Datos preliminares sobre la mineralog�a de los precipitados asociados a los respiradores y toberas existentes en la Cova des Pas de Vallgornera (Mallorca)
ENDINS, núm. 33. 2009. Mallorca
DATOS PRELIMINARES SOBRE LA MINERALOGÍA DE LOS
PRECIPITADOS ASOCIADOS A LOS RESPIRADEROS Y TOBERAS
EXISTENTES EN LA COVA DES PAS DE VALLGORNERA (Mallorca)
per Antoni MERINO1,2, Joan J. FORNÓS1, Bogdan P. ONAC3,4
Resumen
La Cova des Pas de Vallgornera, situada en la isla de Mallorca, es una cavidad
excepcional por su desarrollo topográfico, presencia de espeleotemas y rasgos mor-
fológicos. El conjunto de morfologías existentes ilustra el papel jugado por los distintos
factores geológicos en su génesis. Contiene evidencias de procesos espeleogenéticos
complejos, que incluyen a parte de la típica karstificación costera ligada a los procesos
de corrosión en la zona de mezcla de aguas, una marcada recarga de aguas meteóricas
juntamente con una posible recarga basal profunda de origen hipogénico, apoyada por la
presencia de abundantes canales ascendentes de disolución, rising solutional channels
en distintas zonas de la cavidad. Una serie de morfologías descritas como respiraderos
(vents) muestran un conjunto de espeleotemas asociados como son las toberas (cave
rims) y costras minerales. Las toberas se presentan alrededor de los agujeros y grietas
presentes en el suelo de las galerías. Su génesis está relacionada con su posición en el
nivel superior de la cavidad, por encima del nivel freático. La circulación de aire desde el
nivel inferior (en contacto con el nivel freático que aporta la humedad al aire) al superior
podría haber causado el desarrollo de estas morfologías. Parte de la composición quími-
ca además de la variada mineralogía observada, apuntan a una influencia hipogénica en
la génesis de las toberas y costras minerales relacionadas con los respiraderos. Aparte
de los minerales carbonatados comunes presentes en las cuevas de Mallorca, se han
identificado otros que en su gran mayoría son raros (monohidrocalcita, estroncianita,
celestina, todorokita y varios minerales del grupo de las arcillas), u otros completamente
inesperados (baritina, nordstrandita, maghmita y paralstonita). Debido a la monótona
geología de la superficie alrededor de la cueva, creemos que fluidos ascendentes de
origen hipogénico ricos, en Sr y Ba, reaccionaron con la roca encajante para formar este
conjunto mineral único hasta el momento en el entorno de Mallorca.
Abstract
Located in the southern part of the island of Mallorca, on upper Miocene limestones,
the Cova des Pas de Vallgornera is an exceptional coastal cave because of its length,
presence of speleothems, and particular morphological features. Its morphological as-
semblage illustrates the key-role of geological factors in its genesis. It contains evidences
of complex speleogenetic processes including besides the typical coastal karstification,
a noticeable meteoric water recharge along with a possible basal, deep recharge of hy-
pogenic origin. Related to the latter one there are some conspicuous upwards rising
solutional channels. A series of morphologies interpreted as vents show associated and
related speleothems such as crusts and cave rims. Rims occur around the lips of the
holes and cracks on the galleries’ floor. The genesis of these speleothems closely relates
to their location in the upper maze area of the cave, just above the water table level. Air-
flow from the lower level (in contact with the water table which supplies moisture to that
air) to the upper level can cause the development of these rims. The chemical composi-
tion as well as a diverse mineralogy observed, point to a hypogenic influence into the
crusts and cave rims genesis related to the vent morphologies. Apart from the common
carbonate minerals present in the mallorcan cave environment, the vast majoriy are rare
(monohydrocalcite, strontianite, celestite, siderite, todorokite, and various clay minerals)
or completely unexpected (barite, nordstrandite, maghmite, and paralstonite). Given the
monotonous surface geology around the cave we suspect that ascending Sr and Ba,
hypogene solutions react with the host rock to form this unique mineral assemblage. Iron
can be leached from surface or from the limestone.
1
Departament de Ciències de la Terra, Universitat de les Illes Ba-
3
Department of Geology, University of South Florida, 4202 E. Fowler
lears, España
Ave., SCA 528, Tampa, FL 33620, USA
2
Federació Balear d’Espeleologia, C/ Margarida Xirgú, 16. 07011
4
“Babeş-Bolyai” University Cluj/”Emil Racoviţă” Institute of Speleolo-
Palma de Mallorca, España
gy, Clinicilor 5, 400006 Cluj, Romania
99

Introducción
La cueva des Pas de Vallgornera es un extenso
laberinto de galerías y salas, parcialmente cubierto por
aguas freáticas salobres, cuya extensión supera en
estos momentos los 63 km de desarrollo topográfico.
