ALGUNAS GUIAS PARA LA EXPLORACION DE DEPOSITOS DE LATERITAS NIQUELIFERAS
Ananda K . C h akrabarti* RESUM EN
La s la te rita s n iq u e lífe ra s se form an por m eteoriza c ión norm al de rocas u ltra m á ficas en dos tipos distin tos de am bientes g e o ló g ic o s : aqu ellas fo r madas sobre ro ca s u ltra m á ficas em p lazadas m ecánicam ente y aqu ellas form adas en cim a de roca s u ltra m á fic a s que se intruyeron como fundidos. Desde e l punto de vista fís ic o -q u ím ic o se distinguen tre s zonas dentro del p e r fil v e r tic a l a s í: (a) zona de lim on ita lix iv ia d a , que se encuentra muy c e rc a de la s u p e rfic ie , (b) zona de oxidación y (c ) zona de s a p r o li- to.
Sedim entos a ctivos y su elos res id u a le s pueden s e r usados ventajosam ente en m étodos de exp lora ción geoq u ím ica. Entre los m étodos g e o fís ic o s son muy usados lo s m étodos a e ro -m a g n é tic o s , de m agnetom etría t e r r e s t r e y
de re s is tiv id a d e lé c t r ic a . E l m étodo s ís m ic o se em p lea en la d e te r m i
nación de la profundidad de la roca in alterad a. R e g is tro s de actividad
nu clear y sen so res rem otos son tam bién a m p lia m e n te. u tiliza d os. E l c o lo r del su elo, la vegetación y la oc u rren c ia de co n crecion es se usan como p rin c ip a les guías de ex p lora ción en d epósitos de la te rita s ni* que life ra s .
A B S T R A C T
L a te rit ic n ickel d e p o s its , fo rm ed by n orm al w athertng o f the u ltra m a fic ro c k s , can be divided into two distin ct g e o lo g ic a l en viron m en ts: those fo rm ed o v e r the u ltra m a fic s by m echanical em placem ent and those f o r med on top o f the u ltra m a fic ro c k s , which they intrude as m e lts . F rom the p h ysiqp -ch em ica l point o f vie w three zones be distinguished within the v e r tic a l p r o file s : (a) leached lim on ite zon e, encountered v e ry clo se to the su rfa ce , (b) oxidation zone and (c ) sa p rolite zone.
In geo c h em ic a l ex p lo ra tio n , stream sedim en ts and residu al s o ils can be
s u ccessfu lly em p loyed . Am ong the geop h ysical methods, the a e r o m a g
-* . Ingeom inas, A partado A é r e o 4653- M e d e llin , Departam ento de Cien
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-netics ground m agn etom etry and e le c t r ic a l r e s is t iv it y a re most co m m o-
ly used. The s e is m ic method is used in determ in in g the depth o f the
unaltered ro ck , n u clear loggin g and rem óte sensing a re a lso w id e ly uti- liz e d .
Soil co lo u r, vegetation and co n cretion s a re used as prin cip a l guides in the explora tion o f the la te rit ic n ick el d e p os its .
I . - IN TRO D U C CIO N
L a m a yoría de los d epósitos de níquel en e l mundo, y de hecho la s r e s e rv a s , corresponden a la te rita s n iq u e lífe ra s . Estas se form an p or m e* teo riz a c ió n de roca s u ltra m á fic a s y se loc a liz a n principalm ente en c l i
m as tro p ic a le s o su b trop icales de a lta p re cip ita ció n . En casos r a r o s ,
se hallan también depósitos de es te tipo en zonas tem pladas. L a d is t r i bución g e o g rá fic a mundial de la s la te rita s n iq u e lífe ra s es muy a m p lia. Existen depósitos en A fr ic a , A lb a n ia, A u s tra lia , B r a s il, C olom bia , Cu ba, Estados Unidos, G re c ia , G uatem ala, India, Indonesia, Nueva C a le - donia, F ilip in a s , P u erto R ic o , República D om inicana, URSS, V en ezu ela
y Y u g o e sla via . Algu nos de los m a y o re s p ro ye cto s de d epósitos la t e r ít i-
co s de níquel d e s a rro lla d o s so n : (1) G re e n v a le , A u s tra lia ; (2) R io Tuba, F ilip in a s; (3) E x m ib a l, Guatemala y (4) Su alw esi, Indonesia.
