Locos por la Geología

Entre las piedras preciosas de más valor se encuentra la esmeralda, que disputa el primer puesto al diamante, y que ha llegado a ser más cara que él, cuando los caprichos de la moda encumbraron su demanda. Hoy vamos a hablar un poco de ella.

¿De dónde procede el nombre esmeralda?

Según los filólogos, la palabra esmeralda deriva del latín smaragdus, término que se utilizaba para designar a ésa y a otras piedras verdes, tales como la malaquita o la crisocola, que comparten con la esmeralda su belleza, aunque no se encuentran en forma de cristales transparentes ni bien desarrollados.

Volviendo al término latino, al parecer sería una deformación de palabras mucho más antiguas, sobre las cuales los estudiosos no terminan de ponerse de acuerdo, aunque hay quienes indican que podría provenir del idioma persa.

¿Qué es la esmeralda?

Obviamente es una piedra preciosa, ya que cumple con todos los requerimientos estipulados, pero mineralógicamente es solamente una de las variedades del berilo, que da numerosas gemas, aunque ninguna tan valiosa como la esmeralda.

El berilo, a su vez, es un ciclosilicato, cuya fórmula química es básicamente Be3Al2(SiO3)6, y cuyas variedades preciosas, además de la esmeralda, son: el aguamarina de color celeste; el heliodoro, amarillo, y la morganita, rosada.

En el caso de la esmeralda, debe su color verde característico a la presencia de un cromóforo en su red cristalina: el cromo, aunque en parte colaboran para generar esa tonalidad, también el berilio (nombre del elemento, no del mineral) mismo, y el vanadio a veces presente.

Cuando el color verde es intenso y oscuro, cosa que es poca frecuente, el precio de la gema aumenta considerablemente, precisamente por su escasez.

Las restantes propiedades macroscópicas de la esmeralda son las siguientes:

Composición química Be3Al2(SiO3)6:Cr; raya blanca, brillo vítreo, transparente a translúcida, tacto suave, sistema cristalino hexagonal, hábito cristalino bien definido, fractura concoidea, dureza 7.5-8, tenacidad frágil y peso específico entre 2,70 y 2,90.

¿Dónde se encuentran los mejores yacimientos de esmeralda?

Hasta el presente, las esmeraldas de mejor calidad son procedentes de Colombia, aunque en general puede decirse que las esmeraldas sin imperfecciones son escasas. Por esa razón, cuando son de gran tamaño, más que conservarlas intactas, se busca fracionarlas y facetarlas de manera de excluir dichas imperfecciones.

No obstante, las esmeraldas colombianas son las más puras por razones relacionadas con su génesis, como veremos más abajo.

El distrito de Muzo, con los mejores yacimientos de esmeralda en el mundo, se encuentra enclavado en el ámbito de los Andes Colombianos, en su porción localizada más al este, denominada precisamente Cordillera Oriental, y al norte de Bogotá.

Las minas más productivas son las de Muzo y Coscuez (5°33’N, 74°11’W y 5°39’N, 74°1’W, respectivamente), que se encuentran separadas entre sí por no más de 10 km, aunque no existen pruebas definitivas de que pertenezcan a un único depósito y tampoco hay ruta de conexión construida entre ellas. Forman parte del estado de Boyacá.

La mina Muzo está aproximadamente a 800 m sobre el nivel del mar, mientras que la Coscuez está a 1.120 m. En ambos sitios la vegetación es abundante y el clima cálido.

El distrito minero yace sobre lutitas de edad Cretácica temprana, intensamente plegadas, y atravesadas por numerosas fallas de rumbo noreste, acompañadas por brechamiento tectónico.

Esa relación entre los distritos con esmeraldas y el intenso fallamiento han conducido a relevamientos cada vez más detallados de todas las zonas tectonizadas aledañas.

Otro posible indicador de rocas portadoras de esmeraldas sería un cambio en color y textura de las rocas huéspedes, que se viene observando con bastante regularidad.

La formación que en el distrito de Muzo contiene esmeraldas, se conoce como Villeta, y data del Cretácico inferior (120 a 130 millones de edad aproximada). Se trata de un gran espesor de lutitas negras carbonosas y algún porcentaje de calizas, que han sufrido intenso plegamiento, diaclasamiento y fallamiento.

La formación Villeta comprende dos miembros: el inferior incluye lutitas carbonosas con finas intercalaciones de calizas, y el superior es de lutitas grises a amarillentas. Estos miembros se diferencias fundamentalmente en la textura.

