Columbotantalita (cbt/coltán)

(Fe, Mn)(Nb, Ta)2O6

Ortorrómbico

Consulta la pestaña CONTENIDO para saber el significado de cada término.

GENERALIDADES

El término genérico columbotantalita, cbt, comprende las distintas variedades composicionales de columbita y tantalita, clásicamente tratadas –vbgr. Ramdohr, 1980- como una serie isomorfa o de disolución sólida ilimitada entre los miembros (Fe,Mn)Nb2O6 (niobita, ahora columbita, cb) y (Fe,Mn)Ta2O6 (tantalita, tan); serie conocida también como columbita-tantalita o niobita-tantalita, o coltán en el lenguaje minero. Desde este punto de vista resulta práctica, como fórmula general referida a esta serie, la usada por Picot & Johan (1983): (Fe,Mn)(Nb,Ta)2O6, así como (Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6 para tapiolita, tp.

No obstante, las investigaciones más recientes han conducido a modificaciones importantes en la comprensión de estas especies minerales, que ahora se combinan en distintas series. Y se establece para las diferentes especies de tantalita (ortorrómbica) el dimorfismo con las correspondientes de tapiolita (tetragonal). Según IMA/COM, debería evitarse el término genérico columbotantalita, en favor de las nuevas definiciones de especies minerales que se exponen al pie (cf. la caja TERMINOLOGÍA ACTUALIZADA POR IMA/COM PARA COLUMBITA Y TANTALITA), pero la realidad es compleja. Tal como concluye Ramdohr (1980), haciendo notar que las observaciones diagnósticas no son todavía suficientes, no es posible una diferenciación óptica precisa de columbita y tantalita; lo mismo sucede con las especies actualmente reconocidas (IMA/COM), basadas en composiciones acotadas y criterios cristaloquímicos.

Por ello, sin cuestionar el fundamento de éstas, la estrategia expositiva de este texto se basa en las propiedades observables con microscopía óptica, las cuales no permiten una diferenciación fiable de las distintas especies, por lo que éstas se tratan conjuntamente: haciendo una descripción general (cbt: columbotantalita) y comparando luego gráficamente (fotomicrografías 7-10 y 11-18bis), con algunas de las especies más comunes de columbita (cb) y tantalita (tan), así como de tapiolita (tp). Éstas han sido generosamente cedidas para este fin por el Prof. H. Beurlen (Univ. Federal de Pernambuco, Brasil), tras su caracterización precisa por EMP (microsonda electrónica) y DRX (Beurlen et al. 2007, – 2008, Thomas et al. 2011).

Es indispensable señalar que la columbotantalita, coltán para el gran público y materia prima de gran valor para la industria electrónica, es también, desde hace años, soporte de la actividad criminal de violentas mafias militarizadas, de origen exterior, que pretenden controlar su extracción y distribución en la RD del Congo. Se trata de una agresión planificada, sostenida en el tiempo e intolerable desde un punto de vista ético por su crueldad contra la población local y por la dimensión genocida que ha alcanzado, ante la ineficacia del supuesto control por los mediadores de organismos internacionales. Los intentos de trazabilidad en el mercado de minerales, para identificar y bloquear el tráfico pirata de coltán, no han dado por el momento los resultados apetecidos. Cuando se habla de desarrollo sostenible, no pueden olvidarse estos aspectos.

En cuanto a su metalurgia, es de notar que su densidad próxima a la de casiterita, con la que está frecuentemente asociada, resulta problemática para la concentración gravimétrica.

