YACIMIEN

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IDRO

TERMAL EN

VETA

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Curso :RECURSOS MINERALES Y ENERGETICOSIntegrante : Lic. Ramos Guillén, Marta S.

I.INTRODUCCIONLos depósitos minerales son el producto de procesos geológicos cuyos materiales se han concentrados, ya sea en forma endógenos o exógenos.

Entre estos procesos destacan los magmáticos y magmáticos hidrotermales.

Para la generación de un deposito mineral se requiere de un origen de los elementos y de una serie de procesos que conduzcan a la concentración de ellos.

Los geólogos atribuyen a los procesos hidrotermales, la gran variedad de depósitos minerales metálicos que proporcionan la mayoría de nuestros metales (oro, plata, cobre, plomo, zinc, mercurio, molibdeno, etc.).

II.TIPOS DE YACIMIENTOS ASOCIADOS A LA TECTONICA DE PLACASYacimientos magmáticos:Los yacimientos magmáticos se forman en masas magmáticas o en sus proximidades.Pueden ser de 2 tipos:Ortomagmáticos: se originan por la concentración de minerales durante la consolidación por enfriamiento de un magma.Hidrotermales: se generan por precipitación a partir de fluidos magmáticos.

III.LA TECTONICA DE PLACAS YLA GENERACION DE MINERALESAntes de que la tectónica de placas comenzara a funcionar existió cierta distribución de metales que introdujeron en la posterior concentración de estos ciertas anomalías que hasta el presente influyen en la generación de yacimientos minerales.  En las zonas profundas de la litosfera la presión, temperatura y la composición química de los materiales, son muy distintos a los que existen en la superficie por lo cual se forman rocas características de esta zona llamadas rocas intrusivas, por haberse originado al interior de la corteza terrestre y el manto.

La estabilidad de un mineral o de una Roca depende de los factores físico-químicos a que esté sometida; sobrepasados ciertos limites, los minerales de la roca se ordenan de distinta forma originándose un nuevo mineral o tipo de Roca.

Tipos de magmas en relación con la Tectónica de Placas

Actividad volcánica asociadaFumarolas: manantiales de vapor de agua y gases calientes.

Actividad hidrotermal:Emisión de agua caliente

IV.Antecedentes teóricos Aunque los manantiales termales mineralizados deben haber sido notados desde los albores de la humanidad, no fue sino hasta mediados del siglo XVI, cuando el minero alemán Georgius Agrícola planteó con una extraordinaria percepción cuatro postulados fundamentales que siguen teniendo vigencia en la actualidad: 1) Las vetas de minerales son fisuras de origen posterior al de las rocas

encajonantes.2) Las soluciones son de agua de origen meteórico.3) La fuente de los metales son las rocas por las que circulan las soluciones.4) El agua al descender se calienta y disuelve los metales de las rocas por las que

circula, para luego redepositarlos al ascender.Después vendría la famosa controversia entre James Hutton, quien sostenía la hipótesis del “plutonismo”, la cual consideraba que todas las rocas y los minerales son producto de los magmas del interior de la Tierra, y Abraham Gottlob Werner, quien propugnaba la hipótesis del “neptunismo”, la cual postulaba que todas las rocas, incluyendo las ígneas y aquellas que resultan de depósitos minerales, se acumularon como sedimentos clásticos o por precipitación química en un océano primigenio.

IV.Antecedentes teóricos En 1847 inicia la época moderna con Élie de Beaumont, quien expresó que muchos de los depósitos minerales fueron formados por soluciones hidrotermales derivadas de fuentes ígneas (volcánicas e intrusivas). Cuarenta años más tarde, Daubreé estuvo de acuerdo en que al menos algunos yacimientos minerales fueron formados por aguas termales, pero que éstos tenían un origen superficial, de aguas meteóricas. La mineralización en el fondo del mar por manantiales termales fue postulada desde hace casi un siglo para explicar los depósitos de hierro bandeado, que constituyen alrededor de 90% de las reservas mundiales, y de manganeso estratificado. Esa hipótesis se hizo extensiva a los depósitos de sulfuros masivos, y fue comprobada al descubrirse que en elmar Rojo se están depositando sedimentos metalíferos precipitados a partir de fluidos de alta salinidad.Respecto a la sistematización de los depósitos minerales, corresponde a Lindgren establecer en 1933 el sistema de clasificación más usado y que en esencia aún nos rige. De él es la idea de que los depósitos fueron formados en su mayoría por sistemas hidrotermales, por lo que es considerado como el máximo exponente del hidrotermalismo

