente de yeso, 4x, LP. 59
OROPIMENTO Figura 45.- Vetilla de yeso con arsénico (oropimento en color naranja) de una fase de mineralización claramente posterior. La parte oscura en la muestra, corresponde a minerales arcillosos. CALCITA YESO Figura 46.- Deformación de la unidad lacustre y vetillas tardías de yeso y clastos de calcita en el interior del tiro Kino, en la zona de La Tinaja del Oso. 60
VII.1.- Difracción de rayos X en los sedimentos lacustres Los sedimentos interestratificados con la mineralización de colemenita y con el resto de los otros minerales salinos identificados, presentan contenido orgánico, son a menudo de color oscuro, de tonalidades grises y verdes y de granulometría fina, como lutita, lodolita, limolita y en menor proporción arenisca de grano fino. Estos se encuentran con estratificación delgada, en algunos casos en forma de laminas formando capas impermeables, lo cual evidentemente ayudó a la preservación del depósito mineral, el cual originalmente se debió de haber depositado como una capa horizontal de varias decenas de metros, y posteriormente fue deformado y basculado por la actividad sintectónica. Estudios de difracción de rayos X en estos sedimentos, tomados en varios perfiles litológicos dentro de la parte mineralizada, evidencian frecuentemente la presencia de cuarzo, feldespato potásico, micas y arcillas como smectita, clorita y algunos minerales precipitados como colemanita, yeso, calcita y dolomíta (tablas 1 y 2). Las partículas sedimentarias primarias están formadas de cuarzo y sanidina, no se observa en forma clara algún zoneamiento vertical u horizontal, lo que evidencia una anisotropía en la distribución de las partículas sedimentarias primarias. Se infiere que la fuente de estos sedimentos es en su mayor parte volcánica y por su estructura de depositación finamente laminar, se asume que estos sedimentos fueron depositados por procesos volcánicos de tipo caída libre, en forma de ceniza y luego también en suspensión por corrientes de agua que las llevaron hasta la cuenca dentro de un ambiente lacustre (figura 47). Por otro lado, en los intersticios de las partículas primarias sedimentarias aparece colemanita, calcita, dolomita y yeso, como precipitados a partir de soluciones concentradas bajo un tirante de agua (figura 48). En forma no muy definida se observa un aumento en la concentración de yeso con la profundidad, así como de dolomita y calcita. Dentro de la Tinaja del Oso se tienen algunos niveles en la secuencia lacustre donde se detectó la presencia de analcima y clinoptilolita en muy bajas proporciones (tabla 1 y 2) con presencia notable de feldespato potásico, no siendo posible con la petrografía, determinar si existe una fracción de este mineral formada por autigénesis, como si se comprobó en las zeolitas mencionadas. Se podría interpretar, que las 61
muestras obtenidas hasta el momento pertenecen a puntos marginales y aislados de uno de los depocentros de la cuenca, no teniéndose en la actualidad información hacia lo que podría ser la parte más profunda, la cual se estima en dirección noreste en donde los minerales autigénicos podrían variar en contenido y composición, en relación con los minerales salinos más solubles. Figura 47.- Microfotografía de sedimentos, en la parte inferior se puede observar en color blanco una vetilla de colemanita en contacto con una lámina formada por sedimentos muy finos de un ancho de 0.2 a 0.4 mm. En la parte superior se puede observar colemanita intergranular 10x Lp. Figura 48.- Microfotografía de colemanita y yesos en forma intergranular (colores blancos), se observan sedimentos de granulometría muy fina en color café en la parte central de la fotografía, 10 x Lp. 62
