FORMACIONES DE HIERRO BANDEADO.docx

Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco Facultad de Ciencias Naturales. Carrera de Geología Cátedra de Yacimientos Minerales

Depósitos de hierro oolítico del Yacimiento Sierra Grande, Río Negro, Argentina.

Micucci, Agostina Reartes, Nazareth

Año 2011


INTRODUCCIÓN El Hierro es uno de los elementos metálicos más abundantes en el planeta. Constituye aproximadamente el 4.5% de la corteza terrestre y generalmente es encontrado en forma de óxido de magnetita (Fe304), hematita (Fe203), limonita, u óxidos hidratados (Fe203 + NH20). El hierro puro tiene una dureza que oscila entre 4 y 5. Es blando, maleable, dúctil, magnético y de color blanco plateado. Se magnetiza fácilmente a temperatura ordinaria, y es difícil magnetizarlo en caliente. A unos 790 °C desaparecen las propiedades magnéticas. El punto de fusión del hierro, es de unos 1.535 °C, y el punto de ebullición de 2.750 °C. La densidad relativa de este metal es de 7,86. Su masa atómica es 55,847. El hierro fue descubierto en la prehistoria y era utilizado como adorno y para fabricar armas. El objeto más antiguo existente, es un grupo de cuentas oxidadas encontrado en Egipto, y data del 4000 a.c. El término arqueológico edad del hierro se aplica sólo al periodo en el que que se extiende extiende la utilización y el trabajo trabajo del hierro. En Argentina, la producción total anual de minerales metalíferos y/o concentrado es de alrededor de 280.000 toneladas. Casi el 60% de esta producción está compuesta por hierro; otros minerales importantes son el cinc y el plomo. Las principales minas metalíferas privadas son generalmente pequeñas y los metales contenidos son: plomo, cinc, cobre, estaño, plata y oro. En cambio, en las minas pertenecientes a empresas estatales se explotan minerales con contenidos principales de hierro, y en muy pequeña medida, oro y plata. En la presente monografía haremos hincapié en los depósitos de hierro oolíticos del Yacimiento Sierra Grande en la provincia de Río Negro, Argentina.


YACIMIENTOS DE HIERRO Los principales yacimientos de hierro con importancia económica se hallan asociados al ciclo exógeno. Dentro de estos los más importantes son de naturaleza sedimentaria (metamorfizados o no posteriormente) en los cuales se destacan los depósitos de hierros bandeados (B.I.F). y los llamados “ residuales ”, originados por destrucción y alteración meteórica de aquellos o de otros tipos de Yacimiento. Según R. Lunar se pueden distinguirlos siguientes tipos de Yacimientos de hierro. 1. Yacimientos de alteración: a. Lateritas. b. Yacimientos de tipo Gossan 2. Yacimientos vinculados a intrusiones intermedias-acidas y volcanismo. a. Yacimientos Magmáticos b. Yacimientos de tipo Skarn c. Yacimientos Hidrotermales. 3. Yacimientos estrato ligados, relacionados con fenómenos sedimentarios y/o volcánicos. a. Formación de hierro bandeado. b. Yacimiento de hierro oolítico.

1. Yacimientos de alteración: a. Yacimientos lateriticos: Depósitos residuales fuertemente enriquecidos en óxidos e hidróxidos de hierro, como consecuencia de la acumulación de estos componentes en respuesta a la meteorización química avanzada de una roca que ya previamente mostraba un cierto enriquecimiento en este componente. Están formadas mayoritariamente por hidróxidos y óxidos de hierro (goethita, lepidocrocita, hematites), a menudo acompañado de sílice o cuarzo, y de hidróxidos de aluminio y manganeso. En general estos minerales se disponen en agregados terrosos o crustiformes, formando capas de espesor muy variable, que puede llegar a la decena de metros. Se forman en zonas de relieve horizontal sobre rocas ricas en hierro, fundamentalmente sobre rocas ígneas básicas o ultrabásicas, ricas en minerales ferromagnesianos como el olivino o el piroxeno. La hidrólisis de estos minerales, a través de serpentina y clorita fundamentalmente, produce como productos finales óxidos/hidróxidos de hierro, sílice, y sales solubles de Mg y Ca (procedente de clinopiroxeno). Algunos de los componentes minoritarios de estos minerales (Ni, Cr, Co) pueden también concentrarse en la laterita, aumentando sus posibilidades mineras.


Algunos de los yacimientos de hierro más importantes del mundo son de este tipo, como los del estado de Minas Gerais, en Brasil. b.Yacimiento tipo gossan También llamados monteras de hierro, se denominan los afloramientos de rocas, que originalmente contenían sulfuros y que han sido sometidas a un proceso de alteración supergénica. Son el resultado de la alteración física y química de las rocas como consecuencia de la acción de los agentes como la lluvia, el viento, la acción solar o las aguas subterráneas. Estos procesos producen la alteración de los sulfuros, disolución y precipitación de otros minerales y una lixiviación importante en las rocas. La formación de un gossan depende de distintos factores, como la paragénesis original de sulfuros, clima, relieve, tipo de roca encajante, nivel freático, etc. Todos estos factores son determinantes en la formación y características de cada gossan. No obstante, se puede establecer un perfil más o menos común desde la superficie hasta las zonas profundas en las que no hay alteración. * Zona de oxidación, comprendida entre la superficie y el nivel freático, caracterizada por un importante enriquecimiento en minerales oxidados. Se puede considerar subdividida en dos subzonas: La zona superficial o de gossan propiamente dicho, en la que hay una lixiviación de la mayoría de los minerales, quedando formada por una acumulación masiva de hidróxidos de hierro, junto a sílice y minerales de la arcilla. La situada por debajo de la superficie, en la que además de óxidos e hidróxidos de hierro podemos tener otros compuestos metálicos oxidados, como sulfatos, cloruros, o carbonatos. En conjunto, se caracteriza por un importante enriquecimiento en hidróxidos de hierro tipo goethita, lavado de Zn y Cu, y concentración en las zonas profundas de oro y la plata, como elementos nativos * Zona de cementación, que es la situada por debajo del nivel freático, en la que se producen enriquecimientos en sulfuros de cobre de tipo calcosina – covellina. La neoformación de sulfuros secundarios puede originar un fuerte enriquecimiento de los contenidos medios de este metal y favorecer la viabilidad económica de un yacimiento * Zona primaria, que corresponde a los sulfuros inalterados. Los procesos de alteración disminuyen con la profundidad de la mineralización.


