Identificació de sulfosals de bismut a la galeria ‘Tacho’ de la mina “Atrevida” de Vimbodí, Conca de Barberà (Tarragona)
Pedro Mingueza
La mina “Atrevida” de Vimbodí es prou coneguda per tots els aficionats a la mineralogia catalana i constitueix un clàssic entre el cercadors de minerals, especialment per als aficionats als micros. És, per tant, lògic que hagi estat objecte de diferents estudis per tal de determinar les diferents espècies que es poden trobar en aquest jaciment. Entre aquests estudis podem destacar la descripció del jaciment feta al llibre Els minerals de Catalunya, de Josep M. Mata i Perelló, i els dos articles publicats a la revista del GMC: Vimbodí, al juliol del 1981 per Eugeni Bareche i Vimbodí II, al novembre del 1990 per Joan Viñals, Eugeni Bareche i Jordi Coca. No obstant, degut a que ha passat força temps des que es van fer aquestes publicacions i pel fet que des de llavors s’han estat recollint moltes mostres a les escombreres i treballant nous filons per part dels aficionats, tot apunta a que aquest jaciment ha de donar encara moltes sorpreses respecte a la seva paragènesi i semblaria molt adient, tal com ja apuntaven els autors a Vimbodí II, fer un nou estudi exhaustiu d’aquesta mina.
Mentre aquest Vimbodí III arriba, en aquest article em limitaré a la descripció de la identificació d’un parell de sulfosals de bismut al jaciment. En concret, les mostres provenen de les escombreres de la galeria ‘Tacho’, que és d’on, en temps d’explotació, s’extreia tot el mineral i es carregava al funicular per a baixar-lo a Poblet. Actualment la boca d’aquesta galeria està enfonsada i per tant inaccessible, però les seves escombreres semblen donar una paragènesi molt interessant amb espècies que no s’han pogut trobar a les altres galeries.
La mina “Atrevida” es troba a la serra de Prades, a uns dos kilòmetres al sud del monestir de Poblet. Va ser explotada inicialment per a l’extracció de plata i barita al segle XIX. I va continuar l’explotació per a l’extracció de barita durant gran part del segle XX fins al seu tancament definitiu el 1990. El gran interès mineralògic d’aquesta mina resideix en els metalls (Pb, Zn, Cu, Co, Ni, Ag, Bi, As,…) que acompanyen a molts dels filons de barita, donant una extensa paragènesi d’arseniürs, sulfurs i arsenats. L’origen de la mineralització és intrusiu-hidrotermal associat a un magma palingenèsic àcid on la barita, el quars i la fluorita reomplirien les fractures generades per la intrusió magmàtica que, junt a la posterior oxidació, va propiciar la generació de les mineralitzacions tan variades i interessants que ha donat el jaciment.
Descripció de la troballa
Les sulfosals es troben en molt petita quantitat, en matriu de barita, sempre molt a prop dels ben coneguts nòduls de niquelina/maucherita amb gersdorffita. Associats a aquests nòduls apareixen, en ocasions, agrupacions de microcristalls de gersdorffita que acostumen a estar incrustades en petites geodes de calcita. És just en aquests agregats de gersdorffita on apareixen les sulfosals en forma de petites agulles amb forta lluentó gris metàl·lica, sempre a sobre de microcristalls octaèdrics de galena.
Es poden diferenciar dues morfologies d’agulles diferents: per una banda trobem unes agulles grises sempre agrupades en clústers desordenats, de fins a un mil·límetre de llargada i unes micres de gruix. Per altra banda, apareixen agulles bastant més petites, de fins a 50 micres de llargada i sobre una micra de gruix, sempre aïllades i que creixen sobre els petits octaedres de galena i orientats perpendicularment a la cara de contacte de la galena.
Abans d’entrar en les proves analítiques realitzades, és important destacar la dificultat que entranya la determinació exacta d’aquestes dues sulfosals. Totes dues tenen en comú que són sulfurs on el catió majoritari és el bismut. Però junt amb el bismut apareixen, en una quantitat variable, altres elements metàl·lics amb els que acostuma a combinar-se el bismut, fonamentalment Pb, Ag i Cu. Existeixen 49 sulfurs de bismut aprovats per l’IMA (International Mineralogical Association) en els quals el bismut es combina amb algun d’aquests elements (Pb, Ag i Cu). Però el més destacable és que en aquests moments hi ha en estudi unes altres 46 possibles noves espècies amb aquestes característiques, cosa que demostra la complexitat per a determinar aquestes espècies minerals. Un altre aspecte rellevant relacionat amb la dificultat en la determinació és el fet que és molt freqüent que en el mateix jaciment es trobin associades estretament un bon grapat de sulfosals del mateix grup o sèrie i que, fins i tot, és habitual que anàlisis fetes en diferents punts d’un mateix cristall donin espècies diferents. A aquesta variabilitat dels components metàl·lics se suma la impossibilitat de realitzar proves RAMAN satisfactòries a aquestes sulfosals. Per tant, les proves més definitives constituirien, sense dubte, els DRX (difracció de raigs X), cosa que de moment és poc viable amb les quantitats de material trobat fins al moment. Degut als arguments anteriors, parlarem només de possibles espècies en base a les hipòtesis que es poden fer dels resultats obtinguts amb anàlisis EDS (espectroscòpia de raigs X d’energia dispersiva).
