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Estudio químico, mineralógico y espectroscópico de esmeraldas colombianas de los distritos mineros de Chivor, Muzo y Coscuez y su aplicación en la determinación de origen geográfico

Jimenez Guevara, Juan Fernando (2017) Estudio químico, mineralógico y espectroscópico de esmeraldas colombianas de los distritos mineros de Chivor, Muzo y Coscuez y su aplicación en la determinación de origen geográfico. Maestría thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá.

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Resumen

Los depósitos de esmeraldas se encuentran ubicados sobre las márgenes oriental y occidental de Cordillera Oriental de Colombia, en los departamentos de Boyacá y Cundinamarca, en los denominados cinturones esmeraldíferos oriental y occidental respectivamente. En el cinturón oriental se estudiaron 8 minas de los distritos de Gachalá, y Chivor y en los distritos mineros de Coscuez, Muzo y Quípama correspondientes al cinturón occidental, se estudiaron otras 8 minas. La mineralización en todos los distritos, se hospeda principalmente en shales negros carbonosos y rocas calcáreas. Con el presente trabajo se busca contribuir al conocimiento geoquímico y mineralógico de los yacimientos de esmeraldas en Colombia, mediante la búsqueda de signaturas geoquímicas y mineralógicas específicas directamente en el mineral precioso, puesto que son una pieza clave para el entendimiento de los procesos que permitieron la cristalización de las esmeraldas y que son producto de la naturaleza de la roca encajante, del fluido mineralizante, de la dinámica geoquímica fluido-roca y de las condiciones de presión y temperatura del medio de formación. El procesamiento de la información se realizó principalmente mediante análisis de componentes principales PCA y análisis Cluster. El cinturón oriental presentó un ensamblaje de Al-Sc-Cr-Li lo que podría indicar el empobrecimiento del fluido mineralizante al momento de la cristalización, en elementos provenientes de la disolución de evaporitas a causa de la precipitación de albita, calcita-dolomita y pirita. Caso contrario al cinturón occidental, que presentó una signatura de Na-Mg-Rb-K-Ni-Mn, lo que podría deberse al régimen téctónico en este cinturón (diferente al oriental) y a una posible reinyección salina que pudo ocurrir según Cheilletz, et al. 1994 y que se estaría confirmando con este trabajo. El enriquecimiento en metales alcalinos en el cinturón occidental es concordante con el grado de incorporación en los micro-canales de estos metales, determinado mediante las relaciones de agua Tipo II / Tipo I (en H2O, HDO y D2O) por espectroscopia infrarroja. El cinturón Oriental presentó un ensamblaje de Be-Sc-Mn-Fe-Co-Rb-K-Bi en los sedimentos activos, con elementos con alta afinidad por la materia orgánica como Be y Bi, siderófilos como Fe-Co y los metales alcalinos Rb-K. El cinturón Occidental presentó un ensamblaje consistente de Cu-Zn-As-Cd-Tl-Ni-Cr-Sr-Ba-Ca-U-V, donde se destaca el grupo de elementos calcófilos Cu-Zn-As-Cd-Tl, y también la presencia de una firma geoquímica de rocas calcáreas con Ca-Sr-Ba. Los análisis micro-Raman en inclusiones fluidas, permitieron determinar diferencias en las densidades de la fase gaseosa de CO2 en los cinturones esmeraldíferos, donde densidades más bajas se presentaron en el CEOR (0.083-0.137 g/cm3) y en el CEOC fueron más elevadas (0.272-0.276 g/cm3) lo que podría estar relacionado con un posible régimen tectónico diferente en cada cinturón en el momento de la cristalización de esmeralda., Abstract: The emerald deposits are located on the eastern and western margins of the Eastern Cordillera of Colombia, in the departments of Boyacá and Cundinamarca, on the so-called eastern and western emerald belts respectively. In the eastern belt, 8 mines were studied in the districts of Gachalá, Chivor and in the mining districts of Coscuez, Muzo and Quípama, corresponding to the western belt, another 8 mines were studied. Mineralization in all districts is mainly found in black carbon shales and calcareous rocks. The present work aims to contribute to the geochemical and mineralogical knowledge of the emerald deposits in Colombia, through the search of specific geochemical and mineralogical signatures directly in the precious mineral, taking into account that they are a key piece for the understanding of the processes that allowed the crystallization of the emeralds and these signatures are the product of the nature of the host rock, the mineralizing fluid, the fluid-rock geochemical dynamics and the pressure and temperature conditions of the environment. The information processing was performed mainly through analysis of Principal Components Analysis and Cluster analysis. The eastern belt presented an Al-Sc-Cr-Li assembly which could indicate the impoverishment of the mineralizing fluid at the moment of crystallization in elements from the dissolution of evaporite due to the precipitation of albite, calcite-dolomite and pyrite. In contrast to the western belt, which presented a sign of Na-Mg-Rb-K-Ni-Mn, which could be due to the tectonic regime in this belt (different from the Eastern belt) and to a possible saline re-injection that could occur according to Cheilletz et al. (1994) and that would be confirmed with this work. The alkali metal enrichment in the western belt is according with the high incorporation into the microchannels of these metals, determined by the water ratio of Type II / Type I (in H2O, HDO and D2O) by infrared spectroscopy. Finally, the Eastern belt presented a Be-Sc-Mn-Fe-Co-Rb-K-Bi assembly in the active sediments, with elements with high affinity for organic matter such as Be and Bi, siderophils such as Fe-Co and alkali metals Rb-K. The Western belt presented an assembly of Cu-Zn-As-Cd-Tl-Ni-Cr-Sr-Ba-Ca-U-V, where stands out the chalcophile group Cu-Zn-As-Cd-Tl, and also the presence of a geochemical signature of calcareous rocks with Ca-Sr-Ba. 8 The micro-Raman analysis in fluid inclusions, allowed to determine CO2 gas phase densities differences in the emerald belts, with lower densities occurred in the Eastern belt (0.083-0.137 g/cm3 ) and higher (0.272-0.276 g/cm3 ) in the Western belt. This could be related to possible tectonic differences in each belt at the time of emerald crystallization. Keywords: Colombian emeralds, geochemical signatures, principal component analysis, cluster analysis.

Tipo de documento:Tesis/trabajos de grado - Thesis (Maestría)
Colaborador / Asesor:Cramer, Thomas and Prieto Rincón, Gloria
Información adicional:Magíster en Ciencias - Geología.
Palabras clave:Esmeraldas colombianas, Signaturas geoquímicas, Análisis de componentes principales, Análisis cluster, Colombian emeralds, Geochemical signatures, Principal component analysis, Cluster analysis
Temática:5 Ciencias naturales y matemáticas / Science
5 Ciencias naturales y matemáticas / Science > 55 Ciencias de la tierra / Earth sciences & geology
9 Geografía e Historia / History & geography
Unidad administrativa:Sede Bogotá > Facultad de Ciencias > Departamento de Geociencias > Geología
Código ID:64571
Enviado por : Mrs Juan Fernando Jimenez Guevara
Enviado el día :20 Junio 2018 20:33
Ultima modificación:20 Junio 2018 20:33
Ultima modificación:20 Junio 2018 20:33
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