Localmente los dos miembros están separados por dos capas delgadas consistentes en calcita y cuarzo (minoritario) en una matriz con ligeras cementaciones de caliza.

Todo este complejo se encuentra cortado por numerosas venas de calcita que rellenan parcial o totalmente las fisuras de los sedimentos, que tienen espesores variables entre 35 cm y varios metros, y que se orientan de maneras también variables, según cómo las fracturas mismas las controlen.

Es en las venas de calcita donde se encuentran cavidades que alojan cristales de esmeralda.

¿Cuál es la génesis de la esmeralda?

La razón por la cual las esmeraldas de Colombia son las más puras, es que pertenecen a los únicos yacimientos que existen en rocas sedimentarias y no en rocas ígneas.

Se asume que los movimientos tectónicos que originaron los Andes, inyectaron también las soluciones mineralizantes, portadoras de los elementos que constituyen las esmeraldas, hacia el interior de las fracturas generadas en los ambientes sedimentarios preexistentes. Allí se habrían enfriado con lentitud suficiente como para alcanzar un estado cristalinos muy perfecto.

Se asume también que determinadas soluciones salinas fluyendo por el interior de los sedimentos inyectados, habrían eliminado las impurezas como el hierro que podrían desmejorar la calidad de los cristales.

Esos cristales se encuentran azarosamente distribuidos, pero localmente se concentran dentro de las venas de calcita, junto con minerales como pirita, cuarzo, dolomita, y más raramente con fluorita, apatita, albita, y barita.

¿Qué puede agregarse respecto a la esmeralda colombiana?

Cuando iba a escribir sobre este tema, me pareció que era lo bastante extenso e interesante como para que mi próximo post sea sobre este tópico: las leyendas relativas a las esmeraldas y las minas del distrito de Muzo. Y sobre eso escribiré el próximo lunes.

¿En qué otros lugares del mundo se extraen buenas esmeraldas?

En Sudáfrica, en la región que hasta 1994 era el Transvaal, se presentan en esquistos cristalinos de la cordillera de Murchison.

En los montes Urales, cerca de Takovaya (Rusia), también hay bolsadas en esquistos; y en Brasil se encuentran en un mármol alterado, próximo a Bahía.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La foto que ilustra el post es del trabajo THE COSCUEZ MINE: A MAJOR SOURCE OF COLOMBIAN EMERALDS de Ron Ringsrud, (que también usé como fuente de parte de la información de este post) y la he subido con toda la leyenda, porque allí están los créditos correspondientes a los fotógrafos.

Para ver una explotación por dentro, y de paso disfrutar buena música. Lo he tomado del canal de Planmar Jones.

Cuando uno pretende armar un lecho base en una maceta o cantero, lo primero que le recomiendan es el uso de leca. También aparece el nombrecito en ciertas etapas de las obras viales, o en construcciones de variada índole, ¿pero qué es la leca?, ¿es o no un mineral? Veamos un poco.

¿Qué significa el término leca?

El término leca procede de las siglas correspondientes a «Light Expanded Clay Aggregate», que es la expresión inglesa de «Agregado de arcilla ligeramente expandida», y fue originalmente una marca registrada, pero como pasó con palabras como gillette o chicle, terminó designando por extensión, a materiales similares, de cualquier marca.

¿Qué material se designa con el nombre de leca?

Como ya vendrán sospechando, no se trata de un material natural, sino de un producto cerámico, es decir resultante de la manipulación y posterior cocción de arcillas naturales.

Hay al menos cuatro fases en la producción de la leca:

• Extracción desde la cantera, molienda y secado.
• Mezcla con materia orgánica para maximizar la expansión posterior.
• Cocción en hornos rotatorios aproximadamente a 1.200ºC, lo que genera combustión de la materia orgánica antes incorporada. Los gases resultantes en la combustión expanden la materia original hasta 5 veces su tamaño original.
• Cribado del material para obtener una granulometría dentro del rango comprendido entre 0 y 20 mm, según los diversos usos a que se destine.

¿Qué son las arcillas naturales?

Desde un análisis geológico, el término arcilla tiene dos significados. Uno de ellos es simplemente granulométrico y se refiere a todo material mineral o lítico cuyo diámetro promedio no supera los dos micrones. En ese sentido la composición mineral y química puede ser cualquiera, desde simples cuarzos desgastados hasta ese tamaño, o fragmentos líticos. Puede decirse que éste es un significado amplio o sedimentológico. Lo importante es que su pequeño tamaño le confiere al material un comportamiento coloidal.

