Descripción geológica regional

Ubicada en la zona axial de la cordillera Oriental de Colombia y al oriente de la falla de Soapaga, esta región se caracteriza por un basamento de rocas metamórficas y sedimentarias del Paleozoico, así como por rocas intrusivas y extrusivas del Jurásico, que afloran en el macizo de Floresta (^{Velandia, 2003}). Sobre esta se extiende una sucesión sedimentaria de considerables dimensiones, compuesta en la zona de estudio por formaciones del Cretácico como la Formación Conejo, Grupo Guadalupe y rocas paleógenas como la Formación Guaduas y Formación Socha Inferior; siendo el cuerpo hipoabisal de Iza el rasgo geológico que más sobresale en esta zona.

Este cuerpo ígneo, de carácter hipoabisal con morfologías dómicas, se encuentra al occidente del municipio homónimo y está conformado por una brecha intrusiva, dos episodios de ascenso y conformación de domos, así como de un depósito piroclástico (^{Rojas et al., 2009}). Se compone de pequeños cuerpos ácidos, ricos en K, pobres en Na, Ca, Mg, Mn y Fe, por lo cual se clasifican como riolitas a riodacitas alcalinas (^{Martínez, 1989}). De manera similar, el cuerpo hipoabisal de Iza ha sido descrito como de composición riolítica a riodacítica, afectado por procesos hidrotermales (^{Rincón y Romero, 1990}; Rojas et al., 2009). Los domos y la brecha se ven afectados por alteración hidrotermal de tipo argilización avanzada y silicificación, aunque el grado de alteración puede estar oculto por el contacto entre diferentes domos (Rojas et al., 2009). Actualmente, los domos son explotados para obtener puzolana (^{Monsalve et al., 2011}).

^{Rojas et al. (2009)} indican que, desde el punto de vista estructural, este sector se encuentra asociado regionalmente con las fallas Boyacá y Soapaga; esta última es responsable de poner en contacto rocas de la sucesión sedimentaria del Cretáceo, de ambiente marino, con rocas posteriores de ambiente continental. Se observa un patrón de lineamientos con dirección NW, posiblemente relacionados con fallas de basamento, a las cuales se les atribuye un carácter extensional (^{Velandia, 2003}; ^{Monsalve et al., 2011}).

Descripción geológica local

En la zona de interés aflora el Grupo Guadalupe, también conocido como Grupo Ermitaño, el cual se compone de la Formación Plaeners, Formación Pinos y Formación Labor y Tierna, que se encuentran agrupadas debido a la presencia de espesores delgados y a la dificultad de diferenciar sus cambios de facies (^{Rojas et al., 2009}). En general, la Formación Plaeners está compuesta principalmente por limolitas silíceas y lodolitas, con intercalaciones de chert y cuarzoarenitas en algunos lugares, donde también se ha observado la presencia de areniscas fosfóricas. La Formación Pinos, corresponde al "nivel" intermedio del Grupo Guadalupe y se caracteriza por tener arcillolitas fisibles grises, con intercalaciones de areniscas calcáreas en la parte inferior de aproximadamente 30 a 100 m de espesor. El techo del Grupo Guadalupe es la Formación Labor y Tierna, la cual se compone de cuarzoarenitas de grano fino a grueso, con colores grises claros, grises oscuros a amarillentas, friables y estratificación plano-paralela, ondulosa e inclinada.

Descripción general de la roca encajante

Las muestras de variscita analizadas fueron recolectadas en dos localidades diferentes en los alrededores del cuerpo hipoabisal de Iza (Figura 2). Su mineralización se encontró en forma de patinas o venillas que rellenaban planos de estratificación y de fractura en la Formación Labor y Tierna, la cual es de edad Campaniano-Maastrichtiano (^{Ulloa et al., 2001}) y se caracteriza en el área de estudio por estar compuesta de areniscas blancas, de grano fino a medio, bien seleccionadas con óxidos de hierro, laminación plano-paralela y ondulada tipo flaser, en paquetes de entre 40-50 cm para las areniscas y 5-10 cm de lodolitas flaser. Algunos niveles mal seleccionados presentan porosidad asociada a disolución de fósiles; además, también se observaron rasgos de bioturbación y presencia de Thalassinoides. En cercanías al cuerpo intrusivo, esta unidad presenta liditas silicificadas de tonos anaranjados, que en algunos sectores pasa a ser de tonos blancuzcos, producto de alteración hidrotermal, que da lugar a la formación de vetilleo de cuarzo y venillas de variscita, desde algunos milímetros hasta 8 cm de grosor (Figura 3), que en las partes más alteradas adquiere un color blanco, acompañado de un mineral amarillo con hábito botrioidal, que no fue posible distinguir por ningún método analítico, debido a su poca cantidad y baja cristalinidad.

