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Geología

En el lomo del vapor

La interacción del agua con las rocas facilitó la acumulación de cobre y la formación de amatistas

EDUARDO CESAREn las profundidades del acuífero Guaraní, el reservorio subterráneo que abastece a las ciudades del sudeste y sur de Brasil, la temperatura del agua no pasaría de los 60 grados Celsius (°C). Pero dicha agua ya estuvo mucho más caliente, a punto tal de alterar la composición de las rocas que recubren el acuífero y, a medida que subía a la superficie, formar esferas de cobre y depósitos de amatista.

Un equipo de la Universidad Federal de Río Grande do Sul (UFRGS) arribó a la conclusión de que el agua del acuífero Guaraní debe haber llegado a los 130°C hace alrededor de 135 millones de años, cuando los dinosaurios carnívoros corrían atrás de dinosaurios herbívoros en las probablemente descampadas llanuras del sur y el sudeste de Brasil. Los análisis de rocas indicaron que el agua debe haber hervido y permanecido en la forma de vapor durante uno o dos millones de años, mientras que una porción de magma líquido salía de la pluma Tristão da Cunha, que calentó toda la región sur y sudeste de América del Sur, y se acomodaba en medio de la capa de basaltos ya cristalizados.

El vapor de agua debe haber atravesado los basaltos, liberando átomos de cobre de los minerales y conduciéndolos hasta cavidades esféricas y fracturas en las que el cobre se acumuló. Del mismo modo, al liberar, transportar y acumular minerales mientras se alejaba del centro de la Tierra, puede tener favorecido la formación de depósitos de amatista, una variedad de cuarzo color violeta debido a las impurezas de manganeso o hierro, en el sur del país.

Con esa hipótesis, conceptos más antiguos sobre la formación de esos minerales van agua abajo. “Los depósitos de cobre y de amatista de esa región, la Provincia Volcánica Paraná, deben haberse formado a lo sumo a 150°C, como resultado de la interacción del agua y el vapor con los basaltos y no a 1.200°C, como consecuencia del enfriamiento de la lava basáltica, como se pensaba”, afirma el geólogo Léo Afraneo Hartmann, profesor de la UFRGS y coordinador del equipo que hace cinco años examina las variaciones de la composición de las rocas que recubren el acuífero. Esa capa, conocida geológicamente como Grupo Serra Peral, llega a la superficie en el sur de Minas Gerais, después se esparce en profundidades que llegan a los 1.800 metros en los estados de São Paulo y Paraná y sube a 800 metros debajo de la superficie en Río Grande do Sul. “Todas las pruebas están confirmando esta nueva hipótesis.”

Durante dos años, en el transcurso del doctorado dirigido por Hartmann, Víter Magalhães Pinto reunió muestras de cobre de hasta tres metros de profundidad en 85 sitios del distrito de Vista Alegre, en el límite entre Río Grande do Sul y Santa Catarina. Su propósito era entender por qué el cobre, allí, en lugar formar de yacimientos, como en otras regiones de Brasil, forma esferas de bajo grado de impurezas cuyas dimensiones varían de medio puño adulto cerrado a hasta 200 kilogramos, es decir, van de los 500 gramos a los 200 Kg. Los labradores las encuentran al revolver la tierra, y aun cuando no formen un volumen suficiente para su explotación comercial, pueden derretirse y moldearse con relativa facilidad en forma de ollas. Los nativos de la región sur utilizaban ese cobre para hacer puntas de lanzas y flechas.

En la UFRGS y en Australia, donde hizo parte de su doctorado, Víter analizó la sucesión de minerales acumulados en esas cavidades y grietas. “El cobre fue la última fase de deposición de minerales en las cavidades de las rocas”, concluyó Víter, contratado en enero como profesor de la Universidad Federal de Roraima. Por ende, pensó, el cobre debería ser más reciente que los otros minerales y habría sido retirado de los minerales piroxeno y magnetita, que componen los basaltos, por el vapor de agua.

Detallados en un artículo en fase de publicación en la revista International Geology Review, estos hallazgos convergieron con la investigación de doctorado de Lauren Duarte, también dirigido por Hartmann. Lauren examinó las amatistas del municipio gaúcho de Ametista do Sul y en Artigas, Uruguay, dentro de geodos alargados de cuatro metros de altura. Ella y Hartmann arribaron a la conclusión de que esas piedras preciosas debían haberse formado como resultado de la acción del vapor de agua sobre la capa de basalto, tal como los describieron en un artículo publicado en 2009 en la revista Journal of Volcanology and Geothermal Research.

“Dos físicos teóricos, los profesores Marcos Vanconcelos y Joacir Medeiros, de acá de la UFRGS, nos ayudaron mucho con los modelados matemáticos de la temperatura y de la presión de agua que explicaban lo que veíamos en campo”, informó Lauren, contratada el año pasado como profesora de la UFRGS. Desde 2008, ella integra el equipo de un laboratorio que desarrolla tecnologías tendientes a lograr un mejor aprovechamiento económico de los residuos minerales y de gemas tales como ágata y amatista.

Agua de oro
“En Serra Geral aún en la actualidad el agua caliente, aunque no tan caliente como antes, sigue atravesando las rocas que recubren el acuífero”, dice Hartmann. Las aguas llegan tibias a la estancia termal de Iraí, norte de Río Grande do Sul, y en algunas ciudades paulistas contiene sílice disuelta. Durante dos décadas, Hartmann, con su equipo, analizó de qué manera el agua, combinada con azufre y cloro a temperaturas superiores a 150 °C, facilitó la formación de depósitos de oro en la Amazonia, en Uruguay y en los Andes.

Apoyado con financiamientos del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq) y de la Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de Río Grande do Sul (Fapergs), Hartmann sigue yendo al campo con su equipo. En agosto planea ir a Quaraí, oeste de Río do Grande do Sul, con investigadores, estudiantes de posgrado y miembros de la Sociedad Brasileña de Geología y del Servicio Geológico de Brasil. Desde su óptica, puede haber tanta amatista en las pampas brasileñas como en la sierra gaúcha, en Ametista do Sul.

“El distrito gemológico Los Catalanes, en Uruguay, del otro lado de la frontera, tiene megayacimientos de amatista, y del lado de acá aún no han encontrado yacimientos, pero debe haberlos”, dice, con base en dos artículos en fase de publicación, uno en Geological Magazine y otro en International Geology Review. Hartmann cree también que el cobre puede haber formado yacimientos y no solamente depósitos pequeños y esparcidos a lo largo de Serra Geral. “En China ya han encontrado y están explotando yacimientos de cobre de origen similar”, dice. “Los indicios que vimos hasta ahora en el sur de Brasil constituyen señales de que puede haber yacimientos, pero solamente buscando en forma sistemática se podrá saberlo.”

Artículo científico
DUARTE, L.C. et al. Epigenetic formation of amethyst-bearing geodes from Los Catalanes gemological district, Artigas, Uruguay, southern Paraná Magmatic Province. Journal of Volcanology and Geothermal Research. v. 184, p. 427-36, 2009.

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