Yacimientos ..expo....pptx

Procesos Magmáticos

MARCO TEÓRICO Las masas silicatadas fundidas (magmas) que, una vez cristalizadas, llegan a constituir cuerpos intrusivos y/o rocas volcánicas pueden, en ciertas condiciones, concentrar algunos minerales de interés económico por procesos como:

Cristalización magmática

Cristalización fraccionada

Magmáticos Segregación magmática

Procesos mineralizadores

Fuentes de fluidos hidrotermales

Segregación de líquidos inmiscibles

Cristalización simple

Diamantes

Cristalización + acumulación

Cromita

Cristalización + acumulación + inyección

Magnetita

Sulfuros de CU – Ni - Fe

Sistemas geotermales exógenos

Hidrotermales

Endógenos

Medios de trasporte metales

Fuentes de azufre

Precipitación de sulfuros

Endoskarn

Exoscarn Depósitos tipo Skarn Metamórficos

Metamorfismo

Metasomatismo

Magnésico Depósitos tipo greisen Cálcico

1.1. Cristalización magmática: Los procesos normales de cristalización de magmas producen rocas volcánicas e intrusivas, algunas de las cuales pueden ser explotadas directamente, como por ejemplo como rocas ornamentales o como áridos para la construcción. Otras pueden contener minerales de importancia económica, Ej.Diamantes como fenocristales en kimberlitas, feldespato o cuarzo en pegmatitas. 1.2. Segregación magmática: Los términos segregación magmática o depósito ortomagmático se utilizan para depósitos que han cristalizado directamente desde un magma. Los que se forman por cristalización fraccionada se encuentran comúnmente en rocas ígneas plutónicas. Aquellos producidos por segregación de líquidos inmiscibles pueden encontrarse tanto asociados a rocas plutónicas como volcánicas.

Cristalización fraccionada: Esta incluye cualquier proceso por el cual cristales formados tempranamente no pueden quedar dispersos en el magma en el que crecieron. Durante el período de cristalización monomineral los cristales pueden hundirse en la cámara magmática para formar una capa de un solo mineral. Estos precipitados se denominan acumulados y ellos comúnmente alternan con capas de otros minerales formando capas o bandeamiento rítmico en rocas ígneas. Las cromitas (FeCr2O4) y las ilmenitas (FeTiO3) pueden acumularse de esta forma. Las cromitas en rocas ultrabásicas y las ilmenitas en anortositas y gabros anortosíticos (rocas máficas). La asociación de estos acumulados minerales exclusivamente con rocas ígneas son la evidencia de su origen magmático directo. A partir del propio magma silicatado. Existen tres grandes subtipos:

 Yacimientos formados por cristalización simple: La cristalización directa de minerales de interés económico a partir de un magma solo genera un yacimiento cuando ese mineral tiene un valor económico extremadamente alto, puesto que el mineral queda disperso en el conjunto de la roca, y su extracción presenta un coste muy alto. Es por ello que solamente se consideren dentro de este grupo los yacimientos de diamantes, cuyo valor justifica la explotación de rocas con contenidos en el mineral de escasos quilates por tonelada. Yacimientos asociados a carbonatitas y kimberlitas. Los yacimientos de diamantes se encuentran albergados por unas rocas muy características, llamada kimberlitas, que corresponden a rocas volcánicas explosivas de origen muy profundo, que encajan en formaciones por lo general antiguas, propias de zonas de cratón (NO de Australia, Sudáfrica, África Central, Siberia). En estas zonas las kimberlitas aparecen como chimeneas profundas y estrechas (diatremas), agrupadas en conjuntos. Por otra parte, no todas las kimberlitas contienen diamantes.

 Yacimiento formado por cristalización mas acumulación: En este caso, a la cristalización del mineral sigue una acumulación preferencial del mismo, normalmente por diferencia de densidad: se trataría de una cristalización fraccionada de estos minerales de interés minero, concretamente de cromita en los yacimientos más característicos del grupo: la cromita cristaliza a partir del magma, y por su mayor densidad tiende a hundirse en el fundido, acumulándose en la parte baja de la cámara magmática. Las acumulaciones de cromita que constituyen este tipo de yacimientos corresponden a bolsadas (pods en su denominación en inglés) con dimensiones métricas o decamétricas, que aparecen más o menos concentradas en localidades dentro de un macizo intrusivo por lo general máfico (gabros, peridotitas). En estas bolsadas o pods la cromita es el mineral más abundante, y puede estar acompañada por otras menas como la magnetita, o por los silicatos formadores del conjunto de la roca (olivino, piroxenos). A menudo estas concentraciones de cromita contienen también concentraciones de interés de elementos del grupo del platino. Pertenecen a este tipo los yacimientos del Complejo de Bushveld (Sudáfrica), o el denominado Gran Dique de Rodesia (Zimbabwe).