Figura 2 Mapa geológico del domo volcánico de Iza y sus alrededores (^{Rojas et al., 2009}; ^{Monsalve et al., 2011}), donde se identifican las unidades sedimentarias y volcánicas relacionadas con el cuerpo hipoabisal de Iza. Reportes actuales con las muestras de la localidad 1 (VA02 y VA04) en inmediaciones del contacto del domo hipoabisal de Iza con la Formación Labor y Tierna (tope Grupo Guadalupe), mientras la localidad 2 (VA01, VA03, VA05 y VA06) en cercanías a una cantera hacia la vía el Batan. Modificado de ^{Rojas et al. (2009)}. 

Figura 3 A. Afloramiento de cantera sobre la Formación Labor y Tierna, altamente fracturada, perteneciente a la segunda localidad (vista W-E). B. Unidad de arenitas silicificadas con mineralización de variscita de tonos verdes en patinas (segunda localidad). C. Bloque de arenitas con patinas de variscita perteneciente a segunda localidad. 

A nivel estructural, en la localidad 2, las muestras se encontraron paralelas a la falla Carbonera, definida por ^{Rojas et al. (2009)} y ^{Monsalve et al. (2011)} como una falla de cabalgamiento de continuación regional con componente de rumbo sinestral, con dirección N70E a N25E (en la zona de estudio ~N45E) con vergencia hacia el NW. De igual manera, a nivel del afloramiento, este se encuentra fuertemente diaclasado, y es expresado en la localidad 1 (inmediaciones del contacto con el cuerpo hipoabisal) sin un rasgo estructural marcado.

Caracterización macroscópica

Para el análisis macroscópico de las muestras recolectadas, se empleó un estereomicroscopio binocular Zeiss modelo Stemi 2000-C, un rayador geológico con punta de tungsteno y una cerámica para determinar las propiedades físicas de la variscita.

Petrografía

Se elaboraron dos secciones delgadas pulidas en el laboratorio de Técnicas Petrográficas del Departamento de Geociencias de la Universidad Nacional, sede Bogotá, siguiendo el procedimiento descrito por ^{Chaplin (1998)}. Las secciones obtenidas se analizaron posteriormente usando un microscopio petrográfico Olympus AX-31 y el escáner Metasystem para luz trasmitida, reflejada y de EPI-fluorescencia, proporcionados por el laboratorio MicroFluid Spectral, según la metodología y clasificación textural para rocas sedimentarias de ^{Folk (1974)}. La petrografía en este estudio se usó para caracterizar las relaciones entre los granos y la variscita, además, se observó microestructuras y posibles minerales accesorios, que solo fueron diferenciables por sus propiedades ópticas.

Fluorescencia de rayos X

Para el análisis de FRX, se utilizó un equipo S2-Bruker Series II, equipado con un tubo de rayos X con ánodo de plata (Ag), con una potencia de 50 W, corriente de 2 mA y el voltaje de 50 kV, al vacío. Previamente, la muestra fue preparada mediante trituración en un mortero o un molino planetario para obtener partículas de tamaño inferior a 60 μm.

Una vez preparada, se analizó una muestra de 1 g en polvo siguiendo los parámetros de ^{Injuk et al. (2006)}. El análisis se llevó a cabo mediante la técnica de fluorescencia de rayos X de energía dispersiva (FRXED). Los espectros FRX generados por las muestras fueron registrados y analizados. Estos espectros proporcionaron información detallada sobre la composición elemental de las muestras, lo que permitió la identificación y cuantificación de los elementos presentes.

