Yacimiento Skarn.docx

Mineralogía de los Skarn Así como la mineralogía es la clave para el reconocimiento y la definición de skarns, también es fundamental para entender su origen y en la distinción de la importancia económica de los depósitos minerales interesantes entre localidades no rentables. Mineralogía en Skarn es cartografiable en el campo sobre todo la "alteración" y sirve como la más amplia guía para encontrar un potencial cuerpo mineral. El reconocimiento de características distales de alteración puede ser de importancia crítica en las primeras etapas de exploración. Detalles de la mineralogía de skarn y zonificación puede ser usado para construir los modelos de depósitos específicos de la exploración, así como los modelos de utilidad más general en el desarrollo de programas de exploración de base o de síntesis regionales. Aunque muchos minerales de skarn son típicos de rocas de formación, algunos son menos abundantes, y muchos tienen variaciones en composición que pueden arrojar información importante sobre el medio ambiente de formación (por ejemplo, piroxeno - Takano, 1998; scapolite - Pan, de 1998). Algunos minerales como el cuarzo y calcita, están presentes en casi todos los skarns. Otros minerales como la humita, periclasa, flogopita, talco, serpentina, y brucita son típicos de skarns magnesianos pero están ausentes de la mayoría de los demás tipos de skarn. Además, hay muchos minerales como estaño, boro, berilio y flúor que son muy restringidos, pero localmente importantes en su paragénesis. El advenimiento de las modernas técnicas de análisis, en particular la microsonda de electrones, hace que sea relativamente fácil determinar la composición exacta de minerales y en consecuencia, precisa de utilizar nombres mineralógicos. Sin embargo, los nombres mineralógicos deben utilizarse correctamente para no dar a entender más de lo que se conoce sobre la composición mineral. Por ejemplo, la secuencia de piroxeno, clinopiroxeno, clinopiroxeno cálcico y diópsido, son cada vez más específica. Lamentablemente, es muy común en la literatura geológica para fines específicos términos, como diópsido, que se usa cuando todo lo que se sabe acerca de los minerales de que se trata es de que podría ser piroxeno. Zharikov (1970) fue quizás el primero en describir la sistemática de las variaciones en la mineralogía de skarn entre las principales clases de skarn. Utilizó equilibrios de fase, compatibilidades minerales, y las variaciones de composición en la serie de solución sólida para describir y predecir características minerales de skarn conjuntos para diferentes tipos. Sus observaciones se han extendido por Burt (1972) y Einaudi y otros. (1981) para incluir una amplia variedad de tipos de yacimientos y las diferencias entre los tipos mineralógicos. Los minerales que son de gran utilidad para la clasificación y para la exploración son como el granate, piroxeno y anfíboles, que están presentes en todos los tipos de skarn y que muestran marcada variabilidad de composición. Por ejemplo, el piroxeno manganifero, johannsonita, se encuentra casi exclusivamente en skarns de zinc. Su presencia, sin mucha más información de apoyo, es definitivo para este tipo de skarn. En muchos sistemas de skarn, variación de contenido de hierro es el parámetro más importante y por lo tanto, muchos minerales son descritos simplemente por su miembro final de hierro, por ejemplo, Hd10 o Ad90. Grandes cantidades de información de

composición puede resumirse gráficamente. Diagramas Triangulares comúnmente se utilizan para expresar variaciones en la composición de complejos minerales como granate y piroxeno.

Evolución de skarns en el tiempo y el espacio Como fue reconocido por los primeros investigadores de skarns (por ejemplo, Lindgren 1902; Barrell, 1907; Goldschmidt, 1911; Umpleby, 1913; Knopf, 1918), la formación de un depósito de skarn es un proceso dinámico. En la mayoría de los grandes depósitos de skarn hay una transición de metamorfismo temprano/distal resultado en hornfels, reacción de skarn, y skarnoide, para metasomatismo tardío/proximal resultando minerales de relativamente grano grueso de skarn. Debido a los fuertes gradientes de temperatura y gran circulación de líquidos causada por células de una intrusión magmática (Norton, 1982; Salemink y Schuiling, 1987; Bowers et al. 1990), el metamorfismo de contacto puede ser considerablemente más complejo que el simple modelo de recristalización isoquímica invocado por metamorfismo regional. Por ejemplo, diversos fluidos que circulan a través de una fractura en un relativamente protolito carbonato simple pueden dar lugar a diversas reacciones. Así, los fuertes gradientes térmicos común en la mayoría de entornos plutónicos, resulta en complejos de aureolas metamórficas con transferencia metasomática a pequeña escala como lo demuestra la reacción skarns y skarnoide.