Figura 1: Esquema de la zonación de un Gossan.

2. Yacimientos vinculados a intrusiones intermedias-acidas y volcanismo. a. Yacimientos Magmaticos. En la última década, se ha considerado que la magnetita masiva de origen magmático, puede ser de origen intrusivo, como masas lenticulares o diques discordantes con las rocas encajantes o bien ser del tipo extrusivo intercalados con las rocas volcánicas encajantes y concordantes con ellas. Estos yacimientos a escala mundial son muy poco frecuentes, estando muy restringidos tanto en el espacio como en el tiempo. Yacimientos de tipo Kiruna: Este se encuentra principalmente en Suecia y se trata de rocas de edad Precámbrica y en Missouri (USA), en ambos depósitos la mineralización de encuentra en rocas volcánicas acidas y se caracterizan por su alto contenido en hierro y un apreciable contenido en fosforo (0,5-5,5%). La mineralización está dada por magnetita, que en algunos sectores se encuentra alterada a hematita posiblemente por procesos de alteración supergenicos. En cuanto a la génesis controversial de estos depósitos, parece aceptado que la mineralización es contemporánea con el volcanismo acido a intermedio dominante en el lugar (R. Lunar). El yacimiento de hierro El Laco se ubica en la Cordillera Principal de la II Región de Antofagasta (23º48’S – 67º30’W) está formado por 7 cuerpos de mena que rodean al

Pico Laco un aparato volcánico andesítico a rio-dacítico que ha sido datado en 2,0 ± 0,3 Ma (KAr roca total; Gardeweg y Ramírez, 1985) y 2,1 ± 0,1 Ma (trazas de fisión en apatito; Maksaev et al., 1988) y constituye un ejemplo a nivel mundial de mineralización de Fe ligada a actividad volcánica.


Los cuerpos denominados Laco Norte, Laco Sur, San Vicente Alto y parte de Rodados Negros son estratoligados y aparecen intercalados, en forma concordante con las volcanitas del complejo volcánico, su espesor máximo es de 60 m y en planta son circulares, lenticulares o de media Luna con diámetros de 300 a 900 m. Está constituido principalmente por magnetita, parcialmente martitizada, y escaza hematita. Los minerales de ganga son apatito cuarzo alunita. La ley es de un 50% Fe con reservas estimadas en 1.000 millones de toneladas. (R. Lunar) b. Yacimientos de tipo Skarn. Se entiende por skarn rocas que contienen minerales calcosilicatados, tales como por ejemplo: diópsido, wollastonita, granate andradita y actinolita. Estas comúnmente ocurren en aureolas metamórficas de contacto en torno a plutones que intruyen secuencias calcáreas. A este tipo de rocas metamórficas se asocia un variado grupo de depósitos minerales extremadamente irregulares, los que pueden formar lenguas de mena que se extienden a lo largo de cualquier estructura planar (estratificación, diaclasas, fallas, etc). El término SKARN es ampliamente utilizado y es adecuado para referirse a este tipo de depósitos relacionados a aureolas de contacto de intrusiones dentro de secuencias calcáreas (calizas, dolomitas). Estas últimas rocas formadas por calcita o dolomita (CaCO3 y CaMg(CO3)2) se convierten en mármoles, rocas córneas calcosilicatadas (hornfels) y/o skarns por el efecto del metamorfismo de contacto. Los depósitos skarn son clasificados en base al metal económico dominante en siete subclases generales: hierro, tungsteno, cobre, plomo-zinc, molibdeno oro y estaño. Variaciones entre estas subclases son reconocidas como una función del tipo de magma, ambiente de emplazamiento y composición de la roca receptora. Los skarn se hierro se encuentran en todos los ambientes geológicos susceptibles de constituir skarn. De esta forma se pueden clasificar en yacimientos con contenidos de magnetita esencial y magnetita minoritaria, estos se encuentran asociados con gabros, dioritas y diabasas en arcos de islas. En España se encuentra una importante provincia metalogenética de hierro, con yacimientos de skarn como los de Santa Olalla de la Cala en Huelva (Velasco,1976, Velasco y Amigo, 1979) c. Yacimientos Hidrotermales. Son yacimientos ricos en magnetita, asociados a plutonismo calco-alcalino. Estos son de menor importancia económica en comparación con la formación de hierro bandeado y oolítico, pero suele conformar el recurso mineral principal en países que no poseen depósitos de hierro sedimentario, por ejemplo: El Romeral, en Chile, Perú, Suecia y Japón.


3. Yacimientos estrato ligados, relacionados con fenómenos sedimentarios y/o volcánicos a. Formaciones de Hierro Bandeado (BIF): Estos constituyen los depósitos metálicos más grandes de la tierra y constituyen las rocas fuentes del 90% de los recursos de hierro del planeta; son rocas sedimentarias metalíferas silíceas bandeadas (bandas ricas en Fe alternadas con bandas silíceas de chert) que constituyen enormes depósitos singenéticos por precipitación química y se presentan en secuencias estratigráficas del Precámbrico que alcanzan hasta cientos de metros de potencia y cientos a miles de metros de extensión lateral. Una buena parte de estas formaciones ferríferas son utilizables directamente como mena de hierro de baja ley y otras han sido productoras de depósitos de alta ley de Fe (particularmente cuando procesos supergénicos han enriquecido el contenido de Fe del mineral por lixiviación de la sílice). Las menas de baja ley se benefician mediante molienda fina y separación magnética y/o gravitacional para concentrar magnetita y hematita, en forma de pellets con 62 – 65% Fe. Estos depósitos estratiformes de Fe se conocen generalmente como BIF sigla en inglés de formaciones de hierro bandeado (“Banded Iron Formations”), per o las rocas ferríferas bandeadas con jaspe o chert ferruginoso reciben el nombre de Taconitas en Norteamérica, Jaspilitas en Australia e Itabiritas en Brasil. Las reservas de hierro en formaciones de hierro bandeado son enormes y estas se depositaron en el período comprendido principalmente entre los 2.500 y 1.900 Ma. El hierro depositado en ese período y todavía preservado es de 10 14 t y posiblemente de 1015 t. En menor medida también se depositó Fe en el Proterozoico Medio a Superior (1.600 – 570 Ma). El consumo mundial de Fe actualmente alcanza a 10 9 t/año, por lo que las reservas de Fe en los BIF son realmente enormes. La región del Lago Superior al norte y centro de los Estados Unidos y sur de Canadá es la más productiva de mineral de hierro en el mundo a partir de formaciones de hierro bandeado; en América del Sur Brasil es el mayor productor de hierro seguido de Venezuela a partir del mismo tipo de depósitos sedimentarios. Las formaciones de hierro bandeado se caracterizan por una laminación fina. Las capas son generalmente de 0,5 a 3 cm de potencia y, a su vez, están laminadas a escala milimétrica a fracciones de milímetro. Las bandas consisten en capas de sílice (chert o sílice cristalina) alternando con capas de minerales de Fe. La más simple y común es la alternancia de chert y hematita. Sin embargo, el Fe se presenta en magnetita, hematita, limonita, siderita, clorita, greenalita, minnesotaíta, especularita, estilpnomelano, grunerita, fayalita y pirita. Esta laminación fina de óxidos de Fe y de sílice se interpreta como una precipitación cíclica que pudo estar relacionada a variaciones estacionales (invierno – verano), las que influyeron ya sea en las condiciones físico-químicas de los mares de la época o


