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YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto
BLOQUE II. GÉNESIS DE YACIMIENTOS MINERALES
Yacimientos magmáticos
Yacimientos hidrotermales
Yacimientos Minerales
Gema Fernández Maroto
Departamento de Ciencias de la
Tierra Y Física de La Materia
Condensada
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YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto
YACIMIENTOS MINERALES
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YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto
•No existe un proceso único para la formación de
depósitos minerales
•Distintos modelos
•Modelo de yacimiento mineral: imagen que nos
formamos de un depósito mineral o de un grupo de
yacimientos de características similares, tratando de
facilitar la comprensión de los mismos.
•En un mismo yacimiento pueden superponerse varios
procesos mineralizadores separados por un tiempo
geológico considerable.
Procesos de formación de Yacimientos Minerales
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YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto
Uno de los principales procesos de formación de yacimientos
son las mineralizaciones que se generan directamente del
MAGMA
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PROCESOS IGNEOS EN LA FORMACIÓN DE
YACIMIENTOS MINERALES
Mineralizaciones.
•Directamente de magma
•Consecuencia de la evolución del magma
Magma: fusión de silicatos y óxidos (90-95%), con hasta un
10% de elementos volátiles (H2O)disueltos que proceden del
manto o se forman en las zonas de subducción.
Constituyentes volátiles: H2O, H2S, HCl, HF, CO, CO2,
cloruros y fluoruros de metales pesados….Cuyos puntos de
fusión y ebullición son considerablemente más bajos que las
temperaturas de fusión de los silicatos y óxidos, permanecen
disueltos en el fundido.
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Cuando un magma asciende a zonas superiores de la corteza
terrestre, la separación en fracciones de diferente composición
se denomina diferenciación magmática.
Las causas de esta diferenciación son:
•El campo gravitatorio terrestre
•Los gradientes de presión y temperatura existentes
durante el ascenso del magma.
PROCESOS IGNEOS EN LA FORMACIÓN DE
YACIMIENTOS MINERALES
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Evolución de los magmas
• DIFERENCIACIÓN
MAGMÁTICA:
– Cristalización fraccionada:
los minerales van solidificando
en función de sus puntos de
fusión.
– Diferenciación gravitatoria:
si los minerales que cristalizan
son más densos, se irán al fondo
de la cámara magmática.
– Transporte gaseoso: los gases
pueden arrastrar iones hacia la
parte superior de la cámara.
• MEZCLA: cuando se ponen en
contacto dos tipos diferentes de
magmas.
• ASIMILACIÓN: el magma se
contamina por fusión de la roca
encajante.
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Cámara magmática
Cámara magmática es el
espacio ocupado por el
magma que en su ascenso
hasta la superficie se detiene
temporalmente en
diferentes niveles de la
litosfera.
Las cámaras magmáticas se sitúan a pocos kilómetros de profundidad bajo los volcanes, y en ellas los
magmas experimentan procesos de diferenciación. Como consecuencia de este proceso (diferenciación
magmática, cristalización fraccionada) en una cámara magmática coexisten la fracción líquida del magma
con gases disueltos y la fracción sólida constituida por minerales que han cristalizado al estar sometidos a
ambientes (presión y temperatura) diferentes de los de generación del magma.
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Yacimientos:
•Formados a elevadas presiones y temperaturas.
•Asociados a rocas básicas y ultrabásicas.
•Cromita, diamantes y min. del grupo del Pt.
Los modelos de yac. magmáticos dependen de:
• Quimismo del plutón
• Situación dentro de la CM
• Mecanismo de separación de cristales
• Condiciones fº-qª de formación
PROCESOS IGNEOS EN LA FORMACIÓN DE
YACIMIENTOS MINERALES
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ORIGEN Y PROCEDENCIA DE LOS MAGMAS
•Directamente del manto: tectónica divergente. Magmas básicos
ó ultrabásicos
•De la zona de subducción: ácidos (corteza continental),
básicos (manto) e intermedios (fricción entre ambas placas).
• De anatexia: fusión de rocas sedimentarias. Ácidos,
metamorfismo.
• De mezcla: asimilación magmática
El magma está en continuo movimiento:
• Corrientes de convección
• Presiones laterales
El enfriamiento se produce durante largos períodos de tiempo en los
que se modifican las condiciones físico-químicas iniciales.
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LAS CONCENTRACIONES DE MINERALES
METÁLICOS SE FORMAN:
•INTERIOR DE LA CM: YACIMIENTOS
INTRAMAGMÁTICOS
•EXTERIOR DE LA CM: YACIMIENTOS
PERIMAGMÁTICOS
ASOCIADOS A:
•ROCAS ULTRABÁSICAS
•ROCAS BÁSICAS
•ROCAS INTERMEDIAS
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YAC. PERIMAGMÁTICOS
YAC. INTRAMAGMÁTICOS
PRINCIPALMENTE SE
TRATA DE MINERA-
LIZACIONES DE:
•Cu
•Ni
•Fe
•Ti
•Cr
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YAC. INTRAMAGMÁTICOS
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YACIMIENTOS INTRAMAGMÁTICOS
Formados en el interior del plutón, por
diferenciación magmática, a elevadas P y Tª.
Minerales “refractarios”: cromita
•CRISTALIZACIÓN FRACCIONADA
•LÍQUIDOS INMISCIBLES
•PRESIÓN FILTRANTE
•DIFUSIÓN Y CONVECCIÓN
PROCESOS INTRAMAGMÁTICOS
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YACIMIENTOS INTRAMAGMÁTICOS
•ORTOMAGMÁTICOS (Niggli)
•LÍQUIDOMAGMÁTICOS
(Schneiderhorn)
•SEGREGACIÓN MAGMÁTICA
(Lingreen)
•MAGMÁTICOS (Park)
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Las causas que determinan la diferenciación del magma, son los
gradientes de presión y temperatura, movimientos intramagmáticos por
ellos condicionados o fuerzas tectónicas.
El descenso de la presión y temperatura provoca la "cristalización
fraccionada“ (separación de minerales individualizados en la
mineralogénesis), donde la gravedad terrestre y la viscosidad del fluido,
desempeñan un papel fundamental al atraer los minerales
individualizados y concentrarlos en el fondo de la cámara.
En un magma simático se separan primero los minerales máficos, bajos
en SiO2, y con ellos la cromita, los óxidos de hierro y titanio, diamantes y
los elementos del grupo del platino.
