1.- Concepto y origen de los yacimientos mineralesIntroduccin Los elementos qumicos que componen nuestro planeta estn distribuidos de una forma que a grandes rasgos es muy regular, ya que depende de dos grandes factores: 1. Su abundancia en cada una de las capas que componen el planeta, 1. La naturaleza y composicin de las rocas presentes en cada sector concreto que analicemos. Sobre la base de los datos conocidos sobre la naturaleza y composicin geoqumica, mineralgica y petrolgica de las diferentes capas en que est dividido nuestro planeta, la composicin es simple y homognea en la zona ms profunda (ncleo), e intermedia en el manto, mientras que la capa ms superficial (la corteza) presenta una composicin ms compleja y heterognea. Esto ltimo se debe a su vez a dos factores: 1. El hecho de que la diferenciacin planetaria haya producido un enriquecimiento relativo de esta capa en los elementos ms ligeros, que no tienen cabida en los minerales que componen el manto, que son de composicin relativamente simple: fundamentalmente silicatos de Mg y Fe. Eso hace que con respecto al manto, la corteza slo est empobrecida en elementos como Fe y Mg (en lo que se refiere a elementos mayoritarios) y Ni, Cr, Pt, en lo que se refiere a minoritarios o trazas. 1. La mayor complejidad de los procesos geolgicos que operan en la corteza producen fenmenos muy variados de enriquecimiento o empobrecimiento de carcter local, que afectan a la concentracin de los distintos elementos qumicos de diferentes maneras. De esta manera, podemos entender a la corteza como aquel segmento de nuestro planeta en el que se rompe la homogeneidad de la distribucin de los elementos que encontramos en capas ms profundas. Por ejemplo, a pesar de que existan algunas variaciones composicionales en el manto, stas son insignificantes con respecto a la altsima variabilidad que observamos en la corteza. As, en sta podemos observar rocas gneas que independientemente de su lugar de origen (manto astenosfrico, manto litosfrico, corteza) van desde composiciones peridotticas hasta las granticas. Es en la corteza donde, adems, encontraremos las rocas sedimentarias y metamrficas. Los procesos que llevan a la diferenciacin de un magma, o a la formacin de una roca sedimentaria o metamrfica implican en ocasiones transformaciones profundas qumico-mineralgicas. Es durante el curso de esos procesos que algunos elementos o minerales pueden concentrarse selectivamente, muy por encima de sus valores "normales" para un tipo determinado de roca, dando origen concentraciones "anmalas" que de aqu en adelante denominaremos "yacimientos minerales". El carcter "anmalo" de estas concentraciones hace que los yacimientos constituyan singularidades en la corteza terrestre. Es muy importante considerar el aspecto geoqumico del concepto: todos los elementos qumicos estn distribuidos en la corteza de forma muy amplia, aunque en general su concentracin en las rocas es demasiado baja como para permitir que su extraccin de las rocas resulte rentable. Como hemos explicado, su concentracin para dar lugar a un yacimiento mineral se produce como consecuencia de algn proceso geolgico (gneo, sedimentario o metamrfico) que provoca la concentracin del elemento. Por ejemplo, el oro que se encuentra concentrado en los yacimientos sedimentarios de tipo placer puede proceder del oro diseminado en reas de gran extensin regional. En esas reas el oro estar presente en las rocas, pero en concentraciones demasiado bajas como para poder ser extrado con una rentabilidad econmica. Sin embargo, el proceso sedimentario produce su concentracin en los aluviones o en playas, posibilitando en algunos casos su extraccin econmica. En definitiva, para que un elemento sea explotable en un yacimiento mineral, su concentracin debe ser muy superior a su concentracin media (clark) en la corteza terrestre. El otro factor importante a considerar es el econmico: esas concentraciones podrn ser o no de inters econmico, lo que delimita el concepto de Yacimiento explotable o no explotable, en funcin de factores muy variados, entre los que a primera vista destacan algunos como el valor econmico del mineral o minerales extrados, su concentracin o ley, el volumen de las reservas, la mayor o menos proximidad de puntos de consumo, la