bien en variación de condiciones favorables para el desarrollo de bacterias u otros organismos que pudieron contribuir a la precipitación del hierro. Existe consenso que el hierro de los BIF fue precipitado químicamente o con participación biogénica en forma subacuática (sedimento químico). En el BIF de Gunflint de Ontario, Canadá se han identificado algas azules-verdes y hongos fósiles, algunos de los cuales se parecen a bacterias que actualmente pueden crecer y precipitar hidróxido férrico en condiciones reductoras, sugiriendo la participación de organismos en la precipitación del Fe, pero no existe consenso al respecto. Por otra parte, tampoco existe consenso respecto al origen del Fe de los BIF: una escuela de pensamiento considera que proviene de la erosión de masas terrestres (meteorización de minerales ferromagnesianos), mientras que otra plantea que provendría de actividad exhalativa volcánica (actividad hidrotermal subacuática relacionada a volcanismo). Lo que parece claro es que las condiciones ambientales de la tierra (a nivel planetario) en el Precámbrico eran distintas a las actuales, existían océanos más someros, mayor actividad volcánica y la atmósfera terrestre era rica en CO2, pero deficiente en oxígeno, por lo que se supone que en los mares y lagos de esa remota época existía un ambiente esencialmente reductor y se ha sugerido que el pH del mar era algo más bajo que el actual. Las formaciones de hierro bandeado presentan facies de óxidos, carbonatos, sulfuros y silicatos las cuales gradan entre sí y se han interpretado como resultado de precipitación de los minerales en distintas secciones de cuencas marinas someras precámbricas gracias a la disponibilidad de iones en las aguas. Las facies de óxidos son las relevantes como mena de hierro. La depositación de cada facies estuvo controlada por condiciones de Eh y pH del medio dentro de las cuencas de sedimentación, especialmente por el potencial de oxidación – reducción relacionado al contenido de oxígeno del agua. Valores relativamente bajos de Eh y pH favorecen la precipitación de pirita, mientras que valores altos favorecen la precipitación de óxidos; los carbonatos y silicatos precipitaron en condiciones de Eh y pH intermedias. Facies de óxidos: son las más importantes, puesto que constituyen la mena de hierro explotable, y pueden subdividirse en subfacies de hematita y de magnetita, entre las cuales existe una completa gradación. La hematita en los BIF menos alterados se presenta en forma de especularita gris a gris azulada. Existen comúnmente texturas oolíticas sugiriendo depositación en aguas someras, pero en otros casos la hematita es granular sin estructura. El “chert” varí a desde material criptocristalino de grano fino a granos de cuarzo entrecrecidos (producto de recristalización de sílice amorfa). En las subfacies menos comunes de magnetita, se presentan capas de magnetita alternando con capas de silicatos o carbonatos de Fe y capas silíceas. Las facies de óxidos tienen entre 30-35% Fe y esas rocas son explotables con concentración magnética o gravitacional de los minerales de hierro. Facies de carbonatos: Estas consisten en la alternancia de chert y siderita (carbonato de Fe) en proporciones iguales. Puede gradar a través de rocas con magnetita – siderita – cuarzo a las facies de óxidos y por la adición de pirita a facies de sulfuros. La


siderita parece haberse acumulado como barro fino debajo del nivel de la acción de oleaje y no presenta texturas oolíticas o granulares. Facies de silicatos: Los silicatos de hierro generalmente se asocian con magnetita, siderita y chert, los cuales forman capas alternadas. Las facies de carbonatos y silicatos de los BIF típicamente tienen 25-30% Fe, lo cual es bajo para ser de interés económico y presenta problemas en su beneficio. Facies de sulfuros: Estas consisten en arcillolitas carbonosas con pirita caracterizadas por estar finamente laminadas con contenido de materia orgánica y carbón de hasta 7 8%. El sulfuro principal es pirita muy fina.

Figura 2: Zonación de facies en formaciones de hierro bandeado producto de depositación en una cuenca ideal en la cual precipitan compuestos de hierro. Existen dos tipos principales de formaciones de hierro bandeado (BIF): BIF Tipo Algoma: Este tipo es característico de fajas de rocas verdes del Arcaico (esquistos verdes) y en menor medida del Proterozoico. Muestran una asociación volcánica con grauvacas que sugiere un ambiente de cuenca extensional (rift). Presentan las facies de óxido, carbonato y sulfuros; los silicatos de Fe se presentan en las facies de carbonatos. Su potencia es desde pocos centímetros a cientos de metros y es raro que sean continuas más allá de unos pocos kilómetros de corrida. La asociación con volcanitas ha hecho que se favorezca un origen volcanogénico exhalativo para este tipo de formaciones de hierro bandeado. BIF Tipo Superior: Estas son rocas finamente bandeadas en su mayor parte correspondientes a las facies de óxidos, carbonatos y silicatos. Usualmente están libres de material clástico. Una característica prominente de estos BIF es un bandeamiento rítmico de capas ricas en Fe y capas silíceas pobres en Fe, las cuales normalmente varían en espesor desde un centímetro a un metro aproximadamente.


