1 SULFATO DE ALUMNIO HISTORIA DEL SULFATO DE ALUMINIO

Dirección de Minería de San Juan – Minería Extractiva – SULFATO DE ALUMNIO
SULFATO DE ALUMNIO
HISTORIA DEL SULFATO DE ALUMINIO NATURAL EN LA PROVINCIA DE SAN JUAN
Los yacimientos de sulfato de aluminio de la Pcia. de San Juan son conocidos desde principio del
siglo anterior, época en se lo extraía y purificaba para su consumo en la industria del cuero. En
los primeros tiempos de su extracción se aprovechaba con exclusividad las partes mas
enriquecidas de los yacimientos. Hacia mediados de siglo pasado, la introducción de equipos y
maquinarias de gran porte, permitió un explotación mas masiva, y con ello un incremento notable
en los volúmenes extraídos, lo que permitió abastecer toda la demanda nacional para todos sus
usos. La industria extractiva del sulfato de aluminio alcanzo su pico de expansión en el quinquenio
86-91 gracias al convenio firmado entre proveedores locales y la hoy disuelta Obras Sanitarias de
la Nación. A partir de entonces, las privatizaciones y una rígida paridad cambiaria terminaron
definitivamente con una actividad que había contribuido al 47 % del PBG del Departamento
Calingasta.UBICACIÓN DE LOS YACIMIENTOS
Los yacimientos de sulfato de aluminio natural (constituido principalmente por pickeringita y
alunógeno) se encuentran ubicados en su totalidad en el sector central del Departamento
Calingasta, y se pueden diferenciar tres áreas: el Km. 110. La Alumbrera y el Cerro La
Alcaparrosa. Existen diversos accesos a los yacimientos que son transitables todo el año, ya que
se trata de rutas provinciales que son mantenidas en excelente estado de transitabilidad. El
siguiente es el cuadro de distancia desde la ciudad de San Juan a las distintas áreas
mineralizadas:
San Juan – km. 110
158 km.
San Juan - Cerro La Alcaparrosa 175 km.
San Juan - La Alumbrera
215 km.
DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO Y USOS PRINCIPALES
El sulfato de aluminio es una sal que proviene de la extracción (y beneficio) de sus minerales o
del tratamiento con ácido sulfúrico de la bauxita o hidróxido de aluminio, arcillas naturales, tierras
lateríticas, caolines, etc... El mineral natural (el de San Juan)contiene algunas impurezas como
hierro, manganeso, arsénico, magnesio, etc.. La estructura cristalina del sulfato de aluminio
alberga ,en promedio, 18 moléculas de agua. Se presenta en cristales solubles en agua, con una
coloración variable entre el blanco y el verde bajo.
Los principales usos del sulfato de aluminio pueden observarse en el cuadro siguiente:
q
q
q
Coagulantes
Papeles
Otros (*)
75 %
22 %
3 %
(*) Incluye: Fibras, curtiembres, jabones y detergentes, extinguidores de incendio, etc.RESERVAS DE MINERAL
SITUACIÓN LEGAL DE LAS PROPIEDADES MINERAS
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Debido a la gran extensión que abarcan las tres áreas principales mineralizadas con sulfato de
aluminio ,ha sido imposible hasta el día de la fecha establecer con precisión las reservas útiles con
que cuenta el Departamento de Calingasta. Para tener una aproximación se ha recurrido a
técnicas de interpretación de imágenes satelitales Landsat y Spot, y a partir de estas se ha podido
establecer fehacientemente la existencia de mineral en una cantidad suficiente como para
potabilizar el agua que consumirán las próximas 4 generaciones de argentinos.En lo que concierne a la situación legal de los yacimientos, basta simplemente mencionar que los
mismos son propiedad de un conjunto (10 aprox.) de pequeñas y medianas empresas de capital
nacional, muchas de ellas oriundas de esta provincia, existiendo unas 450 minas mensuradas a la
fecha.GÉNESIS Y GEOLOGÍA DE LOS YACIMIENTOS
Los yacimientos de sulfato de aluminio de la Pcia. de San Juan son exógenos, originados en la
meteorización de las rocas de las formaciones Alcaparrosa y Yerba Loca.. Las rocas sedimentarias
que alojan la mineralización son lutitas y limolitas de talud y fondo oceánico, asociadas a coladas
basálticas, propias de una zona de extensión cortical. Conjuntamente a los detritos se deposita
pirita en forma singenética, debido esto a las condiciones altamente reductoras del ambiente
sedimentario..
