PÓRFIDOS CUPRÍFEROS y CHIMENEAS BRECHADAS

Transcripción

1 PÓRFIDOS CUPRÍFEROS y CHIMENEAS BRECHADAS

2 PÓRFIDOS CUPRÍFEROS Son de tipo mesotermal Zona intraplutónica Este tipo de yacimiento se conoce como Porfidítico o Diseminado o simplemente Pórfido y tiene importancia principalmente para Cu Cu-Mo Cu-Au Au Mo Sn

3 Estos depósitos alcanzan la categoría de menas por el gran desarrollo de los sistemas de explotación minera a gran escala y los bajos costos de explotación. Están relacionados con intrusivos porfídicos silícicos o medio silícicos, emplazados a mediana profundidad. La mineralización se presenta en pequeñas venas en forma de Stockwork o estovercas y/o en forma diseminada.

4 Generalidades

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6 Forma y Tamaño Forma de cúpula 1-2 km de diámetro (superficie) Gran tamaño, en los pórfidos de Cu y/o Mo los tonelajes de sus reservas se expresan en centenares de millones de toneladas (100 a 600 o más) contribuyendo con un 50-70% de la producción mundial respectivamente. Algunos sobrepasan los M de toneladas Sn son de menor tamaño, entre 2 20 millones de toneladas Bingham, Utah (USA) 800 m profundidad y 4 km de diámetro.

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10 Mineralogía Primaria simple Calcopirita >> Bornita Pirita es abundante Molibdenita poca, pero significativa Blenda (Zn) baja proporción Secundaria Covelina, calcosina

11 Cobre. Se conocen unas 165 especies minerales que contienen cobre, de interés económico son 16 Mineral % Cu Mineral % Cu Cu nativo 100 Cuprita 88,8 Calcopirita 34,5 Tenorita 79,8 Bornita 63,3 Malaquita 57,3 Calcosina 79,8 Azurita 55,1 Covelina 66,4 Crisocola 36 Enargita 48,3 Antlerita 54 Tetrahedrita 52,1 Brocantita 56,2 Tenantita 57 Atacamita 59,4 Molibdenita MoS

12 Ganga y estéril Matriz de roca, generalmente alterada Cuarzo Calcita Plagioclasas Hornblendas Biotitas

13 Tenor El tenor del yacimiento es el valor de la suma de los elementos que pueden ser concentrados, tales como: Cu, Mo, Ag, Au, Pb y Zn. Pueden haber trazas de As, Bi, Sn, W, V, Re y Pt que son recuperadas pero en pocos casos se incluyen para establecer el tenor del yacimiento. El tenor equivalente es de % y hasta del 2%. En algunos casos la explotación económica solo se puede realizar cuando el yacimiento, ha sido enriquecido por los procesos de meteorización.

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15 Ambiente tectónico Casi todos los pórfidos cupríferos están en un ambiente tectonomagmático constituido por arcos vulcanoplutónicos calco-alcálinos de tipo arco de isla o margen continental activo relacionados con fenómenos de subducción Claramente asociados a los cinturones orogénicos de edades Mesozoico ( m.a.) y Cenozoico ( m.a). Se encuentran dentro o muy cerca a zonas orogénicas como los depósitos de la cadena cuprífera de los Andes

16 Representan según Sawkins (1984), el ejemplo clásico de yacimientos generados en un ambiente de convergencia de placas (arco de isla, interior de un arco principal); zonas relativamente estrechas y bien definidas de la actividad ígnea plutónica y volcánica que ocurre encima de zonas de subducción muy inclinadas, que son el ambiente donde se forman depósitos de Cu, Fe, Mo, Au y Ag. En cadenas orogénicas en las cuales abundan las rocas volcánicas.

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21 Formación y ambiente geológico Se ha propuesto que el emplazamiento tiene lugar a nivel subvolcánico, inmediatamente por debajo de la actividad volcánica superficial, y que las chimeneas brechadas y los "stockworks" actúan como válvulas de seguridad, de forma que la presión de vapor nunca es lo suficientemente alta como para provocar una erupción explosiva y una caldera de colapso. Es decir las manifestaciones volcánicas, subvolcánicas y plutónicas representarían diferentes niveles en la vertical de un mismo fenómeno magmático.