b. Depósitos de hierro oolítico Los depósitos sedimentarios de hierro fanerozoicos (del Cámbrico en adelante) no son bandeados, sino que corresponden a niveles masivos de rocas oolíticas (Oolítica se refiere a una roca sedimentaria constituida por un agregado de oolitos, los que son pequeños cuerpos esféricos formados por acreción, parecidos a huevos de pescado, con un diámetro de 0,5 a 2 mm) con óxidos, silicatos y carbonatos de Fe y cemento de siderita (carbonato de Fe). La importancia económica de estos depósitos sedimentarios de Fe actualmente es menor debido a sus bajas leyes y difícil beneficio, dado que las menas incluyen silicatos. Existen dos tipos de depósitos de hierro oolítico, los Tipo Clinton presentes en secuencias sedimentarias marinas someras de EEUU y constituidos por niveles masivos de roca oolítica con hematita – chamosita – siderita y los Tipo Minette, más comunes sobre todo en Europa y que están formados por rocas oolíticas con limonita, siderita y chamosita. Tipo Clinton: Uno de los depósitos más grandes de mena de Fe oolítica se encuentra en la Formación Clinton, la cual aflora esporádicamente en el estado de Nueva York hasta Alabama en el sur donde los niveles ferríferos alcanzan su mayor espesor del orden de 6 m; esta es una secuencia de edad Silúrica constituida por arenisca impregnada en hierro, pizarra y hematita oolítica finamente estratificadas. Localmente las capas son calcáreas y gradan a calizas impuras; tienen abundantes fósiles y estructuras sedimentarias tales como estratificación cruzada, grietas de barro, trazas de animales, y oolitas indicativos de un ambiente marino somero. El hierro fue llevado a cuencas sedimentarias poco profundas y lentamente oxidado y precipitado al mismo tiempo que se acumulaban otros sedimentos. Experimentalmente se ha demostrado que el agua aireada de ríos con pH 7 o más bajo son capaces de llevar importantes cantidades de Fe ferroso en solución (Fe2+), si dicha solución entre en contacto un medio marino donde el carbonato de Ca sólido está en equilibrio con agua de mar, el hierro será precipitado como óxido férrico, tanto en el agua, como reemplazo del carbonato de Ca; consecuentemente esta es la explicación más aceptada para el origen de los depósitos oolíticos de Fe. El contenido de Fe de los depósitos oolíticos tipo Clinton es de 32-45% Fe, con 5-2 0% CaO, 2-25% SiO2, 2-5% Al2O3, 1-3% MgO, 0,25-1,5% P y 0,5% S. Su contenido de Al2O3 y P es notablemente más alto que en los BIF y los depósitos oolíticos no se asocian a capas de chert, toda la sílice se presenta en silicatos de Fe. El volumen de estos depósitos oolíticos fanerozoicos es notablemente más pequeño en comparación a los enormes depósitos de hierro bandeado del precámbrico. Tipo Minnette: Estos son los depósitos de hierro oolítico más comunes y están ampliamente distribuidos en rocas mesozoicas de Europa, siendo los más importantes los de Alsacia y Lorena y de Luxemburgo, los que se encuentran en pizarras, areniscas y mármoles del Jurásico Medio. Las menas tienen del orden de 30-35% Fe en una ganga de carbonato de Ca y sílice. Estas menas proporcionan el total de hierro usado en la industria del hierro y acero de


Europa occidental. Los oolitos están constituidos principalmente por limonita, aunque incluyen siderita, chamosita y hematita. El alto contenido de carbonato de Ca (5-20%) los diferencia de los BIF y su presencia es favorable ya que se requiere como fundente; muchas de estas menas son auto-fundentes. Los contenidos medios de este tipo de depósitos son de 31-37% Fe, 6-16% SiO2, 5-19% CaO, 4-7% Al2O3, 1,3-2,3% MgO, 0,020,03% Mn, 0,08-1,18% P y 0,08-0,23% S. Existen depósitos de hierro oolítico del tipo Minnette en el NW de Argentina y SW de Bolivia en rocas sedimentarias marinas someras del Silúrico Inferior; minas 9 de Octubre y Puesto Viejo con 826 Mt de mena ferrífera. A diferencia de las Formaciones de Hierro Bandeado (BIF), los depósitos oolíticos tipo Clinton o Minnette no muestran separación de facies de óxidos, carbonatos y silicatos, sino que los minerales están íntimamente mezclados, frecuentemente en una misma oolita.

MAPAS ARG Y MUNDO


APLICACIONES Y PRODUCCIÓN El hierro puro, preparado por la electrolisis de una disolución de sulfato de hierro (II), tiene un uso limitado. El hierro comercial contiene invariablemente pequeñas cantidades de carbono y otras impurezas que alteran sus propiedades físicas, pero éstas pueden mejorarse considerablemente añadiendo más carbono y otros elementos de aleación. La mayor parte del hierro se utiliza en formas sometidas a un tratamiento especial, como el hierro forjado, el hierro colado y el acero. Comercialmente, el hierro puro se utiliza para obtener láminas metálicas galvanizadas y electroimanes. Los compuestos de hierro también se usan en la metalurgia, construcción, mecánica, en la industria automotriz, agricultura, alimentos, bebidas y envasados, así como también en medicina para el tratamiento de la anemia. La explotación del hierro en Argentina comenzó en 1944, en Zapla (Jujuy). El mineral es transportado por cable carril hacia Palpalá y se procesa en los Altos Hornos Zapla, que cuenta con modernos equipos en las áreas de aceración y de laminados terminados. El segundo yacimiento de importancia se encuentra en Sierra Grande, (Río Negro). Existen otros yacimientos, en Mendoza, Catamarca, Misiones, etc. pero de escasa significación. La producción de hierro en nuestro país siempre fue insuficiente para la demanda interna, que varía de acuerdo con la fluctuación de la actividad siderúrgica. En consecuencia, las necesidades de este mineral son satisfechas por la importación, la mayor parte proviene de Brasil y el resto de Perú y Chile.

La ciudad de Sierra Grande está ubicada en el extremo sur de la provincia de Río Negro, formando parte del Departamento San Antonio, ubicada a 41º36’28’’ de latitud sur y 65º21’18’’ de longitud oeste. La localidad está emplazada a una altura de 250 metros sobre el nivel del mar, en la ladera este del faldeo de las sierras.