La presencia de pirita es el condicionante principal en la existencia de los yacimientos ya que,
bajo las condiciones climáticas de esta región, el agua meteórica oxidante altera la pirita
presente en la roca, transformándola en sulfato de hierro y óxidos hidratados de hierro, proceso
este que genera ácido sulfúrico que al atacar a los minerales arcillosos de las lutitas, forma
sulfatos de aluminio y magnesio.
IMPACTO SOCIO – ECONÓMICO
De la Reactivación del Sulfato de Aluminio
El conjunto de PYMES mineras mencionadas anteriormente se encuentra capacitado para reiniciar
en el corto plazo la puesta en marcha de las operaciones que permitan la extracción,
procesamiento y comercialización de sulfato de aluminio para su uso como coagulante (líquido o
sólido, y de acuerdo a los requisitos de calidad exigidos). Para ello cuenta con los yacimientos y
sus accesos, las plantas industriales, el equipamiento pesado básico (cargadores frontales,
camiones, motocompresores, etc.) y recursos humanos altamente capacitados en todos los
niveles.
La eventual puesta en marcha nuevamente de la industria del sulfato de aluminio en el
Departamento Calingasta, (ubicado dentro de Zona de Frontera) conlleva, como se mencionó
anteriormente, una importancia estratégica y geopolítica para la Nación. Y ello es así por que,
además de la generación de empleo y movimiento económico en la zona, su reactivación lleva
implícito un acto de reafirmación de la soberanía nacional, toda vez que la zona a reactivar se
encuentra incluida en Areas de frontera, zonas estas que en los últimos años han sufrido la
emigración de miles de compatriotas anta la escasa perspectiva de un futuro mejor para sus
familias.
Obviamente, resulta oportuno señalar que la puesta en marcha de la industria sulfatera podría
generar hasta 800 puestos de trabajo en forma directa, hecho este que transformaría la economía
del departamento, cuya población estable no supera las 6000 personas .
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Finalmente, conviene remarcar que el resurgimiento de la actividad redundaría en un ahorro de
divisas para la nación, toda vez que, en un gran porcentaje , el coagulante actualmente usado es
elaborado a partir de bauxita importada.PROCESO DE ELABORACIÓN
La extracción de mineral de sulfato de aluminio y su posterior procesamiento requiere de una
metodología relativamente sencilla, la que es conocida en profundidad por las empresas que
eventualmente reactivarían el sector.
El proceso se inicia con el laboreo minero correspondiente a explotaciones mineras de este tipo
según las reglas de arte, procediendo primeramente al destape o limpieza del mineral estéril que
cubre la masa mineralizada. Posteriormente se procede a perforar y cargar los taladros, lo que es
seguido por la voladura del mineral, el que es cargado mecánicamente en camiones roqueros para
su traslado a las piletas de lixiviación. Luego se procede con los procesos químicos de cloración y
desmanganización . La solución enriquecida con sulfato de aluminio se deja decantar, para
proceder luego a su concentración y cristalización. El proceso finaliza con las etapas de molienda
y embolsado.COSTOS DE PRODUCCIÓN
La inestabilidad que se observa en las distintas variables económicas que confluyen en el proceso
de elaboración del sulfato hacen que resulte bastante dificultoso establecer un costo de
producción con un adecuado nivel de exactitud.- No obstante ello, y con el objeto de contribuir a
una mejor comprensión de la información acá contenida, se ha realizado un cálculo de costos
estimativo, tomando para ello en cuenta variable tales como: jornales, precio de energía (eléctrica
, gasoil y fuel-oil), insumos (explosivos, reactivos químicos, etc), amortización de instalaciones,
maquinarias y equipos ( plantas de lixiviación, galpones, instalaciones auxiliares, camiones,
cargadores frontales, etc.), costos financieros y utilidad esperada (15 %). De este cálculo surgen
los siguientes precios de venta para la tonelada de sulfato de aluminio puesto sobre camión en el
Departamento Calingasta:
q
q
Líquido