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24 Rocas asociadas Pórfidos intrusivos hipoabisales o subvolcánicos, tipo stock, cuarzodioríticos y cuarzomonzoníticos (de composición ácida a intermedia), Las rocas en general son del tipo calcoalcalino (andesitas, dacitas y riolitas). Su alto contenido en Sr y de bajo a moderado en Rb, sugiere un magma relativamente poco diferenciado.

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26 Magmatismo calcoalcalino y el proceso MASH

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29 Segunda ebullición o ebullición retrograda Agua y otros volátiles saturan un magma como resultado de su cristalización, el volumen de agua aumenta proporcionalmente ya que el agua no se incorpora en los silicatos. El exceso de agua es expulsada en forma gaseosa (2 da ebullición), (Temp. 600º vs 100º C), elementos como Cu, S, Mo y Au pueden estar en solución en ella.

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33 Textura en estoverca

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35 Mineralización Stockwork de zona hipogénica con alteración Potásica (biotita)- Mina Tricolor - Chile Oxidación supérgenica - Mina Dos Amigos - Chile. Brecha hidrotermal con matriz de turmalina y sulfuros; fragmentos angulosos con alteración cuarzo-sericítica. Yac. El Teniente - Chile

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37 Edad Presentan una clara asociación espacial con las franjas orogénicas mesozoicas - cenozoicas, especialmente en el Terciario Medio - Temprano y en el Cretácico. La excepción son los depósitos del Paleozoico de la antigua Unión Soviética y algunos del Precámbrico.

38 Chile USA Rusia

39 LOWELL, J.D. & GUILBERT, J.M. (1970): Lateral and Vertical Alteration Mineralization Zoning in Porphyry Ore Deposits.- Econ. Geol., Vol. 65; página Alteraciones Todos los min. Hidrotermales originales Plg son convertidos Min. máficosa reemplazados pirofilita, alunita, por Arcillas andalucita, + Ser corindon Arcillas + y Ser diasporo + Clo + Py. con Hidrólisis cantidades variables Lixiviación de arcillas de álcalisis y sericita. y tierras Hidrólisis alcalinas Lixiviación - K, Na, deca, álcalis Mg. y tierras alcalinas - K, Na, Ca, Mg. Plg reemplazadas por Alb o Olg + Epi o Cal. Hidrólisis Hidratación Carbonatación. Hb Plg Fk - Plg Hb Bt - Bt reemplazados por por Olig Fk Ser o Bt Ser Alb + Rut + Clor Act + Py + Esf. Rut o Mag + Py Anh. Metasomatismo Hidrólisis Lixiviación K+ - hidrólisis de tierras alcalinas; Ca, Mg. DESTRUCCIÓN DE FELDESPATOS

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41 LOWELL, J.D. & GUILBERT, J.M. (1970): Lateral and Vertical Alteration Mineralization Zoning in Porphyry Ore Deposits.- Econ. Geol., Vol. 65; página Mineralización Hipógenica

42 Enriquecimiento Secundario Por encima del nivel freático, las aguas están cargadas de O 2 y CO 2, lo que hace que los minerales sulfurados sean inestables El mineral permanece in situ o migra según: solubilidad, agua disponible, PH. Si la migración es horizontal, pueden formarse eventualmente yacimientos secundarios de tipo exótico

43 Si la migración es vertical, la solución puede reaccionar con los sulfuros primarios (bajo el nivel freático- medio reductor-estables) Para que se produzca la reacción el metal transportado en solución, debe tener mayor afinidad por el S 2- que el metal que se encuentra en forma de sulfuro Afinidad de metales por S 2- orden decreciente: Ag Cu Bi Pb Zn Co Fe - Mn

44 Zonación por efectos supérgenos en un pórfido cuprífero óxidos e hidróxidos de hierro escaso contenido metálico minerales oxidados de cobre; crisocola, atacamita, malaquita sulfuros secundarios; calcosina, covelina sulfuros primarios; bornita, calcopirita, pirita. Llegan a alcanzarse leyes del 18% Cu como en Chuquicamata; covelina y calcosina son los sulfuros secundarios típicos, mientras en la zona de oxidación suelen encontrarse óxidos (Cuprita, tenorita), sulfatos (Brocantita, antlerita, Krohenkita), carbonatos (malaquita, azurita), oxicloruros (atacamita), arseniatos, fosfatos etc.