Los datos obtenidos durante el análisis fueron procesados utilizando el software proporcionado en el equipo S2-Bruker Series II. Este proceso de análisis automatizado facilitó la interpretación de los resultados, lo que incluyó la identificación de los elementos presentes y la determinación de sus concentraciones en las muestras.

Difracción de rayos X

Los análisis de DRX fueron realizados en el equipo Bruker D8 Discover del Laboratorio de GEGEMA. Se utilizó la primera parte de la metodología propuesta por ^{Thorez (1976)}, con algunas recomendaciones de ^{Bonilla-Osorio et al. (2011)}, la cual se denomina montaje en polvo desorientado. La muestra se pulverizó en un molino planetario de ágata, con la finalidad de que las partículas quedaran con un tamaño menor a 60 μm; luego se colocaron en un portamuestras de aluminio y se desordenaron para evitar una orientación preferencial de los granos.

Para el refinamiento y el análisis semicuantitativo se utilizó el programa Diffrac.Eva y el método de "Reference Intensity Ratios (RIR)", para lo cual se ajustó la intensidad con todos los picos del espectro de referencia; además, se contrastó con los resultados de composición obtenidos en FRX.

Espectroscopia de infrarrojo

La obtención de datos espectrales se realizó mediante un espectrómetro de minerales TerraSpec Explorer marca ASD Inc, con rango espectral 350-2500 nm, resolución de 3 a 700 nm, 6 a 1400 nm y una recolección aproximada de 10 espectros por segundo. Este equipo se conectó a un computador portátil, que contaba con el software ViewSpecPro, para realizar el "split correction" logrado por el salto entre los tres sensores que tiene el equipo; permitiendo obtener datos tanto crudos como corregidos.

Posteriormente, las curvas obtenidas se visualizaron en el lenguaje de programación Python, usando la función find_peaks de la librería scipy.signal, para la detección de picos de manera complementaria, con el fin de obtener una interpretación de los datos más robusta, que permita integrar los parámetros geológicos y geoquímicos relevantes.

Espectrometría Raman

El equipo empleado fue un espectrómetro In vía micro-Raman, de la marca Renishaw. Se utilizó fuente de luz monocromática (láser). El espectrómetro estaba equipado con un láser verde de 514 nm y 20 mW, marca Spectra-Physic.

Resumen de técnicas aplicadas por muestra

En la Tabla 1 se presentan los diferentes análisis aplicados a cada una de las muestras minerales recolectadas en campo. La nomenclatura de las muestras se asignó siguiendo el orden en que fueron analizadas en el laboratorio. Para DRX se usaron las dos muestras representativas de las localidades de muestreo: VA01 y VA02. La muestra VA02 fue seleccionada para análisis por FRX debido a que contenía exclusivamente el mineral de interés; caracterizándose además por su alta pureza, lo que garantiza resultados representativos. Las cuatro muestras (VA01, VA02, VA03 y VA04) representativas del mineral fueron analizadas mediante espectroscopia Raman y espectroscopia de reflectancia en los rangos VNIR y SWIR, debido a que estos métodos ofrecen una caracterización rápida y precisa del mineral. Por otro lado, el análisis petrográfico se realizó en aquellas muestras que evidenciaban la relación del mineral con la roca encajante, por lo que permiten estudiar su contexto geológico y textural (VA05 y VA06). A continuación, se presentan los resultados detallados de cada análisis.

La limitada cantidad de muestras sometidas a análisis se debe a que, durante el trabajo de campo, únicamente se identificaron dos localidades con ocurrencias de variscita en la zona de estudio. Esta distribución restringida condicionó la disponibilidad de material representativo para la caracterización mineralógica y geoquímica. En este contexto, se priorizó una estrategia analítica enfocada en la calidad y el valor interpretativo de las muestras seleccionadas, como aproximación inicial al estudio de la variscita en el área.

