Aplicación de Isotopos al Estudio Geoambiental de Base de la Región de San Antonio de los Cobres, Salta, Argentina

Abstract

En la zona de estudio confluyen áreas con mineralizaciones (sulfuros polimetálicos), áreas con mayor superficie de roca expuesta debido a antiguas labores mineras, una actividad geotermal manifiesta y procesos evaporíticos significativos. Teniendo en cuenta que la aplicación de trazadores isotópicos ambientales permite identificar la influencia de cada una de estas fuentes de salinización en las aguas, se utilizaron para este estudio, isótopos estables del oxígeno, hidrógeno, azufre y carbono en agua, tritio e isótopos de azufre y carbono en eflorescencias. El relevamiento de la cuenca superior del río San Antonio de los Cobres se realizó en el año 2017, durante el cual se tomaron 19 muestras de agua para análisis multi-isotópicos. Se determinaron las relaciones isotópicas 34S/32S y18O/16O en sulfatos disueltos, 18O/16O y 2H/H en aguas, 13C/12C y 18O/16O en carbono disuelto, y en algunas de ellas se midió tritio (3H). Se aplicó un riguroso protocolo de muestreo previo a estos análisis, que consistió en el filtrado, determinación de la concentración de bicarbonatos-carbonatos-sulfatos en campo, control y modificación de pHs, preparado de soluciones, extracción de gases disueltos antes de las precipitaciones de sulfato y carbonato de bario, separación de las fases minerales, enjuague, secado. A partir de la interpretación de los resultados, se detectaron aquellas muestras influenciadas directamente por la oxidación de sulfuros, por la mezcla con el agua termal de la zona y aquellas que fueron afectadas a su vez por evaporación. En este sentido, los isótopos de oxígeno y deuterio en agua permitieron cuantificar el porcentaje en que las muestras que están afectadas por la evaporación de la zona, confirmando así que la concentración de solutos en el agua está influenciada por este proceso. Por otro lado, la utilización de isótopos de azufre, no afectados por la evaporación, permitió detectar el origen del sulfato en las aguas, pudiéndose determinar a la vez, por los datos δ34S y concentración de sulfatos, los porcentajes de mezcla (binarias y ternarias) entre todas las fuentes identificadas (aguas prístinas, drenaje ácido, manifestaciones termales, mineralizaciones naturales). La aplicación de isótopos de C también permitió discriminar aquellas muestras que están influenciadas por agua termal, respecto de las que tienen una impronta isotópica característica de un CO2 atmosférico y/o biogénico, con valores de δ18O en carbonatos que también indican evaporación. En el caso de δ18O de sulfatos pudo identificarse a la vez la participación del oxígeno proveniente del agua y/o aire en la oxidación de sulfuros. En la cuenca se identificaron altos niveles de arsénico, litio, boro y fluoruros. La distribución espacial de arsénico en el agua junto con datos de isótopos de azufre indicó que tanto las muestras con influencia de oxidación de sulfuros como de manifestaciones termales tienen altas concentraciones de este elemento, es decir, que ambas fuentes contribuyen a los valores hallados en las muestras. Las altas concentraciones de litio, boro y fluoruros estarían vinculadas a la presencia de agua termal. Los valores de δ34S de los sulfatos permitieron también identificar el radio de influencia espacial del drenaje ácido de Mina Concordia, de la planta de tratamiento La Poma, y de las aguas termales.