Servicios personalizados
Español (pdf)
Articulo en XML
Referencias del artículo
Enviar articulo por email
Citado por SciELO 
Similares en
SciELO 
Permalink
INTRODUCCIÓN
En Cuba hay un gran número de depósitos minerales del grupo del caolín diseminados por todo el territorio nacional, entre los que se destacan: Río del Callejón, Pino, Toño, Brooklyn y Santa Isabel en la zona occidental; Hortensia, Pontezuela, Gaspar y Bañadero en la zona Central y Dumañuecos, Mir, Caisimú, El Cobre y Cayo Guam en la zona oriental (Rodríguez-Acosta, Rodríguez-Suárez y Hernández-Flores 2017; Martín-Cortés, Theodoro-Hennies y Valenzuela-Díaz 2005).
Los principales yacimientos de arcillas caoliníticas en la región centro-oriental de Cuba están relacionados con la Formación Caobilla y tienen origen hidrotermal (Cortés et al. 2004); ese es el caso de Gaspar, Pontezuela, Mir, Dumañuecos y Caisimú. Muchos de estos yacimientos, y en particular Dumañuecos, en el pasado fueron explotados parcialmente con fines cerámicos, por lo que se conoce de la existencia de elevados volúmenes de arcillas caoliníticas. Se ha determinado que las arcillas de Dumañuecos presentan contenidos favorables de caolín para la producción de cemento de bajo carbono (LC3) (Espinosa-Borges et al. 2019) y representan una atractiva alternative como una nueva fuente de materiales puzolánicos (Alujas-Díaz 2010).
Las rocas de la asociación vulcano-plutónica calcoalcalina de arco de islas, de edad Albiense-Campaniense medio, afloran extensamente en Cuba (Iturralde-Vinent 1994; Iturralde-Vinent 1998). La actividad volcánica de la región Ciego de Ávila-Camagüey-Las Tunas representa el desarrollo de una secuencia alcalino sódica-potásica (Talavera-Coronel et al. 1986). La parte inferior representa la etapa inicial de desarrollo del arco y está caracterizada por la efusión de lavas básicas y medio-básicas con tendencia subalcalina (Echevarria et al. 1986).
Las rocas del yacimiento Dumañuecos pertenecen a las series inferiores y superiores del arco volcánico del Aptiano-Campaniano, las cuales están representadas por el complejo de las rocas efusivas de composición intermedia y básica (Hevia-Delgado 1983). Una característica típica de esta región es la presencia de intrusiones ácidas de granitos (Martín-Cortés, Theodoro-Hennies y Valenzuela-Díaz 2005). En los alrededores de las rocas intrusivas se observan formaciones sedimentarias y vulcanógeno-sedimentarias del Mioceno (Brace et al. 1996).
En esta área se desarrolla la formación Caobilla, que está constituida por una secuencia vulcanógeno-sedimentaria donde predominan las variedades ácidas (dacita, riodacita y riolita) calcoalcalinas, las variedades medias incluyen andesitas (Batista 2011; De Huelbes 2013). Las rocas de esta unidad varían desde andesíticas hasta riolíticas con pocos representantes más básicos y predominio de las dacitas (Milian et al. 2001). Como regla, presenta intensa alteración hidrotermal-metasomática, sinvolcánica y vinculada al contacto del intrusivo (Iturralde-Vinent 1996). Durante los años de explotación se demostró que se trata de una faja de riolitas alteradas por soluciones hidrotermales (Haslar 1971).
La geología del yacimiento Dumañuecos ha sido estudiada por varios geólogos en el pasado (ONRM 1965, 1969, 1983, 1984, 1985, 1989), pero los trabajos principales están, desafortunadamente, inéditos. En los últimos años ha cobrado auge el estudio de este yacimiento por las nuevas perspectivas que representa la implementación del cemento de bajo carbono en el territorio (Espinosa-Borges et al. 2019). Es una deuda pendiente el estudio mineragráfico y petrológico de las rocas de este yacimiento por lo que se desarrolla este estudio como un acercamiento preliminar a las características de estas rocas.
