GEOLOGÍA DE MINAS

1. Transporte de metales en soluciones hidrotermales
La comprensión de la génesis de los depósitos minerales hidrotermales requiere conocer la
fuente de los metales, como son transportados y las razones para su depositación como
minerales de mena.
Los metales son incompatibles con la química cristalina de la mayoría de los minerales
formadores de rocas. Por lo que ellos tienden a:
1. Ser enriquecidos en magmas residuales (y subsecuentemente en fluidos hidrotermales).
2. Ser removidos de minerales durante la reacción agua-roca.
3. Liberados (y removidos) de minerales cuando ellos recristalizan durante metamorfismo.
Transporte
Porqué los metales van en solución?
Sulfuros como un ejemplo: La solubilidad de productos de sulfuros metálicos es muy baja
(ellos son esencialmente insolubles en agua)
ZnS = Zn2+
+ S2-
K= a Zn2+
. aS2-
Los valores de log K para ZnS a 25, 100 y 200ºC y pH neutro son
-19.03, - 16.48 y –14.61.
Para HgS ellos son –46.8, -38.2 y –31.4!
Los metales son insolubles como iones simples y consecuentemente son transportados
como complejos.
Algunos ejemplos:
ZnCl2, PbCl42-
, FeCl+
, Au(HS)2-
, HWO4-, Pd(OH)2
Ligantes importantes:
Cl-, H2Sº, HS-, H+, H2O, CO3, moléculas orgánicas.
Zn2+
+ 2Cl- = ZnCl2º
La estabilidad relativa de los complejos está controlada por variables tales como tº, P,
concentración de ligantes, pH y fuerza iónica. Por ejemplo:
H+ + HS- = H2Sº
WO42-
+ H+ = HWO4-

2. El equilibrio en estas reacciones significa que los iones pueden ser asociados o disociados
dependiendo de factores tales como pH y tº. Para la mayoría de los complejos, la
asociación aumenta con la tº.
Precipitación
Los minerales de mena (o cualquier mineral en este sentido) precipitará por varias razones.
El mecanismo de precipitación depende del metal, la naturaleza del (los) complejo (s) y el
mineral.
Veamos la esfalerita como un ejemplo:
ZnCl2 + H2S = ZnS + HCl
ZnCl2 + H2S = ZnS + H+ + Cl-
Para que precipite la esfalerita tiene que excederse el límite de solubilidad. Esto puede
considerarse de dos maneras: en términos de causa fundamental (física o química) de un
movimiento en el equilibrio superior o en términos de los procesos o mecanismos que
resultan en el cambio del equilibrio. El número de posibles cambios en equilibrio son
relativamente pequeños para una simple reacción, pero los mecanismos posibles son más
numerosos.
Causas de precipitación
1. Enfriamiento
a. afecta la solubilidad del producto
la mayoría de las reacciones de ppt son endotérmicas,
entonces el enfriamiento precipita
algunos carbonatos y sulfatos son excepciones
b. afecta las constantes de disociación de complejos
el enfriamiento resulta en disociación
2. Aumento en especies sulfuradas reducidas acuosas
a. adición simple de H2S o HS-
b. Reducción de especies oxidadas de azufre (SO42-
o HSO4-)
3. Cambio de pH de la solución
4. Aumento de la concentración de metales
5. Descenso de la concentración de ligantes