evolucin previsible del mercado, etc., factores algunos fcilmente identificables, mientras que otros son casi imposibles de conocer de antemano. Esta conjuncin de factores geolgicos y econmicos hace que el estudio de los yacimientos minerales sea una cuestin compleja y problemtica, en la que hay que conjugar la labor de especialistas de distintos campos, ya que incluye desde las cuestiones que afectan a la prospeccin o bsqueda de estas concentraciones, su evaluacin, el diseo y seguimiento de su explotacin minera, el estudio de la viabilidad econmica de la explotacin, el anlisis del mercado previsible para nuestro producto, hasta factores polticos (estabilidad econmica y social de un pas) o cuestiones medioambientales, como la recuperacin de los espacios afectados por esta actividad. El trmino de yacimiento mineral se he venido utilizando tradicionalmente para referirnos nicamente a los yacimientos de minerales metlicos, que se emplean para obtener una mena, de la que se extrae un metal. Es el caso, por ejemplo, del cinabrio, que se explota para la extraccin del mercurio. No obstante, el auge de las explotaciones de minerales y rocas industriales, y la similitud de los procesos que dan origen a los yacimientos metlicos y de rocas y minerales industriales hacen que esta precisin no tenga ya sentido. De esta forma, en este temario se va a abordar de forma integral el estudio de ambos. Conceptos bsicosCuando hablamos de Yacimientos Minerales, hay una serie de conceptos que tienen una gran importancia, ya sea en los aspectos geolgicos-geoqumicos, o en los econmicos. Los ms importantes son los siguientes: Mena: Es el mineral cuya explotacin presenta inters. En general, es un trmino que se refiere a minerales metlicos y que designa al mineral del que se extrae el elemento qumico de inters (Cu de la calcopirita, Hg del cinabrio, Sn de la casiterita, entre muchos ejemplos posibles). En este caso de los minerales metlicos, se requiere un tratamiento de la mena, que en general comprende dos etapas: el tratamiento mineralrgico y el metalrgico (ver ms abajo).Ganga: Comprende a los minerales que acompaan a la mena, pero que no presentan inters minero en el momento de la explotacin. Ejemplos frecuentes en minera metlica son el cuarzo y la calcita. Conviene resaltar que minerales considerados como ganga en determinados momentos se han transformado en menas al conocerse alguna aplicacin nueva para los mismos.Reservas: Cantidad (masa o volumen) de mineral susceptible de ser explotado. Depende de un gran nmero de factores: ley media, ley de corte (ver ms abajo), y de las condiciones tcnicas, medioambientales y de mercado existentes en el momento de llevar a cabo la explotacin. Se complementa con el concepto deRecurso, que es la cantidad total de mineral existente en la zona, incluyendo el que no podr ser explotado por su baja concentracin o ley. Ver ms detalles pulsando aqu. Ley media: Es la concentracin que presenta el elemento qumico de inters minero en el yacimiento. Se expresa como tantos por ciento, o como gramos por tonelada (g/t) (equivale a partes por milln, ppm) u onzas por tonelada (oz/t).Ley de corte o cut-off: Es la concentracin mnima que debe tener un elemento en un yacimiento para ser explotable, es decir, la concentracin que hace posible pagar los costes de su extraccin, tratamiento y comercializacin. Es un factor que depende a su vez de otros factores, que pueden no tener nada que ver con la naturaleza del yacimiento, como por ejemplo pueden ser su proximidad o lejana a vas de transporte, avances tecnolgicos en la extraccin, etc.Factor de concentracin: Es el grado de enriquecimiento que tiene que presentar un elemento con respecto a su concentracin normal para que resulte explotable, es decir: Ley de corte Fc = --------------------ClarkAs, por ejemplo, el oro se encuentra en las rocas de la corteza en una proporcin media o clark de 0.004 ppm, mientras que en los yacimientos de la cuenca de Witwatersrand (RSA) su ley de corte es de 7 g/t (1.750 veces mayor). La figura muestra los factores de concentracin de una serie de elementos, y se aprecia como para elementos escasos este valor es mucho ms alto que para los elementos ms comunes, ms abundantes en el conjunto de la corteza. Todo uno: Mezcla de ganga y mena que