Donharrisita, Otwayita
y otros minerales secundarios de níquel en la Mina Eugenia de Bellmunt del
Priorat, Tarragona.
Por Joan Abella i
Creus
Gemólogo
Sabadell (spain)
Introducción;
Entre 1893 y 1894, en el
primer nivel de la mina Eugenia de Bellmunt del Priorat, conocida como planta
“los vells”, se cortó un filón lenticular polimetálico con Barita, de unos 6
metros de altura por unos 3 metros de
longitud y unos 10 centímetros de espesor,
la mayor parte del hallazgo se tiró a las escombreras de la mina,
incluso algunos ejemplares acabaron en las paredes del edificio de la
fundición, construido en el año 1904, y solo unas pocas piezas quedaron depositadas en las
dependencias de la Mina Eugenia por presentar bellos cristales aciculares. La inexistente
presencia de minerales secundarios, por estar mayormente el mineral metálico
contenido en la Barita y la falta de antecedentes de un hallazgo de similar
naturaleza, el mineral se clasificó como Pirita capilar. Por su belleza y
singularidad, una de estos ejemplares fue regalado al entonces jefe del
Distrito Minero de Lérida, el insigne geólogo e ingeniero de minas Don Lluís Marià Vidal i Carreras (1842-1922), se rumorea que
la pieza tenía unos cristales que alcanzaban los 15 centímetros, rumor del que
me permito dudar. En 1914 el Sr. Vidal donó este ejemplar al Museo de geología
de Barcelona, lamentablemente en el transcurso de la guerra civil española se
deterioró, pero aún hoy en día muestra cristales de 7 centímetros, y sigue
siendo una de las mejores piezas de Millerita a nivel mundial.
Los ejemplares fueron
guardados en las antiguas dependencias de la mina sin el debido cuidado, sin
considerar ni su fragilidad ni su naturaleza, facilitando así su meteorizaron.
En el año 1906, un año después de que este material se trasladara a la flamante
casa de las minas, edificada en estilo modernista al lado de las antiguas
instalaciones, el joven Joaquím Folch i
Girona se percató de las piezas y las clasificó muy acertadamente como
Millerita.
El
segundo hallazgo de minerales de níquel se debe al Sr.
Joaquím Folch i Girona, cuando en 1910, recorriendo el segundo nivel (primera
planta) de la mina Eugenia, pudo observar en las paredes de la galería
abundantes manchas verdes, consecuencia
de la alteración de minerales de níquel, al ser su padre copropietario de la
mina, pudo realizar algunos trabajos mineros que le permitieron extraer un
centenar de quilos de ejemplares de Millerita, en algunos sus cristales
alcanzaban los 5 centímetros y se pueden contemplar hoy en día en su
excepcional colección, y gracias a los intercambios que él mismo realizó, podemos
admirar estas piezas en colecciones públicas y privadas de todo el mundo. En
este filón la Millerita está mayormente asociada a carbonatos lo cual facilitó
la formación de minerales secundarios de níquel, que han sido el objetivo del
estudio expuesto en este artículo.
El
último hallazgo de minerales de níquel documentado se realizó a mayor
profundidad en los niveles tres y cuatro (plantas dos y tres, respectivamente),
abundaba la Siegenita, pero la Millerita era muy escasa apareciendo
intercrecida con Calcopirita y con escasa presencia de minerales secundarios de
níquel.
Donharrisita, Ni3HgS3
Sin
lugar a dudas esta especie mineral es de extrema rareza a nivel mundial, no tan
solo por haberse hallado en tres yacimientos, sino además por la dificultad de
hallar muestras en abundancia.
Cuando
la familia Folch vendió los minerales que no formaban parte de la colección,
pude adquirir algunas pequeñas muestras extraídas por el propio Sr. Joaquím
Folch i Girona en el segundo nivel de la mina Eugenia, algunas por fortuna no
habían sido tratadas con ácidos y se habían conservado en una caja de cartón de
pequeñas dimensiones alejadas de factores meteorizantes que hubieran podido
dañar las muestras, las cuales llevaban fuera de la mina más de cien años.