Hasta fechas recientes, la espeleogénesis de la cavidad
estaba casi exclusivamente relacionada con los proce-
sos de disolución que se producen en la zona de mez-
cla de aguas debido a las morfologías presentes en la
parte conocida de la cavidad (GINÉS & GINÉS, 1992;
GRÀCIA et al., 2006). En 2004 se descubre un impor-
tante conjunto de nuevas galerías y salas de hundimien-
to, algunas de ellas de excepcionales dimensiones. El
desarrollo que tenía en aquellos momentos la cavidad,
6.400 metros, pasa a más de 59.000 m a finales de
2008 (MERINO et al., 2006, 2007, 2008). A raíz de es-
tos descubrimientos se han hallado nuevas y complejas
evidencias de una génesis mucho más compleja en una
confluencia de procesos. Además del clásico proceso
de la corrosión relacionada con la zona de mezcla de
aguas, se han localizado grandes cantidades de relle-
nos alóctonos que están relacionados con la influencia
de la recarga de aguas superficiales. Por otra parte, las
nuevas características morfológicas presentes en estas
secciones de la cavidad como los canales ascendentes
de disolución (solutional rising channels), canales de
Figura 1: Aspecto general de una tobera asociada a un respiradero.
techo (ceiling channels), o feeders, son una evidencia
Sector F, Cova des Pas de Vallgornera.
tangible de la implicación de procesos de tipo hipogéni-
co (GINÉS et al., 2008). En fechas recientes, MERINO
Figure 1: General aspect of a rim along with the associated vent. Sec-
tor F, Cova des Pas de Vallgornera.
(2006), describió por primera vez en Mallorca las tobe-
ras, en aquel trabajo ya se dejaba clara la relación de
estos espeleotemas con movimientos convectivos del
orientado hacia la galería es rugoso y con textura algo
aire entre diferentes niveles de la cueva.
coraloide, el situado en dirección hacia el respiradero
El objeto de este trabajo es describir los respirade-
es liso, mostrando su superficie claras evidencias de
ros y toberas presentes en la Cova des Pas de Vall-
corrosión. Las toberas que se desarrollan alrededor de
gornera junto con los minerales asociados. Uno de los
los orificios y grietas en el suelo de las galerías, presen-
principales objetivos de este estudio es el análisis mine-
tan un color blanquecino y un espesor variable entre 1
ralógico de las muestras mediante difracción de rayos
y 4 cm. Las toberas se desarrollan normalmente sobre
X, y las observaciones llevadas a cabo mediante EDX
la parte superior de otra morfología que denominamos
y SEM.
respiradero. En general éste consiste en un tubo estre-
La investigación a pesar de estar en una fase ini-
cho y casi siempre impenetrable que une dos niveles
cial, sugiere que la presencia de estos espeleotemas
diferentes de galerías. Las paredes de los respiraderos
representa un registro importante sobre la génesis y
son lisas y están cubiertas de caliza muy alterada y di-
evolución de la cavidad, y por lo tanto debe ser metódi-
versos precipitados minerales. Las zonas adyacentes a
camente analizada.
los respiraderos muestran costras minerales de diversa
consideración sobre el lecho de roca. Parece razonable
considerar que este espeleotema, localizado principal-
mente en el nivel superior de la cavidad justo sobre otro
Respiraderos y toberas
que está a nivel freático, está claramente relacionado
con alguna fase de la génesis de la cueva.
El respiradero que se describe en este trabajo (Fig.
Los respiraderos y las toberas asociadas a los mis-
2) se localiza en el lado NW de la Galeria del Tragus.
