Los depósitos de caolín de la cuenca de Charentes en Francia son depósitos de arcilla formados sedimentariamente y luego confinados por otras estructuras geológicas.
La unidad geológica denominada cuenca de Charentes está compuesta por depósitos del Eoceno y Oligoceno , depositados sobre formaciones calcáreas kársticas del Campaniano , en el norte de la Cuenca de Aquitania . La cuenca de Charentes lleva el nombre de los departamentos de Charente y Charente-Maritime . Las arcillas de caolín de Charentes pertenecen a esta formación principalmente continental a menudo denominada siderolítica , cuyo principal afloramiento está situado al sur del departamento de Charente-Maritime, a 56 kilómetros (35 millas) al noreste de la ciudad de Burdeos. Las canteras están dispersas a lo largo de una franja norte-sur de 32 km (20 millas) de largo y 11 km (6,8 millas) de ancho.
Las concentraciones arcillosas de valor económico están compuestas por una sucesión de arcillas, arenas y guijarros. Este depósito de corrientes torrenciales, próximo a ríos entrelazados, propició la deposición de materiales arenoso-arcillosos, con contenido variable en hierro, procedentes de una meteorización laterítica , de los granitos franceses del “ Macizo Central ” . [1] [ cita necesaria ] [2] [ cita necesaria ] [3] [ cita necesaria ] La presencia de numerosos niveles ricos en lignito indica que el depósito se realizó en presencia de abundante materia orgánica, lo que lleva a importantes posibilidades pedogenéticas y diagenéticas de evoluciones. Estas evoluciones químicas y mineralógicas (disolución-cristalización) permiten la neoformación de caolín y gibbsita , así como de sulfuro de hierro . [4] [ cita necesaria ]
En su basamento, muy entrelazados y con forma de canales, estos depósitos rellenan a menudo depresiones kársticas, dando lugar a la formación de pozos arcillosos . La yuxtaposición de características a veces carece de explicación utilizando las leyes de deposición, probablemente en relación con fenómenos de deformación postsedimentarios, eventualmente relacionados con el colapso del sustrato. [5] [ cita necesaria ] En la parte superior de la serie, los depósitos son más regulares, con extensiones laterales de hasta varios cientos de metros.
Estas geometrías complejas, con estructuras de menos de 20 metros, conducen a fases de reconocimiento, estimación y explotación particularmente difíciles. A esta compleja geometría hay que advertir importantes variaciones litológicas . La empresa AGS utiliza nada menos que 24 códigos de descripción y 8 códigos de color para la descripción de sus muestras. Esas clases se subdividen para tener en cuenta el grado de materia orgánica , hierro , titanio , potasio , el color y la capacidad de fluir. [ cita necesaria ]
La incertidumbre al estimar el tonelaje de los recursos minerales o las reservas de mineral depende de varios factores, y la incertidumbre en la definición de los límites del depósito es uno de ellos. [6] [ cita necesaria ] En depósitos con contactos agudos, la geometría puede ser relativamente simple, sin embargo, siempre existe incertidumbre causada por la falta de información y la gran cuadrícula de orificios de perforación. Generalmente, estos límites están determinados por la ley del mineral más que por las propiedades geológicas: los límites del depósito se eligen en función de la ley de corte. Cambiando el importante factor de la ley de corte, los límites del depósito se pueden ampliar o contraer. Por esta razón, incluso para los depósitos con límites definidos, es esencial una definición clara de la ley de corte y la distinción entre mineral y ganga debido a la dilución durante la extracción, la presencia de una capa intermedia y la limitación de la extracción de forma selectiva. Sin embargo, en el caso de la explotación de materiales blandos, la extracción se puede hacer de forma más selectiva y sería más fácil tener en cuenta los límites geológicos y geométricos. Por otro lado, a veces la incertidumbre en la estimación de las calificaciones es mayor que la incertidumbre en la definición de los límites. Luego, la estimación se realiza dentro de límites predefinidos. Se puede imaginar que la anisotropía y complejidad estructural del depósito se deben a su forma geométrica, mientras que la dimensión geométrica del depósito nos ayuda a adivinar su valor económico. [ cita necesaria ]
Las características geométricas pueden aparecer en estudios variográficos y generalmente afectan u ocultan las estructuras de distribución de grados. La presencia de una serie de áreas de caolín casi homogéneas, unidas entre sí en zonas , crea un efecto de mosaico. Este fenómeno se debe a la existencia de regímenes periódicos de asentamiento de los ríos. El tamaño de estas zonas puede afectar la forma del variograma y aumentar el efecto pepita debido a las grandes diferencias de valores en el borde de las zonas . El efecto de agujero es uno de los otros fenómenos conocidos causados por la presencia de dos o más lentes separadas con poca diferencia en grado y forma. De este modo se puede estimar la distancia entre estas lentes.