Esta localidad se encuentra incluida en la Hoja Geológica 4166 IV Sierra Grande la cual se encuentra ubicada en el ángulo sudoriental de la provincia de Río Negro, en el norte de la Patagonia argentina. Las coordenadas geográficas que la limitan son los meridianos 64º 30’ y 66º 00’ oeste y los paralelos 41º 00’ y 42º 00º sur . Su geología incluye un basamento precretácico con rocas metamórficas de probable edad precámbrica, granitoides ordivícicos, sedimentos marinos siluro-devónicos portadores de hierro (Formación Sierra Grande), y un importante plutonismo granítico permo-triásico seguido de un extenso vulcanismo jurásico. Sobre estas rocas se asientan varias unidades sedimentarias marinas de edad cretácica superior hasta paleógena, basaltos oligocenos y secuencias marino-continentales del Neógeno. El Plio Pleistoceno está representado por unidades de agradación y por depósitos clásticos que cubren pedimentos. Finalmente se encuentran depósitos actuales costeros, aluviales y coluviales.

Formación Sierra Grande Esta unidad, portadora de una fauna eopaleozoica, está constituida por rocas clásticas marinas con mantos de hierro. La misma aflora en el sur de la localidad homónima en el sector denominado Yacimiento Sur y Yacimiento Este, y hacia el norte se extiende como una faja oeste-este de 15 km de ancho. En esta unidad, dominan las areniscas con pelitas y limonitas alternantes. Zanettini (1981) dividió la unidad en: Miembro Herrada (superior), que adquiere mayor desarrollo en Loma Alfaro, Loma Monochio y Sierra Blanca; y Miembro San Carlos (inferior), que domina en el Yacimiento Sur, cada uno de los cuales posee un horizonte de mineral de hierro (hematita oolítica y en partes magnetita). En las dos secuencias predominan las areniscas y cuarcitas, con intercalaciones de sedimentitas de grano más fino. En ambos perfiles las sedimentitas se apoyan en discordancia angular sobre la Formación El Jagüelito y están cubiertas también mediante discordancia angular por las rocas del Complejo Volcánico Marifil. Las localidades fosilíferas más prolíficas resultaron ser la loma de los Fósiles en el Yacimiento Sur y el Yacimiento Este; se citan para el primero Chonetes sp. y Homalonotus sp. (Valvano, 1949) y Clarkeia antisiensis d’Orbigny, Australostrophia sp., Eotomaria sp., Parmorthis sp. (Müller, 1965). Este autor refirió la unidad del Yacimiento Sur al Silúrico y al Devónico inferior la del Yacimiento Este, corroborada nuevamente por estudios del Dr. Benedetto. Descripción de los afloramientos Afloramiento Septentrional: Situado al Norte de Sierra Grande se extiende desde el arroyo Salado hasta el arroyo Velásquez, de norte a sur, y desde un poco al oeste de la ruta nacional Nº3 hasta loma Alfaro, en sentido oeste-este.


En el flanco occidental del sinclinal Rosales (Yacimiento Norte) la secuencia estratigráfica, modificada de Demag, alcanza 1243 m de potencia: Formaciones Marifil y Patagonia …………………………………………….…discordancia angular……………………………………………….……

Miembro Herrada

450 m Areniscas medianas a gruesas gris claro, localmente rojizas. 80 m Areniscas finas y limonitas rojizas y pardo oscuro con intercalaciones locales lentiformes de cuarcitas gris claro. 10 m Horizonte Alfaro. Estratos lenticulares de hematita oolítica cuarcítica separados por bancos estériles. 60 m Areniscas friables gruesas a medianas, rojizas y pardas, con intercalaciones de cuarcitas gris claro en la parte inferior. Miembro San Carlos

200 m Cuarcitas finas, tenaces, gris mediano con un bandeado secundario rojizo a pardo, en estratos potentes a laminares. 104 m Cuarcitas finas gris mediano que alternan con areniscas y lutitas rojizas con micas en las superficies de estratificación; en la base de la sección se destacan cuarcitas finas, masivas, blancas. Estratificación delgadas, en partes laminar. 80 m Areniscas finas, limonitas y lutitas rojizas y pardas con intercalaciones de cuarcitas finas gris claro a pardo mediano. 9m

Horizontes Rosales. Estratos de hematita oolítica separados por intercalaciones

estériles. 200 m Limonitas y lutitas ocres que alternan con cuarcitas ocres y pardo oscuro. 50 m Cuarcitas conglomerádicas macizas, blanco grisáceas a verde grisáceas, con clastos redondeados dispersos de cuarzo, cuarcitas y escasas filitas de medio a un centímetro de diámetro. …………………………………………….…discordancia angular……………………………………………….……

Ectinitas El Jagüelito


Los horizontes ferriferos: (según zanettini 1981) Horizonte Rosales Consta de dos a tres estratos de mena y junto con las intercalaciones estériles puede llegar a tener hasta 16m de potencia. Los cuerpos mineralizados constan de tres a cuatro bancos ferriferos de morfología variable siendo la forma más común lenticular. Esta varía tanto en espesor como en sus límites laterales. Los mayores espesores explotables hallados hasta hoy, constituidos por una mena de hierro y sedimentos estériles, son de 8,65 m con ley de 57,40% en el Yacimiento Norte y de 14 m con ley de 54,80% Fe en el Yacimiento Sur. Las oolitas son de forma esférica a elipsoidal y su tamaño variable entre 0,1 y 0,9 mm. Consisten en un núcleo de clorita ferrifera o, subordinadamente, de cuarzo rodeado por una costra de óxidos de hierro. En menor proporción tenemos oolitas con zonación en las que alternan concéntricamente tres o cuatro capas de silicato-oxido de hierro. En menor cantidad se encuentran oolitas de hematita pura y algunas tienen un núcleo de hematita seudomorfa según magnetita a los cuales siguen capas de clorita ferrifera. Los minerales son, en orden de abundancia, hematita, clorita ferrifera y magnetita. La martita es hematita que reemplaza a magnetita como pseudomorfo o bien según planos de clivaje . se la encuentra también como núcleo de la oolitas. La matriz de los estratos ferriferos esta compuesta esta compuesta por clorita ferrifera, cuarzo y hematita. De manera subordinada se halla una matriz con cloritahematita o hematita-martita. Horizonte Alfaro: Este se presenta generalmente en una serie de estratos lenticulates de poco espesor y separados por sedimentitas estériles, alcanzando en promedio el conjunto una potencia de 24 m. La mayor potencia explotable encontrada hasta hoy es de 6,60 m con ley de 51,2 % Fe en el Yacimiento Este. Las oolitas están compuestas por clorita ferrifera en el núcleo y hematita en la periferia; un contenido muy subordinado de magnetita se halla en Loma Alfaro. La clorita y hematita están muy alteradas a limonitas. La presencia de cuarzo en granos angulosos a sub angulosos es abundante y en el Yacimiento Norte se hallan también pequeñas concreciones calcáreas y nódulos fosfáticos.