En los ú ltim os artos e l re ta rd o en e l d e s a r ro llo de muchos de lo s depó sitos conocidos se ha debido en gran p a rte , a la dism inución de la d e manda y a la su perprodu cción, e l in crem en to en las in v ersio n es de lo s p royectos y su m in istros e n e rg é tic o s inadecuados e in crem en tos en e l eos to de lo s m ism o s . Sin em b a rgo, se anticipa que con una demanda de níquel m ás alta en e l futuro, e l increm ento de p re c io s e rá s u fic ie n te mente alto para ju s tific a r grandes in v e rs io n e s e in ic ia r op era c ion e s en o tro s depósitos de la te rita s n iq u e lífe ra s en e l mundo.
I I . - GEO LO G IA
L a m e teo riza c ió n de ro c a s u ltra m á ficas ta le s como p e rid o tita s, dim itas y serpen tinitas produce la te rita s n iq u e lífe ra s . Algunas de es ta s ro c a s u ltra m á fic a s se presentan com o cin tu rones o fio lític o s continuos. L a t e r i tas n iq u e lífe ra s form adas sobre ta le s r o c a s p a ren ta les se encuentran en e l borde norte de la placa del C a r ib e , adyacentes a la depresión de Caymán y la fosa de P u erto R ic o , con depósitos tan fa m osos com o E x m ibal y Buena V ista en Guatem ala. Moa B ay y N ic a ro en Cuba, F a lc o n - brid e en Repú blica Dom inicana y Guanajibo en Pu erto R ic o . En e l lado m erid io n a l de la placa del C arib e se encuentran los dep ósito s de Lom a de H ie rro en V en ezu ela y C e r r o M atoso en C olom bia (F igu ra 1). L a s ro ca s p a ren tales están ca s i in varia b lem en te m ilon itiza d a s p o r e f e c tos de tectónica r e g io n a l y lo c a l y su em p lazam ien to m ecán ico se e v i
-l e s de pos i t a s de l a t e r i t a s ní quel i* f era s r e l a c i o n a d a s a l a t e c t ó n i c a de p l a c a s en el C a r i b e o de B o w i n , 1. 976 )
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-dencia p or la p resen cia de contactos e s tru ctu ra les . L a s la te rita s fo rm a das sobre estas ro c a s u ltra m á ficas altam ente fracturadas exhiben contac tos muy irre g u la r e s tanto en los n iv e le s su p e rio re s com o en lo s in fe rio
r e s . E l alto grad o de fra ctu ra m ien to da a la ro ca mucha p e r m e a b ili
dad, facilitan do la penetración en profundidad de soluciones la te riz a n te s que prom ueven la lix iv ia c ió n y e l en riq u ecim ien to secundario de níquel. Muchos de los depósitos son geológicam en te jó v en e s. P o r lo tanto, depó sitos co n sid erab les pueden fo rm a rs e en p eríodos de tiem po rela tiv a m e n te c o rto s .
Una gén esis d iferen te puede a trib u irse la fo rm a ción de la te rita s n lq u e lí- fe ra s a p a rtir de intrusiones u ltra m á ficas en masas continentales In yec tadas como fundidos, que son p o steriorm en te la te riz a d a s y en riqu ecid as en níquel. Sulfuros de cobre y níquel se concentran en acum ulaciones de líquidos in m isc ib le s en depósitos de su lfu ros y están comúnmente a socia
dos a e s te tipo de in tru sion es. C asi nunca, la fra ctu ra ción o la tritu ra
ción acompartan e l em p lazam ien to de esta s ro c a s . P o r eje m p lo , en los depósitos c re tá ce o s de Santa F é , B r a s il, un pequeflo stock de dunita in- truye lo s n eises g ra n ítico s y está bordeado por p e rid o tita , p irox en ita , gabro y d io rita , indicando que esta s roca s se fo rm a ron por a sim ila c ió n
p a rcia l d el n eis. L a s la te rita s y zonas en riqu ecid as en níquel en esta s
roca s son u n iform es y los contactos en tre lo s d epósitos la te rít ic o s y lo s
cuerpos u ltra m á ficos in fra yacen tes son generalm en te re g u la re s . Como
en e l eje m p lo a n te rio r las intrusiones están expuestas a la m e te o r iz a - ción durante un períod o muy la rg o de tiem p o, gru esa s capas de ro.cas la te riz a d a s se encuentran frecu entem en te s o b r e .lo s depósitos de níquel. E stos d epósitos se ca ra c te riza n p o r la u niform idad en su concentración y com p osición , a s í como por sus e s p e s o re s co n sid era b les .