Se emplearon técnicas como fluorescencia de rayos X (FRX) y difracción de rayos X (DRX) sobre las muestras consideradas más representativas. Los resultados obtenidos permitieron una caracterización inicial de las ocurrencias, y aportan información relevante sobre su composición mineralógica y geoquímica. Estos datos resultan útiles para orientar estudios futuros enfocados en una caracterización más detallada del área.

Caracterización macro

La descripción macroscópica de las muestras minerales y de roca proporcionó una visión detallada de sus características físicas macroscópicas. En la Figura 4 se resumen las propiedades de las muestras, que van desde el color y tamaño hasta la transparencia, lustre, fractura, dureza, raya, descripción y localidad de cada una.

Figura 4 Descripción muestras de variscita. 

Figura 5 Diagrama de clasificación composicional de rocas siliciclásticas. Modificado de ^{Folk (1974)}. 

Petrografía

Las muestras VA05 y VA06 corresponden a rocas sedimentarias clásticas de tamaño arena de grano grueso (0,50-1 mm). Las muestras carecen de matriz, exhiben granos con una buena selección, de formas subangulares a subredondeados y subelongados a subesféricos, y presentan una porosidad moderada con contactos flotantes, largos y tangenciales entre los granos, lo que indica un bajo empaquetamiento en la roca. Se identifican las muestras de roca como maduras debido a que los granos están bien seleccionados.

La roca presenta granos compuestos principalmente de cuarzo de tipo monocristalino y pocos de tipo policristalino y microcristalino, algunos granos de cuarzo presentan fracturas e inclusiones. En proporción menor se encuentran minerales accesorios de variscita y óxidos de hierro de tamaño arena fina a limo y se identifican algunos circones. No se encuentra minerales de feldespato alcalino ni fragmentos líticos.

Para la clasificación composicional de las muestras VA05 y VA06 se utilizó el triángulo de clasificación de las areniscas de ^{Folk (1974)} que contabiliza el cuarzo, los feldespatos y los fragmentos líticos (Figura 5). Después de un conteo de 300 puntos para cada sección, se normalizaron los valores, en donde las muestras VA05 y VA06 fueron caracterizadas como cuarzoarenitas, con una composición de cuarzo (100 %), de feldespatos (0 %) y de fragmentos líticos (0 %).

Para la clasificación textural se utilizó el triángulo de ^{Folk (1974)} modificado por ^{Caicedo-Andrade (2003)} (Figura 6). Luego del conteo de puntos, el tamaño en la escala de Udden-Wentworth que predominó en la muestra VA06 fue tamaño arena gruesa (46,9 %), seguido de arena media (23,6 %), arena muy gruesa (15,6 %), arena fina (10,4 %), arena muy fina (3,0 %), tamaño limo muy grueso (0,3 %) y tamaño guijarros muy finos (0,3 %). En la muestra VA05 el tamaño de grano predominante fue arena gruesa (56,9 %), seguido de arena media (22,8 %), arena muy gruesa (11,4 %), arena fina (5,4 %) y arena muy fina (3,5 %). Dada su granulometría, tanto la muestra VA05 como la VA06 se clasifican como "arenita de grano grueso".

Figura 6 Diagrama de clasificación textural de rocas siliciclásticas. Modificado de ^{Folk (1974)}. 

En las secciones delgadas de la muestra VA05, la variscita apareció de manera pervasiva actuando como cemento entre los granos de cuarzo rellenando porosidad primaria (Figura 7A y 7B); se observan como agregados microcristalinos con tendencia radial. Por otra parte, la sección de la muestra VA06 corresponde a una venilla de variscita que corta la roca encajante de manera paralela a la laminación; los cristales se desarrollan en forma radial, con crecimiento de los bordes hacia el centro de la venilla (Figura 7C y 7D).

En luz polarizada plana (PPL), la variscita exhibe un color amarillo pálido, con textura terrosa, hábito nodular y botrioidal, con cristales en los bordes de los nódulos dando la impresión de bordes "plumosos". En general, en luz polarizada cruzada (XPL), la variscita presenta tonos de interferencia bajos de primer orden, con algunos microcristales que alcanzan el segundo orden. En general, en las dos muestras presenta extinción "plumosa".