Sólido
$ 90 + IVA
$ 270 +IVA
Conviene además señalar los valores tentativos del flete desde el Departamento Calingata hasta la
Ciudad de San Juan, debe determinarse, mientras que el flete San Juan - Buenos Aires es
q
q
Líquido
Sólido
$ 45 + IVA x ton. ( AÑO
$ 38 + IVA x ton. ( AÑO
)
)
PRINCIPALES YACIMIENTOS DE SULFATO DE ALUMINIO, HIERRO Y MAGNESIO EN LA
PROVINCIA DE SAN JUAN
1 - Ubicación
Los principales yacimientos de sulfato de Al Mg y Fe de San Juan se encuentran en el
Departamento Calingasta en una faja de la Precordillera occidental que se encuentra entre los
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paralelos de 31° 10´ y 31° 35´ y los meridianos de 69° 15´ y 69° 30´, a ellos se agregan: los que
están localizados en La Alumbrera, coordenadas 31° 23´ y 69° 50´ , Cordillera Frontal de
Calingasta y Cerro el Alumbre, de coordenadas 29° 50´ y 69° 40´ en el Valle del Cura de la
Cordillera Frontal de Iglesia
2 - Calidad reservas y producción
Las leyes de las minas son muy variables, entre un 0,5 y un 5 % de contenido de los sulfatos de
aluminio, hierro y magnesio, siendo sus proporciones relativas muy variables, puesto que existen
minas con un predominio muy marcado en uno solo de los sulfato o en dos de ellos, siendo raras
las minas con un contenido equilibrado de los tres sulfatos.
Las reservas de mineral son abundantes, si bien no se realizó una exhaustiva cubicación hay que
considerar que a la fecha se llevan mensuradas 425 minas, y que en los momentos en que se
desarrollaba una intensa actividad (en la década del 70), la producción alcanzó a 54.254 t anuales
de sulfatos para lo cual fue necesario explotar aproximadamente 1.000.000 de toneladas de roca
mineralizada
La producción se desarrollo en forma discontinua, controlada por un mercado de condiciones
cambiantes, en el cual influían las licitaciones realizadas por el estado para proveer a sus
empresas depuradoras de agua y por leyes que daban preferencia a la compra de productos de
origen nacional y otras políticas proteccionistas propias de las décadas pasadas.
La desregulación de los mercados y la privatización de los servicios de agua potable, como así
también su administración bajo metodologías más liberales, se sumó a los nuevos convenios de
libre comercio en el ámbito del Mercosur esto sumió a la producción local en una profunda crisis
económica que desembocó en el cierre de los yacimientos y se sustituyó el sulfato de aluminio de
origen natural por el que se obtiene por ataque con de ácido sulfúrico a arcillas ricas en aluminio
y hierro, provenientes del Brasil (Bauxitas y lateritas).
3 - Usos y destinos
El principal uso y destino del sulfato de aluminio y hierro es la potabilización del agua para el
consumo humano, por la propiedad de estos sulfatos que, adicionados en pequeña cantidad puede
neutralizar las cargas eléctricas que mantienen a las arcillas en suspensión cuando están en el
agua, producido esto, las arcillas floculan y precipitan, con lo cual, el agua pierde la turbidez
ocasionada por estos finos minerales y queda en condiciones de seguir el proceso, loego se
agrega cloro para eliminar gérmenes.
Otro uso importante es en la curtiembre de cueros pero puede ser sustituido por compuestos de
cromo que producen un mejor resultado final.
El sulfato de magnesio se utiliza en la industria farmacéutica y como fertilizante para mejorar
suelos pobres en magnesio.
Sulfato de aluminio liquido
El Sulfato de Aluminio Líquido es un coagulante que posee un alto grado de eficiencia en la
clarificación de agua y manufactura del papel. Se logran resultados sumamente efectivos a muy
bajo costo.
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Ventajas
•
Reduce la generación de polvo en el proceso de dosificación.
•
Más fácil manejo.
•
Contiene muy pequeñas cantidades de material insoluble.
•
No se producen pérdidas por condiciones de almacenamiento adversas.
Especificaciones:
Clarificación
Industria del Papel
Apariencia
Aguas / Efluentes
Líquido Ámbar
Líquido Transparente
Al 2 O 3
7,5 ± 0,2%
8.0 ± 0,2%
Fe 2 O 3
0,1 ± 0,02%
0.008%
Gravedad Esp.
