El fenómeno de generación de drenaje ácido de roca (ARD) ocurre naturalmente, principalmente por la exposición y oxidación de minerales sulfurados en el tajo abierto, con la subsiguiente generación de drenaje ácido y lixiviación de metales pesados asociados. En esta investigación se obtienen resultados relacionados con la caracterización del potencial de generación de acidez (PGA) de las diferentes litologías de los afloramientos y su posible generación y afectación en los sistemas hidrológicos e hidrogeológicos de la zona.
Introducción
Sin embargo, no existen estudios detallados sobre este tema en el área de estudio, así como los autores de muchos de los casos de DAM, debido a los altos porcentajes de explotación minera ilegal en Colombia, lo que genera una incógnita sobre quién debe hacerse cargo de este entorno. . obligación (Arismendy, 2020). Esto se hizo en base a la caracterización y análisis mineralógico detallado de muestras representativas de diferentes litotipos colectadas en campo para conocer su comportamiento geoambiental en el área de estudio, proponiendo estrategias para prevenir y mitigar el potencial de este posible fenómeno en el área.
Generalidades
Pregunta de investigación
En Colombia, DAM se ha presentado y demostrado principalmente en la minería del carbón y el oro, en los yacimientos actualmente explotados en los departamentos del Cesar y La Guajira (Peña & Pérez, 2009). Además, existe un registro de manifestaciones de drenaje ácido en la mina de esmeraldas Divino Niño en Quípama-Boyacá, donde se encontró una transformación física, química y biológica del drenaje al interior de la mina, provocando la acidificación del agua (Nieves & Solano, 2017).
Hipótesis
Con base en lo anterior, se desarrolla este proyecto para analizar la posible ocurrencia de drenaje ácido de roca (ARD) en las diferentes formaciones geológicas que sobresalen en la zona oriente del Municipio de Titiribí, debido a que afecta las condiciones climáticas. condiciones (temperatura y precipitación) para que los minerales con potencial para generar acidez se oxiden. De lo contrario, se estima que no existen drenajes ácidos de roca en el área.
Objetivos
- Objetivo general
- Objetivos específicos
Zona de estudio
- Localización
- Clima
- Geología regional
- Geología local
- Diorita de Pueblito
- Formación Amagá
- Formación Combia
- Formación Quebradagrande
- Grupo Ayurá-Montebello
- Rocas hipoabisales
- Geomorfología
- Hidrografía
- Cuenca del río Cauca
- Subcuenca quebrada Sinifaná
- Subcuenca quebrada Amagá
El Batolito Antioqueño, ubicado al norte del área de estudio, probablemente esté asociado a este evento y al magmatismo ocurrido durante el Cretácico (Henao, 2012). Tiene una dirección N-S aproximada y está delimitada por la Falla de Quirimará, que la separa por el norte y centro de la Falla de Sabaleta y la Heliconia Gabro y por el sur de las rocas sedimentarias de la Formación Amagá (Flórez & Valencia, 2006).
Marco conceptual
Meteorización
- Perfil de meteorización
Drenaje ácido
19 La primera reacción en la Figura 2 muestra la ecuación básica para la oxidación de la pirita, donde los sulfuros reaccionan con el oxígeno y el agua para formar sulfato (sales), hierro ferroso e iones de hidrógeno libres. Allí interviene un factor biológico importante, a saber, bacterias como Acidithiobacillus ferrooxidans, que derivan su energía metabólica de la oxidación ferrosa a hierro férrico y pueden acelerar la velocidad de reacción en muchos órdenes de magnitud con respecto a los índices abióticos (Nordstrom, 2003). Luego aparece la segunda reacción en la Figura 2, que muestra la reacción del hierro ferroso con oxígeno para formar hierro férrico.