Proves EDS realitzades
En primer lloc presentem els resultats de les anàlisis EDS fetes sobre les agulles en diverses mostres i en punts diferents, separant els resultats en les dues tipologies d’agulles obtingudes, és a dir, agulles llargues (tipus 1) i agulles curtes (tipus 2).
Resultats agulles tipus 1:
| RM2744-5 | RM2744-6 | RM2744-7-8 | AC-1 | |
| S | 55,11 | 54,08 | 55,28 | 54,43 |
| Bi | 30,21 | 30,51 | 29,56 | 26,27 |
| Pb | 6,91 | 5,79 | 8,44 | 10,40 |
| Cu | 5,85 | 4,13 | 6,72 | 8,90 |
| Ag | ||||
| As | 1,38 | 2,92 | ||
| Ni | 0,54 |
Els cristalls octaèdrics corresponen a galena tal com es veu als resultats de la prova RM2744-4:
| S | Bi | Pb | Cu | |
| RM2744-4 | 48,05 | 2,67 | 49,06 | 0,22 |
Resultats tipus 2:
| RM2744-0 | RM2744-1-2 | RM2744-3 | AC-2 | |
| S | 53,17 | 49,2 | 50,48 | 55,32 |
| Bi | 23,97 | 22,46 | 22,79 | 24,73 |
| Pb | 11,79 | 16,25 | 14,65 | 13,54 |
| Ag | 8,83 | 7,24 | 8,28 | 6,41 |
| Cu | 0,51 | |||
| As | 2,25 | 1,6 | 1,26 | |
| Ni | 2,13 | 1,39 | ||
| Co | 1,12 | 0,64 |
També s’han realitzat un parell de proves EDS dels agregats de cristalls metàl·lics sobre els que es disposen els microcristalls de galena i les agulles de sulfosals. Aquests cristalls corresponen a la sèrie gersdorffita-cobaltita amb predomini del Ni sobre el Co. Per tant, es pot confirmar que es tracta de gersdorffita, sense descartar que en alguns punts pugui predominar el cobalt.
A la següent taula es mostren els resultats de les anàlisis realitzades sobre aquests microcristalls i on es veu que encaixa amb la fórmula (Ni,Co,Fe)AsS.
| % Atòmic | S | Fe | Co | Ni | As |
| RM2745-1 | 36,12 | 1,81 | 10,22 | 12,88 | 38,97 |
| AC-3 | 30,76 | 1,66 | 10,76 | 22,17 | 34,65 |
Interpretació dels resultats obtinguts
Comparant els resultats de les anàlisis obtinguts sobre les dues tipologies d’agulles, podem deduir que es tracta de dues sulfosals diferents, on les de tipus 1 correspondrien a una sulfosal de bismut, plom i coure, mentre que les de tipus 2 correspondrien a una altra sulfosal de bismut, plom i argent.
Si es tractés de qualsevol altre tipus de compost, és probable que els resultats obtinguts amb les anàlisis EDS, amb unes oscil·lacions no massa grans de les distribucions dels percentatges atòmics entre les diferents proves, ens hagués permès determinar les espècies. Però com ja hem comentat, al tractar-se de sulfosals de bismut, el diagnòstic es complica i només ens permetran acotar la determinació a un grup reduït d’espècies en tots dos casos.
Tipus 1
Analitzant les relacions entre els diferents elements components obtinguts a les anàlisis, veiem que la relació que menys varia és la S/Bi, que oscil·la entre els valors 1,77 i 2,07. Si busquem els sulfurs que tenen com a cations Bi, Pb i Cu i que la seva relació S/Bi es trobi en l’interval obtingut, o molt a prop, a les proves realitzades, trobem quatre espècies que ho compleixen: gladita, krupkaïta, paarita i salzburgita.
Totes elles pertanyen a la sèrie bismutinita-aikinita i formen prismes allargats ortoròmbics que acostumen a presentar-se en forma d’agulles com les trobades a la mina Atrevida; fins i tot és habitual que apareguin associades entre elles. Les dues últimes són molt rares i es dona la circumstància, segons mindat.org, que estan citades als mateixos vuit jaciments.
Per a tenir una apreciació de quina d’elles encaixa més amb els nostres resultats fem una comparativa de la fórmula empírica obtinguda a partir de la mitjana de les proves realitzades i normalitzant la fórmula per a cada comparativa amb l’element sofre.