Entre estas muestras aparecieron tres ejemplares con indicios de mercurio, dada
la escasez de mineral en la muestra solo se pudo realizar análisis con
el microscopio electrónico de barrido mediante espectrometría de
dispersión de energía de rayos X, resultando Donharrisita, en su momento
hubiera sido la segunda cita de esta especie en el mundo, pero quería hallar
algún ejemplar que me permitiera realizar una difracción de rayos X, por lo que
contacte con el Museu de las Minas de Bellmunt y solicité oficialmente al
Ayuntamiento de Bellmunt del Priorat, quien tiene la competencia para permitir
el acceso al interior de la mina Eugenia,
autorización para extraer muestras en el segundo nivel de la mina,
lamentablemente estas dos instituciones no colaboraron en absoluto, negando por
silencia administrativo mi solicitud, actuaron irracionalmente contra sus
propios intereses y los de la ciencia.
La
Donharrisita en la mina Eugenia se presenta en microcristales tapizando en
parte las caras de cristales de Calcita, a simple vista e incluso a pocos
aumentos, solo nos parecería una calcita oscura de color gris, pero a medida
que aumentamos la imagen nos percatamos que se trata de cristales, de brillo
metálico, en su conjunto de color marrón negruzco, si los cristales Calcita
están en contacto con Millerita-Jamborita, puede observarse que algunos
cristales de Donharrisita cristalizaron sobre estas especies, pero solo si
están en contacto con la Calcita, en cristales aislados no hay presencia de
Donharrisita.
En otra Muestra en la que este mineral pudo ser
identificado, se presenta en forma de películas muy finas sobre la superficie
de Millerita. Aunque solo se puede visualizar en secciones pulidas,
perpendiculares al alargamiento del cristal de Millerita.
Al
no haber podido tener acceso al yacimiento y estudiar adecuadamente el mismo,
el origen del mercurio no ha podido ser determinado con exactitud, pero es más
que probable que proceda de la lixiviación de los sulfuros primarios, sabemos
por los análisis realizados por Antoine de Haller en 1997, que el conjunto de
sulfuros formados por la Millerita, Calcopirita y Siegenita contienen hasta 4
PPM de mercurio, además durante mi estudio he podido hallar Heazlewoodita en
forma de granos en el interior de la Siegenita, que también debería ser
considerada como posible aportante de este elemento. Lo que si parece bastante
claro es que el mercurio que finalmente se fijó en forma de Donharrisita se adicionó
por meteorización y que la Calcita actuó neutralizando la solución y
facilitando su cristalización.
Honessita, (Ni1-xFe3+x)(SO4)x/2(OH)2·nH2O
(x < 0.5, n < 3x/2)
Si
miramos los minerales secundarios de níquel de la mina Eugenia a simple vista y
alguno de ellos tiene aspecto de costra pulverulenta de color verdoso sobre
Siegenita y/o Calcopirita, muy probablemente se trate de Honessita.
No es extraño que la Honessita esté recubierta de una finísima capa transparente y muy brillante de Yeso de la variedad selenita, que puede inducir a error en su identificación. Como le sucedió al Sr. Joaquím Folch i Girona (1892-1983) ingeniero, socio de Minas del Priorato, SA, y fundador de la empresa de fabricación de pinturas Industrias Titán SA, quien en su tiempo reunió unas de las mejores colecciones privadas de minerales del mundo, que en la década de los años veinte del pasado siglo, hizo analizar químicamente una parte de la muestra número 826 de su colección, clasificándola como Morenosita, se trata de Honessita recubierta de una fina capa de Yeso, y desde entonces muchos de los minerales secundarios de níquel de la mina Eugenia se han venido clasificando erróneamente como Morenosita sin cuestionarse su naturaleza.
El
color de la Honessita es siempre verde amarillento, pero pasando por diversos
matices de intensidad, si estos agregados anhédricos alcanzan cierto grosor,
adquieren un color algo más intenso, parecido al verde hierba con ligero matiz
amarillento, y puede adoptar forma reniforme suave.