Es importante mencionar que algunos cationes férricos que no precipitan en solución pueden actuar como oxidantes, reemplazando al oxígeno y ayudando a catalizar la oxidación de la pirita para formar nuevamente iones de hierro, sulfato e hidrógeno. Aunque la pirita es, con mucho, el sulfuro dominante responsable de generar acidez, diferentes depósitos minerales contienen diferentes tipos de minerales de sulfuro. Como regla general, los sulfuros de hierro (pirita, marcasita, pirrotita) y las sulfosales (por ejemplo, la enargita) generan ácido cuando reaccionan con el oxígeno y el agua.
Los sulfuros con una proporción de metal a sulfuro = 1 (p. ej., esfalerita, galena, calcopirita) generalmente no producen acidez cuando el oxígeno es el oxidante. Por lo tanto, el potencial de generación de ácido de un depósito mineral o de un desecho minero generalmente depende de la cantidad de sulfuro de hierro presente. 1997) hacen una clasificación del drenaje de mina a partir del pH y el contenido de oxígeno y metales pesados y lo clasifican en 5 tipos, que se muestran en la Tabla S1.
Métodos
Fase 1
- Revisión bibliográfica
- Etapa de campo
- Caracterización mineralógica
- Diagramas Deere & Patton
- Sistemas de información geográfica (ArcGis)
- Hidrología
Se utilizó un método descriptivo, basado en el examen de diversos elementos geológicos, donde se recolectaron datos tectónicos, petrográficos, hidrogeológicos y mineralógicos con el fin de analizar y obtener un panorama generalizado del área de estudio y así evaluar el potencial de generación de drenaje ácido y su impacto en el medio ambiente. Se realizaron dos recorridos de campo donde se recolectaron 20 muestras a lo largo de las vías Medellín-Titiribí y Medellín-Bolombolo. Cuando se tomaron muestras del área de estudio, se realizaron pruebas de ácido clorhídrico (HCl) y peróxido de hidrógeno (H2O2) para ver su reacción y comprobar la presencia de carbonatos y pirolusita respectivamente.
Cabe señalar que el análisis con (H2O2) es un indicador de la presencia de óxidos de manganeso, p. 22 meteorización de muestras y es posible determinar si reaccionan al contacto con ácido. Posteriormente, las muestras fueron trituradas y tamizadas a malla 50, 100 y 200 para realizar una caracterización mineralógica detallada de cada una de ellas en un estereoscopio.
Para clasificar las rocas meteorizadas, Deere & Patton (1971) sugieren un perfil típico para suelos tropicales (Tabla S2), donde los límites entre horizontes generalmente no son muy claros. Se realizó una serie de mapas (geológicos, de pendiente y de drenaje) para determinar la distribución espacial de las muestras con y sin acidez y su posible extensión dentro del área de estudio.
Resultados
- Rocas sedimentarias (Formación Amagá)
- Rocas ígneas (Diorita de pueblito y Rocas hipoabisales porfídicas)
- Rocas metamórficas (Grupo Ayurá-Montebello)
- Propuesta metodológica enfocada en determinar el potencial de acidez en cuencas
- Columna estratigráfica de la Formación Amagá
- Perfiles de meteorización
Además, tienen un bajo contenido de cuarzo y ambos reaccionan fuertemente al peróxido de hidrógeno (H2O2), que, como se mencionó anteriormente, es un indicador de la presencia de pirolusita. La propuesta metodológica preliminar se realizó en base a criterios como la información de los puntos de muestreo tomados en campo y el posterior análisis estereoscópico de las muestras, los perfiles de meteorización examinados en campo, las pendientes y drenajes del área. Para definir las pendientes en el mapa del área de estudio, Regmi et al.
27 Posteriormente, se realizó una superposición de la red de drenaje, con lo cual se pudo demostrar un patrón de drenaje paralelo-subparalelo. 45' 53'' O, sobre las rocas sedimentarias de la Formación Amagá para caracterizar de manera preliminar y cualitativa el potencial de generación de acidez. 29 simbología, interpretación fotográfica y descripción según la geología del área, para confirmar la información obtenida en la columna y en el análisis mineralógico de las muestras de cada litología.