MATERIALES Y MÉTODOS
El yacimiento de caolín Dumañuecos está ubicado en el poblado homónimo del municipio de Manatí, en la parte septentrional de la provincia Las Tunas. La investigación estuvo dividida en cuatro etapas fundamentales; en la primera, se realizó una revisión bibliográfica de todos los materiales recopilados. La segunda etapa se dedicó a los trabajos de campo y muestreo, para esto último se utilizó el método de surco. En la tercera etapa se seleccionaron y prepararon las muestras para el análisis petrográfico y mineragráfico. En la última etapa se procedió al análisis y discusión de los resultados obtenidos.
Trabajo de Campo
Los trabajos de campo estuvieron orientados por la información recopilada durante la revisión bibliográfica. Además, se realizó la toma y transportación de las muestras para su posterior preparación para su análisis. Por último, se documentaron las muestras recolectadas mediante el método de fragmentos de roca.
Trabajo de laboratorio
Análisis petrográfico
Las secciones delgadas se acondicionaron en el Laboratorio de Preparación de Muestras del Instituto de Geología y Paleontología. Para el análisis petrográfico de las muestras se empleó el microscopio de luz polarizada tipo AXIO Lab. A1 de la ZEISS en el Instituto de Geología y Paleontología. Además, se empleó un microscopio de luz polarizada, marca Novel de fabricación china, con cuatro aumentos (4x, 10x, 20x y 40x). Para la interpretación de las secciones delgadas se utilizaron los rasgos texturales de las rocas.
Análisis mineragráfico
Las descripciones mineragráficas fueron realizadas en el laboratorio de microscopia de menas de la Universidad de Moa. Para ello se empleó el microscopio de luz reflejada tipo JENALAB POL de la CARLZEISS con aumentos 10, 50 y 200 micrones. Las secciones pulidas fueron realizadas en los laboratorios de preparación de muestras de la Universidad de Moa y el Instituto de Geología y Paleontología.
RESULTADOS
Caracterización del área
En la actualidad la cantera del yacimiento Dumañuecos se encuentra parcialmente inundada, lo que dificulta los trabajos de reconocimiento. En las paredes de esta cantera afloran las rocas a partir de las cuales se formaron las arcillas caoliníticas de este yacimiento (Figura 1). Estas rocas presentan un gran número de grietas producto de la actividad tectónica que se desarrolló en el área.
Figura 1 Afloramiento de las rocas del yacimiento Dumañuecos. Se observa el intenso agrietamiento y la alteración a que fueron expuestas.
Las rocas estuvieron expuestas a fluidos hidrotermales, lo que provocó su transformación parcial. Debido a las alteraciones desarrolladas en el área, la coloración de las rocas es muy variada, predominando los matices rojos asociados a los procesos de oxidación y llegando al blanco por un mayor grado de la caolinización. Se identificaron rocas con sulfuros alterados en su interior (Figura 2).
Figura 2 Muestra de roca con elevado grado de oxidación en su parte exterior y presencia de mineralización sulfurosa (Sulf) alterada en su interior.
En los alrededores de la cantera se detectaron bloques tectonizados. Una característica muy peculiar de estas rocas es la ocurrencia de estructuras bandeada-concéntricas (Figura 3) en forma de anillos o figuras de Liessengang.
Descripción macroscópica
La muestra R-1 (Figura 4) macroscópicamente es una roca félsica de color crema y zonas enrojecidas por la formación de óxido de hierro. La fractura de esta roca es irregular, es densa, compacta y no es deleznable. La muestra no reacciona al ácido clorhídrico y no presentó características magnéticas. Presenta una estructura masiva y es leucocrática.
La muestra S-2 macroscópicamente es una roca fragmentaria (brecha tectónica), constituida por fragmentos angulosos de roca de tamaño superior a 1 cm y composición mineralógica similar a la muestra R-1. La coloración de esta roca es variada con fragmentos crema que se encuentran englobados por una masa pardo-rojiza desarrollada por la formación de óxidos e hidróxidos de hierro (Figura 5). Esta roca es densa, compacta y no es deleznable. La muestra no reacciona al ácido clorhídrico y no presentó características magnéticas. No se encontraron deformaciones ni recristalizaciones.