Modelo genético Teniendo en cuenta las características físicas de los estratos de mineral de hierro y de las rocas asociadas, los horizontes ferríferos de la Formación Sierra Grande pertenecen al tipo SCOS-IF de la clasificación propuesta por Kimberley (1977, 1978), el cual es equivalente al concepto de “ironstone” de James (1966). Las particularidades litológicas y la fauna de la unidad indican que ella se depositó en un ambiente costero de moderada a baja energía. La distribución de las sedimentitas señala que la zona proximal se halla en el sector oriental de la cuenca, de ambiente aireado y con aguas relativamente agitadas y someras muy cercano a la costa o al área de aporte. Las óndulas y la estratificación entrecruzada denotan una dirección de aporte general desde y entre el nordeste y el este. Hacia el oeste se encuentra un área distal con características dinámicas de muy moderada a baja energía. Se determinan tres zonas: una oriental con sedimentitas gruesas (afloramiento Oriental), otra central donde prevalecen las areniscas sobre las pelitas y comienzan a manifestarse los estratos ferríferos (sector oriental del afloramiento Septentrional) y una tercera occidental donde aumenta la proporción de pelitas y los bancos ferríferos son más potentes y continuos (afloramiento Meridional y sector occidental de afloramiento Septentrional). En sentido vertical la sucesión litológica muestra condiciones de de estabilidad fluctuante de la cuenca, en la cual alternan períodos de estabilidad con otros de hundimiento. El aumento de tamaño en la granulometría de las psamitas del Miembro Herrada y del contenido de cuarzo clástico en los bancos ferríferos del Horizonte Alfaro, señalan características regresivas de la sedimentación. Los horizontes minerales en particular, compuestos por varios estratos de mineral de hierros separados por intercalaciones estériles, ponen de manifiesto más de un ciclo de sedimentación de material ferrífero. Esta ciclicidad puede ser atribuida a períodos de mayor erosión de los materiales proveedores de hierro en el área de aporte, lo cual no significa que en los intervalos de “esterilidad” se hayan interrumpido la provisión de

hierro a la cuenca, ya que el material intercalado es de carácter ferrífero y ello significa que la sedimentación de los componentes ferríferos no se detuvo. En el sentido vertical las condiciones de sedimentación del Horizonte Rosales incluyen una disminución del tenor de hierro de abajo hacia arriba en el sector oriental del afloramiento Septentrional, mientras que en el resto de la cuenca el material más rico en hierro se halla en los bancos centrales. Con referencia al Horizonte Alfaro el tenor de hierro es mayor en los estratos superiores del afloramiento Septentrional, mientras


que disminuye de abajo hacia arriba en los del afloramiento Meridional (Yacimiento Este). En sentido horizontal, y para ambos horizontes, el contenido de hierro aumenta de este a oeste, es decir, desde la zona más somera hacia la más profunda de la cuenca. Los horizontes ferríferos están relacionados a un ciclo transgresivo y otro regresivo del mar Silúrico-Devónico. Los estratos ferríferos son de naturales compleja ya que comprenden dos grupos minerales: silicatos (clorita ferrífera) y óxidos (hematitas, magnetitas). La ausencia o escasez de clásticos, sobre todo en el Horizonte Rosales, indica que tanto uno como otro son precipitados químicos originales en la cuenca de depositación, lo que está denotado por la alternancia de clorita ferrífera-hematita en parte de las oolitas y oolitas de hematita pura. En el origen de los sedimentos ferríferos, que es aún motivo de discusión, se debe tener en cuenta varios aspectos: la fuente del hierro, su transporte a la cuenca de sedimentación, precipitación y cambios postdeposicionales. En muchos yacimientos de hierro del mundo se ha establecido una relación entre sedimentos ferríferos y vulcanismo, por lo cual van Hise y Leith (1911) fueron los primeros en proponer que las soluciones hidrotermales o las lavas son la fuente del hierro y que la interacción de dichos elementos con corrientes superficiales es el medio de transporte a la cuenca de depositación. En el caso de la formación Sierra Grande se descarta esta opción porque no hay actividad relacionada con la misma, y porque las características de los estratos ferríferos son claramente sedimentarias. Consideramos, por lo tanto que el origen del hierro fue la meteorización de las rocas expuestas en las áreas continentales (Gruner, 1922; Borchert, 1960). El hierro, entonces, tuvo una procedencia exógena a partir de la meteorización de materiales ricos en dicho elemento, en condiciones de clima húmedo y cálido bajo el cual habría prevalecido la alteración química sobre la mecánica, como sugieren Borchet (op cit.) y James (1966). Estudios paleomagnéticos (Valencio, 1969) ponen de manifiesto que la comarca de Sierra grande habría tenido una situación tropical o subtropical en el Silúrico-Devónico. Por otro lado el contenido de invertebrados fósiles está denotando aguas templadas. En estas condiciones climáticas el contenido de hierro en el agua fluvial puede ser lo suficientemente elevado como para explicar la sedimentación de estratos ferríferos (Gruner, op. Cit.; Gill, 1927; James, 1954). Se sugiere que el transporte del hierro pudo


