17 de Julio 2022. Las peridotitas de Sierra Bermeja-Alpujata (Málaga), una fuente potencial desconocida de elementos traza, tierras raras (REE) y elementos del grupo del platino. Aula museo de geologia Málaga

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17 de Julio 2022. Las peridotitas de Sierra Bermeja-Alpujata (Málaga), una fuente potencial desconocida de elementos traza, tierras raras (REE) y elementos del grupo del platino. Aula museo de geologia Málaga

Los macizos de peridotitas de la provincia de Málaga con una extensión aproximada de 400km2 (Sierra Bermeja-Alpujata-Mijas-Coín-Carratraca) en su conjunto ubicados en áreas geográficas conocidas como “desiertos poblacionales” por la toxicidad y esterilidad agrícola de su subsuelo (presencia de níquel,cromo,asbestos,etc..), necesitan la atención urgente de una mayor investigación petrológica y geoquímica que permita sumar los resultados de tal investigación a los estudios actuales del panorama minero nacional y al conocimiento evaluatorio del potencial económico de la región andaluza en lo relativo a las fuentes de materias primas tecnológica-estratégica de “elementos“. En dicho concierto de materiales procesables, incluimos los elementos traza , las tierras raras –ETR o REE siglas en inglés-, y los elementos del grupo del platino – EGP- también identificados a nivel de trazas. Hablaríamos en principio de concentraciones moderadas de estos elementos (ppm,ppb) pero que selectivamente estudiados y concentrados de acuerdo a su uso actual en aplicaciones específicas en la industria tecnológica, ciencia o la medicina , constituirían materias críticas de importante desarrollo económico y social. En general en la corteza terrestre, ninguno de los elementos de las Tierras raras se encuentran en forma de metal puro, no están en altas concentraciones en las rocas y además son difíciles de separar de otros elementos, lo que vuelve tecnológicamente complejo su proceso de extracción y separación selectiva de los minerales o rocas donde se pueden concentrar.

Como se aprecia en la tabla anterior, el grupo de elementos de las Tierras raras (REE) es el nombre común de 17 elementos químicos: escandio, itrio y los 15 elementos del grupo de los lantánidos (lantano, cerio, praseodimio, neodimio, prometio, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, holmio, erbio, tulio, iterbio y lutecio). Son una serie de elementos químicos que se encuentran en la corteza terrestre en concentraciones variables, a veces apreciables  – caso del cerio en concentraciones similares al cobre en la corteza -, o  en otro casos y en la mayoría de las ocasiones, a nivel de trazas, y que son objeto de una fuerte demanda esencial para el desarrollo tecnológico en la sociedad actual, tal es el caso de la electrónica y la tecnología de consumo.  Sus aplicaciones crecientes, en la industria de los coches eléctricos, televisores y pantallas de color (fosforescencia del europio), fibra óptica, bombillas fluorescentes compactas y lentes de cámara, computadoras y redes,  aleaciones de hierro, magnesio y aluminio, imanes potentes de nueva generación, ciertos tipos de electrodos en rayos X, láseres ópticos e iluminación de arco de carbono, fabricación de  láseres infrarrojos de alta potencia en defensa, relojes, marcapasos, bandas identificativas de los billetes, y en investigación científica y médica de tratamientos óseos tumorales, etc.., todas basadas en las propiedades magnéticas, luminiscentes y electroquímicas excepcionales de estos elementos, hacen de ellos unas materias primas estratégicas indispensables en alza minera, que generan una ansiosa demanda competitiva en los países desarrollados, por la búsqueda e investigación de yacimientos potenciales…

Ubicación de los elementos de las tierras raras (REE) ligeros y pesados en la tabla periódica

El ranking de las reservas mundiales de tierras raras la lidera China con aproximadamente 44 millones de toneladas, a la que siguen Vietnam, Brasil y Rusia, todos ellos con más de 21 millones. En España, aparecen yacimientos importantes todavía en fase de estimación de reservas, en Salamanca, Galicia, Canarias (Fuerteventura en carbonatitas) y Cáceres, sin olvidar otras áreas potenciales como Ciudad Real (Campo de Montiel, Valdepeñas), o incluso otras menos estudiadas como las mismas peridotitas de Ronda y sus aureolas leucograníticas. Desde un punto de vista geológico, los principales yacimientos de tierras raras conocidos en el mundo se asocian a complejos de rocas ígneas alcalinas, carbonatitas, óxidos de hierro – REE -, pegmatitas graníticas (enriquecidas en Nb, Y, F, Ta), depósitos residuales (lateritas de hierro y aluminio, y bauxitas), placeres de minerales pesados, y depósitos en venas (de carbonatos y/o fosfatos de REE).