mos han sido de momento localizados en el Sector F,
Para facilitar la documentación y distribución de los dis-
Galeria de les Toveres, Galeria d’en Pau, Sector Nord
tintos minerales a lo largo de esta morfología, se levantó
y Galeria del Tragus, la mayoría en el nivel superior de
una planta y perfil topográfico del mismo. A grandes ras-
la cueva. Al mismo tiempo se han hallado ejemplares
gos se trata de una galería estrecha e irregular de techo
aislados de respiraderos a nivel freático en la Galeria del
bajo, orientada en dirección NE-SW, de unos 9 m de lon-
Tragus, Galeria del Gran Canyó (Fig. 1). La morfología
gitud y una anchura máxima de unos 2 m. La galería ha
de las toberas está caracterizada por la existencia de
sido excavada sobre una fractura estrecha que se puede
una proyección con aspecto de concha, cuyas dos ca-
observar a lo largo del suelo. Normalmente las paredes
ras muestran notables diferencias. Mientras que el lado
están caracterizadas por una superficie muy irregular,
100

la situada en el lado NW tiene una repisa de pequeñas
dimensiones sobre la que se han depositado algunos
sedimentos y minerales. El techo muestra unos rasgos
peculiares, en primer lugar una bóveda lisa y alargada
que a modo de acanaladura pone en contacto la parte
más interna del respiradero con la sección más exterior,
cercana a la galería principal. En segundo lugar, la par-
te central del techo tiene una bóveda más alta que está
cubierta de ceiling pockets de pequeñas dimensiones.
Sobre la entrada de acceso al respiradero existe un con-
ducto estrecho, como una chimenea, que conecta la ga-
lería principal con unos conductos o tubos que pudieran
alcanzar el techo de la bóveda antes mencionada.
Composición química y
mineralogía

Figura 2: Vista general del respiradero estudiado con la localización de
los principales depósitos asociados. Galeria del Tragus, Cova
des Pas d Vallgornera.
Los análisis realizados sobre las toberas revelan
Figure 2: General view of the investigated vent, with indication of the
una composición química compleja e interesante. Apar-
main associated deposits.Galeria del Tragus, Cova des Pas
te de los componentes químicos más comunes hallados
de Vallgornera.
en otras cuevas de Mallorca (Ca2+, Mg2+, Fe3+, Al3+, Mn2+,
P5+) hay otros que no habían sido documentados hasta
la fecha en ninguna otra cavidad de la isla. La presencia
Figura 3: Depósitos multicolor de composición férrico-mangánica. Ver
Figure 3: Ferro-manganese deposits. See location in Fig.2.
localización en Fig. 2.
101

Figura 4: a) Excrescencia mineral carbonatada de color blanco; b) las mismas excrescencias rodeadas de depósitos multicolores. Ver localización en Fig. 2.
Figure 4: a) White carbonate mineral excrescence; b) same excrescences surrounded by multicolored deposits. See location in Fig.2.
Figura 5: a) Precipitados esféricos característicos de la huntita; b) observación al miscroscopio electrónico (SEM) de las esferas de huntita y precipita-
dos asociados de aragonito.
Figure 5: a) Typical spherical precipitates of huntite; b) SEM image of huntite spheres associated with aragonite precipitates.
Figura 6: a) Agregados cristalinos de celestina (ver localización en Fig. 2); b) observación al miscroscopio electrónico (SEM) de la forma acicular de los
cristales.
Figure 6: a) Crystalline aggregates of celestine (see location in Fig. 2); b) SEM image of acicular crystals.
102

Figura 7: Representación esquemáti-
ca del respiradero de la Fig.
2 con la distribución de los
principales depósitos mine-
rales presentes.
Figure 7: Vent sketch with the distri-
bution of the main mineral
facies present observed on
Fig. 2.
de los poco habituales S3+, Si4+, K+, Sr2+, e incluso Ti4+,
de las galerías formando pequeñas acumulaciones ver-
Ni2+, Zr4+, Cu2+, Cr3+, Ba2+, y La en diferentes concentra-
sicolores. Una gran cantidad de estos materiales cubren
ciones sugiere un origen geotermal, posiblemente con
totalmente las paredes y el techo de la parte más interna
una notable influencia microbiológica, de los minerales
del respiradero, mientras que es menos abundante en la
relacionados con los respiraderos de la Cova des Pas
parte más exterior del mismo. Los análisis químicos pre-
de Vallgornera.
liminares de estos depósitos ofrecen una notoria simili-
Algunas de las especies minerales identificadas en
tud con los resultados obtenidos en estudios llevados a
los respiraderos mediante difracción de rayos X son co-
cabo en cavidades como Spider cave y Lechuguilla cave
munes dentro de otras cavidades de la isla, como calcita,
en New México, USA. Estas cavidades contienen vastas
aragonito, yeso o goetita; (ONAC et al., 2005), sin em-
acumulaciones de estos materiales que cubren paredes,
bargo la mayoría son raras (huntita, monohidrocalcita,
techos y suelos, habiéndose descubierto en ellos comu-
estroncianita, siderita, todorokita, celestina, entre otros)
nidades bacterianas (DAVIS et al. 2000; NORTHUP et
o completamente inesperados (baritina, nordstrandita,
al. 2000, 2003; SPILDE et al. 2005, 2006; BARTON et
maghmita, paralstonita).
al. 2007).