Al rayar este mineral se aprecia su sectibilidad al
dejar marca con superficie lisa de brillo céreo sobre la muestra. No resulta
extraño ver cristales blancos de hábito acicular sobre esta especie, se trata
de Aragonito rico en plomo, que en ocasiones también se encuentra cubierto por
Yeso.
La Honessita la podemos encontrar entre cristales
de Millerita, lo que puede confundirnos con la Jamborita, pero si observamos
detenidamente veremos que la Honessita no sustituye nunca a la Millerita, muy probablemente
sustituyó a la Calcita que había cubierto estos cristales.
La Honessita también nos la podemos encontrar en la
mina Eugenia reemplazando pequeños cristales de Dolomita de segunda generación
y también total o parcialmente cristales de Calcita. Los cristales reemplazados
son prismas cortos acabados per el romboedro (“cabeza de clavo”) y el
reemplazamiento se observa en el plano perpendicular al eje C del prisma
trigonal y paralelo al romboedro trigonal y también cortando en diagonal al eje
C del prisma trigonal, formando un ángulo de 75º con el plano perpendicular al
eje C, es decir según los planos de exfoliación del prisma trigonal. Se trata
de una sustitución secuencial con alternanza en las tonalidades de los colores
de un verde amarillento opaco a un verde hierba ligeramente amarillento y casi
translúcido. Los cristales de Calcita que parecen estar totalmente
reemplazados, de hecho, en propiedad casi podríamos hablar de Honessita
seudomorfa de Calcita, tienen también cierta variabilidad de coloraciones, del
verde amarillento al verde hierba casi translúcidos. Muchos de estos cristales
de Calcita están aislados de los minerales primarios meteorizados, dado que la
Honessita a diferencia de la Jamborita parece tener su origen en el efecto de
las aguas meteóricas sobre el conjunto de minerales del yacimiento.
Entre
los minerales asociados debo destacar la Goethita en su variedad Limonita y la
Jarosita, dado que su presencia suele indicar un entorno de Ph bajo en su
formación.
Aunque a simple vista puede resultar difícil
distinguir la Honessita de la Jamborita, con un sencillo ensayo en casa
podríamos salir de dudas, si se deposita un pequeño fragmento puro de mineral
en una solución de ácido clorhídrico 1/5, la Jamborita se solubiliza lentamente
sin mostrar ninguna reacción, mientras que la Honessita se solubiliza a una
mayor rapidez que la Jamborita desprendiendo oxígeno en forma de lenta
efervescencia, si no está seguro del resultado, también puede ensayar mediante
una solución de ácido nítrico 1/7, la Jamborita se va oscureciendo, en dos
minutos ya presenta un color verde muy oscuro que vira hacia el marrón hasta
casi alcanzar el color negro, y no parece solubilizarse, mientras que la
Honessita no se oscurece.
Hidrohonessita, (Ni1-xFe3+x)(SO4)x/2(OH)2·nH2O
(x < 0.5, n > 3x/2)
Es
una fase algo más escasa que la Honessita. Este hecho es debido al propio
origen de esta especie, en todas las muestras estudiadas la Hidrohonessita es
el resultado de una transición a partir de Honessita. Se produce una
sustitución por intercambio de iones que tiene lugar cuando el potencial de
oxidación es suficientemente alto, en condiciones de Ph adecuadas, totalmente
sumergido en solución acuosa, de manera que el hierro bivalente de la Honessita
pasa a hierro trivalente, perdiendo algo de níquel, este hierro en estado
oxidativo, justifica el tránsito del color verde de la Honessita al color del amarillo
al naranja rojizo de la Hidrohonessita. Garáfalo y otros, en 2009 confirmaron
mediante experimentos en laboratorio, que el color amarillo es debido al
contenido de níquel y al hierro trivalente.
La
Hidrohonessita tiene una baja cristalinidad, que dificulta su análisis mediante
difracción de rayos X, esto es debido, según Manceau y otros en 2000 y Carvalho
e Silva y otros en 2003, a la distorsión que este compuesto sufre en su
estructura al sustituirse el níquel por el hierro trivalente, de similar tamaño
catiónico.