extrae de la mina o cantera, con un contenido o ley determinado, que hay que saber previamente (investigacin de pre-explotacin) y confirmar tras la explotacin.Todo uno marginal: Aquel producto de la explotacin que tiene contenidos ligeramente por debajo de la ley de corte, y que no se suele acumular conjuntamente con el estril, o bien para procesar mediante tratamientos de bajo coste, o en previsin de que los precios del producto suban y puedan aprovecharse como reservas. Estril: Corresponde a las rocas que no contienen mineral o lo contienen en cantidades muy por debajo de la ley de corte. No suele corresponder con la ganga, que como se indica antes, son los minerales acompaantes de la mena.Subproductos (o by-products): Suelen ser minerales de inters econmico, pero que no son el objeto principal de la explotacin, si bien aumentan el valor econmico de la produccin: por ejemplo, el Cd o el Hg contenido en yacimientos de sulfuros con altos contenidos en esfalerita, o el manganeso contenido en los prfidos cuprferos.Explotacin minera: Es el proceso o conjunto de procesos por el cual o cuales extraemos un material natural terrestre del que podemos obtener un beneficio econmico: puede ser desde agua, hasta diamantes, por ejemplo. Se lleva a cabo mediante pozos (caso del agua o del petrleo, entre otros), en minas, subterrneas o a cielo abierto, o en canteras.Metalurgia extractiva: Es el proceso o conjunto de procesos, propios de la minera metlica, que permiten obtener el elemento de inters a partir del todo-uno de mina o cantera. Implica o puede implicar una serie de procesos:1. Lavado o concentracin. Proceso o conjunto de procesos por el cual o cuales se separan la mena y la ganga. Pueden ser de carcter fsico: por ejemplo, separacin de la magnetita por medio de electroimanes; o de carcter fsico-qumico: por ejemplo, flotacin de los sulfuros.1. Metalurgia: Proceso o conjunto de procesos por el cual se extrae el metal correspondiente de un mineral metlico. Puede ser por tostacin (caso de los sulfuros: HgS + calor + O2 -> Hg + SO2) denominndose entonces pirometalurgia, o por va hmeda (CuCO3 + H2SO4 -> CuSO4(soluble); a su vez el CuSO4 se descompone electrolticamente: CuSO4 + en.el. -> Cu + SOx); este tipo se denomina hidrometalurgia; otra posibilidad es confiar este proceso a la accin de bacterias, y se denomina entonces biometalurgia. Otros procesos post-mineros: El producto minero, tal como sale de cantera o de la planta de mineralurgia, si no es de carcter metlico, a menudo necesita otros tratamientos antes de ser aprovechable: por ejemplo el petrleo necesita el refino; las rocas industriales necesitan corte y tratamientos superficiales de la superficie de corte; expansin trmica de perlita o vermiculita para obtener ridos ligeros, calcinacin de la caliza para obtener cal (CaCO3 + calor -> CaO + CO2), entre muchos otros.

Origen de los Yacimientos Minerales El origen de los yacimientos minerales puede ser tan variado como lo son los procesos geolgicos, y prcticamente cualquier proceso geolgico puede dar origen a yacimientos minerales. En un estudio ms restrictivo, hay que considerar dos grandes grupos de yacimientos: 1. Los de minerales, ya sean metlicos o industriales, que suelen tener su origen en fenmenos locales que afectan a una roca o conjunto de stas, 1. Los de rocas industriales, que corresponden a reas concretas de esa roca que presentan caractersticas locales que favorecen su explotacin minera. A grandes rasgos, los procesos geolgicos que dan origen a yacimientos minerales seran los siguientes: Procesos gneos: Plutonismo: produce rocas industriales (los granitos en sentido amplio), y minerales metlicos e industriales (los denominado yacimientos ortomagmticos, producto de la acumulacin de minerales en cmaras magmticas). Volcanismo: produce rocas industriales (algunas variedades "granticas", ridos, puzolanas), y minerales metlicos (a menudo, en conjuncin con procesos sedimentarios: yacimientos de tipo "sedex" o volcano-sedimentarios). Procesos pegmatticos: pueden producir yacimientos de minerales metlicos (p.e., casiterita) e industriales: micas, cuarzo... Procesos neumatolticos e hidrotermales: suelen dar origen a yacimientos de minerales metlicos muy variados, y de algunos minerales de inters industrial.

