Mariel Negrelli; Marina Romero; Agustín Arroqui; María Valentina Soria
Instituto de Investigaciones Mineras, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de San Juan. Av. Libertador Gral. San Martín Oeste 1109, Capital, San Juan. CP J5400ARL
[email protected]; [email protected]. RESUMEN
Se lleva a cabo un estudio de caracterización de los materiales arenosos existentes en el Corredor Bioceánico, Departamento Jáchal, Provincia de San Juan. Tomando como base un análisis geomorfológico realizado mediante el procesamiento digital de imágenes satelitales, se identificó preliminarmente 7 unidades geológicas ricas en materiales arenosos. Las mismas fueron caracterizadas desde los puntos de vista granulométrico, mineralógico y de caracterización morfológica de granos, tendiente a definir su eventual uso industrial. La evaluación de resultados permite validar como apta la técnica de estudio empleada y definir a los materiales arenosos de la región como limitados en cuanto a la perspectiva de uso, en la que se prevé su aplicación básica como áridos en la industria de la construcción.
Palabras Clave: caracterización de arenas, análisis geomorfológico, usos industriales ABSTRACT
A characterization study of sandy materials, existing in the area of the bi-oceanic corridor, Jáchal department, San Juan province Argentina is carried out. Based on a geomorphological analysis aided by satellite image processing is possible to identify seven sand rich geological units. They are characterized from the point of grain size, mineralogical and morphological characterization of grains, tending to define eventual industrial use. Considering the result evaluation can be validated as suitable study technique used and define the sandy materials in the region as limited in use perspective, which is expected its basic application as aggregates in the construction industry.
Key Words: characterization of sandy materials, geomorphological analysis, industrial uses INTRODUCCIÓN
La concreción reciente del corredor Bioceánico en el Departamento Jáchal, Provincia de San Juan, ha despertado el interés de estudiar los recursos del área; teniendo en cuenta que eran territorios carentes de vías de comunicación en el pasado y por consiguiente con un nivel de estudio y conocimiento bajo. Las ventajas logísticas de esta obra alientan la identificación de materias primas naturales con potencial aplicación industrial. Las arenas minerales han cobrado en los últimos tiempos un particular interés por su creciente aplicación por ejemplo
122
en la industria petrolera en la técnica de “fracking” o fracturamiento hidráulico. A partir del conocimiento geomorfológico de la región, se han seleccionado áreas para la realización de muestreos de los cuerpos sedimentarios arenosos o areniscas con el fin de su caracterización. (Ver Figura 1). Metodológicamente el estudio ha comprendido distintas etapas y tareas cuyos aspectos metodológicos particulares se describen a continuación; juntamente con los resultados de cada una de las tareas.
Figura 1: Unidades Geomorfológicas y muestreo en el área de estudio RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Caracterización geológica y geomorfológica del área.
La geomorfología es esencial en el análisis de las unidades de paisaje y posee un rol estructurador, ya que el área de estudio presenta una importante variedad de relieves y formas. Como partida se utilizó el sistema de clasificación de Zinck (1988)[1], propuesto por Barreda Cano et. al. (1996)[2]. Este sistema se basa en un criterio jerárquico, que tiene 6 niveles con diferentes niveles de abstracción. El nivel 4 corresponde a la categoría de Grupo cuyo concepto genérico es el paisaje que corresponde a nivel conceptual a un “área caracterizada por la repetición de tipos de relieve similar o por una asociación de relieves diferentes, como por ejemplo montañas, valles, pie de monte o bajada pedemontana”. Así se relacionó las Unidades de Paisaje elaboradas a partir de la geomorfología, y su asociación a la textura de los suelos aportada por Varela y Puertas (2005)[3], en base al análisis de suelos en función de las características texturales, definidas en la clasificación de Storie (1970)[4], para las
XIII Jornadas Argentinas de Tratamiento de Minerales. Mendoza, Argentina. (2016)
123
fracciones finas y la de Etchevehere (1976)[5], para las fracciones de suelos con tamaños mayores a 2mm. El resultado de la caracterización se muestra en la Tabla 1 mayores detalles sobre la unidades geomorfológicas identificadas pueden analizarse en Soria et. al. 2014[6]
Tabla 1: Unidades de Paisaje asociada a textura superficial. Fuente: 1. Soria et. al (2014); 2. Varela y Puertas (2005) en base a Storie (1970) y Etchevere (1976).