Termales. a) Clacreta en una de las cascadas, b) sitio conocido como caldera del diablo c) uno de los manantiales

V.Yacimientos hidrotermalesSon aquellos formados de las soluciones procedentes de la consolidación de un magma y también por la circulación de soluciones acuosas en la corteza terrestre, las cuales pueden estar constituidas por aguas magmáticas primarias o por mezcla de éstas con aguas meteóricas.Los procesos de diferenciación magmática dan origen a fluidos magmáticos enriquecidos en metales que originalmente estaban presentes en forma discreta en el magma.Estas soluciones hidrotermales transportan los metales desde la intrusión en consolidación hasta el lugar de la depositación de estos metales. De este modo dan origen a depósitos hidrotermales desde elevada temperatura cerca a la intrusión a depósitos de temperatura intermedia a cierta distancia de la misma y a depósitos de baja temperatura a mayor distancia aún.Ej. Cu, Pb, Zn, Au, Ag, Pt, U, sulfuros

Relación entre cuerpo ígneo y los yacimientos hidrotermales y de pegmatita asociados

AGUAS HIDROTERMALESLas aguas hidrotermales pueden ser:- Juvenil. La existente en el manto.- Magmática. La procedente de la consolidación o enfriamiento de un fundido magmático.- Metamórficas. Las procedentes de la deshidratación de los minerales durante el metamorfismo.- Connata. Es el agua atrapada durante la deposición de los sedimentos y posterior diagénesis.- Meteórica. Son las que pueden filtrarse a través de la corteza terrestre, alcanzando profundidades donde, calentada y enriquecida en elementos lixiviados en su recorrido, adquieren el carácter hidrotermal.Análogamente el agua de mar puede penetrar a través de las dorsales en la corteza oceánica hasta grandes profundidades, donde se produce una celda convectiva con descargas en el fondo marino.

Geisers formadospor precipitación principalmente calcárea donde

emergen con fuerza aguas neutras con hasta de 90°C.

V.1.Principios de los yacimientos hidrotermalesSe encuentran asociados en áreas de rocas ígneas plutónicas; no detectándose relación alguna a rocas efusivas ó intrusiones formadas cerca a la superficie.Generalmente las rocas plutónicas de composición intermedia a ácido (silíceas) son las más favorables para la formación de estos depósitos.Los geólogos atribuyen a los procesos hidrotermales la gran variedad de depósitos minerales metálicos que proporcionan la mayoría de nuestros útiles metales y minerales. De dichos depósitos se obtienen la mayor parte del oro, plata, cobre, plomo y zinc, mercurio, antimonio y molibdeno, la mayoría de los metales menores y muchos minerales no metálicos. Por consiguiente, estos depósitos han sido explotados, investigados y estudiados mucho más que los de ningún otro grupo. Ellos han dado origen a muchos de los grandes distritos mineros del mundo; la ciencia de la minería surgió de ellos.Fumarola Nereidas. a) Vista del sector de explotación de azufre, b) emanación de gases y aguas termales, c) muestra del sector donde se aprecia la alteración parcial de un fragmento de roca y d) formación de azufre nativo acicular típico de zonas de vapor calentado

Fluidos hidrotermales en suelo oceanico

depositan sulfuros a

medida que se enfrian

V.2.Factores esenciales para la formación de depósitos hidrotermales-Disponibilidad de soluciones mineralizadoras susceptibles de disolver y transportar materia mineral.- Presencia de aberturas en las rocas las cuales puedan canalizarse las soluciones.-Presencia de lugares emplazamiento para la deposición del contenido mineral.- Reacción química cuyo resultado sea la deposición-Suficiente concentración de materia mineral depositada para llegar a constituir depósitos explotables.

En la imagen se puede distinguir que el agua a medida que llega a la superficie, empieza a bajar temperatura y presión, perdiendo solubilidad y precipitando a medio camino originando depósitos minerales .