Figura 7 Microfotografías de las muestras VA05 y VA06 (la escala indica 1000 μm). A. (XPL) y B. (PPL): detalles de la mineralización pervasiva observada en la muestra VA05; se observa la textura y composición general de la roca, marcada por la predominancia de los granos de cuarzo monocristalino con extinción ondulante (Qz) y variscita (Vrc) rellenando la porosidad y actuando como cemento. C. (PPL) y D. (XPL): detalles de la mineralización en venas observada en la muestra VA06; la vena de variscita (Vrc) corta la roca de manera paralela a la laminación. 

Fluorescencia de rayos X

Los resultados del análisis de FRX para la muestra VA02 (Tabla 2) muestran principalmente altas concentraciones de Al₂O₃ y P₂O₅ seguidas en menor medida por concentraciones de óxidos SiO₂, Fe₂O₃ MgO. Además, concentraciones significativas de vanadio (V) y cromo (Cr) en ambas muestras, seguramente presentes en solución sólida en la variscita, responsables además de conferir su color verde (^{Calas et al., 2005}). Estos hallazgos son consistentes con la fórmula ideal de variscita. En adición a los óxidos principales, también se encontraron cantidades menores de otros óxidos y elementos posiblemente relacionados al cuerpo intrusivo que se encuentra cercano a la zona de muestreo o a las rocas sedimentarias intruidas.

Difracción de rayos X

Los resultados de DRX (Figura 8) para la muestra VA01 presentan una composición principalmente de variscitaiO (90,3 %) acompañada de cuarzo (9,7 %), mientras que en la muestra VA02, la composición principal es variscita20 (99,1 %) y alunita (0,9 %). Las diferencias cristalográficas como las variaciones en los parámetros de celda unidad o cambios a nivel molecular entre los dos tipos de variscita ortorrómbica se describen en ^{Ardit et al. (2022)}.

Espectroscopia de infrarrojo

El espectro de reflectancia corregida por Hull Quotient de las superficies no pulidas de las muestras de variscita VA01, VA02, VA03 y VA04 se presenta en la Figura 9. La actividad de absorción principal se registró en el rango VNIR a SWIR, desde 400 nm hasta ~2500 nm. Se destacaron bandas de máxima reflectancia en las longitudes de onda verde y verde azulado entre 521-527 nm (VA04, VA02) y en verde amarillo entre 532-535 nm (VA01, VA03) (Figura 10).

Se observó una disminución gradual de la reflectancia, la cual es más pronunciada en las muestras VA01 y VA02. La disminución en la reflectancia centrada alrededor de 629-640 nm, junto con disminuciones adicionales en las regiones azul alrededor de 445 nm, así como en las regiones cercanas a 652 y 688 nm (Figura 10), se atribuyeron a transiciones prohibidas por espín de Cr³+ (^{Calas et al., 2005}), lo cual confirma la presencia de Cr³⁺ como el cromóforo principal en la variscita, a pesar de encontrarse mayor cantidad de vanadio en los resultados de FRX (Tabla 2).

La segunda banda principal de absorción, centrada entre 852-871 nm, se asigna a grupos vanadilo, VO²⁺, junto con V⁴+ (Figura 10), aunque se detectaron características menores en longitudes de onda más largas entre 12371253 nm (Figura 10), asociadas con V³+, lo cual indica un posible estado de oxidación mixto para el vanadio en las muestras (^{Calas et al., 2005}).

La ubicación de los picos distintivos para cada mineral difiere de ^{Calas et al. (2005)}; sin embargo, se observa un comportamiento similar (Tabla 3 y Figura 10). La diferenciación en los picos en 640-638 nm y 627-629 nm es crucial para clasificar respectivamente como variscitaiO (VA01, VA03) (Figura 10A y 10C) y variscita20 (VA02, VA04) (Figura 10B y 10D).

La intensidad relativa de las bandas relacionadas con el cromo (654, 688 nm) es más alta en las muestras de variscita20 (VA02, VA04).