Yacimientos Intramagmáticos
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Yacimientos Intramagmáticos
LÍQUIDOS INMISCIBLES: Durante la formación del magma o en su evolución, se
puede producir un enriquecimiento debido a los componentes inmiscibles, tal es el
caso del exceso de azufre que produce minerales sulfurados y, una vez saturado el
magma, forman un líquido inmiscible que se concentra en forma de pequeñas gotas
dispersas. Estas gotas pueden coalescer y segregarse "in situ" o inyectarse, por la
presión, en las rocas encajantes.
PRESIÓN FILTRANTE: Una variación de la diferenciación por cristalización se
produce cuando un magma cristaliza parcialmente y está integrado por cristales del
fluido residual. Si el magma se encuentra sujeto a presiones tectónicas, los cristales se
acumulan y rellenan con el líquido residual exprimido, formando así fracciones de
composición distinta.
DIFUSIÓN Y CONVECCIÓN: En una cámara magmática la cristalización empezará
por los bordes del plutón en contacto con las rocas encajantes. La disipación del calor
se realiza por difusión, el magma se empobrecerá en los constituyentes de los primeros
cristales que se formen, enriqueciéndose de los restantes. Este aumento de la
concentración hace que migren los componentes primeramente formados, desde el
interior caliente hacia el borde mas frío.
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MINERALES METÁLICOS INTRAMAGMÁTICOS
Asociaciones de minerales según afinidad:
•ROCAS ULTRABÁSICAS: Fe-Ti-Cr-Grupo Pt-
Ni
•ROCAS BÁSICAS: Fe-Ni-Cu-Co
•ROCAS INTERMEDIAS: Cu-Pb-Zn-U-Co
•ROCAS ÁCIDAS: Au-Ag-As-Sb-Sn-Pb-Zn-Mo.
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YAC.
PERIMAGMÁTICOS
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YACIMIENTOS PERIMAGMÁTICOS
Son los depósitos de mineral que se forman en la parte
exterior de la intrusión.
Pueden situarse en los bordes del magma consolidado, o
extenderse fuera del mismo en las rocas adyacentes. Los
yacimientos perimagmáticos son filones pegmatíticos,
hidrotermales, neumatolíticos o intrusiones de magma que
se enfría y consolidarápidamente al tener mayor superficie
de difusión del calor y poco volumen de magma. A estas
intrusiones magmáticas en fracturas, se las denomina
“diques filonianos”
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YACIMIENTOS PERIMAGMÁTICOS
La mayoría de los minerales metálicos y no metálicos de alto interés
económico se encuentran en yacimientos hidrotermales o neumatolíticos.
Las intrusiones magmáticas suelen situarse en la corteza terrestre a favor
de “zonas de cizalla o fractura”.
Una zona de cizalla se caracteriza por lineamientos, fracturas abiertas con
huecos por los que pueden introducirse materiales fundidos o fluidos
hidrotermales y neumatolíticos cargados de iones metálicos que se
depositan cuando las condiciones físicoquímicas de estos huecos lo
permiten, formado las mineralizaciones filonianas perimagmáticas.
Cuando la zona de cizalla es anterior a la mineralización, se crean huecos
donde la presión de los materiales circulantes disminuye rápidamente
manteniéndose la temperatura. El desequilibrio termodinámico provoca la
precipitación de los minerales en texturas porfídicas típicas.
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ZONAS DE CIZALLA
Las zonas de cizalla pueden
tener desde centenares de
kilómetros de largo,
kilómetros de ancho (y
cortar a escala cortical) hasta
solo algunos centímetros de
largo por un milímetro de
ancho. Las grandes zonas de
cizalla pueden mostrar
desplazamientos relativos de
los bloques de decenas a
centenares de kilómetros
• Anteriores a la
mineralización: zonas
de disminución de P
manteniéndose la Tª.
• Áreas intensamente
mineralizadas
INTERÉS DE LAS
ZONAS DE CIZALLA
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LAS PEGMATITAS
Cristalización final de magmas en un ambiente rico
en volátiles, que favorecen la migración iónica, y
permite la formación de cristales de gran tamaño.
•Diques aprovechando fracturas
•Ligadas a RI
•Filones, lenticulares,
tabulares
•> Valor comercial son
las P. graníticas.
Textura
Pegmatítica
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LAS PEGMATITAS
Las pegmatitas son rocas ígneas o metamórficas de grano grueso poco
comunes. Se forman aparentemente a partir de las fracciones residuales
de magmas ricos en volátiles o durante la removilización metamórfica.
Se encuentran estrechamente ligadas con diferentes rocas intrusivas
comogranitos, sienitas, gabros, etc. y constituyen el producto de su
diferenciación. Se sitúan en las rocas intrusivas o en las rocas encajantes.
La forma de sus cuerpos es de lo más variada: filones, lentillas, cuerpos
tabulares, en forma de cigarro, etc. Las pegmatitas graníticas han sido las
más estudiadas por ser las de mayor valor comercial.
La “textura pegmatítica” es característica, formada por cristales muy
gruesos de cuarzo y feldespato. Los grandes cristales (superiores a 1cm)
indican que se produce en los estadios finales de cristalización de los
granitos
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PEGMATITAS
• HOMOGÉNEAS: compuestas por Q y feldespatos de grano grueso y mica,
uniformes de pared a pared tanto en composición como en textura.
• HETEROGÉNEAS: en la periferia del plutón, resultado de un largo y
continuo período de cristalizaciónà minerales gigantes
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PEGMATITAS
Los yacimientos de mayor interés comercial son:
• Yac. de cuarzo, feldespatos y micas
• Fluoruros, óxidos, carbonatos, boratos
uranatos, silicatos de Zr, Th...
• Minerales de las Tierras Raras
• Minerales Radiactivos
• Minerales de sulfuros metálicos
• Piedras preciosas
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CARBONATITAS
Asociaciones
endógenas
de calcita,
dolomita y
otros
carbonatos
relacionados
con cuerpos
intrusivos
complejos de
composiciòn
ultrabásica
alcalina.
Yacimientos de
aprovechamiento
reciente
Características:
Interés comercial : Nb,
Tierras raras, Apatito..
Excepcionales Geol.
