Volcanes explosivos podrían reclamar la paternidad del hierro

2018-10-23T16:15:33+00:00 Martes, 23 Octubre 2018|

Pese a ser un país intensamente minero, existen en Chile aún grandes incógnitas sobre el origen de nuestros yacimientos. Un estudio del Núcleo Milenio Trazadores de Metales, publicado en Scientific Reports de Nature, indaga en los vínculos de las erupciones volcánicas explosivas y la formación de depósitos de hierro, uno de los cinco minerales metálicos más importantes para nuestra economía. Esta investigación contribuye a la determinación de dónde enfocar esfuerzos a la hora de buscar este tipo de yacimientos.

La volcanología y la geología económica tienen un vínculo a través de la búsqueda de los orígenes de los depósitos minerales. Es bien sabido que los magmas tienen gran incidencia en la generación de yacimientos, pero hasta ahora se creía que las erupciones volcánicas explosivas no tenían un rol en la mineralización, ya que la naturaleza de sus explosiones liberaría los elementos a la atmósfera y se perderían. Pero una reciente publicación expone un nuevo punto de vista.

La investigación “Formation of massive iron deposits linked to explosive volcanic eruptions”, resalta el rol que tienen las erupciones volcánicas explosivas en la formación de depósitos de hierro. “Proponemos que una confluencia óptima de procesos que ocurren durante la evolución de un volcán puede ser muy eficiente para segregar, transportar y concentrar minerales de hierro para formar un depósito como El Laco”, comentó José Tomás Ovalle, autor principal de la publicación y estudiante de doctorado del Departamento de Geología de la Universidad de Chile.

El paper fue publicado en Scientific Reports de Nature y fue liderado por Ovalle bajo la guía de los profesores Martin Reich, Fernando Barra y Diego Morata, investigadores del Núcleo Milenio Trazadores de Metales y del Centro de Excelencia en Geotermia de Los Andes (CEGA), ambos centros asociados al Departamento de Geología de la Universidad de Chile, junto a colaboradores de las Universidades de Michigan en EEUU y de Murdoch en Australia.

El estudio se desarrolla en los depósitos de hierro del Complejo Volcánico El Laco, ubicado en el Altiplano Chileno, región de Antofagasta, a más de 4.500 metros de altura, y a escasos kilómetros de la frontera con Argentina. “El Laco es probablemente el mejor ejemplo del que se tenga registro en el mundo de mineralización de hierro asociada a volcanes, y además de ser el más joven del mundo de su tipo, con escasos 2 millones de años, es el depósito de hierro descubierto más grande de Chile. La excelente preservación de sus afloramientos permite establecer una inequívoca relación genética con procesos de volcanismo. Por ejemplo, es posible observar directamente en el terreno que todas esas millones de toneladas de material rico en hierro salieron desde las entrañas de ese volcán”, comenta José Tomás Ovalle. Otra de las características es lo bien conservado que se encuentra, debido al tipo de clima árido del Altiplano chileno y donde la erosión es muy baja. El depósito se presenta casi de la misma manera que en su origen.

Profundidad de la recolección de muestras

Este depósito, que se encuentra a más de 4000 metros de altura, siempre había sido estudiado en base a muestras superficiales, ya que estos son cuerpos de magnetita que afloran en la superficie fácilmente visible en el terreno. Lo novedoso de este estudio es que analizó muestras de múltiples sondajes o perforaciones de hasta 500 metros de profundidad, lo que permitió estudiar el depósito desde sus niveles más profundos hasta los más superficiales.

“Trabajamos con un testigo de roca sólida, a partir del cual fuimos recolectando muestras cada ciertos metros, haciendo un reconocimiento detallado de minerales y sus texturas. Estudiamos las texturas de cristales de magnetita representativos de diferentes profundidades, en conjunto con su composición química, usando técnicas analíticas de alta precisión y resolución y encontramos un sistemático incremento del titanio en la magnetita a medida que avanzábamos en la profundidad del depósito. Dichas variaciones debían ser explicadas en conjunto con la historia volcánica de la zona”, explicó Ovalle.

La investigación zanja una discusión científica

Este depósito fue descubierto a fines de los años 50 y el primer trabajo que se publicó en los años 60 documenta “coladas” de magnetita, similares en forma y estructura a las lavas típicas de volcanes en Hawaii, las cuales tienen texturas de flujo. Después de ese primer trabajo, han sido muchos los geólogos e investigadores que han estudiado este enigmático depósito, postulando hipótesis de formación absolutamente contrapuestas.

El autor principal del paper agregó que el estudio “plantea que el depósito se formó por una confluencia de procesos magmáticos e hidrotermales que ocurrieron durante la evolución del volcán, los cuales permitieron una eficiente segregación de magnetita magmática por efecto de burbujas y la subsecuente formación de un fluido hidrotermal que migró ascendentemente hasta ser expulsado en superficie en forma de erupción. Esta conclusión es consistente con las variaciones que encontramos en las muestras de sondajes más profundos hasta los más superficiales”.

El profesor Martin Reich indicó que el modelo planteado involucra procesos que ocurren comúnmente en los volcanes andinos, “pero que son maximizados gracias a una confluencia de factores. Dichos procesos volcánicos, que comúnmente llevan a expulsar cantidades de azufre y metales como cobre a la atmósfera, en el caso de Laco actuaron de tal manera de lograr concentrar de manera eficiente el hierro. Este modelo plantea que las erupciones volcánicas explosivas no impiden intrínsecamente la formación de depósitos minerales en profundidad; en ocasiones los forman”.

¿Cómo se proyecta continuar esta investigación?

“Estamos trabajando en datar de manera detallada estos depósitos. Con ello podremos decir cómo evolucionó este complejo volcánico y cuándo se formaron los cuerpos de hierro masivo. Creemos que fue un gran evento eruptivo, o pueden haber sido dos eventos separados acotados en el tiempo -a escala geológica- los que formaron este yacimiento, eso lo dirán las dataciones. “También estamos indagando acerca de otros depósitos similares en Chile para poder robustecer la hipótesis que formulamos y así ampliar el impacto del modelo hacia otras provincias a nivel mundial, como por ejemplo México, Estados Unidos, Irán y China”, concluye.

Referencia del Paper: J. Tomás Ovalle, Nikita L. La Cruz, Martin Reich, Fernando Barra, Adam C. Simon, Brian Konecke, María Brian Konecke, María A. Rodriguez-Mustafa, Artur P. Deditius, Tristan Childress & Diego Morata: “Formation of massive iron deposits linked to explosive volcanic eruptions” Scientific Reports volume 8, Article number: 14855 (2018)

Nota original: Ingeniería Universidad de Chile