La banda aguda alrededor de 975 nm, 1175 nm, 1430 nm y 1950 nm en la región SWIR (Figura 10) está relacionada con vibraciones armónicas de OH en el agua estructural (^{Caster y Olsson, 1939}; ^{Calas et al., 2005}; ^{Willing et al., 2008}).

Figura 8 Difractogramas medidos en polvo desordenado. A. muestra VA01; B. muestra VA02, comparadas con muestras de referencia. 

Figura 9 Espectro de reflectancia VNIR y SWIR para muestras de variscita1O, VA01 (azul), VA03 (verde) y variscita2O, VA02 (rojo), VA04 (amarillo). A. Reflectancia con respecto a longitud de onda, B. Función de remisión con respecto a número de onda. 

Figura 10 VNIR y SWIR de muestras masivas de variscita con respecto a longitud de onda, los picos se encuentran indicados en la Tabla 3. A.VA01; B.VA02; C.VA03; D.VA04. 

Espectrometría Raman

Las posiciones de las bandas detectadas en el espectro de variscita se alinearon con los datos Raman típicos de los fosfatos (^{Sócrates, 2001}). Específicamente, las bandas espectrales observadas en la variscita 2O analizada fueron consistentes y correlacionables con las bandas designadas para una variscita de Arkansas (variscite R040180) dispuesta en la base de datos del RRUFF (^{Lafuente et al., 2016}). Por otra parte, fue imposible obtener el espectro de las muestras de variscista2O puesto que no tenían respuesta a temperatura ambiente, y reflejaban un comportamiento similar a la metavariscita como se describe en ^{Frost et al. (2004)}.

En términos generales, las bandas más prominentes en la región de vibraciones de estiramiento de las unidades de variscita se localizaron en 1080, 1029, 437 y 226 cm^-1, con bandas adicionales de otros componentes menos definidos (Figura 11). Según ^{Frost et al. (2004)}, la cantidad de bandas identificadas en las regiones de estiramiento (vibraciones simétricas y antisimétricas) de las unidades PO₄ ^3- indica una combinación de dos efectos: la reducción de la simetría y la presencia de múltiples especies de PO₄ ^3-. Con base en este último, los cristales individuales del grupo mineral variscita, aunque no exclusivamente, pudieron ser fácilmente determinados mediante espectroscopia Raman.

Tomado de Lafuente et al. (2015).

Figura 11 Espectro Raman de muestra de variscita Iza comparada con variscita de Arkansas RRUFF R040180.  

Por otro lado, en los datos presentados para una variscita con los obtenidos en nuestra variscita, lo que sugiere analizada en el estudio de ^{Onac et al. (2004)}, se observa una correlación con la explicación proporcionada en la que los picos principales en su espectro son comparables Tabla 4.

Coloración de la variscita

Una de las características más destacadas de la mineralización es su coloración verde cian, propia del mineral variscita. Comprender el origen de este color podría aportar información adicional sobre su génesis y evolución a lo largo del tiempo. Existen diversos estudios sobre la coloración de la variscita (^{Salvador y Fayos, 1972}; ^{García-Guinea et al., 2008}; ^{Melgarejo et al, 2019}; ^{Díaz-Acha, 2022}). Sin embargo, según los resultados de los análisis de infrarrojo y FRX de este trabajo y lo expuesto por ^{Díaz-Acha (2022)}, se considera que los factores más importantes son la adición de cromóforos en la estructura del mineral, principalmente el Cr³⁺. Adicionalmente, mediante DRX se identificó que algunas de las muestras de variscita corresponden al tipo "Lucin type" (1O), un politipo del mineral que además de presentarse de manera primaria, también se forma a partir del tipo "Messbach type" (2O) cuando es expuesto a la luz solar, lo que provoca una pérdida de coloración (^{García-Guinea et al., 2008}). Esto sugiere que las variaciones estructurales también podrían afectar la coloración de la variscita.

