Minerales Ornamentales y Rocas Industriales

Arcillas y caolines de Chubut y Santa Cruz. Geología, propiedades cerámicas, recursos y perspectivas

Eduardo DOMÍNGUEZ1, Claudio IGLESIAS2, Michele DONDI3, y Máximo BRENDEL2 (1) Departamento de Geología, Universidad Nacional del Sur, San Juan 670, 8000 Bahía Blanca, Argentina (2) Piedra Grande SA, Dique Florentino Ameghino, Dto. Gaiman, A.P. Bell 569, 9100 Trelew, Chubut, Argentina (3) CNR-ISTEC, Istituto di Scienza e Tecnologia dei Materiali Ceramici, Via Granarolo 64, 48018 Faenza, Italy

(1)[email protected] (2)[email protected] (2)[email protected] (3)[email protected] RESUMEN La producción de caolines y arcillas para la industria cerámica se inicia en 1939 y es aún hoy su principal demandante. Los caolines se encuentran en una amplia variedad de rocas volcánicas Jurásicas y las arcillas en rocas sedimentarias del Cretácico o del Paleoceno en una superficie de 45.000 K m2 entre Chubut y Santa Cruz. Las diferencias litológicas entre las rocas que se alteraron y de los procesos sedimentarios actuantes implican distintas propiedades en las arcillas, que generan diferentes comportamientos cerámicos. Se presentan datos de propiedades intrínsecas del mineral de algunos yacimientos con distintos marcos geológicos y se las relaciona con sus propiedades cerámicas. En el presente se extraen 300.000 tn/año y se estiman reservas de 700.000 tn y recursos de 12Mt. Las cifras son alentadoras y suficientes para sostener la producción en los próximos años, se ha demostrado que la calidad del mineral es similar a la de las arcillas europeas, y que con mezclas apropiadas se alcanza la calidad de las óptimas. Se recomienda estudiar la purificación del caolín de los yacimientos de Santa Cruz en ausencia de agua. Dado que el caolín puede relacionarse a depósitos epitermales de oro resume la información acumulada que permite diferenciar los yacimientos residuales de los hidrotermales. Palabras

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Clave:

Caolines,

arcillas,

propiedades,

producción,

recursos.

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X Congreso de Geología Económica (2013) Actas 74-86

ABSTRACT The kaolin and clay production for the ceramic industry began in 1939 and is still today the main applicant. The clays are found in a wide variety of Jurassic volcanic rocks and in sedimentary Cretaceous or Paleocene layers in an area of 45,000 Km2 in the Chubut and Santa Cruz provinces. The lithological differences between the altered rocks and the sedimentary processes involve different clay properties that create different ceramic behaviors. Data are presented on mineral qualities of typical deposits with different geological setting and its corelated ceramic properties. The yearly extraction was of 300.000 tn and are estimated reserves for 700,000 tons and resources for 12 Mt. These figures are sufficient to sustain the production in the coming years. It has been shown that the clay qualities are similar to that of European clays and that with appropriate blends optimal qualities are reached. The study of kaolin concentration in water absence at the Santa Cruz deposits is recommended. Since kaolin could be related to epithermal gold deposits the accumulated information to differentiate weathering or hydrothermal Kaolin genesis is summarized. Keywords: Kaolin, clay, properties, production, resources. la erosión, el transporte y la depositación de las arcillas residuales en pequeñas 1. INTRODUCCIÓN cuencas fluviales (yacimientos sedimentarios). Los yacimientos se La búsqueda y producción de encuentran en una superficie de unos arcillas para cerámica en las provincias 45.000.000 de m2 donde existen de Chubut y Santa Cruz se inicia diferencias litológicas entre las vulcanitas alrededor de 1939 (Angelelli 1941) y es que se alteraron, en las aéreas que se aun hoy su principal demandante. Los erosionaron y en los procesos yacimientos se conocen como caolines y sedimentarios que generaron distintas arcillas. posiciones estratigráficas en las capas Un Caolín es una roca compuesta por de arcillas. Estas particularidades más del 50% de caolinita o minerales geológicas implican diferencias en sus relacionados, que es blanco en forma mineralogías y en sus granulometrías, natural o procesada, y que quema que generan diferentes comportamientos blanco. Una arcilla (“Ball Clay”) es una cerámicos (Worrall, 1975; Powell, 1996). arcilla de grano fino, muy plástica, Estas características deben ser esencialmente caolínica, de origen conocidas para una explotación racional sedimentario, y que quema blanco o casi de los yacimientos y para la formulación blanco. Mineralógicamente está de mezclas que satisfagan los requisitos compuesta por caolinita, mica y cuarzo, de los diferentes usuarios (Eichlin 2001). contiene pequeñas cantidades de En la evaluación del potencial cerámico material orgánico y es valorada porque de una arcilla debe considerarse además aumenta la trabajabilidad y la resistencia el tipo de tecnología del proceso de de las piezas cerámicas. (Wilson 1993). elaboración (Dondi 1997). Una arcilla es muy plástica si su índice El objetivo de este trabajo es resumir la de plasticidad es de 25 o superior información producida por los trabajos (Marsigli y Dondi 1979). realizados en los últimos años, En estas provincias los depósitos de enfatizando las relaciones existentes caolín se formaron por la alteración de entre la geología, la mineralogía, y las vulcanitas (yacimientos residuales) o por propiedades cerámicas del mineral de

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yacimientos que cubren un amplio rango de características geológicas. Se hace también una reseña de los usos, de la producción, de los recursos y se da una perspectiva del futuro de la actividad. A partir de 1941 se han publicado numerosísimos trabajos y es difícil hacer un resumen que logre hacer justicia con todos los autores. Además es importante y basta la información inédita existente en las distintas compañías productoras. Una apretada síntesis de la información precedente se encuentra en el trabajo de Domínguez y Cravero (1999)

2.

GEOLOGÍA

En Chubut los yacimientos se encuentran en un área de 2759 Ha en la que se registran más de 390 pertenencias que corresponden a unas 120 minas. (Mapa 1) En Santa Cruz los depósitos se encuentran en una superficie de unas 1.400 Ha cubiertas con más de 300 pertenencias que corresponden a unas 80 minas. (Mapa 2). En los mapas se indican Áreas que concentran varias pertenencias y que se denominan según la mina más importante del sector. Los caolines se encuentran en una amplia variedad rocas volcánicas jurásicas de las Fms Marifil (Chubut),Chon-Aike, o Bajo Grande ( Santa Cruz) y las arcillas sedimentarias se hallan en la Fms Baqueró (Cretácico) en Santa Cruz y Salamanca (Paleoceno) en Chubut. (Arcangelski 1967, Sacomani et al 1998, Cravero y Domínguez, 1992 y Domínguez et al 2008) Los yacimientos de caolín estudiados son La Espingarda-C60, y Marta del Aérea 9 y Sur del Rio del Área 8 en Chubut. En Santa Cruz se consideraron los yacimientos Bajo Grande (Área 6) y Mariampal (Área 3). De las arcillas se estudiaron Chenque en Chubut (Área 7) y Puma y FPS (Área 6), Súper, Frente A y Zeta (Área 1) y

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Cola de Zorro (Área 5) en Santa Cruz. Mapas 1y 2.

3.

MINERALOGÍA

La composición mineralógica de las muestras, la fracción granulométrica