 Yacimientos formados por cristalización más acumulación y segregación. Los minerales menos valiosos que se originan a partir de la cristalización del magma necesitan un proceso aún más efectivo de concentración, que produzca un yacimiento explotable portener suficiente volumen y contenidos. La magnetita, el apatito, ola ilmenita cristalizan a partir de prácticamente cualquier magma,y si son suficientemente abundantes pueden llegar a concentrarse por cristalización fraccionada, dando lugar a masas pequeñas, que alcanzar sus mejores características desde el punto de vista de su posible explotación minera cuando además son segregadas del conjunto magmático. Esta segregación origina bolsadas o rellenos de fracturas dentro de la propia roca intrusiva o en su encajante, en las que el mineral de interés aparece fuertemente concentrado, y con volumen suficiente como para constituir masas de gran tonelaje. Algunos ejemplos de este tipo de yacimientos son los de magnetita de Kiruna (Suecia), o los de apatito de la Península de Kola (Rusia), o los de ilmenita de Columbia Británica.

LÍQUIDOS INMISIBLES

LIQUIDOS INMISCIBLES O NO MISCIBLES SON AQUELLOS LÍQUIDOS QUE NO SE DISUELVEN. POR EJEMPLO, EN EL CASO DEL AGUA RESIDUAL UNO DE LOS COMPONENTES SERÍA AQUELLOS LÍQUIDOS DE NATURALEZA ORGÁNICA Y QUE TRAS UN PERIODO DE REPOSO DEL AGUA RESIDUAL, FLOTAN EN EL AGUA O SE SUMERGEN.

SEPARACIÓN DE LÍQUIDOS INMISIBLES COMO SU DENOMINACIÓN INDICA LOS LÍQUIDOS INMISIBLES SE FORMAN PRODUCTO DE LA SEGREGACIÓN APARTIR DE UN MAGMA ES UNA MEZCLA DE MAGMA (MEZCLA SILICATADA FUNDIDA) CON CONTENIDO DE SULFUROS METÁLICOS FORMARÁ DOS LÍQUIDOS QUE TENDERÁN A SEGREGARSE SE SEPARAN GOTAS DE SULFUROS Y COALESCEN PARA FORMAR GLÓBULOS, LOS CUALES AL SER MÁS DENSOS QUE EL MAGMA SE HUNDEN PARA ACUMULARSE EN LA BASE DE UNA INTRUSIÓN O FLUJO DE LAVA

LA ACUMULACIÓN DE FE-NI-CU EN GOTAS DEBAJO DE LA FRACCIÓN SILICATADA PUEDE PRODUCIR CUERPOS DE SULFUROS MACIZOS.

LOS MAGMAS MÁFICOS A MENUDO CONTIENEN ALTAS PROPORCIONES DE SULFUROS METÁLICOS, QUE PUEDEN INDIVIDUALIZARSE DEBIDO A QUE SON INMISCIBLES CON EL MAGMA SILICATADO. DESDE EL PUNTO DE VISTA MINERALÓGICO ESTÁN FORMADOS POR SULFUROS DE HIERRO (PIRITA, PIRROTINA), NÍQUEL (PENTLANDITA), COBALTO (COBALTINA) Y COBRE (CALCOPIRITA, BORNITA), COMO MINERALES MÁS ABUNDANTES, A MENUDOS ACOMPAÑADOS TAMBIÉN DE MAGNETITA. .

FLUIDOS MINERALIZANTES

 La formación de un yacimiento mineral es la actuación de varios procesos de manera sistemática que actúa a lo largo del tiempo geológico.  Se necesita estudiar los siguientes parámetros: el origen del fluido mineralizante, la manera de cómo se colocan en solución, como migran como se desplazan y la manera como se depositan esos fluidos mineralizantes.