Poco abundantes
Textura: maciza,
bandeada, nodular
Estructura granular
Formaciones intrusivas
concéntricas
Zonación vertical
ascendente
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YACIMIENTOS HIDROTERMALES
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“Los procesos hidrotermales se definen como los efectos (mecánicos-
químicos) producidos con la penetración de soluciones mineralizadoras en la
corteza terrestre”. Jensen y Bateman (1981)
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PROCESOS HIDROTERMALES
Los PROCESOS HIDROTERMALES dan lugar a
concentraciones minerales debidas a la precipitación
diferencial de soluciones gaseoso-líquidas calientes que
circulan bajo la superficie terrestre, lo que lleva a la formación
de YACIMIENTOS MINERALES.
•Depósito de los minerales transportados por los fluidos en las
cavidades o huecos que atraviesan.
•Sustitución de los minerales de las rocas encajantes.
Morfología de un yacimiento hidrotermal:
•Cavidad
•Características químicas de las rocas encajantes y su reacción con los
fluidos hidrotermales.
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Los factores esenciales para la formación de
depósitos hidrotermales son:
• Disponibilidad de soluciones mineralizadoras suscepti-
bles de disolver y transportar la materia mineral.
• Presencia de aberturas en las rocas por las cuales puedan
canalizarse las soluciones.
• Presencia de lugares con condiciones físicoquímicas
aptas para la deposición de los elementos transportados
por las soluciones.
• Reacción química cuyo resultado sea la deposición.
• Concentración de mineral suficiente para constituir
depósitos explotables.
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Yacimientos hidrotermales
Los periodos activos de los
sistemas hidrotermales se
consideran cortos en términos
geológicos, entre diez mil y cien
mil años, dependiendo de la
permeabilidad de las rocas que
atraviesan. A nivel regional la
relación de los sistemas
convectivos con el incremento de
la temperatura se debe más al
calor producido por reacciones
radiactivas que a focos puntuales
de actividad térmica, lo que
amplía en gran medida el
contexto y las características del
sistema a gran escala.
Las soluciones hidrotermales penetran dentro de las fisuras sin
desplazamiento (fracturas de distensión) y experimentan
cambios químicos al reaccionar con las rocas encajantes,
especialmente cuando los fluidos están aún muy calientes.
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Origen del Fluido Hidrotermal
•Agua meteórica
•Agua diagenética
•Agua metamórfica y magmática
Las mineralizaciones hidrotermales aparecen asociadas a
multitud de ambientes y procesos geológicos
relacionados con rocas plutónicas, volcánicas y
subvolcánicas.
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YACIMIENTOS HIDROTERMALES
Sistemas convectivos:
•Focos puntuales de actividad térmica
•Calor producido por la desintegración radiactiva.
El estudio geoquímico del agua de las soluciones hidrotermales en el
análisis isotópico de las inclusiones fluidas de algunos minerales,
permite observar que las variaciones isotópicas entre los fluidos de un
mismo cristal son frecuentes, pero entran dentro de un rango que
puede ser clasificado con cierta seguridad. La mayor parte del agua de
los fluidos hidrotemales es meteórica. Sin embargo, existen procesos
hidrotermales con fluidos procedentes de la diferenciación magmática.
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Manifestaciones de hidrotermalismo
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MORFOLOGÍAS DE LOS Y.H.
•DISEMINADAS
•RELLENO DE FRACTURAS
•IRREGULARES
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CLASIFICACIÓN DE LOS YAC. HIDROTERMALES,
Lindgren(1932)
• Catatermales o Hipotermales: entre
300-500ºC, a gran profundidad. Menas de
grano grueso. Fuerte alteración de las rocas
encajantes.
• Mesotermales: entre 200-300ºC.
Soluciones con ligera conexión con la
superficie. Alteración extensa.
• Epitermales: entre 50-200ºC, próximos
a la superficie.Filones, stockworks y/o
chimeneas de brecha.
• Teletermales: menos de 50ºC. Medio
somero con Tª y P bajas. Escasa a nula
alteración de la R.E.
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YACIMIENTOS HIDROTERMALES
Oro, Wolframita, Pirita,
Blenda, Galena,
Pirrotina
Calcopirita, enargita,
galena
Sulfoarseniuros de Ag,
teluluros de Au y Ag
Galena, Blenda,
Marcasita, Calcopirita
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ALTERACIÓN HIDROTERMAL
Se entiende como proceso de alteración hidrotermal al
intercambio químico ocurrido durante una interacción fluido
hidrotermal-roca.
Esta interacción conlleva cambios químicos y mineralógicos en la
roca afectada producto de desequilibrio termodinámico entre ambas
fases.
En estricto rigor, una alteración hidrotermal puede ser considerado
como un proceso de metasomatismo, ocurriendo transformación
química y mineralógica de la roca original en un sistema
termodinámico abierto.
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PROCESOS DE ALTERACIÓN HIDROTERMAL
En la naturaleza se reconocen variados tipos de alteración
hidrotermal, caracterizados por asociaciones de minerales
específicos. Los distintos tipos de alteración e intensidad son
dependientes de factores tales como composición del fluido hidrotermal,
composición de la roca huésped, temperatura, pH, Eh, razón agua/roca y
tiempo de interacción, entre otros.
Alteración potásica: caracterizada principalmente por feldespato potásico y/o
biotita., con minerales accesorios como cuarzo, magnetita, sericita, clorita.
Alteración propilítica: caracterizada principalmente por la asociación clorita-
epidota con o sin albita, calcita, pirita, con minerales accesorios como cuarzo-
magnetita-illita.
Albitización : normalmente asociado con alteración propilítica de alta
temperatura, ocurre por lo general como reemplazo selectivo de plagioclasas junto
con actinolita.
Alteración cuarzo-sericita: caracterizada principalmente por cuarzo y sericita
con minerales accesorios como clorita, illita y pirita. Filica : dominancia de sericita.
Alteración argílica : caracterizada principalmente por arcillas (caolín) y mayor o
menor cuarzo.
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PÓRFIDOS DE METALES BASE
PORPHYRY COPPERS
PÓRFIDOS
CUPRÍFEROS
1905-1910 GRANDES
EXPLOTACIONES
DEL SW EEUU à
INCREMENTO
NOTABLE DEL
ABASTECIMIENTO
MUNDIAL DE Cu.