Procesos exgenos o superficiales: La erosin es el proceso por el cual las rocas de la superficie de la Tierra, en contacto con la atmsfera y la hidrosfera, se rompen en fragmentos y sufren transformaciones fsicas y qumicas, que dan origen a fragmentos o clastos, y a sales, fundamentalmente. Las trasformaciones que implica la erosin pueden dar lugar a yacimientos, que reciben el nombre de yacimientos residuales.

El transporte de los clastos por las aguas y el viento, y de las sales por el agua, modifica la composicin qumica tanto del rea que sufre la erosin como del rea a la que van a parar estos productos. Adems, durante el propio transporte se producen procesos de cambio fsicos y qumicos, nuevas erosiones, depsito de parte de la carga transportada, etc.

La sedimentacin detrtica da origen a rocas como las areniscas, y a minerales que podemos encontrar concentrados en stas, en los yacimientos denominados de tipo placer: oro, casiterita, gemas... La sedimentacin qumica da origen a rocas de inters industrial, como las calizas, y a minerales industriales, como el yeso o las sales, fundamentalmente. La sedimentacin orgnica origina las rocas y minerales energticos: carbn e hidrocarburos slidos (bitmenes, asfaltos), lquidos (petrleo) y gaseosos (gas natural). Tambin origina otras rocas y minerales de inters industrial, como las fosforitas, o las diatomitas, entre otras. Como ya se ha mencionado, la sedimentacin asociada a los fenmenos volcnicos produce yacimientos de minerales metlicos de gran importancia.

Procesos metamrficos: El metamorfismo da origen a rocas industriales importantes, como los mrmoles, o las serpentinitas, as como a minerales con aplicacin industrial, como el granate. No suele dar origen a yacimientos metlicos, aunque en algunos casos produce en stos transformaciones muy importantes.

As pues, y a modo de conclusin, en cada caso han de darse unas determinadas condiciones que permitan que se origine el yacimiento, como algo diferenciado del conjunto rocoso, en el que uno o varios procesos geolgicos han actuado de forma diferencial con respecto al resto del rea, lo que ha permitido que se produzcan esas condiciones especiales que suponen la gnesis del yacimiento. Lecturas recomendadas Bustillo Revuelta, M.; Lpez Jimeno, C. (1996). Recursos Minerales. Tipologa, prospeccin, evaluacin, explotacin, mineralurgia, impacto ambiental. Entorno Grfico S.L. (Madrid). 372 pg. Carr, D.D.; Herz, N. (1989). Concise encyclopedia of mineal resources. Pergamon Press. 426 pg. Daz Prieto, P. (1995). Glosario de trminos mineros (Ingls-Espaol/Espaol-Ingls). Secretariado de Publicaciones. Universidad de Len. 291 pg. Earth Science Australia. http://www5.50megs.com/esa/mindep/mindep.html Evans, A.M. (1993). Ore geology and industrial minerals: An introduction. Blackwell Science, 389 pg. Guilbert, J.M.; Park, Ch.F. (1986). The geology of ore deposits. Freeman. 985 pg. Jbrak, M. Manuel de gtologie (on line). http://www.unites.uqam.ca/~sct/gitologie/mjg1.htm Kesler, S.E. (1994). Mineral resources, economics and the environment. Maxwell Macmillan International. 391 pg. Lunar, R.; Oyarzun, R. (Eds.) (1991). Yacimientos minerales: tcnicas de estudio, tipos, evolucin metalognica, exploracin. Ed. Centro de Estudios Ramn Areces. 938 pg. Sawkins, F.J. (1984). Metal deposits in relation to plate tectonics. Springer-Verlag. 325 pg. Shakelton, W.G. (1986). Economic and applied geology. Croom Helm. 227 pg. Skinner, B.J. (1980). Economic Geology - Seventy-fifth anniversary volume (1905-1980). Economic Geology Publishing Co. (El Paso, Texas). 964 pg. Smornov, V.I. (1982). Geologa de Yacimientos Minerales. Mir. 654 pg. Vzquez Guzmn. F. (1997). Geologa econmica de los Recursos Minerales. Fundacin Gmez Pardo (Madrid). 481 pg.