¿QUE ES UN FLUIDO?  Un fluido es todo cuerpo que tiene la propiedad de fluir, y carece de rigidez y elasticidad  Los fluidos pueden ser líquidos o gases según la diferente intensidad de las fuerzas de cohesión existentes entre sus moléculas. LIQUIDOS  mantienen enlaces latentes que hacen que las sustancias en este estado presenten volumen constante o fijo.  Este estado de la materia tomara la forma del recipiente que lo contenga GASES  gases no tienen forma ni volumen definidos  adquieren la forma el recipiente que los contenga y tienden a ocupar el mayor volumen posible

FLUIDOS MINERALIZANTES  Son aquellas soluciones que pueden transportar a los metales existente en la fuente  Es requisito que en estos fluidos exista complejos iónicos capaces de capturar a los metales e incorporarlos ala fase liquida y transportarlos ( CL, HS, NH3, OH y CH3COO )  Las soluciones capaces de formar un YACIMIENTO, son considerados como FLUIDOS MINERALIZANTES  Estos fluidos están en capacidad de reaccionar y formar nuevos compuestos mineralógicos metalicos

INTERVENCION DE LOS FLUIDOS PARA LA FORMACION DE LOS YACIMIENTOS  Es muy complejo ya que explica el cambio de proceso de uno petrogenético a uno metalogenetico  proceso que va a dar una roca ígnea, metamórfica y sedimentaria que bajo una condición particular va a dar una acumulación donde la roca en si misma se va a convertir en un material valioso.  ya que en un determinado momento la ganga(minerales secundarios en la extracción) se puede convertir en una mena(extracción de mineral útil )

EL FLUIDO

 Reacciona con la roca huésped  Cambia de composición química  Cambia en su ph  Pierde calor

De acuerdo a estos cambios existe disposición secuencial de minerales según sus constantes de estabilidad ( espacio – tiempo )

PARAGENESIS

Orden cronológico de la deposición ( tiempo )

ZONAMIENTO

Distribución del mineral en forma vertical y horizontal ( espacio )

ALGUNOS FLUIDOS MINERALIZANTES  magmas y fluidos magmáticos  fluidos hidrotermales

 aguas superficiales  sublimados y fumarolas  fluidos asociados a rocas metamórficas

MAGMAS Y FLUIDOS MAGMATICOS El magma es un fundido natural compuesto principalmente por materiales en los que predominan los silicatos y agua. Las rocas están formadas por varios minerales con puntos de fusión diferentes y varían en función de la temperatura y la presión, así como la presencia o no de agua en el medio. Cuando asciende hacia la superficie el magma es conocido como lava, y una vez que se enfría acaba convirtiéndose en roca volcánica.

El magma origina una variedad de rocas ígneas que resultarían de dos fenómenos principales: DIFERENCIACIÓN MAGMÁTICA: Es el conjunto de procesos mediante el cual un magma, mas o menos homogéneo, se separa en fracciones distintas que llegan a formar rocas de composición diferentes. Es decir la formación de uno o más magmas secundarios a partir de un solo magma inicial. ASIMILACIÓN MAGMÁTICA: Es el proceso por el cual el magma funde y asimila parte de las roca caja, contaminándose y cambiando ligeramente su composición química NOTA Los procesos de diferenciación magmática dan origen a fluidos magmáticos enriquecidos en metales que originalmente estaban presentes en el magma. Estas soluciones transportan los metales desde la intrusión en consolidación hasta el lugar de la deposición de estos metales.

FLUIDOS HIDROTERMALES Los fluidos hidrotermales son soluciones multicomponentes de altas temperaturas con distintos rangos de pH, capaz de transportar metales y otros compuestos en solución a su lugar de deposición, alterando la roca caja a su paso.

Los metales están presentes a nivel traza en estas soluciones, predominantemente en forma de iones complejos.

En la mayoría de yacimientos formados por fluidos hidrotermales, la modificación en mineralogía y texturas de las rocas encajantes se extienden más allá del yacimiento mismo. Estas modificaciones mineralógicas provocadas por la circulación hidrotermal son conocidas como “alteración hidrotermal

AGUAS SUPERFICIALES  METEORICA: corresponde esta denominación al agua de lluvia, nieve, granizo, etc. Estas aguas tienen una acción activa en stock Works, vetas.

 DEL MAR: aguas conservadas en los espacios porosos de los sedimentos durante su génesis. Estas aguas trasladan consigo, nódulos y concreciones de hierro y manganeso.

 SUBTERRANEA: todas las aguas presentes en los poros y grietas de las rocas bajo la superficie de la Tierra. Estas aguas trasladan minerales disueltos.

SUBLIMADOS Y FUMAROLAS Se refiere a vapores ricos en azufre, sulfuros de hierro, están relacionados también a sulfatos de bario y calcio en depósitos tipo VMS. Los depósitos de sulfuros masivos volcanogénicos (conocidos como depósitos VMS; de "volcanogenic massive sulfide") corresponden a cuerpos estratiformes o lenticulares de sulfuros presentes en unidades volcánicas o en interfaces volcánico sedimentarías depositadas originalmente en fondos oceánicos.