Si
encontramos Hidrohonessita en la mina Eugenia, observaremos que su apariencia
es pulverulenta o terrosa, esto se debe al aumento del
volumen experimentado al ocupar el espacio de la Honessita, por tratarse de
una fase más hidratada que esta, siendo el espacio entre capas de la red es
mayor.
Como
he indicado el color es normalmente amarillo (RAL1016), ligeramente pálido de
aspecto pulverulento y mate, que puede variar hasta un naranja rojizo (RAL1034)
de aspecto claramente terroso.
La
Honessita que sustituyó parcial o totalmente algunos cristales de Calcita y
Dolomita, puede experimentar una transición hacia Hidrohonessita, lo que suele
provocar la rotura de estos cristales.
Aunque
su reconocimiento respecto a la Jamborita o la Honessita no suele ofrecer
muchas dudas por su color, si una muestra la sumergimos en una solución de
ácido nítrico 1/7, no varía de color y se solubiliza lentamente.
Jamborita, Ni2+1-xCo3+x(OH)2-x(SO4)x·nH2O
[x ≤ 1/3 n; ≤ (1-x)]
Es
el mineral secundario de níquel más abundante del yacimiento.
Su
análisis ha revelado una ccoincidencia en el 99,5% con la fórmula actualmente
admitida, por Bindi L, Christy A
G, Mills S J, Ciriotti M E, Bittarello E (2015) New compositional and
structural data validate the status of jamborite. The Canadian Mineralogist 53,
791-802.
En
la mina Eugenia la Jamborita suele presentarse como un producto resultante de
la sustitución seudomorfa de la Millerita, en algunos casos una parte del
fluido mineralizado migró más allá de los cristales de Millerita, aunque su
desplazamiento es de pocos milímetros, fue suficiente para precipitar en forma
de costra y/o película micrométrica, permitiendo recubrir algunos cristales de
Siegenita, pero no debemos confundirnos, la Siegenita no fue afectada por
ningún proceso de sustitución. En cristales de Millerita de poco diámetro la
seudomorfización fue total, y podemos observar cristales en diversas fases del
proceso hasta la substitución total, en algunos la Millerita ha quedado como
relicto en el interior, mientras que en otros la Jamborita solo aparece como
fina substitución superficial micrométrica. Normalmente este proceso ha
conservado la textura del mineral primitivo, como las características
estriaciones verticales en sentido paralelo al eje c de la Millerita. Algunos
cristales de Millerita solo han sido totalmente seudomorfizados en un extremo
del cristal que no presentaba terminación, y algunos cristales de Millerita,
que por movimientos microtectónicos se fracturaron en sentido perpendicular al
eje C, ambos puntos de rotura fueron también totalmente seudormofizados, lo que
induce a pensar que las superficies más irregulares facilitan este proceso mientras
que en las superficies con mayor orden el proceso sería mucho más lento.
El
color de la Jamborita es verde aunque en
diversos matices, predomina el color verde mayo intenso (RAL 6017), que se da en
los ejemplares de Jamborita cuya composición química corresponde casi exactamente
a la actual admitida, también algunos ejemplares tienen una tonalidad más
pálida, estos se corresponden con Jamborita más rica en cobalto, y finalmente en
algunos ejemplares su color vira al marrón, estos están en contacto con
Calcopirita, la cual durante el proceso de formación de la Jamborita se alteró
parcialmente liberando hierro que la Jamborita lo contiene como traza,
detectándose la presencia de óxido de hierro en porcentajes variables desde el
1.12% al 3,01%.
En
la mina Eugenia podemos observar en algunos ejemplares unas bonitas formas globulares
de aspecto vitreo brillante, muy translúcidas casi transparentes y de un bello
color verde esmeralda, cuya naturaleza podemos confundir con facilidad, siendo
en realidad ópalo hialino que contiene Jamborita, la presencia de ópalo
asociado a los minerales secundarios de níquel en este yacimiento no es extraña,
dado que la sílice disuelta es relativamente insensible al Ph y precipita en un
amplio rango.