Importancia arqueológica

La variscita, un mineral poco común, conocido por su tonalidad verde azulada, ha sido apreciado como gema ornamental desde tiempos antiguos, incluido el Neolítico (^{Willing et al., 2008}). Se ha encontrado en numerosos hallazgos arqueológicos, especialmente en contextos funerarios megalíticos en toda Europa durante el Neolítico y la Edad del Bronce, donde se utilizaba para la elaboración de cuentas, collares y colgantes (^{Odriozola et al., 2010}). La intensa explotación de la variscita se justificaba por sus vivos colores, lo que la convertía en un mineral muy deseado para la confección de joyas antiguas. Además, la ocasional presencia de grânulos de oro como inclusiones cogenéticas añadía un interés gemológico excepcional, así como perspectivas de un valor económico adicional (^{Willing et al., 2008}).

La escasez global de depósitos de variscita y la limitada cantidad de formaciones geológicas que la contienen la convierten en un mineral crucial para identificar patrones de intercambio social e interacción en la prehistoria (^{Domínguez-Bella, 2004}; ^{Odriozola y Linares-Catela, 2012}). Asimismo, brinda una valiosa oportunidad para investigar los patrones de comercio e intercambio antiguo, ya que fue objeto de un extenso comercio debido a su rareza y fue intercambiado a través de vastas distancias; destaca su relevancia en la comprensión de las dinámicas socioeconómicas antiguas (^{Odriozola et al., 2010}).

Además, la variscita ofrece oportunidades para investigar la movilidad de materias primas en América durante los tiempos prehispánicos a través del estudio de su origen (^{Acevedo et al., 2021}). En Colombia, se han descubierto diversas cuentas de variscita asociadas a las sociedades Nahuange y Tairona de la región de la Sierra Nevada de Santa Marta (SNSM), las cuales han sido comparadas con el depósito ubicado en la isla de Gran Roque, Venezuela (^{Acevedo et al., 2021}). Mediante el estudio realizado por los autores se revelaron similitudes en tonalidades, asociaciones mineralógicas, estudios geoquímicos y asociaciones genéticas entre las muestras de variscita de la isla de Gran Roque y las cuencas encontradas en la SNSM, lo cual ha demostrado el origen del material de esta ubicación.

Sin embargo, estos nuevos hallazgos de variscita abren la posibilidad de correlaciones de origen con artefactos hallados en Cundinamarca, Nariño (colección arqueológica del Museo del Oro) y en la cuenca del Amazonas, que aún no tienen procedencia establecida y requieren un estudio arqueológico detallado. Esto permitiría una mayor interpretación de los modelos de distribución de artefactos de variscita en Colombia y América del Sur, ampliando el conocimiento e integrándolo en las posibles rutas de intercambio prehispánico identificadas por ^{Acevedo et al. (2021)}.

Génesis de la mineralización de variscita

El depósito estudiado en el presente trabajo comparte características comunes con los depósitos de variscita reportados por ^{Odriozola et al. (2010)} y ^{Galán-Abellán et al. (2013)}. Al igual que estos, se formó en rocas sedimentarias detríticas y se presenta en vetas y venillas. Además, se resalta la relevancia de contar con una fuente de fósforo relativamente cercana como factor clave en su génesis.

La variscita y los sulfato fosfatos de aluminio (APS por sus siglas en inglés) se clasifican como minerales secundarios supergenos (^{Larsen, 1942}), cuyos modelos recientes de génesis se han relacionado al producto de aguas meteóricas ácidas que circulan por las fracturas de las rocas, como se ilustra en la Figura 12 (^{Díaz-Acha et al., 2020}).

Tomado de ^{Díaz-Acha et al. (2020)}.

Figura 12 Esquema sobre el proceso de formación secundario de los sulfatos de fosfato de aluminio (APS) en rocas fracturadas.  

En este contexto, ^{Galán-Abellán et al. (2013)} también proponen que la formación de la variscita puede deberse a procesos de diagénesis temprana, anterior a la compactación, ya que los APS que se observaron en su petrografía tienen intercrecimiento con caolinita. Adicionalmente, ellos destacan que en las zonas donde se observó presencia de fosfatos, la compactación y posterior deformación fue menor que donde no se encontraron. Sin embargo, en la petrografía realizada en este trabajo no se observó una deformación diferencial y, al no estar cementadas, tampoco se vio compactación posterior o anterior a la formación de la variscita.