En cuanto al sentido más restringido, o mineralógico, ya implica un grupo definido de silicatos, los llamados filosilicatos, por presentarse en una estructura de finas capas, compuestas por grupos tetraédricos (SiO4) u octaédricos (coordinados por cationes como el Al, Mg, etc.) que luego se relacionan entre sí de diversas maneras, generando diferentes grupos de arcillas con nombres y características propias. La composición general es de alúmino silicatos hidratados que pueden ser de hierro, magnesio, potasio, etc.

Por la importancia que las arcillas tienen en la dinámica de los sistemas de suelos, serán seguramente motivo de otros posts. Para el tema de hoy, con lo dicho nos alcanza,

¿Qué propiedades de las arcillas naturales se ponen en juego al producir la leca?

Como dije más arriba, la variedad de estructuras define variedades de arcillas, todas las cuales comparten las siguientes características: tamaño y comportamiento coloidal, morfología laminar y presencia de cargas, debidas generalmente (aunque no exclusivamente) a ciertos comportamientos químicos que llamamos sustituciones isomórficas.

Todas estas características pueden estar más o menos acentuadas en cada tipo de arcilla, pero en general, definen las siguientes propiedades:

• Superficie específica elevada. Esto es así, porque a la superficie externa se le suma el área creada entre las láminas, o superficie interna. Como la mayoría de las reacciones físico químicas se inician en las áreas de contacto entre compuestos, es decir superficialmente, este dato es muy importante.
• Capacidad de Intercambio Catiónico o CIC, relacionada con las cargas mencionadas más arriba. Es de vital importancia sobre todo en la dinámica de los suelos.
• Capacidad de absorción y de adsorción. La capacidad de absorción está directamente relacionada con las características texturales como la superficie específica y la porosidad resultante del tamaño de las partículas, porque se trata de un proceso dominantemente físico. En la adsorción, en cambio, suele existir algún grado de interacción química, y depende de la composición tanto del adsorbente, (la arcilla) como del adsorbato (la sustancia adsorbida).
• Capacidad de hidratación e hinchamiento. Variable según el tipo de arcilla, ya que depende del balance entre la atracción electrostática catión-lámina y la energía de hidratación del catión presente. Esta propiedad es la más importante para producir la leca.
• Plasticidad. Las arcillas son eminentemente plásticas porque el agua envuelve las partículas laminares, produciendo un efecto lubricante que facilita la deformación por deslizamiento entre las partículas, como respuesta a los esfuerzos aplicados. Ésta es la razón que ha permitido generar materiales cerámicos, ya desde los albores de la historia.
• Tixotropía, es el fenómeno por el cual un coloide pierde su resistencia durante el moldeado, y la recupera luego de un cierto intervalo.

Todas estas propiedades, presentes en diversos grados, al combinarse entre sí permiten una gran variedad de aplicaciones artesanales, industriales y en la construcción. Uno de los resultados es la fabricación de leca.

¿Para qué sirve la leca?

Como les he prometido en el título, hoy me voy a referir específicamente a su uso en jardinería.

La leca para jardinería sólo contiene arcilla expandida, y para eso se eliminan en el proceso de fabricación los elementos que pueden afectar al equilibrio de ph y electro conductividad de la planta. A lo sumo, se admite la adición de colorantes por razones ornamentales.

En jardinería se aprovecha tanto en cultivos hidropónicos en los que constituye el sustrato inerte; como en cultivos tradicionales, en canteros y macetas donde sustituye a la grava de drenaje y presta servicios como filtro de agua. Además, por su comparativa estabilidad térmica, protege a las plantas de las heladas y la excesiva evaporación. Por otra parte es útil como relleno para equilibrar suelos en pendientes excesivas.

¿Existen variedades diferentes de leca?

Por supuesto, ya que tantos son sus usos, más allá de la jardinería, existen numerosas marcas industriales, y dentro de cada una de ellas, según los tratamientos específicos y aditivos que tengan, se encuentra una amplia gama de lecas que pueden aplicarse, segén sea el caso, en:

• Relleno de construcciones y producción de hormigones ligeros de alta prestación.
• Filtros para depuración de aguas.
• Aislantes térmicos.
• Aislantes termoacústicos.
• Materiales resistentes al fuego.
• Fabricación de bloques que reemplazan al ladrillo tradicional.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

Lamentablemente no sé quién es el autor, pero este cuadro, encontrado en la red es una excelente representación de la dinámica glaciaria de montaña.

En él pueden observarse campos de nieve, valles catenarios, y las conocidas aristas que definen los llamados horns. Todos estos temas serán tratados en profundidad en futuros posts.