Unidades De Paisaje 1 Textura de suelos superficial 2
Lomas Sedimentarias del Terciario Rocas sedimentarias clásticas Piedemonte de Lomas
Sedimentarias del Terciario.
Suelos pedregosos, guijarrosos y gravillosos con matriz de textura gruesa y media.
Montaña Sedimentaria del
Paleozoico Rocas sedimentarias químicas y clásticas
Planicie Aluviales Actuales Suelos con grava. Suelos de textura gruesa (arena gruesa a media) y de textura media (franco areno limoso)
Montañas Metamórficas Rocas metamórficas e ígneas.
Piedemonte montañas metamórficas Suelos pedregosos y guijarrosos, con matriz de textura gruesa.
Montaña Sedimentaria del
Carbónico - Triásico Rocas sedimentarias clásticas e ígneas.
Piedemonte de Montaña Sedimentaria del Carbónico - Triásico
Suelos pedregosos y guijarrosos, con matriz de textura gruesa.
Salitrales
Suelos de textura media (arenas finas y franco areno limosas) y de texturas pesadas (limo arcillosos y arcillosos).
Eflorescencias salinas.
Humedales Suelos de textura media (arenas finas y franco areno limosas)
Médanos Suelos de textura media (arenosa y franco areno limosa).
Planicie aluvial Río Bermejo Suelos con grava. Suelos de textura gruesa (arena gruesa a media) y de textura media (franco areno limoso)
Abanico Aluvial Río Huaco Suelos con gravas y arenas. Suelos de textura limosa y arenas finas.
Abanico Aluvial –Cultivado Suelos con gravas y arenas. Suelos de textura limosa y arenas finas.
A fin facilitar la identificación de unidades geomorfológicas/geológicas portadoras de niveles arenosos, se llevó a cabo un procesamientos digital de imágenes satelitales, mediante el uso de imágenes hiperespectrales ASTER correspondientes al VNIR (Infrarrojo cercano) y al SWIR (Infrarrojo medio). Los trabajos de procesamiento, fueron correlacionados con las cartas geológicas del Servicio Nacional de Geología y Minería (Segemar) 1:200.000 y 1:250.000. La clasificación supervisada fue el proceso que respondió más eficientemente a los requerimientos del proyecto. Se aplicó el índice de discriminación de cuarzo (QI = E11 * E11 / E10 * E12) propuesto por Ninomiya, (2002) en Marqueti (2005:36)[7], para la identificación de sedimentos ricos en este mineral. Mayores detalle de la metodología empleada pueden consultarse en Soria, et al. 2015[8].
Muestreo
Se obtuvieron 7 muestras representativas de las unidades mapeadas, con un peso de aproximadamente 1Kg cada una. Las mismas fueron lavadas con agua destilada con el fin de
124 eliminar las impurezas orgánicas presentes. Análisis Granulométrico
El tratamiento de las muestras en laboratorio tuvo una primera instancia de clasificación granulométrica mediante un separador mecánico, con una serie de tamices cumpliendo normas ASTM (American Society for Testing Materials). La serie utilizada fue: #16, #30, #50, #100, #140, #200 y #-200. Por el alto contenido de material fino, y para lograr una mejor caracterización de las muestras también se realizó un análisis utilizando el instrumento SediGraph III, el cual analiza partículas finas mediante procesos de sedimentación (fase húmeda). En la Tabla 2 se visualiza la participación en peso de las distintas fracciones en el contexto del peso total de la muestra estudiada y la descripción geológica general de la unidad a la que pertenece.
Tabla 2. Características granulométricas generales y unidades geológicas de las muestras.