Estos elementos aparecen en concentraciones relativas ,a menudo como trazas,  o en la composición química de varios minerales, entre los que destacan:

  • CARBONATOS: bastnaesita ((Ce,La,Y)CO3F),  parisita (Ca(Nd,Ce,La)2(CO3)3F2), cebaita (Ba3Ce2(CO3)5F2), huanghoita (BaCe(CO3)2F);
  • FOSFATOS: monacita ((Ce,LaNdThY)PO4), xenotima ((Y,Yb)PO4);
  • SILICATOS : cerita ((Ce,La,Y)9Fe(SIO4)6(SIO3)(OH)3), gadolinita ((Ce,La,Nd,Y)2FeBe2Si2O10),
  • ÓXIDOS: euxenita ((Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6), loparita ((Na,Ce,Sr)(Ce,Th)(Ti,Nb)2O6).

Los elementos de las Tierras Raras – ETR – pueden hallarse también como “elementos traza” en minerales más comunes formadores de rocas como feldespatos, plagioclasas, biotita, epidota, zircón, piroxenos, granate, ilmenita, entre otros, donde se encuentran reemplazando a los iones mayores (según radio atómico y estado de valencia). En las peridotitas de Ronda, se concentran preferentemente en los clinopiroxenos y capas de piroxenitas, y también en las facies de más alta presión y temperatura como las lherzolitas con granates, o también en rocas graniticas y granitoides del entorno provincial.

Las tierras raras junto a otros elementos, son muy utilizados en petrología para ayudar al científico a descifrar el origen y evolución de los magmas/rocas ígneas, ya que los elementos trazas son incorporados selectivamente en las diferentes fases de evolución/cristalización, o excluidos con gran selectividad, por lo que son muy sensibles a los procesos de fraccionamiento. Como resultado, el origen de los sistemas fundidos y los procesos evolutivos, pueden ser bien definidos en base a su comportamiento geoquímico. Para su utilización generalmente se las normaliza a “Manto Primordial o a Condrito”. Los condritas o condritos son considerados las muestras menos evolucionadas que derivan de la nebulosa solar primordial y se aproximan así a la composición temprana de la Tierra.

En las peridotitas alpinas como las de Ronda y otras de la escala mundial y del Mediterráneo occidental, aparecen ciertas anomalías de lantano, cerio, neodimio, gadolinio, yterbio e ytrio, en las capas de clinopiroxenitas y otras lherzolitas con granate como muestra las tablas siguientes:

Entre los elementos mas usados en petrología para estudiar estos comportamientos están los metales de transición (Sc, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn);  los lantánidos, denominados elementos de tierras raras – ETR o REE- (Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu), y otros elementos como Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Ca, Ba, Hf, Ta, Pb, Th y U, incluidos en muchos minerales. El propósito del estudio petrogenético de un conjunto de rocas ígneas es determinar el ambiente tectónico, la composición química y mineralógica de la fuente, el grado de fusión parcial, las condiciones de P-T durante la fusión parcial y las modificaciones posteriores del líquido primario debido a procesos de diferenciación durante el enfriamiento, mezcla con otros magmas, procesos de asimilación, metasomatismo, etc.. Para ello, es necesario conocer las relaciones geológicas de dichas rocas con las unidades circundantes y, si las rocas estudiadas son intrusiones, es importante estimar  la profundidad y mecanismos de emplazamiento.

Del estudio y distribución de elementos útiles en la interpretación de los sistemas petrológicos ígneos (Hanson, 1978), y otros autores identifican:

  1.  Rb, K y Ba son retenidos por la biotita, y el K-Ba por el feldespato-K.
  2.  Sr y Eu son retenidos por los feldespatos y plagioclasas.
  3.  Y se concentra en la titanita y el apatito
  4.  Eu aparece con frecuencia en la plagioclasa y la titanita
  5.  Sc puede concentrarse en la hornblenda, biotita y piroxenos
  6.  Los elementos de tierras raras pesadas (HREE, ytrio, lutecio, gadolinio,etc… ) son retenidos notablemente en la red cristalina de granate, zircón, hornblenda, y en menor cantidad por el clinopiroxeno.

