Geoquímica de las lagunas saladas de los Monegros (Zaragoza). l. determinación experimental de los efectos del reequilibrio mirabilita-solucion con la temperatura en un sistema natural

摘要

Las oscilaciones de temperatura ambiental condicionan la evolución geoquímica de las lagunas de Los Monegros a distintas escalas temporales. Las variaciones estacionales de temperatura se traducen en la existencia de dos ciclos evolutivos con cambios en la secuencia de precipitación (Pueyo, 1978-79): durante el verano se produce la precipitación sucesiva de carbonatos, yeso y halita mientras que en el ciclo de invierno la secuencia pasa a ser de carbonatos, yeso y mirabilita. Y las variaciones diarias de temperatura en este último ciclo provocan, a su vez, la alternancia de procesos de precipitación de mirabilita, al descender la temperatura durante la noche, y de posterior disolución al elevarse en los períodos diurnos. Cuando el grado de concentración evaporativa de las salmueras y la proporción de mirabilita precipitada es importante (en primavera) pueden observarse además rápidos procesos de reequilibrio mirabilita-solución causados por las variaciones diurnas de temperatura. Los cálculos temordinámicos realizados con muestras representativas de ese estadio evolutivo de las lagunas, mediante la ampliación del modelo HMW (Harvie, Moller y Weare, 1984) incluido en el código PHRQPITZ (Plummer el al., 1988), se?alan una situación de equilibrio respecto a la mirabilita para todas ellas, independientemente de su grado de concentración y temperatura. Por otro lado, las observaciones de campo confirman que peque?as oscilaciones de temperatura son suficientes para desencadenar estos procesos de reequilibrio con una cinética muy rápida. Para aislar los efectos de este proceso de los provocados por la pauta normal de concentración de las lagunas se ha estudiado experimentalmente la variación de solubilidad de la mirabilita, entre 0 y 30oC, con una muestra de salmuera natural representativa de un avanzado estadio de concentración. Los resultados indican que las modificaciones de la solubilidad de la mirabilita con la temperatura maximizan sus efectos en el intervalo entre 20 y 30oc, rango de oscilación frecuente en el sistema natural durante la primavera. Estos efectos se traducen en removilizaciones de varios centenares de gramos de mirabilita por kilogramo de solución, modificaciones de la fuerza iónica de 4 a 8 molal y cambios en la actividad del agua entre 0,943 y 0,896; pero afectan de forma desigual al estado de saturación de la salmuera respecto a otros minerales: los de yeso y halita no se ven apenas influenciados mientras que los de thenardita, bloedita y glauberita sufren importantes variaciones. Los especiales caracteres de estos sistemas (con soluciones de alta concentración y una evolución en condiciones de temperatura variable) provocan modificaciones en las pautas de evolución deducidas a partir de la regla de la divisoria química o de alcalinidad residual generalizada. Y las variaciones de temperatura detectadas en las lagunas condicionan asimismo la aplicación de aproximaciones más elaboradas de modelización geoquímica: el análisis termodinámico de la evolución de las lagunas considerando un valor de temperatura constante (25oC), simplificación normalmente utilizada en cálculos de este tipo, puede provocar importantes discrepancias entre los resultados previstos y los constatados en el sistema natural, especialmente en el caso de la mirabilita. Los resultados obtenidos con los datos de campo y de laboratorio confirman la validez de la ampliación del modelo HMW incluida en el PHRQPITZ.