En ambas hipótesis, las ecuaciones que representan la acidificación del medio, debido a la alteración de la pirita y otros compuestos de azufre (reacción 1), y la subsiguiente precipitación de la variscita y otros APS (reacción 2), son las siguientes:

En los resultados de DRX obtenidos en esta investigación se encontró la presencia de otros minerales como la alunita, lo cual es consistente con lo esperado según los estudios sobre precipitación y estabilidad de la variscita presentados por ^{Hsu (1982)} y ^{Druppel et al. (2007)}, quienes también proponen la necesidad de un ambiente con un pH bajo y rico en Al, como requisitos para la cristalización de variscita y otros APS.

Con base en lo anterior, se propone que la génesis de la variscita en este trabajo es de origen hidrotermal, asociada a la actividad volcánica del Cenozoico en la cordillera Oriental. Esta interpretación se fundamenta en varias observaciones: las fracturas que contienen variscita cortan claramente la secuencia estratigráfica, lo cual indica un evento tectónico posterior; los cuarzos asociados presentan fracturas que podrían ser consecuencia de un aumento de esfuerzos tras su deposición; y la proximidad del depósito al cuerpo hipoabisal cenozoico conocido como domo de Iza, que habría actuado como fuente térmica y mineralógica para los fluidos hidrotermales. No obstante, para confirmar con mayor precisión el origen de la variscita, es indispensable realizar un estudio detallado de la secuencia estratigráfica completa en la que se encuentra.

Las muestras VA02 y VA04, ubicadas cerca del cuerpo hipoabisal, contienen predominantemente variscita2O (99,1 %), mientras que las muestras VA01, VA03, VA05 y VA06, más distantes del domo (aproximadamente 2,1 km), están compuestas casi en su totalidad de variscita1O (90,3 %). Esta variación en el tipo de variscita sugiere diferencias en las condiciones de formación, posiblemente relacionadas con la temperatura en el entorno del cuerpo hipoabisal de Iza o como se mencionó anteriormente a condiciones postformación de la mineralización. La ausencia de metavariscita sugiere que los fluidos hidrotermales no superaron los 100 °C (^{Druppel et al., 2007}); no obstante, se requieren evidencias adicionales para confirmar esta interpretación.

Los datos de datación por zirconio fision-track y U/Pb, presentados por ^{Bernet et al. (2016)} para el complejo volcánico Paipa-Iza en la cordillera Oriental de Colombia, indican una actividad volcánica que inició alrededor de 5,9 Ma y persistió hasta hace aproximadamente 1,8 Ma; destaca la actividad continua durante el rápido levantamiento superficial de la cordillera Oriental durante el Plioceno.

La edad exacta de la mineralización en el contexto del cuerpo hipoabisal no está clara; sin embargo, las condiciones indicadas por la asociación mineral y su proximidad inmediata al intrusivo sugieren que la mineralización ocurrió después de que la temperatura del domo disminuyera significativamente. Esta situación se observa en las muestras con variscita2O (VA02, VA04), las cuales se encuentran prácticamente en el contacto entre el domo y las areniscas de la Formación Labor y Tierna. Las implicaciones de este escenario respecto a la exhumación y la erosión no están bien definidas. Además, no se comprende bien la influencia de estos procesos en la circulación del agua hidrotermal y meteórica.

Resalta la presencia de variscitalO en la segunda localidad (VA01, VA03, VA05, VA06), que también se encuentra en la misma formación, en lo que parece estar asociada la falla Carbonera propuesta en ^{Rojas et al. (2009)}. Esta estructura podría haber facilitado la movilización de fluidos hidrotermales, permitiendo la concentración de minerales como la variscita en esa área específica. Además, la presencia de mineralizaciones en las areniscas de la Formación Labor y Tierna también sugiere que esta unidad geológica pudo haber proporcionado las condiciones adecuadas para la mineralización y/o precipitación de los minerales.

La interacción compleja entre la geología local, la actividad tectónica, la circulación de fluidos y la mineralización requiere de estudios que integren datos geológicos, geoquímicos y estructurales para comprender completamente los procesos responsables de la génesis y evolución de los depósitos en esta área.