Sistemas hidrotermales petrogenéticos
de grandes dimensiones
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CARACTERÍSTICAS DE LOS YACIMIENTOS
PORFÍDICOS
Características de los yacimientos porfídicos: Los "pórfidos de
metales base" se definen como sistemas hidrotermales petrogenéticos
de grandes dimensiones. Los tipos de yacimientos más característicos co-
rresponden a los "pórfidos cupríferos" ó "porphyry coppers",
pero existen también los "pórfidos de molibdeno" y "pórfidos de
estaño". La extensión de los "pórfidos" ocupa Km3 de la corteza
terrestre, con tonelajes superiores a 200 mt (oscilando entre los 100
MTm y 2.000 y 3.000 MTm). Los elementos que se concentran en éste
tipo de depósitos son: Cu, Mo, Ag, Au, Pb, Zn y Mn; otros elementos
aparecen como trazas: As, Bi, Sn, Rh y Pt. La calcopirita es el mineral
hipogénico dominante, existiendo otros minerales importantes como la
tetraedrita, tennantita y enargita.
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CARACTERÍSTICAS DE LOS YACIMIENTOS
PORFÍDICOS
La distribución de la alteración hidrotermal muestra un núcleo de
alteración potásica, cubierto sucesivamente por capas concéntricas de
alteración filítica, argilítica y propilítica, correspondiendo pro-
bablemente a un ambiente de actividad deutérica de las últimas fases del
magmatismo. Rodeando, y en parte solapando, la zona de alteración po-
tásica se presenta la capa de alteración filítica en la que los minerales de
alteración incluyen cuarzo, sericita, pirita, hidromica, clorita y rutilo;
esta zona incluye partes del cuerpo mineralizado, especialmente la mine-
ralización de pirita. En la zona argilítica los minerales dominantes son
cuarzo, caolinita y montmorillonita.
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CARACTERÍSTICAS DE LOS YACIMIENTOS
PORFÍDICOS
La zona exterior propilítica se caracteriza por el conjunto de minerales
de alteración clorita-epidota-calcita, que reemplazan a anfíboles, biotita
y plagioclasas; este tipo de alteración afecta a la mayor parte de la roca.
Las zonas de mineralización de sulfuros son concéntricas y coaxiales con
las zonas de alteración. La pirita es el mineral más abundante, seguido
por la calcopirita, bornita, enargita y molibdenita. Desde el centro del
yacimiento hasta el exterior, la secuencia típica de la mineralización es:
1) Calcopirita, pirita, bornita y molibdenita.
2) Pirita, calcopirita, molibdenita, bornita.
3) Pirita, calcopirita.
4) Blenda, galena, plata y oro.
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CARACTERÍSTICAS DE LOS YACIMIENTOS
PORFÍDICOS
Esquema general de una masa
de pórfido cuprífero, modelo de
yacimiento hidrotermal con los
minerales diseminados en
cristales individuales o en
filoncillos, sin una separación
neta entre la mena y la ganga
(Modificado de Lowell y
Guilbert, 1970).
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En la zona más exterior de alteración, los minerales más comunes
son blenda, galena, plata, calcopirita, oro y pirita.
En casi todos los yacimientos de cobre porfídico se observa una
gradación progresiva en la distribución de los sulfuros:
• Filones en la zona periférica
• Filoncillos en la zona exterior
• Filoncillos y menor cantidad de granos diseminados en la zona
intermedia
• Igual cantidad de vetillas y diseminación en la zona interior
• Finalmente predominio de la diseminación en la zona central.
CARACTERÍSTICAS DE LOS YACIMIENTOS
PORFÍDICOS
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• La mineralización pasa de diseminada en la zona central, a
stockwork en las zonas interior e intermedia, a filoniana en la
parte exterior.
• En los yacimientos de cobre porfídico los procesos de
oxidación y enriquecimiento secundario han jugado un papel
de gran importancia, hasta tal punto que en la mayoría de los
yacimientos se explota la zona correspondiente a minerales
sulfurados cupríferos enriquecidos.
CARACTERÍSTICAS DE LOS YACIMIENTOS
PORFÍDICOS
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Intrusión y carácter en los
pórfidos cupriferos:
•Los "pórfidos cupríferos" están ligados a intrusiones de monzonita,
monzonita cuarcífera o pórfido diorítico del mesozoico o principios del
terciario.
•Son bolsas de varios centenares de metros de diámetro y de forma
irregular que penetran siguiendo las fracturas tectónicas principales.
•Todos ellos han sido denudados por la erosión.
•Las rocas encajantes han sido intensamente alteradas durante la primera
fase de la mineralización.
•Mineralogía sencilla: PIRITA, CALCOPIRITA Y BORNITA
•Fuerte oxidación que origina un enriquecimiento secundario
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CARACTERÍSTICAS DE LOS YACIMIENTOS PORFÍDICOS
• Extensiones de km3
• Tonelajes > 200 mTm
• Elementos que se concentran: Cu, Mo, Ag, Au, Pb, Zn y Mn.
• Trazas: As, Bi, Sn, Rh y Pt.
• CALCOPIRITA
• TETRAEDRITA, TENNANTITA Y ENARGITA.
• Morfología muy variada.
• Intrusivos de rocas ígneas intermedio-ácidas à placa oceánica-placa
continental. Andes
Leyes de metal:
•Cu 0.3 -1.4%
•Mo 0.01- 0.06%
•Au 0 – 0.6%
• Formaciones jóvenes:40 millones de años
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Génesis de los pórfidos cupríferos:
Estos inmensos depósitos de mineral son el resultado de la intrusión de
pórfidos monzoníticos a lo largo de fallas antiguas u otras estructuras
débiles. La intrusión se reactivó repetidas veces y los líquidos
hidrotermales ascendieron sucesivamente por las mismas vías,
produciendo alteraciones y mineralizaciones en diversas etapas. Las
soluciones hidrotermales realizaron primero una amplia alteración de
las rocas, lo que permitió un aumento de su permeabilidad.
Durante la alteración se eliminó algo de hierro, magnesia y sosa y se
añadió potasio y sílice. Se metalizó un gran volumen de roca con
minerales, especialmente pirita y calcopirita hasta constituir una mena
comercial. La erosión subsiguiente, profunda, y la meteorización de las
rocas liberó parte de los minerales primarios.
