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.

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.

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

SUCESIÓN LITOLÓGICA TÍPICA DE UNA BAUXITA LATERÍTICA Roca madre (granito*) Saprolita (caolinita Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 ) Bauxita (gibsita Al(OH) 3 ) Bloques de granito* *La roca madre no tiene por que ser un granito

Roca madre: granito MINERALVol%Variación Cuarzo Feldespato-K Plagioclasa Biotita Hornblenda Apatita Esfena Opacos Otros Mendoza (1975)

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

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

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,

Parámetros T = 25 o C v D = 2 m/y –constante–  init = 0.10 (0.01) –los resultados no dependen mucho de  init – Roca: albita NaAlSi 3 O 8 72vol%, A init =389 m 2 /m 3 cuarzo SiO 2 28vol%, A init =756 m 2 /m 3 Minerales secundarios: gibsita (Al(OH) 3 ), caolinita (Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 ) paragonita (NaAl 3 Si 3 O 10 (OH) 2 ). A init  m 2 /m 3 Especies en solución: Al 3+,Al(OH) 2+,Al(OH) 2 +,Al(OH) 3 (aq),Al(OH) 4 -, H 4 SiO 4 (aq),H 3 SiO 4 -,Na +,H +,OH -,H 2 O Agua de entrada: Solución muy diluida, pH 4.3

Reacciones log K

Cinética Albita g = |  G|/RT = |ln  |; n 2 = 8.4x ; m 1 = 15.0; m 2 = 1.45 pHk 1 (mol/m 2 /s)k 2 (mol/m 2 /s) n pH<51.42x x  pH  85.04x x pH>82.01x x Cuarzo k = 4.17x mol/m 2 /s

Gibsita pHk dis (mol/m 2 /s)k ppt (mol/m 2 /s) n pH<55.21x x  pH  81.85x x pH>87.36x x Caolinita (paragonita) pHk dis (mol/m 2 /s)k ppt (mol/m 2 /s) n pH  91.65x x pH>91.31x x

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

Diagramas de fases

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

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

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

Saprolita Disolución de feldespato, precipitación de caolinita

A m.sec.  m 2 /m 3 A m.sec.  m 2 /m 3 A m.sec.  m 2 /m 3

A m.sec.  m 2 /m 3 Efecto de la erosión mecánica Tasa de erosión = 0.01 mm/y = 10 m/My Conclusión: El perfil de meteorización (bauxita) se encuentra básicamente en estado estacionario