ser conducido al estado férrico y ferroso como coloide, como gel y en solución (Moore y Maynard, 1929; Polynov, 1937; Garrels et al.,1973). Los estudios realizados por Krumbein y Garrels (1952), Garrels (1960 y 1965) demostraron que el pH y el Eh del medio ácueo es el principal elemento de control de la sedimentación química. De acuerdo con los mencionados estudios la sedimentación debió tener lugar en una ambiente de Eh positivo y bajo un pH entre 7 y 7,8. Este rango de pH explica la ausencia de precipitados de carbonatos de calcio y manganeso que lo hacen bajo rangos mayores, e implica una cuenca de circulación restringida relativamente aislada del mar abierto. De acuerdo con Moore y Maynard ( op. Cit.) los electrolitos ordinarios del agua marina precipitan óxido férrico estabilizados por materia orgánica o de geles de óxido hierro. Valvano (1954) piensa que la hematita de Sierra Grande se formó a expensas de la clorita ferrífera durante la diagénesis, pero como sugieren Caillere y Kraut (1964) la coexistencia de hierro ferroso y férrico en la asociación mineral puede deberse a que no han sufrido mayores cambios postdepositacionales. La alternativa de clorita ferrífera y hematita (silicato y óxido) en parte de las oolitas señala que ambos son contemporáneos y se formaron bajo las mismas condiciones químicas (Hayes, 1915). La magnetita es un componente de reorganización metamórfica en los Yacimientos Sur y Este, y parcialmente del Yacimiento Norte y en la Loma Alfaro, encontrándola como cristales dispersos. En el afloramiento Meridional por debajo del Horizonte Rosales se encontraron en subsuelo arenas con magnetita y en loma del Rodeo el banco ferrífero está compuesto por magnetita martitizada. Los casos expuestos pueden corresponder a concentraciones residuales en sectores muy próximos a la costa o bien la magnetita se formó, como sugiere James (1954), a la temperatura normal en condiciones límites entre un medio oxidante y un medio reductor. Una solución neutral o levemente alcalina favorece la precipitación de magnetita dentro de un potencial redox de bajo a muy bajo lo cual estaría avalado por la presencia de nódulos fosfáticos y concreciones calcáreas. En esta parte de la cuenca habrían existido localmente condiciones reductoras que favorecieron la formación de magnetita y fosfatos (Lunar y Amoros, 1979) La martita se halla como granos redondeados constituyendo el núcleo de oolitas en el Yacimiento Norte; esa martita es redepositada, y ello nos indica la posible existencia de cuerpos ferríferos anteriores en el complejo metamórfico subyacente y, en consecuencia en el área de aporte. Pero también la martita reemplaza a magnetita en los afloramientos al norte y al sur de Sierra Grande y en este caso, tal como Valvano


(1954), la consideramos un resultado de las etapas finales del proceso metamórfico ocasionado por las intrusiones granodioríticas. Con referencia a la ganga, localmente en el Yacimiento Norte se encuentra apatita, cuya precipitación depende de la concentración de fosfatos en el agua de mar (debe ser mayor que la de carbonato). El fosfato pudo ser llevado en solución por aguas fluviales a la cuenca de depositación y/o provenido de la disolución de organismos fosfáticos en la proximidad de la costa. En la loma del Rodeo, en los Horizonte Rosales y Alfaro, se encuentran pequeños nódulos fosfáticos junto a algunas concreciones calcáreas. Ellos posiblemente se constituyeron en un estadio muy precoz de la diagénesis por precipitación y para su coexistencia debió ocurrir una concentración similar de fosfato y carbonato además de un ambiente localmente reductor y con un pH levemente alcalino (Guldbrandsen, op. cit.). Fosforitas de bajo grado se forman diagenéticamente inmediatamente por debajo de la interfase sedimento-agua (Cook y Mc Elhinny, op. cit.).

Historia de la explotación del hierro en Sierra Grande El yacimiento ferrífero de Sierra Grande fue descubierto en el año 1945 por el geólogo Manuel R. Novillo y en 1948 el señor Lorenzo Rosales localizó las exposiciones del Yacimiento Rosales. Los primeros reconocimientos geológicos expeditivos de la mineralización del Yacimiento Sur fueron realizadas por Sgrosso (1946) para la Dirección de Minería y Geología; Angelelli (1946) para la dirección general de Fabricaciones Militares y Herrera (1948) para el Banco de Crédito Industrial Argentino. A requerimiento de este banco, la Dirección Nacional de Geología y Minería inició la exploración de la cuenca ferrífera en 1949, continuándola hasta 1956. La exploración de los depósitos continuó en 1958-1960 por parte de la Dirección General de Fabricaciones Militares, la cual recibió la asistencia técnica de Naciones Unidas para el relevamiento magnetométrico. Desde 1961 hasta 1963 la exploración continuó a cargo de la Minera Sidelúrgica Patagónica Sierra Grande S.A. (MISIPA S.G.S.A), quién contrató a distintos organismos para llevar a cabo los trabajos, siendo la empresa alemana DEMAG A.G. el principal ejecutante. En el año 1969 la dirección general de Fabricaciones Militares impulsó la creación de HIPASAM (Hierro Patagónico Sociedad Anónima Minera); al mismo tiempo se construyo un camino que vincula los yacimientos ferríferos con Punta Colorada, donde se encuentra la planta de peletización y el embarcadero por el que sale el material procesado. En 1978, HISPASAM, junto con el Banco Industrial y la participación de la Dirección de Minas de la Nación, efectuaron los primeros trabajos de explotación, con el objetivo de extraer unas dos millones de toneladas de pellets (producto que contiene un 68 por


ciento del mineral), para alimentar los gigantescos hornos de SOMISA, en el litoral del río Paraná (San Nicolás). Un año más tarde se pudo realizar el primer embarque hacia los hornos de SOMISA. El complejo minero fue, en todos estos años, explotado apenas en un 20 por ciento, quedando por extraer el 80 por ciento restante, y todas las reservas de fósforo que rodean al mineral principal.

Apogeo de Sierra Grande, Hipasam y Exodo El apogeo de HIPASAM era acompañado con la localidad de Sierra Grande. Entre los años 1973 y 1989 estos crecieron social y económicamente. La empresa ya contaba con las plantas industriales distribuídos en dos sectores: Area Industrial I: Yacimiento, Pique Central, Plantas de Preconcentrado y Concentrado, Ferroducto de 32 Kms, grandes talleres de mantenimiento. Área Industrial II: Planta de Pelletizado y Embarcadero, desde donde partían los barcos que transportaban los pellets de hierro de Sierra Grande hacia las plantas de SOMISA. 