Descripción petrográfica
Muestra R-1
Microscópicamente la muestra R-1 se caracteriza por una intensa silicificación, con alteraciones de cuarcificación y oxidación (Figura 6). La textura predominante es la granoblástica (Figura 6A), característica de las rocas que han sufrido metamorfismo térmico como en este caso, donde la roca ha sido el producto de la acción térmica de un cuerpo intrusivo de composición ácida sobre la roca encajante. La composición mineralógica fundamental es: cuarzo, óxido de hierro y granos metálicos irregulares.
La roca se encuentra totalmente silicificada con diferente grado de cristalización y agrietamiento, lo cual dificulta la determinación de la textura original, solo se observan escasos restos de esférulas de feldespato (Figuras 6B y 6C).
Figura 6 A) Muestra R-1. Nicoles cruzados. Roca silicificada. Obsérvese las esférulas y la cristalización fina a media; B) Muestra R-1. Nicoles paralelos. Estructura fibroso-radial en el interior de las esférulas; C) Muestra R-1. Nicoles paralelos. Roca silicificada. Obsérvese las esférulas bien delimitadas.
Muestra S-2
Microscópicamente la muestra S-2 se clasificó como una roca silicificada cataclastizada, denotando la acción tectónica que afectó el área. La textura de esta roca es cataclástica lo que es propio de rocas que han sufrido dinamometamorfismo. Se identifican fragmentos de la roca inicial triturada lo que indica que el proceso tectónico no fue intenso (Figura 7a y 7b).
Figura 7 a. Muestra S-2. Nicoles cruzados. Obsérvese los clastos silicificados, cementados por óxidos e hidróxidos de hierro. b.: Muestra S-2 con Nicoles paralelos.
Esta muestra está constituida principalmente por fragmentos silíceos, óxidos e hidróxidos de hierro y escasos cristales de turmalina (Figuras 8a y 8b). Los cristales de turmalina son subhedrales y se presentan en forma de triángulos esféricos típico en las secciones transversales de este mineral. Además, se identificaron alteraciones por cuarcificación y oxidación. Guarda semejanza con la muestra R-1, pero se encuentra cataclastizada. Los fragmentos exhiben diferentes grados de cristalización y se encuentran cementados por óxidos e hidróxidos de hierro. Se observan huellas tabulares de posibles fenocristales dentro de esta masa silícea (Figura 9) y cristales de turmalina en los cuales se puede observar claramente las líneas de exfoliación según su eje c (Figura 8b). La roca originalmente pudo haber sido una lava de composición riolítica, al igual que la muestra R-1.
Figura 8 a. Muestra S-2. Nicoles cruzados Obsérvese turmalina cementada por óxido de hierro. b. Muestra S-2. Nicoles paralelos. Obsérvese las líneas de exfoliación del cristal de turmalina.
Figura 9 Muestra S-2. Nicoles paralelos. Obsérvese las huellas de cristales tabulares de feldespatos en masa de cuarzo.
Descripción mineragráfica
La muestra R-1 presenta una mineralización representada por diseminaciones de óxidos e hidróxidos de hierro y pirita. La estructura predominante en la muestra es la diseminada. La roca está compuesta por hematita y goethita, que se pueden presentar en raras ocasiones en forma de granos; este comportamiento aplica además a los granos de pirita. La mineralización de hematita y goethita se desarrolla en forma de entrecrecimientos anhedrales diseminados en los minerales de ganga (Figura 10). Los granos de pirita son euhedrales y aparecen diseminados en la ganga con dimensiones que no exceden los 0,004 mm (Figura 11).
Figura 10 Entrecrecimiento anhedral de hematita-goethita (hm-goe) diseminado en la ganga (gan). Muestra R-1.
En la muestra S-2 se encuentra una mineralización representada por óxidos e hidróxidos de hierro. La estructura predominante en la muestra es la manchada. La roca está compuesta por un 45%-50% de hematita-goethita; además contiene pirita que puede presentarse en raras ocasiones en forma de granos.
La mineralización de hematita-goethita se presenta en forma de entrecrecimientos anhedrales que bordean los granos de minerales de ganga, formando una textura de cemento (Figura 12), en ocasiones forman una textura zonal (Figura 13). La mineralización de pirita presenta granos euhedrales que aparecen diseminados en la ganga con dimensiones no mayores de 0,004 mm (Figura 14).