L a form ación de la te rita s n iq u e lífe ra s se debe prin cipalm en te a la e x is tencia de con cen tracion es de níquel en ro ca s u ltra m á fic a s (0.2 a 0.3% de N i).
El contacto con aguas m ete ó ric a s descen d en tes, lix iv ia e l níquel, p ro - luciéndose más tarde su re p re c ip ita c ió n en la zona de en riq u ecim ien to , :uyo contenido comúnmente e s 10 ó 20 ve c e s m ás alto que e l o r ig in a l, M ientras m agnesio y s ílic e son tam bién lix iv ia d o s y lle v a d o s a n iv e le s n fe r io r e s , gran parte del h ie rr o perm an ece como acumulación residu al
•n la parte p o s te rio r. Debido a la lix iv ia c ió n y re -p re c ip ita c ió n se fo r -
nan tre s zonas d istin ta s: (a) zona lix iv ia d a o de lim o n itiza ció n (b) zona ie óxidos de h ie rro o de tra n sición y (c) zona s a p ro lític a o de g a rn ie rita
Figura 2 ). E l e s p e s o r m áxim o de cada zona puede a lca n za r hasta 30 m.
Jsualmente cada una de e lla s puede s e r extrem a da m en te delgada y a ve
:e s alguna puede e s ta r ausente. L a a soc ia c ión c o b re, cobalto y c rom o
L £ Y E N O A ! • • • I -• Z » « « « • llm o lt lio c ló ft !••• 2 - I * « « 4« Irottlclon X »M 3 -■ I * « « 4 « g a m lt r lla ---Ml • <.I « ~3 % — ■ ■ — C» • O S • .0 S % --- --- M «0 • < 1 • > 3 0 % --- I I 0 | * < X • > 4 0 % P * ■ 40 • 6 0 % Ifttrtm «a! » < «l c o n i» n i 4 » ■ • l a l l e « F » , O , > 3 » F . , 0 , • 22 P«,0,< 22 • F ig . 2 -• C o m p o s ic io n q u ím ic a dt l os i o n o s l a t e n t i c o s ni qu• I í f e r a *
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-La zona lix iv ia d a norm alm ente no contiene en riq u ecim ien to alguno de níquel y e3tá compuesta fundamentalmente de acum ulaciones res id u a
les de h ie rro y óxidos de alum inio (ganga). O xidos de h ie rr o granu
la r dan a la zona una co lo ra c ió n en tre café oscu ro y r o ja . L a zona in frayacen te de óxid os de h ie rr o es quím icam ente s im ila r a la zona de
lix iv ia c ió n . L a concentración de níquel lle g a a se r sign ifica tivam en te
im portante en profundidad donde hay d e c rec im ien to en e l contenido de óxidos de h ie rr o e in crem en to de óxid os de m agnesio.
L a textura o r ig in a l de la roca no se ve en esta zona pues ha sido pa_r cialm ente destru id a. .El c o lo r de la zona va cía de ro jo a c a fé . El s a - prolito o zona de g a rn ie rita , norm alm ente contiene la más alta co n centración de n íqu el, con un contenido prom edio que exced e e l 2% de
N i. Quím icam ente la zona se c a r a c te r iz a por humedad alta (50% por
p e so ), alto contenido de óxid o de m agn esio y baja p rop orción de óxid os
de h ie rro (norm alm ente 20%). D entro de e lla se pueden h a lla r bloques
redondeados 'le ro c a s u ltra m á fic a s muy a lte ra d o s.
E l c o lo r va ría de a m a rillo parduzo a g r is v e rd o s o , siendo e s te últim o debido a la concentración de g a rn ie rita .
I I I . - METODOS DE E X P L O R A C IO N A . - GEO Q U IM ICO .