(25°C):1,30 ± 0,01
1.33 ± 0,02%
pH
2 ± 0,5
< 2 ± 0,5%
Insoluble:
< 0,2%
< 0,005%
Características:
•
Puede ser alimentado directamente.
•
No requiere disolución, ni preparación previa.
•
Se puede dosificar por gravedad o utilizar bomba de material no corrosivo.
El Sulfato elaborado por Ferralca, es un material de alta calidad que puede ser utilizado para
clarificación de aguas residuales y agua para el consumo humano. El sulfato de Aluminio Libre de
Hierro se utiliza en la industria papelera proporcionando al producto final un alto grado de calidad
y consistencia.
Especificaciones:
Tratamiento de Agua
Industria
%Al 2 O 3
15.5 ± 0,5%
17,0 ± 0,2%
%Fe 2 O 3
0,15 ± 0,05%
0,05 ± 0,01%
%Insoluble
4,5 ± 0,5%
0,05 ± 0,01%
Papelera
q
q
q
q
q
OTROS PRODUCTOS
PAC-A sólido: Poli-cloruro de Aluminio Sólido de Alta Basicidad
PAC-A en solución: Poli-cloruro de Aluminio de Alta Basicidad en solución
Sulfato Ferroso sólido, Sulfato Férrico sólido y Sulfato Férrico líquido
Polielectrolitos marca CYTEC
Sistemas de Control de Dosificación de Coagulante marca Chemtrac
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ESPECIFICACIONES DE OSSE ( AÑO
)
SULFATO DE ALUMINIO LIQUIDO
1.- CARACTERISTICAS FISICAS:
Se deberá proveer en estado líquido a temperatura ambiente.
El producto deberá ser entregado en el Est. Marquesado, a una temperatura inferior a 50 ºC, en
las cisternas destinadas a tal fin.
No se permitirá el uso de contenedores que puedan ser usados, alternativamente, para el
transporte de sustancias tóxicas u otras que puedan modificar las características organolépticas
del producto.
2.- CARACTERISTICAS QUIMICAS:
El sulfato de aluminio líquido deberá cumplir con las siguientes condiciones:
2.a OXIDOS UTILES TOTALES: Expresado como Al 2 O 3 : . Deberá contener un seis por
ciento (6 %) de óxidos útiles, entendiéndose por tal la suma de óxido de aluminio y del
sesenta por ciento (60 %) de óxido férrico que contenga el producto.
OXIDOS UTILES TOTALES = Al 2 O 3 + 0,60 Fe 2 O 3
Expresado como Al 2 O 3
2.b OXIDO FERROSO: Expresado como FeO: No debe contener óxido ferroso (FeO) en
cantidad superior al 0,1 % de los óxidos útiles. Máximo sin tolerancia
2.c MANGANESO: Expresado como Mn: No deber contener manganeso (Mn) en cantidad
superior al 0,3 % de los óxidos útiles. Máximo sin tolerancia
2.d RESIDUO INSOLUBLE: No debe contener residuo insoluble en cantidad superior al 2,5
% del peso del producto. Máximo sin tolerancia
2.e ARSENICO: Expresado como (As): No debe contener arsénico en cantidad superior al
0,05 % de los óxidos útiles Máximo sin tolerancia
2.f ACIDEZ LIBRE: Expresado como (SO 4 H 2 ). No debe contener acidez libre en cantidad
superior al 0,5 % del peso del producto Máximo sin tolerancia
2.g DETERGENTES e INTERFERENCIAS: No debe contener detergentes e interferencias en
una concentración superior al 0,007 % de los óxidos útiles Máximo sin tolerancia
SULFATO DE ALUMINIO SOLIDO
Precio por tonelada Licitación 2001: $ 220,00 ($1 = U$S 1)
CARACTERISTICAS GENERALES
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FISICAS:
El sulfato de aluminio deberá proveerse en terrones cuyos tamaños no excedan los 3 (tres)
centímetros, en cualquier sentido.
