Abstract

The San Miguel Tenango area, in the northern part of the State of Puebla, Mexico, is an old, now-abandoned silver mining district worked intermittently since Colonial times until the 1970s. Ores were high in grade, but had a low metallurgical recovery. We characterize the main ore mineral of this mining area, a Ba-rich manganese oxide with associated native silver, to investigate the cause of the low recovery. The ore deposits of this area consist of veins in Mesozoic limestone and shale, and hydrothermal breccias in early Pliocene dacitic volcanic rocks. Because of the present inaccessibility of the mine workings, only one vein was available for sampling. The ore mineral is Ba-rich todorokite with associated native silver, both occurring as cavity fillings. The vein-type ore deposits are related to adjacent early Pliocene dacitic volcanic rocks consisting of ash-fall tuffs, ash flows, volcanic necks, and a volcanic dome. Transmitted- and reflected-light petrography show that todorokite precipitated during the first stage of mineralization in a wide variety of habits. A second stage of mineralization consists of botryoidal to massive oxides and hydroxides of iron, ending with specular hematite. Filling open spaces in minerals of the second stage are minerals of a third stage consisting of irregular masses of pyrite, chalcopyrite, and pentlandite a few μm across. On the basis of this stage, a hypogene origin is assumed for the previous two stages. An XRD analysis of the vein material revealed the presence of todorokite and an amorphous phase, and probably also a hydrous manganese oxide. Semiquantitative analysis made with SEM–EDS and quantitative analysis with EPMA–SEM showed that the cations in both Mn oxide phases are Ag, Mn, Ba, Ca, Zn, K, Na, Mg, Fe, and Cu, with lesser amounts of Ni, Co, Sb, and Au, the absence of Pb being noteworthy. A TEM study corroborates the presence of todorokite and of an amorphous phase of hydrous manganese oxide, and shows a nanometric crystalline phase that corresponds to manganosite. Also, TEM analyses show that Ag occurs as nanometric particles of native silver adsorbed on the external surfaces of todorokite (not in the tunnels of its structure) and of the amorphous phase. In addition, IR analysis confirms the presence of todorokite. We attribute the low recovery of silver to scavenging of the dissolved silver by todorokite during the metallurgical process.

Abstract

La région de San Miguel Tenango, dans le nord de l’État de Puebla, au Mexique, est un ancien district minier aujourd’hui abandonné; le minerai d’argent y a été exploité de façon intermittente depuis l’Époque Coloniale jusqu’aux années 1970. Les minérais étaient très riches, mais avec un faible taux de récupération métallurgique. Nous avons caractérisé les principaux minéraux des gîtes de cette région, un oxyde de Mn riche en Ba, associé à l’argent natif, afin de trouver la cause de ce faible taux de récupération. Les gîtes minéraux de ce secteur contiennent des veines argentifères encaissés dans des schistes et des calcaires mésozoïques, et des brèches hydrothermales dans des roches volcaniques dacitiques d’âge pliocène précoce. Pour raisons d’inaccessibilité, une seule veine était disponible pour l’échantillonnage. Le minerai est une todorokite riche en Ba et avec l’argent natif associé, les deux formant un remplissage de cavités. Les gisements en veines sont associés génétiquement à des roches volcaniques dacitiques d’âge pliocène inférieur adjacentes, surtout des tuffs aéroportés, des ignimbrites, des colonnes et un dôme volcanique. La pétrographie en lumière transmise et refléchie montre que la todorokite a été précipitée au cours d’un premier stade de minéralisation, avec une grande variété d’habitus. Une deuxième phase de minéralisation a donné des oxydes et hydroxydes de fer, botryoïdaux à massifs, et à la fin, de l’hématite spéculaire. En remplissage des espaces parmi les minéraux de la deuxième étape, il y a une troisième étape, qui consiste de masses irrégulières de pyrite, chalcopyrite et pentlandite quelques μm de long. Sur la base de cette génération, une origine hypogène est prévue pour les deux étapes précédentes. Les analyses par diffraction X du minerai en veines ont révélé la présence de todorokite et d’une phase amorphe, probablement un oxyde de Mn hydraté. L’analyse semiquantitative faite avec SEM–EDS et l’analyse quantitative avec SEM–EPMA ont montré que les cations des deux phases de l’oxyde de manganèse sont Ag, Mn, Ba, Ca, Zn, K, Na, Mg, Fe, Cu et, en quantités moindres, Ni, Co, Sb, et Au, l’absence de Pb étant remarquable. Une étude au TEM confirme la présence de todorokite et d’une phase amorphe d’oxyde de manganèse hydraté, et montre une phase cristalline nanométrique qui correspond à la manganosite. L’analyse par TEM a montré également que l’argent se présente en particules nanométriques d’argent natif adsorbées sur les surfaces externes de la todorokite (et non dans les tunnels de la structure) et de la phase amorphe. L’analyse IR confirme la présence de todorokite. Le faible taux de récupération de l’argent serait dû à l’adsorption par la todorokite de l’argent dissous au cours du traitement métallurgique.

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