45 San Pedro De Atacama, Chile

46 Este proceso es capaz en condiciones geológicas (estabilidad tectónica) y fisiográficas (moderadamente áridas, clima cálido), de generar zonas de sulfuros secundarios muy enriquecidas respecto a la ley primaria del yacimiento Una zona de sulfuros secundarios enriquecidos, puede a su vez ser afectada por una oxidación posterior = Zona oxidada de alta ley Este enriquecimiento secundario puede duplicar o triplicar la ley original del yacimiento, en yacimientos que tenían ley muy baja.

47 CARACTERÍSTICAS Característica Detalles Cu: entre 0,3 % hasta 1,4 % Leyes de metal Mo entre 0,01 hasta0,06% Au 0 hasta 0,6 g/ton Intrusivas: Granitos, granodioritas, tonalitas, monzonitas cuarcíferos, dioritas Rocas existentes Subvolcanicas: stocks dioriticos - granodioríticos con textura porfídica Volcánicas: +/-dacitas Alteraciones Alterción potásica, sericítica, argílica, propilítica y silificación (LOWELL & GUILBERT ; SILLITOE) diseminación: la mena aparece en finas partículas distribuidas Estructuras stockwork: rellenos de diaclasas, vetillas venillas, vetas con mena, u otros minerales de formación hidrotermal como yeso, calcita y baritina. Pebble dykes: Brechas hidrotermales de diferentes tamaños Estructuras tectónicas expansivas (fallas, diques) con-genéticas de la formación del yacimientos

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53 Brechas hidrotermales Una brecha esta constituida por fragmentos líticos que se mantienen ligados por una matriz y cuyo cemento en el caso de las asociadas a mineralización pueden ser minerales hidrotermales incluyendo a los minerales de mena (Ej.turmalina, cuarzo, calcopirita, etc.) En general, los minerales hidrotermales rellenan total o parcialmente los huecos formados en la roca fragmentada y mucha de la mineralización en brechas ha sido introducida por fluidos hidrotermales y consecuentemente se encuentra en la masa fundamental de la brecha. Este último es un término general, no genético, que incluye matriz y el cemento de la brecha. (Maksaev, 2003 b).

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55 Son cuerpos de forma más o menos cilíndrica que tienen dos dimensiones pequeñas respecto a la tercera. Estas se forman en la intersección de rasgos tubulares como fallas, fisuras, diques, fracturas, etc., relacionandose espacial y temporalmente con rocas porfiríticas. En un sistema porfirítico tanto las estovercas como las chimeneas brechadas se consideran como las válvulas por las que escapa y se disipa la presión proveniente de la actividad ígnea del interior de la corteza, al momento del emplazamiento de estas rocas, de forma que la presión de vapor nunca es lo suficientemente alta como para provocar una erupción explosiva y una caldera de colapso.

56 SILLITOE, R.H. (1973): The tops y bottoms of Porphyry Copper Deposits. - Econ. Geol., vol. 68, página

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62 CAMPRUBÍ, A., GONZALEZ, E., GILLES, J.T., y CARRILLO, A., Depósitos epitermales de alta y baja sulfuración: una tabla comparativa. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana. Tomo LVI. No. 1. p

63 Países productores Los grandes depósitos de pórfidos cupríferos en el mundo tienen reservas del orden de millones de toneladas Chuquicamata en Chile supera los millones con un tenor promedio del 1.3%; El Teniente en Chile contiene millones con 0.87% de tenor Para la cuenca pacífica las reservas de Cu - Mo superan los millones de toneladas.