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Las reservas totales de la cuenca, incluidos los minerales portadores de magnetita, y de hematita se estimaban en 500 mil millones de toneladas, mientras que el yacimiento Sur tiene reservas del orden de 100 mil millones de toneladas. La mina subterránea de hierro cuenta con 96 kilómetros de túneles que llegan a más de 500 metros de profundidad. En el año 1986, alcanzó el mejor nivel de producción, con 646.000 toneladas de hierro procesado. En la década del 1990, el gobierno nacional asesorado por intereses ajenos a la economía y desarrollo argentino, decretó el cierre del yacimiento, generando el cierre definitivo de HIPASAM en 1992. En el momento de su cierre, la producción de Sierra Grande había alcanzado las 600.000 toneladas anuales de mineral de hierro y contaba con 1.300 trabajadores. Al concluir la actividad, el complejo fue tomado por la provincia de Río Negro, la cual creó la empresa Hierro Patagónico Rionegrino S.A. (HIPARSA) para su administración. En el 2005 China Metallurgical Group Corporation (MCC) tomó el control del yacimiento Sierra Grande, la cual es una subsidiaria de la también china Leng Cheng Mining. Los directivos chinos pagaron un canon único de 6,5 millones de dólares estadounidenses y anunciaron inversiones por unos 25 millones de la misma moneda estadounidense, para acondicionar instalaciones y adquirir nuevo equipamiento. En abril del 2006, se realizó el embarque del primer cargamento de 65 mil toneladas de pellets de hierro, que permanecieron desde hace 17 años en un playón cercano al muelle, con destino a China, concretando la primera exportación de mineral por parte de la firma Minera Sierra Grande, subsidiaria de la Leng Cheng Mining de capitales


chinos. El área de explotación comprende el yacimiento subterráneo, con más de 50 kilómetros de galerías, el "pique central" de 500 metros de profundidad, el sector de trituración de mineral, las plantas de preconcentración y concentración, y el ferroducto que traslada el material hacia Punta Colorada. Sin embargo, todavía no se reiniciaron las tareas de extracción de mineral por la demora en la llegada de los camiones, de construcción especial, que transportarán las rocas desde el interior del socavón. Minera Sierra Grande, permanecerá en el proyecto como socio minoritario (30 por ciento), mientras que MCC se hará cargo de la administración del yacimiento y el programa para la reactivación, producción y exportación de hierro.


BIBLIOGRAFIA www.uclm.es/users/higueras/yymm/gossan.htm


Plomo- Plata- cinc y otras mineralizaciones próximas y/o asociadas ( Wolframio, Manganeso, Fluor) En un área de 250 Km al sur de la Sierra Paileman y al norte del arroyo Salado, se conocen mas de cincuenta minas e indicios minerales con Pb, Zn,Ag, Mn, W, F. Las manifestaciones fluoriticas del área no son metalíferas. Para su descripción de conjunto es posible agruparlas en cuatro sectores Sector de la Mina Gonzalito: se trata de un conjunto de mineralizaciones vetiformes

que se ubican al suroeste de la Laguna Grande. En base a su mineralogía pueden distinguirse dos grupos de vetas a. Vetas con Pb, (Ag), Zn. b. Vetas de Cuarzo con Mn, (F-W) Las cuatro vetas mas importantes de Pb, (Ag), Zn, son Gonzalito, La Querencia, Vicentito y Polito.

Sector de las Minas Tres Marías y María Teresa: a unos 8 Km al oeste de el sector

Mina Gonzalito se encuentran varias yacencias minerales. Estas corresponden a vetas con Pb,(F) las minas mas importantes son: Tres Marias, Maria Teresay Huinca, todas ellas con Fluorita. Don Mario y Don Tito se trata de vetas con W, (F) Sector El Jagüelito: En las inmediaciones del puesto homónimo y confinadas a la zona

de cizalla El Jagüelito, hay mineralizaciones de W, (F) en la veta Gillermito. Pb minas Don Lalo y Doña Emma. F en la veta Tina.   

Sector Peñas Blancas: Al este de la estancia Peñas Blancas

y dentro del cuerpo definido como Plutón Peñas Blancas, aparecen mineralizaciones de fluorita en la terminación del sistemas de fallas sintéticos a la falla El Jagüelito. Sobre estas tres estructuras se asientan varias minas como por ejemplo Mina Zonya, Mirella, Yolanda, Alicia. La fluorita se encuentra como relleno de brecha acompañada de calcedonia, manganocalcita y óxidos de Mn y Fe.


Depósitos de Minerales industriales. Fluorita Además de las manifestaciones citadas anteriormente encontramos una gran cantidad de mineralizaciones fluoriticas alojadas en las rocas volcánicas jurásicas. Sector de la mina Delta: consta de tres estructuras importantes mineralizadas con

fluorita, donde encontramos las vetas Delta, Poderosa y Mon Ami. Son todas rellenos de fracturas en las tobas e ignimbritas rioliticas y porfiros graníticos del Complejo Volcanico Marifil.


Los parámetros económicos de la mina Delta la colocan como la mina de fluorita mas importante del país: 4.358.000 t de reservas indicadas e inferidas, con una Ley media de 52,1% de CaF2 (Mendez 1978). Sector de la mina La Lechosa: a unos 13 Km al oeste de Sierra Grande se ubican las

vetas Argentina II y La Paz y Bocadirio. Estas se emplazan como relleno de fracturas en pórfidos rioliticos. Marmoles Y Calizas. Los mayores recursos en rocas de aplicación lo componen los calcáreos cristalinos (marmoles) incluidos dentro del basamento metamórfico; estos son: Mármoles de Paileman: según Schmid et al 1970 quien determino las reservas medidas de 3.007.072 t con una ley media de 90,85% CaCO3 mas 1.500.000t inferidas. Mármoles de Santa Auriciana: se trata de calizas dolomíticas cristalinas asociadas a esquistos biotiticos. Mármoles del arrollo Salado: se trata de una serie de potentes bancos calcáreos. Sobre el mas septentrional denominado Santa Adela fueron calculadas 40,5 millones de toneladas de reserva probables (Gomez, 1984) durante los últimos años de funcionamiento de la planta de tratamiento de hierro HIPASAM, se extrajo material de esta cantera para ser utilizado como fundente.

FORMACIONES DE HIERRO BANDEADO.docx

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