FLUIDOS ASOCIADOS A ROCAS METAMORFICAS Son producto de la deshidratación de las rocas durante el metamorfismo. Estas reacciones ocurren bajo condiciones favorables donde las aguas connatas y meteóricas, incluidas las rocas enterradas bajo la superficie terrestres pueden ponerse en movimiento y reaccionar químicamente por el calor y por la presión que acompaña al metamorfismo de contacto o regional

PARAGÉNESIS DE LOS FLUIDO MINERALIZANTES

DEFINICIÓN Orden cronológico de la deposición de los minerales que se forman según una secuencia ordenada (Tiempo), que se determina por los rasgos texturales microscópicos de los minerales. Un fluido mineralizador:  Cambia mientras migra su composición química, pH y otras propiedades.  Migra a sectores de menor presión y pierde calor al entrar en contacto con rocas más frías.  Se aproxima a constantes de equilibrio y son depositados en cierta secuencia.  La paragénesis es indicativa de la evolución de los fluidos durante la formación de depósitos minerales.

Paragénesis del yacimiento estrato ligado de cobre con plata subordinada Mantos Blancos 1.La pirita-calcopirita-bornita 2.calcosina-covelina -digenita  Aumento de la proporción de cobre en los sulfuros.

 Liberación de Fe y la formación de hematita hipógena. Pirita (Fe𝑆2 ) Calcopirita (𝐶𝑢𝐹𝑒𝑆2 ) Bornita (𝐶𝑢5 𝐹𝑒𝑆4 ) Digenita (𝐶𝑢9 𝑆5 ) Calcosina (𝐶𝑢2 𝑆) Galena (𝑃𝑏𝑆) Especularita (𝐹𝑒2 𝑂3 ) Goetita (𝐹𝑒𝑂(𝑂𝐻)) Hematita (𝐹𝑒2 𝑂3 )

Factores que influyen: 1.Evolución en el tiempo. 2.Temperatura y presión. 3.composición química y PH.

Características:  Registran edades relativas minerales (Tiempo).

de

los

 Reemplaza los sulfuros de Fe por sulfuros de Cu.

RELACIONES DE LA DEPOSICIÓN MINERAL:

SECUENCIA

DE

LA

General:  Los óxidos son depositados, primeramente.  Los sulfuros y arseniuros de Fe, Ni, Cu, Mo, Son ligeramente posteriores a los óxidos.  Los sulfuros de Zn, Pb, Ag y los sulfuros Cu-Fe son intermedios en la paragénesis.  Los metales nativos y teluros son posteriores.  Los sulfuros de Hg Sb son los más tardíos. En los depósitos magmáticos y metasomáticos de contacto:  Los minerales de ganga son primero  Los óxidos son intermedios  Los sulfuros se presentan en el último lugar.

En los depósitos hidrotermales 1.Cavidades(vetas) 2.Sustitución o reemplazamiento

RELLENO DE CAVIDADES:  Primero el cuarzo.  Seguida por sulfuros o arseniuros de Fe, Blenda, Enargita, Calcopirita, Bornita, Galena, Oro y minerales argentíferos complejos. Causa:  Disminución de la solubilidad de los minerales por descenso de temperatura y presión

 Minerales más solubles : Solución  Minerales menos solubles : Precipitan

DEPOSITOS DE REEMPLAZAMIENTO:

Estos sulfuros substituyen a los precedentes:        

Cuarzo (𝑆𝑖𝑂2 ) Pirita (Fe𝑆2 ) Blenda o Esfalerita (𝑍𝑛𝑆) Enargita (𝐶𝑢3 𝐴𝑠𝑆4 ) Tennantita (𝐶𝑢12 𝐴𝑠4 𝑆13 ) Calcopirita (𝐶𝑢𝐹𝑒𝑆2 ) Bornita (𝐶𝑢5 𝐹𝑒𝑆4 ) Calcosina (𝐶𝑢2 𝑆)

Causa:  Solubilidad relativa.  Mineral sustituido: Mas soluble

 Mineral Sustituto: Menos soluble

DEPÓSITOS DE ENRIQUECIMIENTO SUPERGÉNICO

CONTENIDO OCURRENCIA IMPORTANCIA LUGARES Y CRONOLOGÍA CONDICIONES FAVOREBLES MORFOLOGÍA Y ESTILOS DE MINERALIZACIÓN

OCURRENCIA



Al ser expuesto el mineral metálico a la erosión, este es meteorizado junto con las rocas que lo encierran.