Figura 12 Agregados anhedrales de hematita - goethita (hm-goe) bordeando los minerales de ganga, con textura de cemento. Muestra S-2.
DISCUSIÓN
La ocurrencia de esférulas de feldespato con estructura interna fibroso-radial y huellas de fenocristales de feldespatos en la muestra R-1 indica que estas se originaron partir de una lava de composición riolítica. El origen de dichas esférulas se atribuye a procesos de desvitrificación en condiciones de elevadas temperaturas (Lofgren 1971; McPhie, Doyle & Allen 1993) que pudieran haber sido favorecidas por el metamorfismo térmico. La intensa silicificación y cuarcificación de las rocas se relaciona con los procesos epitermales ocurridos en la zona debido a la acción de los fluidos hidrotermales vinculados con los cuerpos intrusivos ácidos.
El predominio de los procesos de silicificación y cuarcificación indica que los fluidos mineralizantes se caracterizaron por elevada acidez y baja temperatura; según Fournier (1985a; 1985b) y Rimstidt (1997) la solubilidad de la sílice es favorecida por el incremento de temperatura y pH. La presencia de sulfuros como la pirita y oxi-hidróxidos de Fe (hematita y goethita) indican condiciones de altas fugacidades de S2 y O2 (Frost 1991; 1984). La presencia de turmalina en la brecha, indica la participación de elementos volátiles afines a aguas hidrotermales de origen magmático, es también una evidencia que apunta a la intervención de aguas magmáticas en el sistema, relacionadas a las lavas riolíticas (Echeveste et al. 2016). Mientras que la presencia en el yacimiento de minerales tales como, zunyita y alunita (Espinosa-Borges et al. 2019) además de reafirmar el carácter ácido de las soluciones hidrotermales, también permite inferir que en algún momento los fluidos se caracterizaron por presentar temperaturas elevadas ya que la presencia de zunyita en sistemas geotermales indica rangos de temperaturas entre 240ºC -280ºC (Reyes 1990; Contreras 2013). La paragénesis de caolinita + cuarzo + alunita + zunyita + turmalina + pirita + hematita revela el desarrollo de una alteración argílica avanzada según la clasificación de Gifkins, Allen y McPhie’s (2005).
El intenso grado de tectonismo de las rocas, expresado en la ocurrencia de texturas cataclásticas, ha favorecido aún más los procesos de alteración, al constituir vías de acceso para los fluidos mineralizantes. La textura granoblástica presente en la muestra R-1 y la ocurrencia de turmalinas en la muestra S-2 es resultado de dinamo-metamorfismo. La zonalidad observada en los agregados de hematita-goethita es resultado de cambios en las condiciones fisicoquímicas de mineralización con el tiempo, aspecto frecuente en mineralizaciones de relleno de cavidades (Craig & Vaughan 1994).
CONCLUSIONES
La ocurrencia de esférulas de feldespato con estructura interna fibroso-radial y huellas de fenocristales de feldespatos indican que la roca primaria del yacimiento Dumañuecos fue una lava de composición riolítica.
Mediante el análisis petrográfico se identificó la presencia de cuarzo, feldespatos y turmalinas, así como, el predominio de texturas granoblástica y la cataclástica.
De acuerdo con los análisis mineragráficos, la asociación mineralógica principal es: cuarzo + hematita + goethita + pirita con predominio de las texturas de cemento y zonal.
Las rocas primarias del yacimiento se encuentran afectadas por intensos procesos de silicificación y cuarcificación con mineralización sulfurosa (pirita) acompañante, como resultado del tránsito de fluidos hidrotermales ácidos, de baja a alta temperatura y elevadas fugacidades de S2 y O2.
La zonalidad observada en los agregados de hematita-goethita se infiere como una respuesta a variaciones en las condiciones fisicoquímicas de mineralización con el tiempo, aspecto frecuente en mineralizaciones de relleno de cavidades.
La paragénesis de caolinita + cuarzo + alunita + zunyita + turmalina + pirita + hematita indica el desarrollo de una alteración argílica avanzada.