L a exp lora ción geoqu ím ica de d epósitos ia te rític o s de níquel e s muy ventajosa debido a que la m e te o riz a c ió n res id u a l asociada a la fo rm a ción de estos d e p ós ito s, lib e ra y concentra un número im portante de
elem en tos tra z a s . En p a rtic u la r, níquel y cro m o y en m enor grado
cobalto y cobre pueden u sarse com o m in e ra le s in d ica dores fa v o ra b le s , en vista de su concentración anómala en lo s su elos res id u a le s c e r c a nos a la s u p e rfic ie .
E l c rom o a p a rece como c ro m ita y com o sustituto iónico en c lo r it a . E l cobalto es ta ría a sociad o con m in e ra le s de m agnesio o s e ría sustituido en la estru ctu ra r e tic u la r de la m o tm o rillo n ita , geothita y serpen tin ita . E l cobre se presen ta com o c a lc o p irita en las r o c a s fr e s c a s y podría e s ta r asociado p a rcia lm en te con m a teria orgá n ica .
M étodos de m u estreo de sedim en tos a c tiv o s (C oop e, 1958), y tam bién de suelos res id u a le s (Y a r d le y , 1958), son usados en la búsqueda de la terita s n iq u e lífe ra s .
M étodos bioqu ím icos (M ille r , 1959), son también adecuados en algunos lu ga res , tal como se ha vis to en N ueva Zelan da, donde se ha encontrado
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0,5% Ni y 0.2% C r en las cen izas de la s plantas que crecen en cim a de los su elos ric o s en níquel (D oldt, 1967), Cannon (1960), concluyó que e l notable cam bio de m o rfo lo gía en las plantas e ra ocasionado por la toxicidad d e l níquel, apareciendo con e l tiem po zonas m uertas en la s ho ja s , la s que se presentan com o manchas y flo r e s e s té r ile s sin péta los. La m ovilid ad del níquel es m oderadam ente alta, aunque está parcialm en te lim itada por la co -p rec ip ita c ió n con lim on ita , por lo cual es ideal pa
ra e l m uestreo de sedim en tos a c tiv o s . E l m u estreo de aguas naturales
p arece se r también un método útil.
C um berlidge y Chace (1968), d em ostraron que las m uestras en aguas subterráneas en los depósitos de R id d le , O regó n , tienen un m ayor con tenido de níquel que e l agua natural.
B . - GEOFISICO
L o s cuerpos u ltra m á ficos que infrayacen a los depósitos de la te rita s n iq u e lífe ra s contienen m ás m agnetita y/o p irrotin a que la s roca s circun
dan tes. P o r eso los m étodos m agn éticos son usados con éx ito para de
lim ita r á reas fa v o ra b le s , m ien tras que e l m étodo a ero -m a gn é tic o se uti
liz a en grandes á re a s cu b ierta s. T ra b a jo s más detallados se ejecutan
usando m étodos de m agnetom etría t e r r e s t r e .
L a re s istivid a d d e c re c e de la zona de lim on ita hacia la zona de g a rn ie - rita y luego se increm enta en la roca m adre inalterada. En la zona ga£ n ie rític a se presenta alta conductividad a causa de la concentración de
a r c illa . L a res istivid a d e lé c t r ic a tiene a s í mucha utilidad en e x p lo r a
ción debido a la rela ció n in d irecta entre e l contenido de níquel y la con ductividad.
Tam bién lo s m étodos s u p e rfic ia le s de re s is tiv id a d son usados conjunta mente con los r e g is tro s de r e s is tiv id a d de los pozos y pueden ayudar a d e lim ita r la profundidad y e l es p e s o r de los h orizon tes de la te rita s n i q u e lífe ra s .
L o s m étodos sís m ico s se pueden e m p le a r para d eterm in ar e l contraste de velocid ad entre la zona la te rít ic a y la roca u ltra m á fica in alterad a.
T é cn ic a s de re fra c c ió n poco profunda y reflex ió n se U6an para deterrni
nar la profundidad de la ro c a , y se han aplicado en lo s depósitos la t e r í ticos de níquel del norte de C a lifo rn ia .
M étodos de re g is tr o s de activa ción n u clear (N a rgo lw a lla & S e ige l, 1975) se usan en a n álisis "in situ " para e s ta b le c e r la distrib u ción del níquel a tra v é s d e l depósito; en otra s palabras para conocer e l tenor prom ed io. Fin a lm en te, m étodos de s e n so re s rem o to s se usan para d e lim ita r á re a s fa vo ra b le s p ara e x p lo ra c ió n , debido a que los depósitos de la te rita s n
i 23 i
-q u e lite ra s muestran c o lo re s d is tin tiv o s , tipos p a rtic u la res de vegetación y g eoform as c a r a c te r ís tic a s .