La recolección de información se realizó en los taludes expuestos a caminos y diversas construcciones del área y sirven de soporte para la clasificación mineralógica presentada en las Figuras S2-S9, mostrando material parental que no se pudo observar en estos perfiles. En general, la meteorización en los 3 casos oscila entre I-A-II-A, con fuerte evidencia de descomposición del material original y los efectos de la meteorización química creada por los cambios de temperatura y precipitación en el área y la meteorización física cuando se expone. al clima
Discusión
- Caracterización cualitativa y semi cuantitativa del potencial de generación de acidez
- Factores que controlan la generación de DAR
- Impacto en los cuerpos de agua
- Medidas de control y mitigación de impactos
31 El potencial de generación de acidez (PGA) (Cuadro 1) de las rocas estudiadas se determinó con base en la mineralogía previamente analizada para obtener un enfoque cualitativo y semicuantitativo. Improbable: La única roca clasificada con la categoría de improbable es la lutita abigarrada debido a la presencia de carbonatos, sin evidencia de sulfuros, como se muestra en la Tabla S3. Incierto: Las rocas en la categoría Incierto son sublitosareniscas porque tienen carbonatos y sulfuros en proporciones similares a las que se muestran en la Tabla S3.
Además, la actividad bacteriana también tiene un efecto al actuar como catalizador en la reacción que conduce a la formación de DAR. Mineralogía: El área de Titiribí tiene una mineralogía muy diversa, como lo demuestra la presencia de diferentes tipos de rocas sedimentarias, ígneas y metamórficas (Figuras S2-S9). Sin embargo, esto no es algo que se pueda ver a simple vista, pero teóricamente el entorno es óptimo para esta zona.
Este es el caso de estaciones como AJ15 y AJ16 en la zona este, ubicadas en pendientes entre 40°. Debido a que, entre otras cosas, ya se desarrollan actividades de minería y construcción en la zona, y además existen áreas oxidadas expuestas, se deben implementar medidas correctivas para minimizar el posible impacto en los ecosistemas con el fin de limitar la formación de DAR.
Conclusiones
Asimismo, evitar la exposición de rocas en áreas con potencial de PGA puede ser un buen método de control y prevención a medio plazo. Cabe recalcar que esta es una aproximación preliminar y teórica, pero sirve como indicador en áreas que pueden comenzar a presentar un problema de acidificación y lixiviación de metales en el mediano-largo plazo.
Recomendaciones
Realización de modelos geoambientales con el fin de proporcionar una base para comprender e interpretar los procesos ambientales asociados con los depósitos minerales. Se trata de evaluar los posibles efectos y establecer medidas ambientales preventivas y mitigadoras.
Plan de Ordenamiento y Manejo de la Cuenca Quebrada Sinifaná, Municipios de Caldas, Amagá, Fredonia, Venecia y Titiribí. Caracterización geoquímica del drenaje de roca ácida natural con agua fría en el depósito Zn–Pb XY, Yukon, Canadá. Estudio geológico del Terciario Carbonífero de Antioquia en la parte occidental de la Cordillera Central de Colombia: Berlín, Verlag Von Dietrich Reimer (Ernst Vohsen), 361 p.
Estratigrafía y petrografía de areniscas de la secuencia Arroyo La Naranjala, municipio Fredonia, Miembro Inferior de la Formación Amagá. Recuperación de paleoextensiones del sistema de fallas Cauca-Romeral en el sector norte de la Cuenca de Amagá, entre los municipios de Titiribí y Quebrada Sinifaná. Mejora pasiva del drenaje ácido de roca: uso potencial de arcilla alcalina, relación de mezcla óptima e impactos a largo plazo.
A Review of Acid Mine Drainage at the Source: Control Strategies.” Acid Mine Drainage: Control and Treatment, Morgantown, WV, University and the National Mine Land Reclamation Center, p. Evaluation of genetic toxicity induced by acidic coal mine drainage on fish fauna of Simsang River, Garohills, Meghalaya, India.
Anexos