Tabla 1.- Resultados de estudios de difracción de rayos X en muestras de sedimentos limoarcillosos lacustres a diferentes profundidades Profundidad Cuarzo Colemanita Calcita Dolomita Yeso Sanidino Zeolitas Fosfatos P1-26.10 m 45.50 21.90 32.70 P141.00 m 82.80 P142.90 m 16.90 67.80 9.50 4.30 1.60 P146.86 m 19.90 12.20 27.20 40.70 P150.16 m 32.20 34.80 32.20 0.80 P153.46 m 58.30 8.40 2.00 31.3 P160.60 m 78.10 20.60 1.40 P164.02 m 27.70 72.30 Tabla 2.- Resultados de estudios de difracción de rayos X en muestras de sedimentos limoarcillosos lacustres Smectita Profundidad Felds. Mica/ Cuarzo Plag. / Calcita Dolomita Yeso Hawlita Celestita en metros K illita clorita P2-65 m 23 12 <5 17 <5 37 <3 Analcima/ clinopt. P2-175 m 10 10 <5 <5 <5 18 49 <3 P3-47 m 23 10 <5 28 9 9 <3? 7 <2 P3-83 m 13 5 <5 20 <5 <5 <3 45 <1 <2 ana. P3-255 m 23 6 22 <20 9 <3 13 P4-115 m 23 12 <5 <10 42 <3 P5-160 m 11 10 <5 <10 <10 6 22 20 <3 Existe una proporción menor al 5 en todas las muestras analizadas de material amorfo y material no identificado. 63
VII. 2.- Paragénesis La paregénesis del depósito de la Tinaja del Oso en particular es definida a partir de estudios petrográficos, difracción de rayos X y microsonda de barrido electrónico, correspondientes a muestras obtenidas en una sección de aproximadamente 40 m en la parte perimetral del depósito, desconociéndose su asociación mineralógica hacia las partes más profundas de la cuenca, debido a la situación estructural de los sedimentos ya expresada. La presencia inicial de carbonatos como calcita y dolomita en un ambiente lacustre de este tipo es hasta cierto punto lógica, ya que la concentración inicial de estos compuestos en un ambiente de cuenca cerrada alcanzan su punto de saturación primero que la del boro, por lo que la precipitación de carbonatos y sulfatos precede a la de boro, como es el caso del depósito de Death Valley en California. En el caso de Magdalena, los carbonatos de calcio y magnesio aparecen con mayor frecuencia en la parte basal del depósito, seguidos por yeso, como precipitados entre los intersticios de los granos de los sedimentos. Es también común observar vetillas tardías formadas por estos minerales fuera y dentro del depósito evidenciando, varias fases intermitentes de mineralización, después de la de boro (figura 49). En la cuenca Magdalena se observa un zoneamiento similar en parte a los de los depósitos de California. A la precipitación de carbonatos y sulfatos, le siguió la de boro en forma de probertita la cual fue reemplazada posteriormente por colemanita ya dentro del depósito, como ha sido sugerido por algunos autores. Esta transformación involucra procesos deshidratación y pérdida de sodio (Foshag, 1921 y Muessing, 1959). Los minerales de estroncio, como celestita, así como los de arsénico (oropimento y rejalgar), provienen de una fase de mineralización posterior a la de boro, dado que han sido encontrados en fracturas y bordes de los cristales de colemanita. Por otro lado, la presencia de wilkeita y hawlita son interpretadas como las últimas fases de mineralización; a este último mineral se le considera secundario y se le relaciona con una interacción de sílice hidrotermal con calcio y colemanita que involucra un cambio de presión y temperatura (Countryman, 1977). 64
MINERAL CALCITA - DOLOMITA YESO PROBERTITA ULEXITA? COLEMANITA CELESTITA REJALGAR WILKEITA Primario Secundario (Diagenético) Secundario (Reemplazamiento hidrotermal) OROPIMENTO SILICE ESTRONCIONITA HAWLITA Figura 49.- Interpretación de la paragénesis del depósito de boro localizado en la zona de la Tinaja del Oso. Durante este estudio también se desarrollaron determinaciones de temperatura en inclusiones fluidas en dos muestras de colemanita, en el laboratorio de la Universidad de Arizona. Las temperaturas de homogenización fueron de 193 a 220 C. Miranda-Gasca et al. (1998) desarrollaron un estudio más extenso con 20 muestras en donde determinaron la presencia de inclusiones fluidas primarias y secundarias, con temperaturas de homogenización entre los 60 a 180 C, con relaciones de 1: 9 a 2:8 de gas a líquido. 65