Figura 4. Tipos de formación de skarn: Metamorfismo isoquímica incluye recristalización y cambios en la estabilidad mineral sin significantes transferencias de masa. Reacciones de skarn resultan de metamorfismo de litologías intercaladass, como son lutitas y calizas, con transferencias de masa entre capas a pequeña escala. Fluidos metasomáticos complejos, con la posible adición de componentes magmáticos, como Fe, Si, Cu, etc, producen un continuo entre procesos puramente metamórficos y puramente metasomáticos. Este metamorfismo temprano y metasomatismo a continuación de relativamente alta temperatura (Wallmach y Hatton, 1989, describen temperaturas> 1200C) son seguidos por alteración retrógrada con descenso de temperaturas. Un vínculo entre el espacio y el tiempo es un tema común en los yacimientos de mineral y requiere de una cuidadosa interpretación de las características que puede parecer que sólo se producen en un lugar determinado (por ejemplo, Barton et al. 1991). La formación de depósitos de tipo skarn involucra esencialmente tres etapas: 1) Metamorfismo isoquímico: Recristalización metamórfica y cambios mineralógicos reflejando el protolito y circulación de fluidos a alta temperatura formando minerales calcosilicatados. Incluye además el desarrollo de: mármol, rocas córneas, cuarcitas, skarn de reacción, skarnoides, talco y wollastonita hacia la periferia. 2) Etapas múltiples de metasomatismo: Cristalización del magma y liberación de una fase fluida produciendo skarn metasomático. Se forman principalmente minerales anhidros por acción de fluidos de derivación magmática a temperaturas de 400º-800ºC. Usualmente en esta etapa ocurre o comienza la mineralización. 3) Alteración retrógrada: Enfriamiento del plutón y circulación de aguas de temperatura más baja, posiblemente meteóricas, oxigenadas, causando alteración retrógrada de los minerales calco- silicatados metamórficos y metasomáticos. En esta etapa se forman nuevos minerales hidratados de temperatura más baja, a partir de los minerales anhidros formados previamente. Incluyen: epidota, actinolita, clorita y otras fases minerales hidratadas, típicamente con control estructural y sobreimpuestos a la

secuencia de progrado (fallas, contactos estratigráficos o intrusivos). En algunos casos la mineralización se extiende también a esta etapa de retrogrado.

Figura 5: Etapas evolutivas de depósitos skarn asociados a plutones: A) la intrusión inicial causa metamorfismo de las rocas sedimentarias. B) recristalización metamórfica y cambios de fase reflejan composiciones del protolito con bimetasomatismo locales y de circulación de fluido formando diversos minerales calcosilicáticas (reacción skarns y skarnoide) en litologías impuras y fluido a lo largo de los límites. Notar que el metamorfismo es más amplio y de mayor temperatura a la profundidad que junto a la pequeña cúpula en la parte superior del sistema. C) Cristalización y la liberación de una fase acuosa resultan en un fluido controlado metasomático de Skarn. Tener en cuenta que formación de Skarn en profundidad es pequeña en relación con el tamaño de la aréola metamórfica. También está verticalmente orientado frente a la extensión lateral local que se extiende más allá de la aureola metamórfica cerca de la parte superior del sistema. D) Enfriamiento del plutón y la posible circulación de las más frescas y oxigenadas aguas meteóricas puede causar alteración retrógrada metamórfica y metasomático de agregados calco-silicatados. Tenga en cuenta que la alteración retrógrada es más amplia en las zonas someras Profundidad de formación.