La
Jamborita suele ser opaca y translúcida en sección delgada, su brillo es vítreo
de tipo céreo o córneo, y presenta plasticidad, es séctil, pienso que estas dos
últimas propiedades nos pueden ser de mucha ayuda a la hora de clasificar los
ejemplares de este yacimiento.
La
Jamborita en este yacimiento se ha formado en una última etapa hidrotermal de
baja temperatura, el azufre fue
reemplazado por grupos hidroxilo, aunque la baja cristalinidad puesta de
manifiesto en las diversas difracciones realizadas y que las sustituciones de
la Millerita no han sido totales en la mayoría de ejemplares, sugiere que las
condiciones óptimas de formación de la Jamborita se dieron en un corto periodo de
tiempo. No resulta nada extraño observar a través de la Calcita que muchos
cristales de millerita sustituida por Jamborita se encuentran en su interior,
lo que confirma la afirmación anterior. En algunos ejemplares de Jamborita he podido
confirmar que forman paragénesis con Anglesita, lo cual sugiere un Ph de
formación de ambas moderadamente ácido, dado que de lo contrario esta
asociación se daría con la Cerusita.
No
se observa Jamborita sustituyendo Polydymita. Hay cristales de Millerita
sustituidos por Jamborita sobre los cuales podemos observar cristales calcita,
de Yeso, de Aragonito y de Dolomita. Es
de gran belleza y por ello destacable los cristales de Millerita que quedaron
incluidos total o parcialmente en el interior de cristales de Siegenita al
cristalizar esta, y que fueron sustituidos parcialmente por Jamborita. Aparte
de los minerales indicados la Jamborita la encontramos asociada a la Galena, y Caolinita.
Otwayita Ni2(CO3)(OH)2·H2O
Es una especie de las consideramos raras a nivel mundial, y aun no siendo abundante en el yacimiento, la mina Eugenia de Bellmunt del Priorat es la primera localidad en Europa en que ha sido identificada.
Es un mineral de origen supergénico, como
resultado de la seudomorfosis total de la Jamborita. Aunque la Otwayita
mantiene la forma que adoptó la Jamborita, su extremada fragilidad en
disgregarse sugiere un posible aumento del volumen al ser mayor
su red critalina.
Su color varía del verde pastel (RAL
6019) que va disminuyendo hasta casi blanquecino, es opaco, aunque en secciones
muy delgadas es translúcido, y su característica mas distintiva es su marcado
brillo sedoso, debido a su estructura fibrosa. Se encuentra asociada a
Dolomita, Millerita y Yeso.
Su identificación es muy complicada, en
primer lugar, por su baja cristalinidad y en segundo lugar por presentarse en
el yacimiento mezclado con Yeso, el Yeso es y será en los minerales secundarios
de níquel de la mina Eugenia un verdadero quebradero de cabeza, debiéndose tener
siempre muy presente su presencia al iniciar cualquier ensayo en estos
minerales.
Retgersita, Ni(SO4)·6H2O
Esta especie mineral la he hallado tanto como
mineral de neoformación en el interior como en la
escombrera exterior de la mina Eugenia, siendo el resultado de la
meteorización de minerales de níquel. Constatando
que es estable tanto en un ambiente con humedad relativa alta y temperatura
constante, como en las condiciones más cambiantes del exterior de la mina.
En el interior de la mina esta especie aparece en forma de eflorescencias de color azul pálido con una muy ligera tonalidad verdosa, siempre en presencia de hidróxidos de hierro (limonita, variedad de Goethita) y Yeso, i asociada a la Calcita, Millerita, Jamborita, Siegenita y Calcopirita. La Retgersita forma paragénesis con el Yeso, ambas especies se formaron en un ambiente ácido, la Calcopirita habría sido la responsable de la aportación del hierro, mientras que el carbonato neutralizó el ácido de la solución, aumentando el PH de la misma y facilitando la cristalización del Yeso en primer lugar y de la Retgersita, siendo de las últimas especies formadas en el yacimiento.