Microfotografías de la muestra GNR-JF-028. Brecha hidrotermal silicificada. a) calcedonia y opalo en texturas coloformes, matriz de cuarzo microlítico, XPL, b) Cavidades rellenas por la sílice oquerosa (vuggy silica), XPL, c) cristales de hematita de color naranja-pardo en matriz compuesta por microcristales de cuarzo y d) calcedonia rellenando fracturas, al borde inferior derecho un cristal de plagioclasa alterado a caolinita principalmente. El tono azul es por la resina teñida que se usó para resaltar la porosidad.

V.3 Cambios y reacciones químicas.En su largo camino ascendente, las soluciones mineralizadoras tienen que experimentar inevitablemente algún cambio químico por su reacción con las rocas que atraviesan. Las rocas silicatadas las hacen alcalinas o más alcalinas. La concentración de iones hidrógeno (pH) puede determinar cuándo ha de ocurrir la reacción con las rocas o la deposición.En la substitución, puede producirse naturalmente la substitución de los minerales antiguos por otros nuevos, sólo por reacción entre la solución y un sólido. Paredes rocosas muy reactivas, como calizas, en desequilibrio con las soluciones producen un rápido cambio químico acompañado de deposición. Cuando las disoluciones hidrotermales penetran en una fractura, los primeros minerales depositados lo hacen a lo largo de las paredes, creciendo hacia el interior de la misma hasta su total relleno. Los diferentes minerales originan una marcada simetría del filón, respecto a su zona central, o bandeado mineral, con diferentes minerales de las paredes al centro. En ocasiones, este relleno pudo no completarse totalmente cuando cesó el flujo hidrotermal, quedando, en el centro del filón, cavidades ocupadas por fluidos (“vugs”), donde se forman espectaculares ejemplares cristalinos.

afloramiento en la vía Arbolito –, se aprecia el alineamiento subvertical de la alteración, a la izquierda un fragmento silicificado de la roca.

V.4.Depósitos hidrotermalesLas mineralizaciones hidrotermales están constituidas fundamentalmente por cuarzo y/o carbonatos diversos, entre los que cabe destacar calcita, dolomita, y siderita, minerales que suelen constituir la ganga o parte no explotable en los yacimientos de interés minero. Entre los minerales de interés minero (o menas) que pueden estar presentes en este tipo de rocas o yacimientos, podemos citar barita, fluorita , y minerales sulfurados, como pirita, calcopirita, blenda, galena, cobres grises (tetraedrita y tennantita), argentita, platas rojas (proustita-pirargirita), cinabrio, y un largo etcétera de minerales, entre los que se encuentran también la plata y el oro nativos. Los yacimientos filonianos constituyen el relleno de fracturas abiertas en la roca, que suelen presentar disposiciones planares de dimensiones muy variables (filones en sentido estricto). Otras morfologías incluyen el entrecruzado de vetillas (stockwork) y las diseminaciones de mineral, características ambas de los yacimientos de tipo pórfido cuprífero. Cualquier roca susceptible de fracturarse y puede albergar mineralizaciones filonianas pero las calizas merecen una especial atención. Estas albergan, además huecos y cavidades que pueden ser rellenadas por diferentes menas. También pueden formarse depósitos de reemplazamiento, en forma similar a los metasomáticos de contacto. resaltar la influencia del gradiente térmico en la formación de las paragénesis minerales. En niveles profundos, las asociaciones minerales, se depositan espaciada y separadamente unas de otras y muy distantes entre sí en dirección vertical. Por el contrario, en niveles subvolcánicos, las paragénesis minerales presentan solapes o “telescoping”.

V.4.Depósitos hidrotermales

También son relativamente frecuentes los cuerpos irregulares, que pueden formarse tanto por fenómenos de reemplazamiento como por relleno de cavidades. Las texturas son características de la cristalización en espacios abiertos: geodas, drusas, crecimientos paralelos, concentraciones nodulares, etc.

De entre los distintos tipos de yacimientos hidrotermales, destacaremos dos tipos por su importancia económica: los yacimientos de pórfidos cupríferos (+/- Mo) y los epitermales de metales preciosos (Au , Ag). Tienen también su importancia, aunque menor en la actualidad, las mineralizaciones filonianas de metales de base (Pb-Zn-Cu), y de estaño-wolframio . También llegan a alcanzar considerable interés minero algunas mineralizaciones de hierro de carácter hidrotermal asociadas a intrusiones, como pueden ser las de Kiruna (Suecia) o las existentes en la denominada “Franja Ferrífera de Chile”.