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66 Pórfidos Cu-Mo de Chile Se relacionan generalmente con un magmatismo calcoalcalino, producto de la subducción de la corteza oceánica bajo el margen continental sudamericano caracterizándose por una mayor riqueza en molibdeno que en oro. En general, responden bien al modelo de Lowell-Guilbert, distinguiéndose dos tipos de mineralización: en "stockwork" (Minas de Chuquicamata y El Salvador) y en pipas-brechas o chimeneas de brecha (Mina El Teniente). Los principales yacimientos, tales como Chuquicamata, La Escondida, El Teniente, etc. son pórfidos de edad terciaria.

67 La paragénesis mineral: pirita y calcopirita mayoritarios, bornita y calcosina en menor cantidad, y cantidades significativas de molibdenita en la mayoría de los yacimientos la relación Cu/Mo promedio de los pórfidos chílenos es 40:1. Una mineralización filoniana tardía de sulfosales de cobre (enargita, tenantita), esfalerita y galena se superpone a la anterior. Aunque las leyes sean muy pequeñas, la producción de oro y plata es económicamente importante a causa de los grandes tonelajes de mena extraídos y tratados. De gran importancia son los procesos de oxidación y enriquecimiento secundario que pueden determinar la explotación económica de los pórfidos, pues llegan a alcanzarse leyes del 18% Cu como en Chuquicamata; covelina y calcosina son los sulfuros secundarios típicos, mientras en la zona de oxidación suelen encontrarse óxidos (Cuprita, tenorita), sulfatos (Brocantita, antlerita, Krohenkita), carbonatos (malaquita, azurita), oxicloruros (atacamita), arseniatos (Chenevixita), fosfatos etc.

68 Mas del 75% de las reservas de cobre se encuentran en los yacimientos de Chuquicamata, uno de los mayores pórfidos del mundo, con Mt del 1,1 % Cu y 0,12% Mo, en un área de 12 km de longitud y unos 800 m de ancho, y una importantísima zona de enriquecimiento secundario que alcanza hasta 400 m de profundidad. El Teniente, con Mt del 1,16% Cu y 0,02% Mo; El Salvador, con 300 Mt del 1,17% Cu; y La Escondida, el yacimiento de más reciente puesta en explotación, 1.990, con 662 Mt del 2,12% Cu y 0,01% Mo.

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70 Se debe considerar, en la explotación de estos yacimientos, su adversa situación geográfica que incrementa las dificultades propias de toda explotación e incide en su viabilidad económica. La gran altitud y las extremas condiciones climáticas inciden en la carburación de los motores de la maquinaria y, asimismo, obligan a la realización de grandes obras de infraestructura. La necesidad de agua para los procesos de flotación o lixiviación requieren importantes inversiones tanto en su búsqueda como en su transporte o suministro. Igualmente, las necesidades de energía eléctrica obligan a la implantación de centrales de generación en la propia mina o a costosas obras de líneas de transporte desde centenares de kilómetros; etc.

71 Pórfidos Cu-Au de Panguna, Bougainville (Papua Nueva Guinea) Este yacimiento, representativo de los emplazados en ambiente de arco de isla, es el mayor pórfido de Cu-Au conocido con unos 944 Mt del 0,68% Cu, 0,9 g Au/t y 1,9 g Ag/t. Se encuentra en la isla de Bougainville, en relación con tres intrusivos pliocenos de cuarzodioritas y granodioritas que intruyen en la unidad Andesitas de Panguna. En estas se encuentra, aproximadamente, un tercio de la mena, y el resto lo hace en los intrusivos, en filones de mucho buzamiento, rellenando fracturas y diseminada en zonas de alteración.

72 El oro, se encuentra en partículas submicroscópicas en forma nativa y, en su mayor parte, en la red de calcopirita y bornita; pirita, magnetita, hematites y trazas de molibdenita completan la paragénesis. Predominan las alteraciones potásiça y propílítica, mientras la argílica y la fílica sólo son significativas en pequeñas zonas.