Thiry [7] [ cita necesaria ] ha mencionado que el entorno geológico real de las deposiciones de caolín no puede explicarse únicamente con los ciclos de transporte y sedimentación. También afirmó que las secuencias mineralógicas no pueden interpretarse sin transformaciones geoquímicas locales . Kulbicki ha demostrado la existencia de minerales vermiculares (caolinita y dickita ) incompatibles con secuencias sedimentarias normales.
Las formaciones de lignito son relativamente frecuentes en los depósitos arcillosos de Charentes. Su espesor varía desde algunos decímetros en lentes, hasta escala métrica en formas continuas. Estos materiales orgánicos tuvieron algunas influencias sobre las capas depositadas de caolín. Algunas de las influencias observadas son las siguientes: En muestras recolectadas cerca de estos materiales orgánicos, las arcillas generalmente no contienen minerales de mica , y especialmente en las proximidades del lignito de Cuisian, la caolinita está muy bien ordenada y la arcilla no contiene arcillas hinchables con hidracina. La aparición de gibbsita siempre está asociada con estas caolinitas bien ordenadas. Normalmente la aparición de arcillas hiperaluminosas debido a la existencia de gibbsita es uno de los temas interesantes en la historia de estos caolines. Esto provoca muchas discusiones sobre el origen de este mineral. La existencia de gibbsita ha sido mencionada en los estudios de Languine y Halm (1951), Caillere y Jourdain (1956), Kulbickie (1956), Dubreuilh et al. (1984) y Delineau (1994). [ cita necesaria ]
Generalmente, los depósitos de caolín se han cubierto con secuencias de arena coloreadas. En algunas canteras podemos observar arenas rojas, verdes y en ocasiones negras. El color negro podría deberse a la existencia de pirita y materiales orgánicos. A veces se pueden encontrar maderas fósiles (ramas flotantes y troncos de árboles) que con el tamaño grueso de los guijarros (varios milímetros) son evidencia de un alto transporte de energía. Este tipo de arena puede tener algunas influencias en la lixiviación por ácidos minerales y orgánicos producidos por pirita y materiales orgánicos, de los depósitos inferiores de caolín. Thiry ha descubierto que, en general, estos caolines contienen caolinita bastante bien ordenada. Obviamente, el nivel de cristalización puede controlar las propiedades técnicas de la caolinita así como las impurezas estructurales. La corriente de alta energía puede interrumpir la continuidad de las capas de caolín sedimentadas y reducir la simplicidad de los métodos de estimación.
La gibbsita no es estable en presencia de cuarzo y se transformará en minerales de caolinita, por lo que la gibbsita se formó después de la deposición y podemos llamarla gibbsita de neoformación. [8] [ cita necesaria ] Ahora, la pregunta principal es sobre la formación de gibbsita en medio de la serie de caolín. Debido al pH de la lixiviación puede producirse una disolución de Al 2 O 3 o SiO 2 (perfil de podzol o laterita). La primera teoría intenta describir esto con perfiles de podzol: supone la lixiviación de sílice de los minerales y, en consecuencia, la formación de gibbsita a partir de caolín lixiviado. Así pues, deberíamos encontrar materiales hiperaluminosos que contienen gibbsita en la serie inferior del caolín. Por otro lado, una segunda teoría propone el procedimiento de lixiviación del aluminio en medio muy ácido, en materiales orgánicos depositados (lignito) con arcilla. Los materiales orgánicos pueden acelerar la solubilización y el transporte de iones de aluminio con la intervención de complejos orgánicos. [9] [ cita necesaria ] propuso los siguientes escenarios para este aluminio disuelto.
El aluminio disuelto se puede transportar con complejo a un medio menos ácido.
Esta teoría por sí sola no puede explicar lo que se observa in situ en algunas muestras del depósito "BD", donde se encontró gibbsita en capas arenosas que contienen cuarzo.