Los depósitos minerales se distribuyen principal-
Estos depósitos podrían ser consecuencia de pro-
mente sobre el techo y las paredes de los respiraderos,
cesos de condensación corrosión inducidos por fenó-
entre los cuales destacan por su abundancia los depó-
menos convectivos del tipo Rayleigh-Benard (SPILDE
sitos de composición ferro-manganosa (FMD). Éstos
et al, 2006). Este proceso abiótico podría haber tenido
se presentan como masas esponjosas con aspecto de
también la participación asociada de microorganismos
malla, con un grosor variable que no suele superar los
bacterianos en la producción de estos residuos.
5 mm. (Fig. 3). Exhiben diferentes colores, desde los
Otro mineral identificado es una excrescencia cris-
tonos amarillentos, rojizos, negros, marrones e inclu-
talina de color blanquecino que sobresale del techo (Fig.
so verdes. Debajo de este depósito existe una segun-
4a), generalmente a lo largo de la bóveda alargada o en
da capa de un espesor medio de 6 mm consistente en
los límites de las abundantes irregularidades del techo.
una caliza muy alterada, denominada punk rock (HILL,
Se observan cristales aislados en diferentes puntos,
1987). Finalmente, y por debajo de la anterior, tenemos
algunos de ellos desarrollados rodeados de depósitos
la roca madre sin alterar. En algunas ocasiones se ob-
ferro-manganosos (Fig. 4b). Cuando un gran número de
servan mallas filamentosas de estos depósitos colgando
cristales crece uno al lado del otro se forma una costra
del techo, cuando caen se van depositando en el suelo
mineral muy uniforme.
103

Por lo que respecta a las mineralizaciones que cu-
Bibliografía
bren paredes y repisas hay que destacar una costra
mineral de color blanco, superficie irregular y grosor va-
BARTON, H.A. & NORTHUP, D.E. (2007): Geomicrobiology in
riable. Sobre éstas existen unos nódulos semiesféricos
cave environments: past, current and future perspectives.
de color amarillento, formados por cristales. Al mismo
Journal of Cave and Karst Studies, 69(1): 163-178. Huns-
tville, Alabama. USA.
tiempo una masa de pequeño tamaño, forma esférica y
DAVIS, D.G. (2000): Extraordinary features of Lechuguilla cave,
color blanco (Fig. 5) se desarrolla en el extremo de di-
Guadalupe Mountains, New Mexico. Journal of Cave and
chos cristales (huntita). En algunos lugares se han loca-
Karst Studies, 62: 147-157. Hunstville, Alabama. USA
lizado acumulaciones de este agregado mineral de color
GINÉS, A. & GINÉS, J. (1992): Las Coves del Drac (Manacor,
blanco cubriendo la parte baja de las paredes donde hay
Mallorca). Apuntes históricos y espeleogenéticos. Endins,
nódulos y costras minerales blancas.
17-18: 5-20. Palma de Mallorca.
En las paredes del tercio más exterior del respirade-
GINÉS, J., GINÉS, A., FORNÓS, J.J., GRÀCIA, F. & MERINO,
A. (2008): Noves observacions sobre l’espeleogènesi en el
ro se han identificado cristales transparentes de celestina
Migjorn de Mallorca: Els condicionants litològics en alguns
de pequeño tamaño (Fig. 6). Se presentan como grupos
grans sistemas subterranis litorals. Endins, 32: 49-79. Pal-
de cristales formados por docenas de individuos cuya
ma de Mallorca.
longitud suele ser de entre 1 y 2 mm. El yeso también ha
GRÀCIA, F.; CLAMOR, B.; FORNÓS, J.J.; JAUME, D. & FE-
sido hallado en este tramo del respiradero, normalmente
BRER, M. (2006): El sistema Pirata - Pont - Piqueta (Ma-
en forma de cristales fibrosos, depósitos sacaroides y
nacor, Mallorca): geomorfologia, espeleogènesi, hidrolo-
algunas flores de yeso de pequeño tamaño. El yeso se
gia, sedimentologia i fauna. Endins, 29: 25-64. Palma de
Mallorca.
encuentra en las repisas y también entre los sedimentos
HILL, C.A. (1987): Geology of Carlsbad Cavern and Other Ca-
que cubren el suelo del respiradero. Normalmente los
ves in the Guadalupe Mountains, New Mexico and Texas.
cristales de yeso y los de celestina pueden encontrarse
Socorro, NM. New Mexico Bureau of Mines and Mineral
unos al lado de otros.