Oxidación por efecto de aguas superficiales y efecto del aire.



Precipitación a través de la capa freática.



Formación de sulfuros secudarios. Este genera las zonas de enriquecimiento supergénico.

IMPORTANCIA, ¿QÚE SON? 

Radica en el hecho simple de conseguir depósitos de carácter secundario con leyes de mena mucho mayores a las del depósito primario.



OXDACIÓN Y ENRIQUECIMIENTO SUPERGÉNICO:

1.

Se produce conjuntamente, pues sin oxidación no habrá disolventes a partir de los cuales puedan preocipitarse más tarde los minerales en las zonas de oxidación.

2.

E.SUPERGÉNICO: Proceso que aumenta la ley e un cuerpo.

LUGARES Y CRONOLOGÍA 

No tiene un contexto geotécnico determinado.



Mayormente ocuure en yacimiento s lfurosos, Ni-Cu (pórfidos cupríferos), Cu-Fe, Pb-Zn. Que han sido exhumados.



Un factor que favorece la formación es el clima semiárido.

FIGURA N°1: CLIMA SEMIÁRIDO A NIVEL MUNDIAL

LUGARES Y CRONOLOGÍA  Cronología: 1.

No hay un determinado periodo de tiempo característico para la formación de estos depóstos.

2.

Modelos aproximan a unos 12000 años la zona oxidada ( Según Ague y Brimhall) (1989)

3.

Situan la actividad supergénea emtre periodos de 0.4 a 6.2 millones de años. ( Silliote y Mc Kee)(1996).

CONDICIONES FAVORABLES 

Se dará dode se tenga sulfuros y factores que lo altere, entre ellas:

1.

Erosión más lenta que la alteración química.

2.

Exhumación de la masa de sulfuros.

3.

Sistema de aguas subterráneas no muy activos.

4.

Superficie freática profunda.

5.

Rocas permeables.

CONDICIONES FAVORABLES 

QÚE PASARÍA SI NO CUMPLE ESTAS CONDICIONES:

1.

Si no se oxida

2.

Si el agua subterrána circula activamente

3.

Si el nivel freático no desciende

4.

Rocas no permeables

Morfología y estilos de mineralización



Estilo típico de una mineralización de roca primaria



Suele mostrar un perfil de mineralzación para sulfuro de Cu-Fe.



No obstante, las distintas zonas generalizan otros minerales ricos, tal como sulfuros de Pb, Zn, Mn, etc

COBERTOR O GOSSAN • Es el afloramiento de una masa celular de limolita y ganga. • Principalmente se situan encima de depósitos de sulfuros.

MORFOLOGÍA Y ESTILOS DE MINERALIZACIÓN  1.     

ZONAS: Zona oxidada: Metales meteorizados y lixiviados Se caracteriza por tener ambiente oxidante y ácido Roca lavada con alta presencia de óxidos e hidróxidos de hierro. Se producen cambios químicos: Enriquecimiento de Au Figura 3: Vista de perfil de un depósito de enriquecimiento supegéneo

MORFOLOGÍA Y ESTILOS DE MINERALIZACIÓN

Zona oxidada

• CAMBIOS QUÍMICOS: • Eliminación o lavado de minerales. • Transformación de otros compuestos oxidados.

MORFOLOGÍA Y ESTILOS DE MINERALIZACIÓN 

ZONAS:

1.

Zona oxidada

2.

Zona enriquecida o cementada



Neutralización de los minerales.



El ambiente se vuelve reductor por falta de oxígeno. Conlleva a que los metales disueltos se precipiten.



Dando lugar a zonas con mayor ley de mena Figura 3: Vista de perfil de un depósito de enriquecimiento supegéneo

MORFOLOGÍA Y ESTILOS DE MINERALIZACIÓN 

ZONAS:

1.

Zona oxidada

2.

Zona enriquecida o cementada

3.

Zona primaria



Yacimiento no alterado



La roca es la del depósito inicial



La mineralización de esta roca determinará el tipo de enriquecimiento - Ejemplo:

- Si es rico en sulfuro deCu, se formará calcosina; si es de Pb, se formará cerusita.

Figura 3: Vista de perfil de un depósito de enriquecimiento supegéneo

MORFOLOGÍA Y ESTILOS DE MINERALIZACIÓN

Figura 4: Minerales formadores de un depósito del tipo oxidación y enriquecimiento supergénico

Figura 5: Perfil de una zona oxidada con minerales de fierro.