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1) Formación de las zonas de alteración potásica y propilítica
2) Desarrollo de la alteración fílica (hacia fuera y arriba)
3) Formación de facies de alteración argílica en la parte superior
del sistema
Mena: Sulfuros primarios en orden de abundancia:
– Calcopirita: Es el principal mineral hipógeno de interés
económico; CuFeS2; S=35% -Cu=34,5% - Fe=30,5%
– Bornita: Presencia variable, de ausente a mena principal; súlfuro de cobre
y fierro; Cu5FeS4,
Cu=63.3% - Fe=11,1% - S=25.6%
– Calcosina: Más rara, Cu2S;Cu=79,8% - S=20,2%• En algunos yacimientos
el contenido de arsénico y antimonio es alto, abundante tenantita,tetrahedrita
y enargita.
• Algunos pórfidos están rodeados por zonas externas con mineralización de
Pb, Zn, Mn, Ag y Au,
Génesis de los pórfidos cupríferos:
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Existen grandes provincias metalogénicas de
pórfidos cupríferos, entre las que resaltan las de
la cadena andina (Chile - Perú principalmente,
destacando el yacimiento de Chuquicamata) y
la del SO de los Estados Unidos.
La mayoría de estos yacimientos son de edad
cenozoica.
Depósitos de cobre porfídicos
El complejo minero
de Chuquicamata
está situado a
1650km al N de la
capital de Chile
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Panorámica de la
Mina
Complejo porfídico “Chuqui”:
pórfido E, pórfido O, pórfido
Banco y el Textura Fina
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YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto
Chuquicamata (Chile)
Un sistema de fallas (Oeste) controló la mineralización (31 M.a.) desde
la intrusión inicial (36-33 M.a.) hasta la brechificación postmineral.
Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros
YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto
Chuquicamata: mina subterránea
Agosto 2019
Bajo la explotación a
cielo abierto, se han
cuantificado cerca de
1.700 millones de
toneladas en reservas
de mineral de cobre
(ley 0,7%) y
molibdeno (502 ppm),
que representan más
de 60% de lo
explotado en los
últimos 90 años.

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  • 1. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto BLOQUE II. GÉNESIS DE YACIMIENTOS MINERALES Yacimientos magmáticos Yacimientos hidrotermales Yacimientos Minerales Gema Fernández Maroto Departamento de Ciencias de la Tierra Y Física de La Materia Condensada Este material se publica con licencia: Creative Commons BY-NC-SA 4.0
  • 2. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto YACIMIENTOS MINERALES
  • 3. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto •No existe un proceso único para la formación de depósitos minerales •Distintos modelos •Modelo de yacimiento mineral: imagen que nos formamos de un depósito mineral o de un grupo de yacimientos de características similares, tratando de facilitar la comprensión de los mismos. •En un mismo yacimiento pueden superponerse varios procesos mineralizadores separados por un tiempo geológico considerable. Procesos de formación de Yacimientos Minerales
  • 4. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto Uno de los principales procesos de formación de yacimientos son las mineralizaciones que se generan directamente del MAGMA
  • 5. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto PROCESOS IGNEOS EN LA FORMACIÓN DE YACIMIENTOS MINERALES Mineralizaciones. •Directamente de magma •Consecuencia de la evolución del magma Magma: fusión de silicatos y óxidos (90-95%), con hasta un 10% de elementos volátiles (H2O)disueltos que proceden del manto o se forman en las zonas de subducción. Constituyentes volátiles: H2O, H2S, HCl, HF, CO, CO2, cloruros y fluoruros de metales pesados….Cuyos puntos de fusión y ebullición son considerablemente más bajos que las temperaturas de fusión de los silicatos y óxidos, permanecen disueltos en el fundido.
  • 6. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto Cuando un magma asciende a zonas superiores de la corteza terrestre, la separación en fracciones de diferente composición se denomina diferenciación magmática. Las causas de esta diferenciación son: •El campo gravitatorio terrestre •Los gradientes de presión y temperatura existentes durante el ascenso del magma. PROCESOS IGNEOS EN LA FORMACIÓN DE YACIMIENTOS MINERALES
  • 7. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto Evolución de los magmas • DIFERENCIACIÓN MAGMÁTICA: – Cristalización fraccionada: los minerales van solidificando en función de sus puntos de fusión. – Diferenciación gravitatoria: si los minerales que cristalizan son más densos, se irán al fondo de la cámara magmática. – Transporte gaseoso: los gases pueden arrastrar iones hacia la parte superior de la cámara. • MEZCLA: cuando se ponen en contacto dos tipos diferentes de magmas. • ASIMILACIÓN: el magma se contamina por fusión de la roca encajante.
  • 8. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto Cámara magmática Cámara magmática es el espacio ocupado por el magma que en su ascenso hasta la superficie se detiene temporalmente en diferentes niveles de la litosfera. Las cámaras magmáticas se sitúan a pocos kilómetros de profundidad bajo los volcanes, y en ellas los magmas experimentan procesos de diferenciación. Como consecuencia de este proceso (diferenciación magmática, cristalización fraccionada) en una cámara magmática coexisten la fracción líquida del magma con gases disueltos y la fracción sólida constituida por minerales que han cristalizado al estar sometidos a ambientes (presión y temperatura) diferentes de los de generación del magma.
  • 9. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto Yacimientos: •Formados a elevadas presiones y temperaturas. •Asociados a rocas básicas y ultrabásicas. •Cromita, diamantes y min. del grupo del Pt. Los modelos de yac. magmáticos dependen de: • Quimismo del plutón • Situación dentro de la CM • Mecanismo de separación de cristales • Condiciones fº-qª de formación PROCESOS IGNEOS EN LA FORMACIÓN DE YACIMIENTOS MINERALES
  • 10. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto ORIGEN Y PROCEDENCIA DE LOS MAGMAS •Directamente del manto: tectónica divergente. Magmas básicos ó ultrabásicos •De la zona de subducción: ácidos (corteza continental), básicos (manto) e intermedios (fricción entre ambas placas). • De anatexia: fusión de rocas sedimentarias. Ácidos, metamorfismo. • De mezcla: asimilación magmática El magma está en continuo movimiento: • Corrientes de convección • Presiones laterales El enfriamiento se produce durante largos períodos de tiempo en los que se modifican las condiciones físico-químicas iniciales.