El producto se entregará envasado convenientemente para que pueda transportarse y
estibarse en perfectas condiciones, en bolsas plásticas, nuevas, de calidad y espesor
conveniente
Las bolsas no deberán exceder los treinta (30 Kg) kilogramos. El sulfato de aluminio será
entregado en los depósitos que O.S.S.E designe, estibado y con un porcentaje de roturas de
bolsas inferior al cinco por ciento (5 %). Los envases no serán reintegrados.
QUIMICAS:
El sulfato de aluminio sólido deberá cumplir con las siguientes condiciones:
OXIDOS UTILES: Expresados como O 3 Al = , deberán contener un 14 % (catorce por ciento)
de óxidos útiles, entendiéndose como tal la suma del óxidos de aluminio y del 60 %
(sesenta por ciento) de óxido férrico que contenga el producto.
Ox Ut = Al 2 O 3 + 0,60 Fe 2 O 3 ; expresados como Al 2 O 3
OXIDO FERROSO: Expresado como FeO, no debe contener óxido ferroso (FeO) en
cantidad superior al 0,10 % de los óxidos útiles. Máximo sin tolerancia.
MANGANESO: Expresado como Mn, no debe contener manganeso (Mn) en cantidad
superior al 0,30 % (tres décimas por ciento) de óxidos útiles. Máximo sin tolerancia
RESIDUO INSOLUBLE: No debe contener residuo insolubleen cantidad superior al
(tres por ciento) del peso del producto. Máximo sin tolerancia
3 %
ARSENICO: Expresado como As, no debe contener arsénico en cantidad superior 0,05 %
(cinco centésimas po r ciento) de los óxidos útiles. Máximo sin tolerancia
ACIDEZ LIBRE: Expresada como SO 4 H 2 , no debe contener en cantidad superior al 0,50
% (cinco décimas por ciento) del peso del producto. Máximo sin tolerancia
DETERGENTES E INTERFERENCIAS: No debe contener una concentración de
detergentes e interferencias superior al 0,007 g%g (siete milésimas por ciento) de los
óxidos útiles. Máximo sin tolerancia
4 - Sistema de explotación
El único sistema rentable de explotación fue a cielo abierto (Canteras) realizando un "open pit"
cuya forma y tamaño depende de las características geológicas del yacimiento, las mayores
explotaciones alcanzan 200 x 100 x 10 m
La explotación consiste en la voladura, por separado, del encape (que se deposita directamente
en las escombreras) y de la roca mineralizada que es cargada en camiones y depositada, sin
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ningún tratamiento adicional, en piletas de hormigón que se encuentran en las inmediaciones del
yacimiento. Estas piletas se llenan de agua y se deja que se disuelva el sulfato por un lapso
aproximado a un día, cuando adquiere la concentración de sales deseada se procede a trasvasar
el líquido a un tanque de decantación para precipitar las partículas finas, desde ese tanque se
procede a enviar el líquido por tubería a una planta de tratamiento, en ella somete al mineral
disuelto a un proceso de separación del manganeso y de concentración por evaporación de agua
hasta alcanzar la concentración solicitada por el comprador o hasta que cristalice y luego de
efectuar la molienda se embolsa.
5 - Historia del distrito
Los yacimientos son conocidos desde principios de siglo y se los explotó para abastecer a la
industria de curtiembre de cueros.(Angelelli V. et al 1976)
En las etapas iniciales se aprovechó la existencia de vetas de espesor aproximado al metro que
eran de puro sulfato pero estas se agotaron. La introducción de maquinaria minera para la
explotación a cielo abierto con bajo costo permitió que a partir de la década del 70 la producción
se incrementara en muchos ordenes de magnitud, llegando a abastecer a toda la demanda
nacional, a pesar que se explotaban yacimientos de baja ley.
6 - Propietarios
En la extensa área mineralizada de Calingasta hay numerosos concesionarios mineros, según el
padrón minero provincial son 425 minas mensuradas y aproximadamente hay en vigencia unas
150 sin mensurar, cubriendo una gran superficie, lo cual da una idea del potencial del distrito.
Los principales concesionarios son Minera Ansilta, IMSA, Cartelone, Sulfacor, Badano, Merino,
Ceras San Juan, Marimart y Minera San Felipe.
7 - Geologia regional
La región precordillerana de Calingasta se caracteriza por presentar una secuencia marina del
paleozoico inferior con rocas básicas efusivas del Ordovicico, cubiertas por sedimentos
continentales Triasicos, Terciarios y Cuaternarios, en la región aparece un intrusivo dacítico del
Pérmico (267 Ma).