Perfil esquemático tentativo de la estructura volcánica del Ruiz mostrando una distribución potencial de los fluidos. Tomado de Giggenbach (1990).

V.5.Pórfidos CupríferosSon yacimientos de gran tonelaje (106-109 t) y bajas leyes de cobre (0.2-c.2%Cu). Aparte del cobre estos yacimientos pueden presentar cantidades variables de molibdeno y/o metales preciosos (Au+Ag), susceptibles de ser recuperados económicamente. Se asocian a rocas intrusivas generalmente félsicas de composición granodiorítica, aunque los pórfidos del Pacífico oriental (desarrollados en arcos de islas) suelen asociarse a facies intermedias (intrusivos dioríticos). Presentan un modelo zonal (figura 1) de alteración hidrotermal con un núcleo de alteración potásica (feldespato K, biotita, que grada hacia fuera hacia una alteración fílica (= cuarzo-sericítica). En su zona periférica encontramos facies argílicas (intermedia o avanzada) y propilítica (con clorita, epidota, calcita). La secuencia de alteración (figura 2) es la siguiente: 1) formación de las zonas de alteración potásica y propilítica; 2) desarrollo de la alteración fílica (hacia fuera y arriba); y 3) formación de facies de alteraciónargílica en la parte superior del sistema. Esta última puede ser avanzada, implicando la presencia de minerales tales como caolinita y alunita. Se reconoce un solape temporal y espacial en esta secuencia. De 1 a 3 la participación de aguas meteóricas en el sistema hidrotermal es cada vez más importante. De hecho, la parte superior del sistema hidrotermal entra de lleno en el campo epitermal (alteración argílica avanzada), y en la misma pueden formarse mineralizaciones auríferas, en un ambiente más superficial (desde unos 2 Km. de profundidad hasta la superficie

Pórfidos de cobre más importantes del Mundo

PÓRFIDOS DE COBRE

Las texturas típicas de los yacimientos tipo pórfidos son el vetilleo y las brechas. Estas últimas consisten en roca fracturada con intersticios con relleno de cuarzo y minerales metálicos, como se ve en la foto inferior derecha.Se reconocen dos tipos de pórfidos: los de cobre-molibdeno y los de cobre-oro.

Yacimiento Hidrotermal-Pórfidos de CobrePor tanto se pueden formar yacimientos en conexión con sistemas hidrotermales magmáticos, relacionados con plutonismo profundo a intermedio (profundidades entre 500-3000m). y con sistemas hidrotermales meteórico-magmáticos, ligados a complejos volcánicos y subvolcánicos (profundidades entre 100-1000m).

Principales yacimientos tipo pórfido de cobre-molibdeno son La Granja, Toromocho, Los Chancas, Cerro Verde, Cuajone y Toquepala.

Pórfidos de cobre Cu-Au

Los principales yacimientos tipo pórfido de cobre-oro son Cañariaco, Cerro Corona, Minas Conga, Michiquillay, El Galeno y La Arena en Perú.Los depósitos del tipo pórfido cuprífero comprenden yacimientos de gran volumen de mineralización primaria de sulfuros de cobre-fierro y fierro, en general hospedados y directamente asociados a cuerpos intrusivos porfídicos, pero en ningún caso estrictamente restringidos a roca intrusiva. Estos yacimientos están asociados a arcos magmáticos de márgenes continentales y a magmatismo calco alcalino de composición intermedia. La roca huésped es típicamente granodiorita, cuarzo-monzonita y pórfido andesítico, asociado a sistemas intrusivos multifacéticos y comúnmente relacionado con etapas tardías de la evolución magmática.

V.6.Mineralizaciones epitermales de metales preciososUn sistema hidrotermal puede dar origen a mineralizaciones epitermales de metales preciosos . Esto último asumiendo que las facies plutónicas del sistema tipo pórfido cuprífero constituyen las raíces magmáticas superficiales (epizona) de un sistema volcánico en superficie. Los yacimientos epitermales de metales preciosos se forman, como su nombre lo indica, en un rango bajo de temperaturas (50-300ºC), en asociación con manifestaciones volcánicas tipo aparato central, calderas, o campos geotérmicos. Son yacimientos de baja ley (algunas decenas de g/t de Au; aunque esto puede ser extremadamente variable) y se clasifican en dos tipos: 1) sulfato ácido2) sercita-adularia . El primer tipo se encuentra relacionado con clásicos fenómenos volcánicos tipo aparato central o calderas, sistemas ricos en azufre (generadores de grandes cantidades de ácido sulfúrico) que dan origen a facies de alteración tipo argílica avanzada.