  • 11. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto LAS CONCENTRACIONES DE MINERALES METÁLICOS SE FORMAN: •INTERIOR DE LA CM: YACIMIENTOS INTRAMAGMÁTICOS •EXTERIOR DE LA CM: YACIMIENTOS PERIMAGMÁTICOS ASOCIADOS A: •ROCAS ULTRABÁSICAS •ROCAS BÁSICAS •ROCAS INTERMEDIAS
  • 12. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto YAC. PERIMAGMÁTICOS YAC. INTRAMAGMÁTICOS PRINCIPALMENTE SE TRATA DE MINERA- LIZACIONES DE: •Cu •Ni •Fe •Ti •Cr
  • 13. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto YAC. INTRAMAGMÁTICOS
  • 14. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto YACIMIENTOS INTRAMAGMÁTICOS Formados en el interior del plutón, por diferenciación magmática, a elevadas P y Tª. Minerales “refractarios”: cromita •CRISTALIZACIÓN FRACCIONADA •LÍQUIDOS INMISCIBLES •PRESIÓN FILTRANTE •DIFUSIÓN Y CONVECCIÓN PROCESOS INTRAMAGMÁTICOS
  • 15. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto YACIMIENTOS INTRAMAGMÁTICOS •ORTOMAGMÁTICOS (Niggli) •LÍQUIDOMAGMÁTICOS (Schneiderhorn) •SEGREGACIÓN MAGMÁTICA (Lingreen) •MAGMÁTICOS (Park)
  • 16. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto Las causas que determinan la diferenciación del magma, son los gradientes de presión y temperatura, movimientos intramagmáticos por ellos condicionados o fuerzas tectónicas. El descenso de la presión y temperatura provoca la "cristalización fraccionada“ (separación de minerales individualizados en la mineralogénesis), donde la gravedad terrestre y la viscosidad del fluido, desempeñan un papel fundamental al atraer los minerales individualizados y concentrarlos en el fondo de la cámara. En un magma simático se separan primero los minerales máficos, bajos en SiO2, y con ellos la cromita, los óxidos de hierro y titanio, diamantes y los elementos del grupo del platino. Yacimientos Intramagmáticos
  • 17. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto Yacimientos Intramagmáticos LÍQUIDOS INMISCIBLES: Durante la formación del magma o en su evolución, se puede producir un enriquecimiento debido a los componentes inmiscibles, tal es el caso del exceso de azufre que produce minerales sulfurados y, una vez saturado el magma, forman un líquido inmiscible que se concentra en forma de pequeñas gotas dispersas. Estas gotas pueden coalescer y segregarse "in situ" o inyectarse, por la presión, en las rocas encajantes. PRESIÓN FILTRANTE: Una variación de la diferenciación por cristalización se produce cuando un magma cristaliza parcialmente y está integrado por cristales del fluido residual. Si el magma se encuentra sujeto a presiones tectónicas, los cristales se acumulan y rellenan con el líquido residual exprimido, formando así fracciones de composición distinta. DIFUSIÓN Y CONVECCIÓN: En una cámara magmática la cristalización empezará por los bordes del plutón en contacto con las rocas encajantes. La disipación del calor se realiza por difusión, el magma se empobrecerá en los constituyentes de los primeros cristales que se formen, enriqueciéndose de los restantes. Este aumento de la concentración hace que migren los componentes primeramente formados, desde el interior caliente hacia el borde mas frío.
  • 18. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto MINERALES METÁLICOS INTRAMAGMÁTICOS Asociaciones de minerales según afinidad: •ROCAS ULTRABÁSICAS: Fe-Ti-Cr-Grupo Pt- Ni •ROCAS BÁSICAS: Fe-Ni-Cu-Co •ROCAS INTERMEDIAS: Cu-Pb-Zn-U-Co •ROCAS ÁCIDAS: Au-Ag-As-Sb-Sn-Pb-Zn-Mo.
  • 19. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto YAC. PERIMAGMÁTICOS
  • 20. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto YACIMIENTOS PERIMAGMÁTICOS Son los depósitos de mineral que se forman en la parte exterior de la intrusión. Pueden situarse en los bordes del magma consolidado, o extenderse fuera del mismo en las rocas adyacentes. Los yacimientos perimagmáticos son filones pegmatíticos, hidrotermales, neumatolíticos o intrusiones de magma que se enfría y consolidarápidamente al tener mayor superficie de difusión del calor y poco volumen de magma. A estas intrusiones magmáticas en fracturas, se las denomina “diques filonianos”
  • 21. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto YACIMIENTOS PERIMAGMÁTICOS La mayoría de los minerales metálicos y no metálicos de alto interés económico se encuentran en yacimientos hidrotermales o neumatolíticos. Las intrusiones magmáticas suelen situarse en la corteza terrestre a favor de “zonas de cizalla o fractura”. Una zona de cizalla se caracteriza por lineamientos, fracturas abiertas con huecos por los que pueden introducirse materiales fundidos o fluidos hidrotermales y neumatolíticos cargados de iones metálicos que se depositan cuando las condiciones físicoquímicas de estos huecos lo permiten, formado las mineralizaciones filonianas perimagmáticas. Cuando la zona de cizalla es anterior a la mineralización, se crean huecos donde la presión de los materiales circulantes disminuye rápidamente manteniéndose la temperatura. El desequilibrio termodinámico provoca la precipitación de los minerales en texturas porfídicas típicas.