TERMINOLOGÍA ACTUALIZADA POR IMA/COM PARA COLUMBITA Y TANTALITA
La terminología aceptada por IMA/COM comprende: Columbita-(Fe), Columbita-(Mg) Columbita-(Mn), Stibiocolumbita, Stibiotantalita, Tantalita-(Fe), Tantalita-(Mg) y Tantalita-(Mn). Se definen (Back & Mandarino, 2008; https://www.mindat.org/min-10303.html, visit. 20200124) como sigue:
– Columbita-(Fe): Fe2+Nb2O6, ortorrómbico, antes conocido como columbita o ferrocolumbita y ahora término (Fe) de dos series: Columbita-(Fe)-Tantalita-(Fe) y Columbita-(Fe)-Columbita-(Mn);
– Columbita-(Mn): (Mn2+,Fe2+)(Nb,Ta)2O6, ortorrómbico, antes manganocolumbita, término de dos series: Columbita-(Fe)-Columbita-(Mn) y Columbita-(Mn)-Tantalita-(Mn);
– Columbita-(Mg): (Mg,Fe2+,Mn2+)(Nb,Ta)2O6, ortorrómbico, antes magnesiocolumbita;
– Tantalita-(Fe): Fe2+Ta2O6, antes ferrotantalita, ortorrómbico, dimorfo con tapiolita-(Fe); forma dos series con Tantalita-(Mg) y Tantalita-(Mn), y con Columbita-(Fe);
– Tantalita-(Mn): Mn2+Ta2O6, antes manganotantalita, ortorrómbico, dimorfo con tapiolita-(Mn); forma series con Tantalita-(Fe), Tantalita-(Mg) y Columbita-(Mn);
– Tantalita-(Mg): (Mg,Fe)(Ta,Nb)2O6, antes magnesiotantalita, ortorrómbico, dimorfo con tapiolita-(Mg); forma series con Tantalita-(Fe) y Tantalita-(Mn), y con Columbita-(Mg);
– Stibiocolumbita: SbNbO4 forma una serie con Stibiotantalita: SbTaO4, ambos ortorrómbicos.

DESCRIPCIÓN MICROSCÓPICA

OBSERVACIÓN SÓLO PORALIZADOR

Color gris (fotomicrografías 1 y 2), ligeramente pardusco (recuerda wolframita o magnetita). Reflectancia baja, ≈ wf o sp; > cst, sch, pyc-mlt; ligeramente < tp, mt (cf fotomicrografías 11, 12 y 17 e información espectral.

Débilmente pleocroico. Zonado oscilatorio o de crecimiento (EMP), pocas veces visible con microscopio óptico, dada la escasa diferencia de aspecto entre los distintos términos composicionales (fotomicrografías 5 y 6).

Buen pulido, pero lento por su dureza. Dureza de pulido muy alta: > py, pero < q, cst. Exfoliación neta // (100), ocasionalmente visible (fotomicrografías 15), y // (010), menos frecuente. No se ha observado pátina en secciones pulidas conservadas en ambiente seco (en laboratorio), pero se ha citado en muestras de mano.

La Microdureza Vickers varía con la composición. Por ejemplo, para columbita-(Fe), VHN100 = 652 – 739 kg/mm2 (https://www.mindat.org/min-1514.html, consult. 2020/01/24), mientras que para tantalita-(Mn) VHN100 = 488 – 681 kg/mm2 (https://www.mindat.org/min-2522.html,  consult. 2020/01/24). Según Uytenbogaardt & Burke (1971), para el grupo cbt-(Fe,Mn) VHN varía en un amplio rango, entre 240 y 1021, sin relación entre el cociente Nb/Ta y el valor VHN. Se ha tomado como más representativo en general el rango VHN ≈ 480-850 (Tarkian & Liessmann, 1991).

Se presenta en agregados con marcada tendencia idiomórfica, en cristales tabulares o prismáticos (fotomicrografías 5 cbt y 15 tan) y a veces en agregados radiados. También incluido en casiterita. Tantalita puede encontrarse además asociada a tapiolita, con o sin sustitución entre ambas (fotomicrografías 17-18bis).

Las variaciones de aspecto, color y reflectancia entre columbita y tantalita son casi imperceptibles, como puede apreciarse en el cristal zonado de fotomicrografía 5. No obstante, se presentan también como términos de comparación otras imágenes de diferentes columbitas y tantalitas, así como de tapiolita (tp) asociada a tantalita (fotomicrografías 1-6 y 11-18).

OBSERVACIÓN POLARIZADOR + ANALIZADOR 90º

Débilmente anisótropo, menos coloreado todavía que wolframita (fotomicrografías 3-4 y 6 y fotomicrografías 18-18bis). Extinción recta. Maclado ocasionalmente (fotomicrografías 18-18bis).

Muestra generalmente –sobre todo en inmersión- reflexiones internas rojizas, más abundantes que en wolframita (excepto hübnerita). Las RI son más escasas en las columbotantalitas ricas en Nb (columbita) y más frecuentes y luminosas en los términos ricos en Ta (tantalita) o en Mn, en las cuales pueden obliterar en gran parte los efectos de anisotropismo del mineral (comp. fotomicrografías 3-4 y 6 y 14bis y 18bis).