V.6.Mineralizaciones epitermales de metales preciososOtras facies que reconocemos en ellos incluyen la silicificación y la propilitización .

El tipo sericita-adularia se encuentra más bien relacionado con manifestaciones tipo campo geotérmico, y las facies de alteración presentes son principalmente del tipo potásico (adularia) y clorítica. Un tercer tipo, si así podemos denominarles, corresponde al de los denominados yacimientos epitermales tipo “Carlin”, que toman este nombre de la faja de mismo nombre en el Estado de Nevada (USA). Se asocian principalmente a facies carbonatadas, en sistemas estructuralmente extensionales. Así como los yacimientos tipo sulfato ácido son fácilmente detectables por las importantes anomalías de color que generan (rojos, amarillos, verdes), los Carlin son prácticamente “invisibles”. Solo los resaltes generados por lasilificación de las calizas (jasperoides) constituyen una muestra más o menos visible de éstos.

V.7.Formación de mineralizaciones epitermales de metales preciosos según el rango de manifestaciones volcánicas Los depósitos hidrotermales son el primer grupo de yacimientos formados por soluciones hidrotermales, estos se encuentran a gran profundidad y relativamente alta temperatura. En relación a las soluciones hidrotermales existen dos puntos de vista diferentes.

El primer punto supone que tales soluciones salen del magma en forma gaseosa y luego se condensan a líquidos hidrotermales, de los cuales cristalizan las menas.

El otro punto sostiene que las soluciones hidrotermales salen del magma como líquidos alcalinos, ricos en constituyentes volátiles, según lo evidencia el carácter alcalino de las fuentes termales juveniles y la solubilidad de metales en soluciones alcalinas.

En los últimos años, han tomado gran importancia los yacimientos hidrotermales de Au, que para la corteza continental los más importantes se han localizado en, ambientes mesotermales, epitermales en volcánicas y epitermales en sedimentos.

V.6.CLASIFICACIÓN DE LOS YACIMIENTOS HIDROTERMALES O AGUAS ASCENDENTES CALIENTES

Hipotermales =catatermales.4.teletermales (100-0ºC).

Para la formación de depósitos hipotermales las rocas más favorables son las plutónicas de tipo intermedio a ácido (silíceas).Los depósitos hidrotermales son predominantemente de reemplazamiento, aun cuando a veces pueden serlo también de relleno o presentar evidencia de ambos procesosTextura: Usualmente gruesa, cristalina o masiva. Algunas veces se presentan cavidades con drusas, burbujas gaseosas e inclusiones fluidas. La distancia desde éste a la superficie es considerable. La consolidación del plutón tiene lugar lentamente, en un mismo lugar se mantiene la misma temperatura durante mucho tiempo y los depósitos pueden extenderse en un amplio intervalo vertical. Su composición es muy simple y no contienen sulfuros complejos, estando formados esencialmente por arsenopirita, pirrotina, pirita, blenda (con Fe), calcopirita y galena. También existen filones con cuarzo y Au. La ganga más frecuente es el cuarzo. En la roca de caja aparecen, como minerales de nueva formación, anfibol, clorita, albita; e incluso piroxeno, mica parda y turmalina.

Lindgren agrupa los filones hipotermales así:1.Filones de casiterita, wolframita y molibdenita.2.Filones auríferos de reemplazamiento.3.Yacimientos cupro - turmaliníferos.4.Yacimientos plomo - turmaliníferos.La ganga de estos filones es generalmente cuarzo.