  • 22. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto ZONAS DE CIZALLA Las zonas de cizalla pueden tener desde centenares de kilómetros de largo, kilómetros de ancho (y cortar a escala cortical) hasta solo algunos centímetros de largo por un milímetro de ancho. Las grandes zonas de cizalla pueden mostrar desplazamientos relativos de los bloques de decenas a centenares de kilómetros • Anteriores a la mineralización: zonas de disminución de P manteniéndose la Tª. • Áreas intensamente mineralizadas INTERÉS DE LAS ZONAS DE CIZALLA
  • 23. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto LAS PEGMATITAS Cristalización final de magmas en un ambiente rico en volátiles, que favorecen la migración iónica, y permite la formación de cristales de gran tamaño. •Diques aprovechando fracturas •Ligadas a RI •Filones, lenticulares, tabulares •> Valor comercial son las P. graníticas. Textura Pegmatítica
  • 24. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto LAS PEGMATITAS Las pegmatitas son rocas ígneas o metamórficas de grano grueso poco comunes. Se forman aparentemente a partir de las fracciones residuales de magmas ricos en volátiles o durante la removilización metamórfica. Se encuentran estrechamente ligadas con diferentes rocas intrusivas comogranitos, sienitas, gabros, etc. y constituyen el producto de su diferenciación. Se sitúan en las rocas intrusivas o en las rocas encajantes. La forma de sus cuerpos es de lo más variada: filones, lentillas, cuerpos tabulares, en forma de cigarro, etc. Las pegmatitas graníticas han sido las más estudiadas por ser las de mayor valor comercial. La “textura pegmatítica” es característica, formada por cristales muy gruesos de cuarzo y feldespato. Los grandes cristales (superiores a 1cm) indican que se produce en los estadios finales de cristalización de los granitos
  • 25. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto PEGMATITAS • HOMOGÉNEAS: compuestas por Q y feldespatos de grano grueso y mica, uniformes de pared a pared tanto en composición como en textura. • HETEROGÉNEAS: en la periferia del plutón, resultado de un largo y continuo período de cristalizaciónà minerales gigantes
  • 26. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto PEGMATITAS Los yacimientos de mayor interés comercial son: • Yac. de cuarzo, feldespatos y micas • Fluoruros, óxidos, carbonatos, boratos uranatos, silicatos de Zr, Th... • Minerales de las Tierras Raras • Minerales Radiactivos • Minerales de sulfuros metálicos • Piedras preciosas
  • 27. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto CARBONATITAS Asociaciones endógenas de calcita, dolomita y otros carbonatos relacionados con cuerpos intrusivos complejos de composiciòn ultrabásica alcalina. Yacimientos de aprovechamiento reciente Características: Interés comercial : Nb, Tierras raras, Apatito.. Excepcionales Geol. Poco abundantes Textura: maciza, bandeada, nodular Estructura granular Formaciones intrusivas concéntricas Zonación vertical ascendente
  • 28. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto YACIMIENTOS HIDROTERMALES
  • 29. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto “Los procesos hidrotermales se definen como los efectos (mecánicos- químicos) producidos con la penetración de soluciones mineralizadoras en la corteza terrestre”. Jensen y Bateman (1981)
  • 30. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto PROCESOS HIDROTERMALES Los PROCESOS HIDROTERMALES dan lugar a concentraciones minerales debidas a la precipitación diferencial de soluciones gaseoso-líquidas calientes que circulan bajo la superficie terrestre, lo que lleva a la formación de YACIMIENTOS MINERALES. •Depósito de los minerales transportados por los fluidos en las cavidades o huecos que atraviesan. •Sustitución de los minerales de las rocas encajantes. Morfología de un yacimiento hidrotermal: •Cavidad •Características químicas de las rocas encajantes y su reacción con los fluidos hidrotermales.
  • 31. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto Los factores esenciales para la formación de depósitos hidrotermales son: • Disponibilidad de soluciones mineralizadoras suscepti- bles de disolver y transportar la materia mineral. • Presencia de aberturas en las rocas por las cuales puedan canalizarse las soluciones. • Presencia de lugares con condiciones físicoquímicas aptas para la deposición de los elementos transportados por las soluciones. • Reacción química cuyo resultado sea la deposición. • Concentración de mineral suficiente para constituir depósitos explotables.
  • 32. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto Yacimientos hidrotermales Los periodos activos de los sistemas hidrotermales se consideran cortos en términos geológicos, entre diez mil y cien mil años, dependiendo de la permeabilidad de las rocas que atraviesan. A nivel regional la relación de los sistemas convectivos con el incremento de la temperatura se debe más al calor producido por reacciones radiactivas que a focos puntuales de actividad térmica, lo que amplía en gran medida el contexto y las características del sistema a gran escala. Las soluciones hidrotermales penetran dentro de las fisuras sin desplazamiento (fracturas de distensión) y experimentan cambios químicos al reaccionar con las rocas encajantes, especialmente cuando los fluidos están aún muy calientes.
  • 33. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto Origen del Fluido Hidrotermal •Agua meteórica •Agua diagenética •Agua metamórfica y magmática Las mineralizaciones hidrotermales aparecen asociadas a multitud de ambientes y procesos geológicos relacionados con rocas plutónicas, volcánicas y subvolcánicas.
  • 34. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto YACIMIENTOS HIDROTERMALES Sistemas convectivos: •Focos puntuales de actividad térmica •Calor producido por la desintegración radiactiva. El estudio geoquímico del agua de las soluciones hidrotermales en el análisis isotópico de las inclusiones fluidas de algunos minerales, permite observar que las variaciones isotópicas entre los fluidos de un mismo cristal son frecuentes, pero entran dentro de un rango que puede ser clasificado con cierta seguridad. La mayor parte del agua de los fluidos hidrotemales es meteórica. Sin embargo, existen procesos hidrotermales con fluidos procedentes de la diferenciación magmática.
  • 35. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto Manifestaciones de hidrotermalismo
  • 36. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto MORFOLOGÍAS DE LOS Y.H. •DISEMINADAS •RELLENO DE FRACTURAS •IRREGULARES
  • 37. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto CLASIFICACIÓN DE LOS YAC. HIDROTERMALES, Lindgren(1932) • Catatermales o Hipotermales: entre 300-500ºC, a gran profundidad. Menas de grano grueso. Fuerte alteración de las rocas encajantes. • Mesotermales: entre 200-300ºC. Soluciones con ligera conexión con la superficie. Alteración extensa. • Epitermales: entre 50-200ºC, próximos a la superficie.Filones, stockworks y/o chimeneas de brecha. • Teletermales: menos de 50ºC. Medio somero con Tª y P bajas. Escasa a nula alteración de la R.E.
  • 38. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto YACIMIENTOS HIDROTERMALES Oro, Wolframita, Pirita, Blenda, Galena, Pirrotina Calcopirita, enargita, galena Sulfoarseniuros de Ag, teluluros de Au y Ag Galena, Blenda, Marcasita, Calcopirita
  • 39. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto ALTERACIÓN HIDROTERMAL Se entiende como proceso de alteración hidrotermal al intercambio químico ocurrido durante una interacción fluido hidrotermal-roca. Esta interacción conlleva cambios químicos y mineralógicos en la roca afectada producto de desequilibrio termodinámico entre ambas fases. En estricto rigor, una alteración hidrotermal puede ser considerado como un proceso de metasomatismo, ocurriendo transformación química y mineralógica de la roca original en un sistema termodinámico abierto.