La següent taula conté aquesta comparativa:
| Espècie | Fórmula teòrica | Fórmula empírica normalitzada al S |
| Gladita | PbCuBi5S9 | Pb1,24Cu0,98Bi4,78S9 |
| Krupkaïta | PbCuBi3S6 | Pb0,82Cu0,65Bi3,18S6 |
| Paarita | Pb1.7Cu1.7Bi6.3S12 | Pb1.65Cu1.3Bi6.37S12 |
| Salzburgita | Pb1.6Cu1.6Bi6.4S12 | Pb1.65Cu1.3Bi6.37S12 |
Amb els resultats que s’aprecien a la taula, si bé totes s’aproximen relativament a la mitjana obtinguda, no podem concloure que cap d’elles encaixi per sobre de les altres.
Tipus 2
També en aquest cas, si analitzem les relacions entre els diferents elements components obtinguts a les anàlisis, veiem que la relació S/Bi oscil·la en un interval encara més petit que en el cas del Tipus 1: entre els valors 2,19 i 2,23. Si busquem els sulfurs que a les proves realitzades tenen com a cations Bi, Pb i Cu i que la seva relació S/Bi es trobi en l’interval obtingut o molt a prop d’ell, ens quedaríem amb aquestes quatre possibilitats: eskimoïta, gustavita, lillianita i vikingita.
Com en el cas de la tipologia anterior, totes quatre es presenten habitualment en forma de prismes allargats i pertanyen al grup de sèries homòlogues de lillianita (Lillianite Homologous Series Group, en anglès).
Com en el cas anterior, per a tenir una apreciació de quina d’elles encaixa més amb els nostres resultats, fem la mateixa comparativa normalitzant l’element sofre.
| Espècie | Fórmula teòrica | Fórmula empírica normalitzada al S |
| Eskimoïta | Ag7Pb10Bi15S36 | Ag5,22Pb9,56Bi16,25S36 |
| Gustavita | AgPbBi3S6 | Ag0,87Pb1,59Bi2,71S6 |
| Lillianita | *Pb3-2xAgxBi2+xS6 (Pb1,65Ag0,78Bi2,78S6) | Ag0,87Pb1,59Bi2,71S6 |
| Vikingita | Ag5Pb8Bi13S30 | Ag4,36Pb7,96Bi13,54S30 |
*Aplicat el cas més favorable x=0,78
Observant la taula veiem que la vikingita i la lillianita (per x=0,78) encaixen molt bé sobre els resultats. La lillianita seria en realitat una fase intermèdia de la sèrie lillianita-gustavita més propera a la gustavita que a la lillianita teòrica que correspondria a la fase lliure de Ag (x=0), (x=0,5 correspondria al terme mig de la sèrie).
Conclusió
A partir d’anàlisis EDS s’han pogut identificar, almenys, dues sulfosals de bismut i plom a les escombreres de l’antiga galeria ‘Tacho’ de la mina “Atrevida”, associades a gersdorffita i galena. La primera de les sulfosals contindria també coure i el resultat de les anàlisis apunta a que es tractaria d’una espècie que pertany a la sèrie bismutinita-aikinita i que dels possibles candidats són quatre les espècies que millor podrien encaixar sense poder donar una identificació més precisa. A la segona de les sulfosals, el bismut i el plom estan acompanyats de plata i els resultats apunten a una sulfosal del grup de sèries homòlogues de lillianita. En concret, els resultats s’ajusten molt bé a dues de les possibles candidates: la vikingita i un terme intermedi de la sèrie gustavita-lillianita.
S’ha fet notar en aquest article la dificultat de poder identificar amb precisió les sulfosals de bismut i plom només amb proves EDS i finalment així s’ha confirmat pel cas estudiat, que requeriria complementar amb proves de difracció per a poder arribar a resultats d’identificació definitius.
Bibliografia i enllaços relacionats:
Josep M. Mata i Perelló (1990): “Els minerals de Catalunya”, Institut d’Estudis Catalans (Arxius de la secció de ciències XCIII).
Eugeni Bareche (1981): “Mines de Catalunya: Vimbodí”, Mineralogistes de Catalunya, vol. 2, núm. 13.
Joan Viñals, Eugeni Bareche, Jordi Coca (1990): “Mines de Catalunya: Vimbodí (II)”, Mineralogistes de Catalunya, vol. 4, núm. 8.
https://www.mindat.org/min-29357.html (Aikinite-Bismuthinite Series)
https://www.mindat.org/min-47733.html (Lillianite Homologous Series)
https://www.mindat.org/min-8942.html (Gustavite-Lillianite Series)
Agraïments
Als membres del servei de microscòpia electrònica de rastreig (SEM-EDS) dels Centres Científics i Tecnològics de la Universitat de Barcelona (CCiTUB), pel seu suport en les anàlisis realitzades, les quals han estat possibles gràcies al conveni que el Grup Mineralògic Català té amb la Universitat de Barcelona, amb la coordinació del Dr. Antoni Roca.
A Adolf Cortel i Joan Rosell, per la realització de les anàlisis EDS i imatges SEM i la seva ajuda en la interpretació de les mateixes.
A Valentín Bartulos i Xavier Ortiz, per la seva ajuda en la recol·lecció d’exemplars.
Infominer 