En el exterior la Retgersita la podemos encontrar
formando costras de aspecto globular sobre los carbonatos, pero no se observa
sobre los sulfuros asociados como la Siegenita o la Calcopirita, de color verde
muy pálido a veces con ligera tonalidad azulada y también en densos agregados
de cristales subhédricos de color azul pálido y ligero tinte verdoso, y
asociado a cristales de Yeso.
Puede resultarnos de ayuda a la hora de identificar
este mineral en el yacimiento su sabor astringente al poner la punta de la
lengua en contacto con el mismo, así como la huella de aspecto ceroso que
resulta al ser rayada.
Szymańskiita, Hg16Ni6(CO3)12(OH)12(H3O)8·3H2O
Solo he hallado esta especie extremadamente rara en
un solo ejemplar, siguiendo y sirviendo el relato expuesto al describir la
Donharrisita, no he podido realizar una
difracción de rayos X.
Esta
especie se presenta sobre cristales de millerita, como un seudomorfo según Jamborita,
de un bonito color azul con ligera tonalidad verdosa, que se desvanece a medida
que se expone a la luz, hasta ennegrecer, motivo por el que esta especie
raramente se pueda identificar en ejemplares procedentes del exterior de la
mina y que haya podido pasar desapercibida en ejemplares extraídos antiguamente
que hayan sido expuestos a la luz.
El análisis de este mineral puso de manifiesto que la Szymańskiita no forma
segregaciones individuales en la muestra, y sólo se presenta como componente de
la mezcla con otros minerales. A diferencia de la Donharrisita que sí se
presenta como un mineral individual. El hecho de que la Szymańskiita
forme parte de una mezcla, crea una duda razonable sobre su verdadera naturaleza,
por lo que sería muy importante tener acceso a la mineralización del interior
de la mina Eugenia para poder realizar un estudio en profundidad, que sin duda
aportaría interesantísimas novedades y la posibilidad de ampliar notablemente
este modesto estudio.
Zaratita Ni3(CO3)(OH)4·4H2O
La Zaratita aparece como un mineral de neoformación en la escombrera exterior de la mina Eugenia, suele encontrarse mezclada con arcilla aluminisilicatada, y en menor medida con Jamborita y Honessita, forma costras de color verde esmeralda (RAL6001) , a un verde con un matiz amarillento (RAL 6018) en las costras más delgadas, se presenta sobre Calcita y/o Dolomita en los ejemplares que contienen Siegenita, Millerita y por descontado Calcopirita. Esta costra es translúcida a casi transparente si es muy delgada, con brillo graso muy característico.
Su origen se debe a la meteorización de los
sulfuros de níquel y de la Calcopirita, la acción del agua meteórica y el
oxígeno sobre estos formaría sulfatos de níquel, que en parte se hidrolizarían
y al entrar en contacto con los carbonatos se formaría la Zaratita.
Todas
las especies citadas en este artículo han sido analizadas con
el microscopio electrónico de barrido mediante espectrometría de
dispersión de energía de rayos X, y cuando se ha planteado una duda razonable también
han sido analizadas mediante difracción de rayos X y RAMAN. Estos análisis han
permitido identificar fases muy minoritarias y no visibles mediante el
microscopio óptico, como la Bunsenita NiO y la Reevesita Ni6Fe3+2(CO3)(OH)16·4H2O,
esta última se podría confundir con
Jamborita de color amarronado que contiene óxido de hierro y está recubierta
por una capa micrométrica de yeso.
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Sabadell,
5 de noviembre de 2019.
Este artículo salió
publicado en la edición 2 del año 2020 de la “revista de Minerales”, bajo el
título de “Donharrisita, Otwayita y otros minerales secundarios de níquel en la
Mina Eugenia de Bellmunt del Priorat, Tarragona”, también publicado en lengua
inglesa en la revista “Mineral Up” 2020/2, y en lengua catalana en la revista
“cat Minerals” 10, editadas por Mineral Up, que el lector interesado puede
solicitar al Sr. Joaquím Callen y a la Sra. Eloisa Artola de Mineral
up, joaquimcallen@hotmail.com , a los cuales debó agradecer que
permitieran la publicación del mismo en este blog.