PARAGÉNESIS

Paragénesis típica de ámbitos plutónicos, con leucogranitos o granitos evolucionados tipo S y pegmatitas, con Be, Li, TR. Acompañada de casiterita, wolframita, pirocloro, ilmenita, rutilo…

RECONOCIMIENTO

Caracterizada por su fuerte tendencia al idiomorfismo, elevada dureza de pulido, baja reflectancia, escaso pleocroísmo, débil anisotropismo y abundantes RI.  Es, además, un típico criterio la paragénesis y la asociación con casiterita, en la que forma exsoluciones; o con tapiolita (tantalita).

Entre los minerales que pueden presentarse asociados, debe evitarse la confusión con casiterita, tapiolita, wolframita y magnetita. Se distingue de casiterita por la menor reflectancia y por las reflexiones internas más claras de ésta, mientras que tapiolita muestra mayor reflectancia y un anisotropismo más vivo y coloreado.

Se parece a wolframita, pero ésta es pleocroica y más fuertemente anisótropa y muestra, además, extinción oblicua, mientras que magnetita es isótropa y no tiene RI.

Tal como se ha explicado, la determinación precisa de las especies de columbita y tantalita rebasa las posibilidades del microscopio óptico (fotomicrografías 1-6).

No obstante, son posibles algunas caracterizaciones de índole general, de columbita y tantalita, ilustradas por las fotomicrografías adicionales fotomicrografías 6-10 y 11-18bis:

  • COLUMBITA (Fe,Mn)Nb2O6, (fotomicrografías 7-10)- Su mayor contenido en Fe y Nb se traduce en una mayor escasez de RI (fotomicrografías 9-10), mientras que el aspecto sin analizador no muestra diferencias apreciables con columbotantalita. La microdureza Vickers de columbita-(Fe) es más alta que la de tantalita-(Mn).
  • TANTALITA (Mn,Fe)Ta2O6 (fotomicrografías 11-18bis).- Típicamente se compone de términos manganíferos, siendo muy raras las tantalitas ferríferas, lo contrario de lo que sucede en su dimorfo tapiolita, habitualmente ferrífero (Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6, con el cual aparece a veces intercrecido (fotomicrografías 11-14 y 18bis) y con texturas de reemplazamiento. Sus RI son más claras y abundantes que las de columbita, a lo que contribuye no sólo el alto contenido de Ta sino también el de Mn (fotomicrografías 14bis). La microdureza Vickers de tantalita-(Mn) es más baja que la de columbita-(Fe).

INFORMACIÓN ESPECTRAL

Reproducción de colores-advertencia importante: las fotomicrografías están procesadas en formato sRGB IEC61966-2.1. Colour Space. Si tu monitor está correctamente calibrado en cuanto al color, se garantiza que todas estas imágenes reproducen fielmente los colores reales al microscopio.