Resources, Bulletin 117.
En el techo y las paredes del respiradero se obser-
MERINO, A. (2006): Espeleotemas poco frecuentes y morfolo-
van también algunos grupos de cristales aciculares de
gías de corrosión hallados en la Cova des Pas de Vallgor-
aragonito que no son abundantes (Fig. 7).
nera. Endins, 30: 49-70. Palma de Mallorca.
MERINO, A.; MULET, A. & MULET, G. (2006): La Cova des
Pas de Vallgornera: 23 kilómetros de desarrollo topogra-
fiado (Llucmajor, Mallorca). Endins, 30: 29-48. Palma de
Mallorca.
Conclusiones
MERINO, A.; MULET, A.; MULET, G.; CROIX, A. & GRÀCIA, F.
(2007); La Cova des Pas de Vallgornera (Llucmajor, Ma-
llorca): 40 kilómetros de desarrollo topografiado. Endins,
La composición química además de los principales
31: 101-110. Palma de Mallorca.
MERINO, A.; MULET, A.; MULET, G.; CROIX, A. & GRÀCIA, F.
minerales identificados en primera instancia apunta de
(2008): La Cova des Pas de Vallgornera (Llucmajor, Ma-
algún modo a una influencia hipogénica en la génesis
llorca) alcanza los 55 kilómetros de desarrollo topográfico.
de las costras minerales y toberas relacionadas con los
Endins, 32: 33-42. Palma de Mallorca.
respiraderos. Dada la monótona geología superficial
NORTHUP, D.E.; DAHM,C.N.; MELIM, L.A.; SPILDE, M.N.;
de la zona alrededor de la cavidad, sospechamos que
CROSSEY, L.J.; LAVOIE, K.H.; MALLORY, L.; BOSTON,
flujos hipogénicos ascendentes conteniendo Sr y Ba,
P.J.; CUNNINGHAM, K.I. & BARNS, S.M. (2000): Eviden-
reaccionaron con la roca encajante para formar este
ce of geomicrobiological interactions in Guadalupe (NM)
caves. Journal of Cave and Karst Studies, 62: 80-90.
conjunto mineral único. La serie de estudios de detalle
Huntsville, Alabama, USA.
mineralógicos e hidroquímicos complementarios que se
NORTHUP, D.E.; BARNS, S.M.; YU, L.E.; SPILDE, M.N.;
están llevando a cabo en la actualidad, sin duda permiti-
SCHELBLE, R.T.; DANO, K.E.; CROSSEY, L.J.; CON-
rán documentar mejor la existencia de procesos mixtos
NOLLY, C.A.; BOSTON, P.J.; NATVIG, D.O. & DAHM,
convectivos relacionados con el ascenso de flujos pro-
C.N. (2003): Diverse microbial communities inhabiting fe-
fundos en la zona de Vallgornera.
rromanganese deposits in Lechuguilla and Spider caves.

Environmental Microbiology, 5: 1071-1086.
ONAC, B.P.; FORNÓS, J.J.; GINÉS, A. & GINÉS, J. (2005): Mi-
neralogical reconaissance of caves from Mallorca Island.
Endins, 27: 131-140. Palma de Mallorca.
Agradecimientos
SPILDE, M.N; NORTHUP, D.E.; BOSTON, P.J.; SCHELBLE,
R.T.; DANO, K.E.; CROSSEY, L.J. & DAHM, C.N.(2005):
Geomircrobiology of cave ferromanganese deposits, a field
Buena parte de los trabajos realizados se enmarcan
and laboratory investigation. Geomircrobiological Journal,
dentro del proyecto de investigación CGL2006-11242-
22: 99-116. Huntsville, Alabama. USA.
SPILDE, M.N; NORTHUP, D.E.& BOSTON, P.J. (2006): Ferro-
C03-01/BTE del Ministerio de Ciencia e Innovación –
manganese deposits in the caves of the Guadalupe Moun-
FEDER. Un agradecimiento especial se hace extensible
tains. New Mexico geological society guidebook, 57th
a los siguientes compañeros por su contribución y apoyo
Field conference. Caves and Karst of Southeatern New
durante las labores de campo: Toni Mulet, Guiem Mulet,
Mexico.
Anders Kristofersson, Toni Croix y Joaquín Ginés; y de
laboratorio: Joan Cifre y Ferran Hierro de la Universitat
de les Illes Balears (Serveis Científico-Tècnics).
104