Muestra Mallas # Peso Retenido Peso Total Geología 1 16 30 50 100 140 200 -200 25,843g 7,695g 12,788g 16,401g 7,367g 7,484g 23,00g 100,55
Edad: Cuaternario (Pleistoceno)
Unidad Orográfica: Piedemonte Sierra de Valle Fértil. Formación: Piedemonte Antiguo, sobre conos de
deyección de la Sierra de Valle Fértil. Litología: sedimentos compuesto por clastos de conglomerados, areniscas (esquistos micáceos, anfibolitas,
etc.) y arenas gruesas a finas inconsolidados.
2 16 30 50 100 140 200 -200 15,604g 15,855g 33,127g 23,127g 4,781g 2,713g 3,748g 98,92
Edad: Cuaternario (Pleistoceno)
Unidad Orográfica: Piedemonte Sierra de Valle Fértil. Formación: Piedemonte Antiguo, sobre conos de
deyección de la Sierra de Valle Fértil. Litología: sedimentos compuesto por clástos de conglomerados, areniscas (esquistos micáceos, anfibolitas,
etc.) y arenas gruesas a finas inconsolidados. Predomina, por su cercanía abundante material metamórfico.
4 50 100 140 200 -200 21,060g 37,658g 16,386g 14,312g 89,4
Edad: Cuaternario (Holoceno).
Unidad Orográfica: Piedemonte Sierra de Valle Fértil. Formación: Abanico Aluvial distal, de Agua de la Peña. Litología: Sedimentos compuestos por alto predominio de
arenas medianas a finas. Fanglomerados y conglomerado inconsolidados. 5 50 100 140 200 -200 2,489g 38,956g 24,374g 13,801g 18,154g 97,75
Edad: Cuaternario reciente. Unidad Orográfica: Valle de Bermejo Formación: Planicie aluvial actual del río Bermejo.
Litología: arenas finas, limos y abundante arcilla.
6 50 100 140 1,865g 74,435g 12,418g 96,46
Edad: Cuaternario (Holoceno) Unidad Orográfica: Valle de Bermejo
XIII Jornadas Argentinas de Tratamiento de Minerales. Mendoza, Argentina. (2016) 125 200 -200 5,960g 1,801g
Litología: arenas finas, arenas limosas y limos.
7 30 50 100 140 200 -200 7,276g 41,594g 25,774g 6,409g 4,749g 13,250g 99,02
Edad: Terciario (Neógeno). Unidad Orográfica: Precordillera Oriental. Formación: Río Jáchal (Grupo Portón Grande). Litología: sedimentitas estratificadas, formadas por
areniscas finas, limolitas y conglomerados, con intercalación de tobas en la base.
Análisis Mineralógico
Todas las fracciones granulométricas obtenidas fueron analizadas mineralógicamente a través de la observación microscópica estereoscópica (Leica S6D objetivo 1x, y microscopia de luz transmitida obtenida de un microscopio óptico (marca Leica DM 2700 P), Técnica de líquido de inmersión de grano suelto).Se determinó además cualitativamente la redondez de las partículas minerales, por comparación con patrones visuales.
Resultados del análisis mineralógico de las muestras
El análisis en el microscopio y con el apoyo de la lupa binocular confirma que la mineralogía existente en la generalidad de las facies arenosas estudiadas, están constituidas por componentes variados, en su mayoría por siliciclásticos. Entre los componentes más frecuente es el cuarzo (variedad cristalina de tipo hialina y lechosa). En general, el porcentaje de cuarzo hialino es mayor en comparación con el del cuarzo lechoso. Los correspondientes a los tipos hialinos, predominaron los incoloros y en menor cantidad los rosados translúcidos. Con respecto a los de tipo lechoso, prevalecieron los tonos blanquecinos, amarillentos y pardos. Algunos individuos de cuarzos de tipo lechosos se encontraron parcialmente recubiertos por pátinas ferruginosas. Los granos de cuarzo en general, se manifestaron de formas angulosas a redondeadas y sub redondeadas; los hialinos fueron los que presentaron mejor esfericidad que el resto. En menor proporción se observó la presencia de fragmentos líticos, de diferentes tamaños, que corresponden a rocas metamórficas como filitas, anfibolitas y esquistos cuarzo- micáceos. Todas las muestras estudiadas, manifestaron efervescencia al agregado del ácido clorhídrico, indicando el contenido de material fino de composición carbonática adherido a los granos minerales que la componen.