Sobre las peridotitas alpinas de los macizos de Málaga denominadas en su conjunto “Ronda Peridotites”, poco hay estudiado desde un punto de vista minero en relación a las REE, aunque inicialmente no es previsible hallar concentraciones “importantes” para este tipo de ambientes geológicos ígneos ultramáficos, si son de interés para su estudio, al igual que los diques ácidos y pegmatíticos más alcalinos contenidos en su seno, los leucogranitos y migmatitas de las envolventes perimetrales provenientes de fusión parcial o “efecto plancha” durante el emplazamiento en caliente y enfriamiento de las peridotitas, y también algunas rocas corticales profundas adyacentes a la intrusión afectadas por su evolución, contaminación (metasomatismo) y ascenso a la corteza basal (kinzigitas, leucogranitos, gneises migmatíticos, pegmatitas ricas en litio-rubidio, rocas metasomáticas de skarn Fe-Ti). Igualmente junto a  otros materiales alpujárrides de la zona oriental malagueña ricos en alcális y que han sufrido varios procesos de fusión durante las distintas orogenias varisca y alpina (Migmatitas, gneises y leucogranitos de Torrox).

En general, las tierras raras REE en peridotitas resultan de:

  1. de la fusión parcial y procesos asociados acontecida en el Manto Superior
  2. pueden concentrarse en capas mas diferenciadas y acumuladas como las piroxenitas (clinopiroxenitas, piroxenitas con granate) y lhezolitas con granate (mas alta presión/temperatura). Las capas de piroxenitas pueden representar productos de fusión múltiple.
  3. por contaminación de rocas de la corteza basal
  4. por procesos de interacción metasomática entre el manto superior y la corteza basal

Estudios a nivel internacional en algunos tipos de peridotitas muestran con reservas que en dunitas los contenidos de REE son bajos (0,5 ppm), sin embargo en las clinopiroxenitas pueden aparecer sumas mas cuantificables entre 2,7 y 7,4 ppm, y en especial en las hornblenditas y otras rocas de influencia metasomática con rangos 22,4 y 49,4, así como en los diques de pegmatitas, dioritas y gabros donde tienen sumas variables de 33 y 52 ppm. Recientemente (2018, Carballo Peña,A ; 2020,Ruiz Quintana,J) encuentran concentraciones importantes de escandio -82ppm- y samario -104,32ppm- en depósitos secundarios de lateritas niquelíferas a partir de la meteorización de rocas ultramáficas  tipo harzburguitas en Moa y Cajalbana (Cuba), lo que abre nuevos horizontes en la investigación internacional de tales elementos, en este tipo de yacimientos secundarios.

Concentraciones en REE en las rocas ultramáficas del Alto Condoto (Colombia)

 Sin lugar a dudas, un tema todavía candente y necesario, el del estudio de la potencialidad minera de estas rocas provinciales, que no será posible descifrar científica y económicamente sin una mayor investigación exploratoria por sondeos, petrológica y geoquímica con la dotación de nuevos proyectos y presupuestos específicos para adquirir el nivel de conocimiento necesario sobre las concentraciones reales de dichos elementos en los macizos malagueños de peridotitas, y sus envolventes de rocas metamórficas. En paralelo unos estudios de la potencialidad de los Elementos del Grupo del Platino EGP (iridio, osmio,rutenio,paladio,rodio,etc..) relacionados con mineralizaciones ortomagmáticas de Cr-Ni, ó los depósitos de sulfuros de Fe-Ni-Cu, las reservas potenciales de Cr,Ni, Fe,Ti en suelos de evolución mixta, y los depósitos de minerales industriales como talco, grafito, vermiculitas, magnesitas, asbestos, que deberían evaluarse, para despejar el potencial real de minerales estratégicos y tecnológicos en nuestro país, a través de nuestros recursos naturales más inmediatos, y con ello tal vez gozar en un futuro inmediato, de una mayor autonomía estratégica y bonanza económica en el concierto mundial de un mercado minero cada vez más dependiente de las materias primas exteriores.

 

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