En la región de Cordillera Frontal de Calingasta y de Iglesia la geología está integrada en su
mayor parte por rocas igneas Pérmicas y Triasicas del Grupo Choiyoi, que en razgos generales se
lo puede sintetizar como: un episodio de actividad predominantemente efusiva y piroclástica,
seguido de un evento de intrusión de cuerpos con dimensiones batolíticas y, para culminar, un
nuevo episodio volcanico y piroclástico. Las mencionadas rocas ígneas se encuentran sobre
sedimentos marinos del Carbonífero y afectadas por algunos cuerpos hipabisales del Terciario.
8 - Geologia del depósito
a) Litología: Los yacimientos de la Precordillera se encuentran en la Fm. Alcaparrosa y su
equivalente hacia el norte, la Fm. Yerba Loca, las litologías son: una secuencia de lutitas y
limolitas marinas, ocasionalmente areniscas, de colores grises, verde oscuras y negras,
intercaladas con coladas basálticas que presentan estructuras en “pillow lavas”, características de
la efusión submarina.
Esta Formación tiene un espesor que en algunos sectores se le asignó 2000 m, de los cuales hasta
un 40% puede estar constituido por decenas de coladas de basalto.
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Es de destacar que en otras formaciones aflorantes en el área no hay yacimientos de sulfato de
aluminio.
En el caso de los yacimientos de la Cordillera Frontal la litología es un pórfido andesítico con
alteración hidrotermal, tanto en La Alumbrera de Calingasta como en el Valle del Cura.
9 - Génesis de los yacimientos
Los estudios realizados (Cardinali A. 1985) llevan a la conclusión que los sulfatos presentes en la
Precordillera de Calingasta e Iglesia son exógenos, originados por meteorización de las rocas de la
Fm. Alcaparrosa y Yerba Loca.
Las rocas sedimentarias que alojan la mineralización son lutitas y limolitas de talud y fondo
oceánico, asociadas a coladas basáliticas, propias de una zona de extensión cortical,
conjuntamente a los detritos se deposita en forma singenética pirita, por las condiciones
altamente reductoras del ambiente sedimentario.
La pirita se presenta como: “nódulos de pirita”, compuestos de marcasita, sin estructura interna y
dimensiones de 2 a 30 mm de diámetro, “venillas de pirita” que son planas y rectas, con espesor
menor a 1 mm, en algunos casos corta a la estratificación y está asociada a arsenopirita, estas
venillas son originadas por removilización de los sulfuros de origen sedimentario, “colonias
framboidales” son de pirita que se encuentra sobre el plano de estratificación y se origina en la
acción de bacterias, “cristales de pirita” son pequeños cubos de pirita que se encuentran aislados
y diseminados dentro de las lutitas.
La presencia de pirita es el condicionante principal en la existencia de los yacimientos, ya que
bajo las condiciones climáticas de esta región, el agua meteórica oxidante altera a las piritas
presentes en la roca transformándolas en sulfato de hierro, óxidos hidratados de hierro (limonitas)
y la liberación de ácido sulfúrico que al atacar a los minerales arcillosos de las lutitas forma
sulfatos de aluminio y de magnesio.
La concentración en cantidades y concentraciones económicamente explotables se produce por un
proceso geológico igual al que origina el enriquecimiento secundario en los yacimientos
diseminados de cobre, una lixiviación de los minerales útiles en la parte superficial y su
percipitación en fisuras y diaclasas a mayor profundidad.
En síntesis, los yacimientos están controlados por: la presencia de pirita en los sedimentos, la
alteración de la roca en un clima extremadamente árido (porque son sales muy solubles), una
velocidad de erosión que permita el enriquecimiento progresivo del yacimiento, el grado de
fracturación rocosa que proporcione suficientes espacios abiertos y el confinamiento entre capas
basálticas impermeables que eviten la lixiviación de los sulfatos.
Los Yacimientos de Cordillera Frontal se vinculan genéticamente a alteración hidrotermal del tipo
Sulfato – ácido, que en la parte superior del sistema deposita alunita y es indicador de una
probable mineralización de oro y plata en profundidad.
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