Tabla 3. Análisis mineralógico de las muestras de arenas (M1-M2-M3-M4-M5-M6-M7) correspondiente a la malla -70+100#.
MUESTRA M1 % MUESTRA M2 % MUESTRA M4 % MUESTRA M5 %
Cuarzo hialino 52 Cuarzo hialino 35 Cuarzo hialino 50 Cuarzo hialino 54
Cuarzo lechoso 28 Cuarzo lechoso 25 Cuarzo lechoso 36 Cuarzo lechoso 38
Fragmentos
líticos 13 Fragmentos líticos 33 Fragmentos líticos 4
Fragmentos
líticos 2
Minerales
micáceos 7 Minerales micáceos 7 Minerales micáceos 4 Micas 6
Minerales
carbonáticos 6
MUESTRA M6 % MUESTRA M7bis % MUESTRA M7 %
126
Cuarzo lechoso 63 Cuarzo lechoso 25 Cuarzo lechoso 40
Micas 6 Fragmentos líticos 11 Fragmentos líticos 6
Minerales micáceos 1 Micas 4
Minerales
carbonáticos 7
CONCLUSIONES
Se han caracterizado mineralógicamente los depósitos arenosos en el contexto del corredor Bioceánico en el Departamento Jáchal, Provincia de San Juan. Las arenas provienen básicamente de litologías metamórficas (Sierra de Valle Fértil) al este y por rocas sedimentarias de Precordillera al Oeste. Las muestras analizadas presentan altas concentraciones de cuarzo, la que aumenta conforme disminuye la granulometría. Secundariamente las muestras se caracterizan por la presencia de fragmentos líticos, micas, y partículas de caliza (reacción al HCl).
BIBLIOGRAFÍA
1. J. A. Zink. “Phisiography and soil. Soil survey course”. ITC. Enschede, the Netherlands. 156 pp. 1988
2. J. I. Barreda Cano; J. Bosque Sendra. “Delimitación de unidades homogéneas del relieve a partir de un modelo digital de elevaciones”. Estudios Geográficos. 225, 615- 643. 1996.
3. S. I. Varela, M. C. Puertas. “Capítulo: Geomorfología y Suelos”. En: Z. García, S. G. Ortiz. Informe: Proyecto La Desertificación en el Valle del Río Bermejo y Área de Influencia. Potencialidades en el Marco de una Planificación del Desarrollo Humano Sustentable. Primera Etapa Sector Norte. Facultad de Ciencias Sociales, Universidad Nacional de San Juan. 2005.
4. R. Storie. “Manual de evaluación de suelos”. México: Unión Tipográfica Editorial
Hispanoamericana (UTHEA). 1970.
5. P. Etchevere. “Normas de reconocimiento de suelos”. INTA, San Juan. 1976
6. M. V. Soria, S. I. Varela, M. A. Matar, M. E.Romero, M. C. Puertas. “Unidades de paisaje, en
un sector del Corredor Bioceánico. Departamento Jáchal. San Juan”. (U. d. Bio, Ed.) Revista Tiempo y Espacio. 31, 99-128. 2014
7. C. Marqueti. “Metodología y análisis de imágenes ASTER para la exploración mineral en un
sector de la Cordillera de Colangüil, San Juan, Argentina”. En: Contribuciones Técnicas. Proyecto Geosat-AR. AnalesSEGEMAR-JICA. 41 , Buenos Aires. 2005
8. M. V. Soria, A. Arroqui, S. I. Varela, M. C. Puertas, M. E. Romero. Aplicación de geotecnologías para la delimitación y análisis de fuentes de arenas en el Valle del Bermejo. Actas Congreso Latinoamericano de Ingeniería y Ciencias Aplicadas a la Industria – CLICAP, ISBN: 978-987-575-119-4. San Rafael, Mendoza. 2015.
XIII Jornadas Argentinas de Tratamiento de Minerales. Mendoza, Argentina. (2016) 127-132
127