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METEORIZACIÓN Y FORMACIÓN DE BAUXITAS

METEORIZACIÓN Y FORMACIÓN DE BAUXITAS Meteorización: Alteración por procesos físicos y químicos de rocas y minerales en la superficie de la Tierra, o cerca de ella. Laterita: Roca formada por procesos de meteorización y compuesta principalmente por oxihidróxidos de hierro y aluminio.

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METEORIZACIÓN Y FORMACIÓN DE BAUXITAS

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  1. METEORIZACIÓN Y FORMACIÓN DE BAUXITAS Meteorización:Alteración por procesos físicos y químicos de rocas y minerales en la superficie de la Tierra, o cerca de ella. Laterita:Roca formada por procesos de meteorización y compuesta principalmente por oxihidróxidos de hierro y aluminio. Bauxita:Roca compuesta por una mezcla de de oxihidróxidos amorfos o cristalinos de aluminio, conjuntamente con sílice libre, oxihidróxidos de hierro y arcillas. Una laterita rica en aluminio. Es la principal fuente comercial de aluminio.

  2. Para formar bauxitas y lateritas se requiere: • Clima cálido, y sobre todo húmedo (tropical, ecuatorial) • La erosión mecánica no puede ser intensa (e.g., mesetas) • La infiltración del agua de lluvia provoca un efecto de disolución • y lixiviación. Se necesita un flujo rápido de infiltración para evitar • supersaturación con respecto a fases más solubles que los • oxihidróxidos de hierro y aluminio, i.e., arcillas.

  3. Bauxita de Los Pijiguaos • Venezuela • Roca madre: granito • Situada en el borde de • una meseta (antigua • superficie de erosión) x

  4. SUCESIÓN LITOLÓGICA TÍPICA DE UNA BAUXITA LATERÍTICA Bauxita (gibsita Al(OH)3) Bloques de granito* Saprolita (caolinita Al2Si2O5(OH)4) Roca madre (granito*) *La roca madre no tiene por que ser un granito

  5. Roca madre: granito MINERAL Vol% Variación Cuarzo 18 5-34 Feldespato-K 40 25-55 Plagioclasa 25 14-38 Biotita 7 2-17 Hornblenda 9 1-24 Apatita 0.8 0-9 Esfena 0 0-0.1 Opacos 0.6 0-4 Otros 0.2 0-0.9 Mendoza (1975)

  6. Saprolita: Espesor del orden de 10-40 m Granito alterado (caolinita, cuarzo, goetita) El contacto con el granito es gradual Contacto con la bauxita: zona de transición (gibsita + caolinita)

  7. Bauxita: Espesor medio 8 m (puede alcanzar hasta 15 m) Gibsita (Al(OH)3), cuarzo, hematita, goetita

  8. MODELO DE TRANSFERENCIA DE MASA • (flow-through reaction path) • Aproximación lagrangiana (seguimos un paquete de fluido) • 1D, sólo advección • Medio saturado • Reacción mineral: cinética – equilibrio • Especiación: equilibrio • Soler & Lasaga (1996) A mass transfer model of bauxite formation. Geochim. • Cosmochim. Acta 60, 4913-4931.

  9. Parámetros T = 25oC vD = 2 m/y –constante– finit = 0.10 (0.01) –los resultados no dependen mucho de finit – Roca:albita NaAlSi3O8 72vol%, Ainit=389 m2/m3 cuarzo SiO2 28vol%, Ainit=756 m2/m3 Minerales secundarios:gibsita (Al(OH)3), caolinita (Al2Si2O5(OH)4) paragonita (NaAl3Si3O10(OH)2). Ainit 10-4 m2/m3 Especies en solución:Al3+,Al(OH)2+,Al(OH)2+,Al(OH)3(aq),Al(OH)4-, H4SiO4(aq),H3SiO4-,Na+,H+,OH-,H2O Agua de entrada:Solución muy diluida, pH 4.3

  10. Reacciones log K 2.65 - 4.00 -34.00 7.56 18.65 9.02 17.90 25.20 33.30 -9.47 -14.00

  11. Cinética Albita g = |DG|/RT = |lnW|; n2= 8.4x10-17; m1 = 15.0; m2 = 1.45 pH k1(mol/m2/s) k2(mol/m2/s) n pH<5 1.42x10-10 1.27x10-11 0.49 5pH 8 5.04x10-13 4.52x10-14 0 pH>8 2.01x10-15 1.80x10-16 -0.3 Cuarzo k = 4.17x10-14 mol/m2/s

  12. Gibsita pH kdis(mol/m2/s) kppt(mol/m2/s) n pH<5 5.21x10-11 2.14x10-11 0.29 5pH 8 1.85x10-12 7.60x10-13 0 pH>8 7.36x10-15 3.03x10-15 -0.3 Caolinita (paragonita) pH kdis(mol/m2/s) kppt(mol/m2/s) n pH  9 1.65x10-13 4.95x10-14 0.1 pH>9 1.31x10-21 3.93x10-22 -0.8

  13. Cinética Equilibrio (gib,caol) Sin solapo gib-caol

  14. Diagramas de fases

  15. Dis. albita Ppt. gibsita, caolinita Solapo gib-caol

  16. 1 2 1 Dis. caolinita – ppt gibsita 2 Dis. albita – ppt caolinita

  17. Zona de transición bauxita-saprolita Disolución de caolinita, precipitación de gibsita

  18. Saprolita Disolución de feldespato, precipitación de caolinita

  19. Am.sec.10-4 m2/m3 Am.sec.10-3 m2/m3 Am.sec.10-2 m2/m3

  20. Efecto de la erosión mecánica Tasa de erosión = 0.01 mm/y = 10 m/My Am.sec.10-3 m2/m3 Conclusión: El perfil de meteorización (bauxita) se encuentra básicamente en estado estacionario

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