Afloramiento de la brecha hidrotermal en el sitio donde aflora la falla Villa María – Termales, estación GNR-JF-028

V.6.2.Yacimiento mesotermalEn los depósitos mesotermales se presentan sulfuros simples y sulfosales; a veces tienen más de 1000 metros de extensión en vertical. La mineralización no es tan regular y constante, ya que el gradiente de temperatura es más agudo y el enfriamiento más rápido. Las gangas más frecuentes son el cuarzo, siderita y ankerita. La sericitación, como alteración hidrotermal de la roca de caja es lo mas frecuente.El grupo de los depósitos leptotermales, entre la meso y la epizona abarca la zona de temperatura más baja de los depósitos mesotermales. En estos aumentan los sulfuros complejos y las sulfosales de Ag.

V.6.3.Yacimientos tipo Epitermales

Yacimientos formados por soluciones de 150° a 50°C, ocasionalmente hasta 300º C comúnmente relacionados con etapas tardías y póstumas del volcanismo. • Su expresión superficial corresponde a fuentes termales o la actividad fumarólica o solfatárica de un volcán. • Se presentan mayoritariamente en áreas devolcanismo activo asociado a zonas de subducción.Denominados por los antiguos geólogos como "depósitos más jóvenes" por encontrarse usualmente asociados a rocas efusivas andesíticas o riolíticas (cristalizadas cerca a la superficie) o a rocas sedimentarias. Se presentan como verdaderos filones de relleno de fisura en regiones de actividad volcánica comparativamente reciente, cercanos a los centros eruptivos o en algunos casos, dentro de ellos.Lindgren da como temperatura de formación de 50° C a 200° C. La profundidad entre 60 y 1200 m. Estudios posteriores de inclusiones fluidas indican temperaturas hasta de 300° C y aún mayores.Los depósitos epitermales son generalmente filones de relleno en fisuras que, por estar relativamente a poca profundidad, podemos considerar como fisuras abiertas, conectadas a la superficie. Las fracturas pueden ser numerosas y estovercas, en rocas brechosas, son comunes, lo mismo que brechas mineralizadas relacionadas a zonas de fallas

Yacimiento epitermalLas disoluciones que forman los depósitos epitermales son alcalinas, excepto si por alteración de los sulfuros se vuelven ácidas. La roca de caja presenta caolinitización y los filones cambian rápidamente de composición con la profundidad. Suelen tener un intervalo de profundidad entre 300-900m. Los depósitos teletermales abarcan las formaciones termales de temperatura más baja, próximos a la superficie, y que no suelen ser de origen magmático. En ellos los plutones pueden presentar emisiones lávicas. Debido a las altas temperaturas que las emisiones volcánicas producen en la roca de caja pueden producirse formaciones complejas (Sn en forma de sulfoestannatos de Pb). Estas formaciones se completan con los depósitos xenotermales, formados a alta temperatura y baja presión, en las cercanías de la superficie.

V.6.2.1.Principales minerales que tienen importancia en depósitos epitermalesA. Oro y Plata, bien en relación o en forma de telururos. (Petzita, Silvanita, Calaverita, Ressita, etc.).B. Argentita.C. Sulfusales de plata (sulfoarseniuros y sulfoantimoniuros, polibasita, estefanita, pirargirita, proustita).D. Estibina es muy abundante.E. Cinabrio, mineral diagnóstico epitermal, a veces con mercurio metálicoF.Sulfuros comunes como galena, blenda, marcasita, pirita y calcopirita son abundantes y de importancia económica.Pirrotita, magnetita y minerales típicos de condiciones físico-químicas intensas de formación, nunca se encuentra en yacimientos epitermales.Como minerales de ganga se tiene principalmente:a. Cuarzo fino granular, calcedonia, ópalo.b. Abundan los carbonatos.c. Rodonita, rodocrosita son comunes.d. Adularia, es uno de los más característicos minerales de ganga en este grupo.e. A veces se encuentra fluorita, barita y alunita.

Minerales hidrotermales identificados por DRX en muestras colectadas en el sector de la cabecera del río Gualí. Abreviaturas: Br=Y a Brisas, CRG=Cabecera del río Gualí, CG=Cerro Gualí y LM=La Marcada; P. Alt. H.=Producto de alteración hidrotermal y S.S.=Sinter suave. Convenciones de ocurrencia mineral: ++++ Abundante (>40%), +++ Común (20-40%),++ Pobre (10-20%), + Escaso (3-10%) y * Trazas (< 3%).

A la altura de las fuentes termales, se aprecia la precipitación o formación de sinters suaves sobre el deposito aluvial.

GRACIASPOR LA ATENCION PRESTADA