MICROGRAFÍAS

  • Fotomicrografía 1: Monocristal de cbt con zonado composicional, visible por finas inclusiones de silicatos (gris oscuro) que delimitan sucesivas zonas de crecimiento, a partir de un núcleo más homogéneo (sup izq). Microzonas compuestas alternativamente por cb y por tan, difíciles de distinguir ópticamente (aunque con un mejor contraste en inmersión: cbt2), pero evidenciadas por micro-análisis (EMP, microsonda electrónica) (dsp: Aire, solo polarizador).
  • Fotomicrografía 2: Misma escena que fotomicrografía 1 (osp: Inmersión aceite, solo polarizador).
  • Fotomicrografía 3: Misma escena que en fotomicrografía 1 (d+p: Aire, polarizador+ analizador a 90°): Abundantes reflexiones internas, sobre todo donde domina tantalita. Anisotropismo débil, aunque suficiente para evidenciar maclado en el núcleo (zona central sup, evidenciado también por ligera birreflectancia en fotomicrografía 2).
  • Fotomicrografía 4: Misma escena que en fotomicrografía 4 (o+p: Inmersión aceite, polarizador+ analizador a 90°).
  • Fotomicrografía 5: Imagen de gran campo (obj. 2.5x) del monocristal de fotomicrografía 1 (misma escena). Alternan microzonas de cb y tan que marcan zonado oscilatorio (EMP), apenas visibles por microscopía óptica (y únicamente con analizador parcialmente descruzado: fotomicrografía 6). (dsp: Aire, solo polarizador).
  • Fotomicrografía 6: : Imagen de gran campo (obj. 2.5x) del monocristal de fotomicrografía 1 (misma escena). (dxp: Aire, polarizador + analizador a 87°).
  • Fotomicrografía 7: Ferrocolumbita (columbita-(Fe), segun IMA: gris claro, centro imagen) brechificada, incluida en masa de pyc-mlt (gris más oscuro) que la cementa y en parte la reemplaza. El conjunto aparece cementado por vetillas de gg silícea impregnada de limonita (sup izq e inf dcho). CR-359, Picahy, Paraiba do Norte, Brasil (dsp: Aire, solo polarizador).
  • Fotomicrografía 8: Misma escena que fotomicrografía 7 (osp: Inmersión aceite, solo polarizador).
  • Fotomicrografía 9: Misma escena que en fotomicrografía 7 (d+p: Aire, polarizador+ analizador a 90°): RI rojizas de cb, poco visibles y escasas como corresponde a su composición (Fe,Nb); más abundantes y claras en pyc-mlt (isótropa).
  • Fotomicrografía 10: Misma escena que en fotomicrografía 7 (o+p: Inmersión aceite, polarizador+ analizador a 90°).
  • Fotomicrografía 11: Manganotantalita (o tan-(Mn), gris) con inclusiones de tp (más clara, centro imagen) y cuarzo (gris oscuro, inf dcha). CR 402, Borborema, Brasil (dsp: Aire, solo polarizador).
  • Fotomicrografía 12: Misma escena que fotomicrografía 11 (osp: Inmersión aceite, solo polarizador).
  • Fotomicrografía 13: Misma escena que en fotomicrografía 11 (d+p: Aire, polarizador+ analizador a 90°): Anisotropismo de tp más intenso y coloreado (verde-azulado) que el de tan. RI abundantes en ambas.
  • Fotomicrografía 14: Misma escena que en fotomicrografía 11 (o+p: Inmersión aceite, polarizador+ analizador a 90°): Anisotropismo de tp más intenso y coloreado (verde-azulado) que tan (comp. Fotomicrografía 14 bis). RI abundantes en ambas.
  • Fotomicrografía 14bis: Misma escena que en fotomicrografía 11 (o+p: Inmersión aceite, polarizador+ analizador a 90°), Imagen de fotomicrografía 14, rotada hasta la extinción de tp, para observar mejor el débil anisotropismo de tan, así como sus abundantes RI, en consonancia con su alto contenido en Mn.
  • Fotomicrografía 15: Concentrado de tan (imagen de gran campo, obj. 2.5x): grano euhédrico de tan, gris claro, con hábito prismático y exfoliación // (100). Muestra CR 402, Pegmatita Alto do Giz, Borborema, Brasil (dsp: Aire, solo polarizador).
  • Fotomicrografía 16: Misma escena que en fotomicrografía 15 (d+p: Aire, polarizador+ analizador a 90°): Las abundantes RI rojizas enmascaran casi por completo el anisotropismo de tan.
  • Fotomicrografía 17: Núcleo relicto de tan-(Mn), gris, incluido en gran cristal prismático y maclado de tp, más claro y pleocroico entre tonos gris pardusco claro y gris azulado más oscuro (imagen de gran campo del concentrado de tan-tp, del que las imágenes tan1-4 muestran detalles). CR 402, Borborema, Brasil (dsp: Aire, solo polarizador).
  • Fotomicrografía 18: Misma escena que en fotomicrografía 17 (d+p: Aire, polarizador+ analizador a 90°):  La posición de extinción de uno de los elementos de macla de tp permite apreciar el débil anisotropismo de tan, también maclada, y las abundantes RI de ambos. (El color rojo en el exterior, ángulo sup izq, es el de la resina de embutido).
  • Fotomicrografía 18bis: Misma escena que en fotomicrografía 18 (d+p: Aire, polarizador+ analizador a 90°) pero rotada para apreciar las diferencias de anistropismo de tan y tp, así como la textura de sustitución de tan.