Estos c a ra c te re s son deducidos por e l a n á lis is de lo s datos de bandas e s p e c tra le s re c ib id o s de s a té lite s .
L a s im ágenes de rad ar se usan para d e fin ir am bientes fa vo ra b le s para
cinturones de ro c a s u ltra m á fic a s . Mediante im ágenes ' s id e -lo o k in g ' de
rad ar se detectan im portan tes ra s g o s g e o m o rfo ló g ic o s de lo s dep ósito s de la te rita s ñ iq u e lífe ra s .
I V . - GU IAS DE E X P L O R A C IO N A . - CO LO R D E L SUELO
E l co lo r de la zo na lix iv ia d a se usa com o la guia de m ayor utilidad en
la loc a liz a c ió n de y a c im ien tos de la te rita s n iq u e lífe ra s . Como co n se
cuencia de la concentración resid u al de óxid os de h ie rr o esta zona mués
tra comúnmente una c o lo ra c ió n en tre m arrón y r o ja . Sin em b a rg o , es
n e c e s a rio tener en cuenta que o tra s ro c a s ric a s en h ie rro con e l m ism o c o lo r, p e ro sin con cen tra cion es de n íq u el pueden s e r también la te r iz a - das.
B. - NODULOS EN L A S U P E R F IC IE D E L SUELO
Concentraciones de óxid os de h ie r r o , com o co n crec ion e s o nodulos son
de común o c u rren c ia c e rc a a la su p e rfic ie de la zona lix iv ia d a . L o s nó
dulos son duros y re s is te n te s a la m ete o riz a c ió n y se encuentran encim a
de los depósitos la te r ít ic o s . L a p re sen cia de nodulos en su elos r o jo s ,
es un buen indicador de m e te o riz a c ió n profunda, la cual o r ig in a ría im portantes zonas de en riq u ecim ie n to de níquel en profundidad.
C . - V E G E T A C IO N
L o s su cios resid u ales situados so b re los depósitos la te rític o s de níquel ca rec en de los m in e ra le s y nu trientes n e c e s a rio s para el c re cim ien to
de las plantas. Subsecuentemente, muchos de los dep ósito s soportan
tan solo h ierb as y á rb o les a tro fia d o s. A causa de la s d ife re n c ia s en
la s condiciones c lim á tic a s y en la n atu raleza de la flo ra lo c a l, se han es ta b lecid o tipos de guías de acu erdo a la s p a rticu la rid a d es d el á re a . P o r e je m p lo , m ien tras en lo s depósitos d el á re a de M oaBay, Cuba, c r e cen norm alm ente pin os, en lo s d epósitos E xm ibal G uatem ala, lo s suelos la te rít ic o s soportan á rb o les de m ad era dura de bosques llu v io s o s (B oldt, 1967). En C e r r o M atoso e x is te un á rb o l llam ado tananeo, con nú cleo mo
rad o que solo c r e c e sobre la te rita s n iq u e lífe ra s (A lv a r e z , E . com uni
cación o r a l). C am b ios en la vegetación se pueden o b s e r v a r en la fo to g ra fía s a é r e a s .
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-D .- O TR O S
(a) P re s e n c ia de roca s o fio lític a s
(b) Fractu ram ien to y tritu ración de la s roca s
(c) P re s e n c ia de ga rn ie rita y o tro s m in era les de níquel (d) M ete o riza ció n la te rític a en zonas de alta p re cip ita ció n . A G R A D E C IM IE N TO S
E stoy profundamente a gra decido con e l Doctor Eduardo A lv a re z por la re v is ió n del contenido y co lab oración en la red acción para m e jo ra r e s - . te a rtíc u lo . Este trabajo nunca se había llevad o a cabo sin la invalu a
ble ayuda de C la ra Zuluaga M . Igualm ente doy m is a gra d e cim ien tos al
P r o fe s o r Franklin O r tiz y a l D octor B ernardo C a lle por sus v a ria s su ge re n c ia s .
Este a rtícu lo se publica con la a u torización d e l D ire c to r del IN G E O M I- NAS.
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