Una de los fundamentales controles sobre el tamaño de skarn, geometría, y el estilo, es la profundidad de formación. Estudios geobarométricos cuantitativos típicamente utilizan equilibrio de minerales (Anovitz y essenos, 1990), inclusiones fluidas (Guy et al. 1989) o una combinación de estos métodos (Hames y otros., 1989) para calcular la profundidad de metamorfismo. Los métodos cualitativos incluyen estratigráfico u otras reconstrucciones geológicas y la interpretación de las texturas ígneas. Observaciones simples de los márgenes refrigerados, tamaño de grano, morfología del plutón, y la presencia de brechiación y fractura frágil permiten las distinciones entre campo relativamente profunda y superficial. El efecto de profundidad en el metamorfismo es en gran parte una función de la temperatura ambiente de la pared de roca antes de, durante y posterior a la intrusión. Suponiendo una media de un gradiente geotérmico orogénico zona de alrededor de 35 ºC por kilómetro (Blackwell et al. 1990), la temperatura ambiente de la pared de roca antes de la intrusión a 2 km es 70 ºC, mientras que a 12 kilómetros sería 420 ºC. Por lo tanto, con el añadido proporcionado por el flujo de calor locales de actividad ígnea, el volumen de roca afectada por las temperaturas en 400 – 700 ºC será considerablemente mayor y más largo en torno a un skarn más profundo que un somero. Además, el aumento de la temperatura ambiente puede afectar a la historia de cristalización de un plutón, así como minimizar la cantidad de alteración de los minerales de skarn. A una profundidad de 12 km con temperaturas alrededor de 400 ºC, el skarn no puede enfriar por debajo de granate y piroxeno sin posterior elevación de otros cambios tectónicos. El mayor alcance y la intensidad de metamorfismo en profundidad puede afectar a la permeabilidad de la recepción de rocas y reducir la cantidad de carbonato disponible para la reacción con fluidos metasomáticos. La profundidad de formación de skarn también afectará a las propiedades mecánicas de las rocas receptoras. En skarn de profundidad, las rocas tienden a deformarse en una manera dúctil en lugar de la fractura. Contactos intrusivos con las rocas sedimentarias tienden a ser secundarios paralelos a la estratificación, plutones a lo largo de los planos de estratificación o las rocas sedimentarias se cruzan o fluyen hasta que se ajusten a la intrusión de contacto. En los depósitos de este tipo, donde los contactos son rocas intrusivas subregionales paralelos a la estratificación, skarn generalmente se limitan a una pequeña, pero verticalmente amplia extensión. Así, skarn formados a mayores profundidades puede considerarse como una pequeña corteza de pequeño tamaño en relación con los plutones asociados y su aureola metamórfica. En cambio, las rocas receptoras en profundidades someras tienden a deformarse por el fracturamiento y fallamiento en vez de plegado. El fuerte hidrofracturamiento asociado a intrusiones a nivel superficial aumenta la permeabilidad de las rocas receptoras, no sólo para metasomáticas ígneas relacionados con fluidos, sino también para más tardías, posiblemente fluidos meteóricos más frescos (Shelton, 1983). La afluencia de agua meteórica y la consiguiente destrucción de los minerales de skarn durante alteración retrograda es uno de los rasgos distintivos de la formación de skarn en un entorno superficial.

Skarns superficiales son conocidos actualmente en la formación de los sistemas geotérmicos activos (McDowell y Elders, 1980; Cavarretta et al. 1982; Cavarretta y Puxeddu, 1990) y las fuentes termales en el fondo del mar (Zierenberg y Shanks, 1983). El grado en que una determinada etapa de alteración se desarrolla en un determinado skarn dependerá del entorno geológico de la formación. Por ejemplo, metamorfismo probablemente será más amplio en torno a un grado superior de skarn formado en relativamente grandes profundidades de la corteza que uno bajo condiciones someras. Por el contrario, la alteración retrógrada durante el enfriamiento, y la posible interacción con agua meteórica, será más intensa en una de skarn formado a profundidades relativamente someras en la corteza terrestre en comparación con uno formado a mayores profundidades. En ambientes más profundos rocas skarns carbonatadas podrían deformar en un manera dúctil y no a través de fractura frágil, estratificación paralela a la intrusión de contacto. Estas diferencias en el estilo estructural, a su vez, influyen en el tamaño y la morfología de los skarn. Así, composición de roca, la profundidad de formación, y el ajuste estructural son todas las causas de las variaciones del idealizado modelo "clásico" de skarn.