  • 40. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto PROCESOS DE ALTERACIÓN HIDROTERMAL En la naturaleza se reconocen variados tipos de alteración hidrotermal, caracterizados por asociaciones de minerales específicos. Los distintos tipos de alteración e intensidad son dependientes de factores tales como composición del fluido hidrotermal, composición de la roca huésped, temperatura, pH, Eh, razón agua/roca y tiempo de interacción, entre otros. Alteración potásica: caracterizada principalmente por feldespato potásico y/o biotita., con minerales accesorios como cuarzo, magnetita, sericita, clorita. Alteración propilítica: caracterizada principalmente por la asociación clorita- epidota con o sin albita, calcita, pirita, con minerales accesorios como cuarzo- magnetita-illita. Albitización : normalmente asociado con alteración propilítica de alta temperatura, ocurre por lo general como reemplazo selectivo de plagioclasas junto con actinolita. Alteración cuarzo-sericita: caracterizada principalmente por cuarzo y sericita con minerales accesorios como clorita, illita y pirita. Filica : dominancia de sericita. Alteración argílica : caracterizada principalmente por arcillas (caolín) y mayor o menor cuarzo.
  • 41. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto PÓRFIDOS DE METALES BASE PORPHYRY COPPERS PÓRFIDOS CUPRÍFEROS 1905-1910 GRANDES EXPLOTACIONES DEL SW EEUU à INCREMENTO NOTABLE DEL ABASTECIMIENTO MUNDIAL DE Cu. Sistemas hidrotermales petrogenéticos de grandes dimensiones
  • 42. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto CARACTERÍSTICAS DE LOS YACIMIENTOS PORFÍDICOS Características de los yacimientos porfídicos: Los "pórfidos de metales base" se definen como sistemas hidrotermales petrogenéticos de grandes dimensiones. Los tipos de yacimientos más característicos co- rresponden a los "pórfidos cupríferos" ó "porphyry coppers", pero existen también los "pórfidos de molibdeno" y "pórfidos de estaño". La extensión de los "pórfidos" ocupa Km3 de la corteza terrestre, con tonelajes superiores a 200 mt (oscilando entre los 100 MTm y 2.000 y 3.000 MTm). Los elementos que se concentran en éste tipo de depósitos son: Cu, Mo, Ag, Au, Pb, Zn y Mn; otros elementos aparecen como trazas: As, Bi, Sn, Rh y Pt. La calcopirita es el mineral hipogénico dominante, existiendo otros minerales importantes como la tetraedrita, tennantita y enargita.
  • 43. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto CARACTERÍSTICAS DE LOS YACIMIENTOS PORFÍDICOS La distribución de la alteración hidrotermal muestra un núcleo de alteración potásica, cubierto sucesivamente por capas concéntricas de alteración filítica, argilítica y propilítica, correspondiendo pro- bablemente a un ambiente de actividad deutérica de las últimas fases del magmatismo. Rodeando, y en parte solapando, la zona de alteración po- tásica se presenta la capa de alteración filítica en la que los minerales de alteración incluyen cuarzo, sericita, pirita, hidromica, clorita y rutilo; esta zona incluye partes del cuerpo mineralizado, especialmente la mine- ralización de pirita. En la zona argilítica los minerales dominantes son cuarzo, caolinita y montmorillonita.
  • 44. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto CARACTERÍSTICAS DE LOS YACIMIENTOS PORFÍDICOS La zona exterior propilítica se caracteriza por el conjunto de minerales de alteración clorita-epidota-calcita, que reemplazan a anfíboles, biotita y plagioclasas; este tipo de alteración afecta a la mayor parte de la roca. Las zonas de mineralización de sulfuros son concéntricas y coaxiales con las zonas de alteración. La pirita es el mineral más abundante, seguido por la calcopirita, bornita, enargita y molibdenita. Desde el centro del yacimiento hasta el exterior, la secuencia típica de la mineralización es: 1) Calcopirita, pirita, bornita y molibdenita. 2) Pirita, calcopirita, molibdenita, bornita. 3) Pirita, calcopirita. 4) Blenda, galena, plata y oro.
  • 45. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto CARACTERÍSTICAS DE LOS YACIMIENTOS PORFÍDICOS Esquema general de una masa de pórfido cuprífero, modelo de yacimiento hidrotermal con los minerales diseminados en cristales individuales o en filoncillos, sin una separación neta entre la mena y la ganga (Modificado de Lowell y Guilbert, 1970).
  • 46. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto En la zona más exterior de alteración, los minerales más comunes son blenda, galena, plata, calcopirita, oro y pirita. En casi todos los yacimientos de cobre porfídico se observa una gradación progresiva en la distribución de los sulfuros: • Filones en la zona periférica • Filoncillos en la zona exterior • Filoncillos y menor cantidad de granos diseminados en la zona intermedia • Igual cantidad de vetillas y diseminación en la zona interior • Finalmente predominio de la diseminación en la zona central. CARACTERÍSTICAS DE LOS YACIMIENTOS PORFÍDICOS
  • 47. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto • La mineralización pasa de diseminada en la zona central, a stockwork en las zonas interior e intermedia, a filoniana en la parte exterior. • En los yacimientos de cobre porfídico los procesos de oxidación y enriquecimiento secundario han jugado un papel de gran importancia, hasta tal punto que en la mayoría de los yacimientos se explota la zona correspondiente a minerales sulfurados cupríferos enriquecidos. CARACTERÍSTICAS DE LOS YACIMIENTOS PORFÍDICOS Esta foto de Autor desconocido está bajo licencia CC BY-NC
  • 48. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto Intrusión y carácter en los pórfidos cupriferos: •Los "pórfidos cupríferos" están ligados a intrusiones de monzonita, monzonita cuarcífera o pórfido diorítico del mesozoico o principios del terciario. •Son bolsas de varios centenares de metros de diámetro y de forma irregular que penetran siguiendo las fracturas tectónicas principales. •Todos ellos han sido denudados por la erosión. •Las rocas encajantes han sido intensamente alteradas durante la primera fase de la mineralización. •Mineralogía sencilla: PIRITA, CALCOPIRITA Y BORNITA •Fuerte oxidación que origina un enriquecimiento secundario
  • 49. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto CARACTERÍSTICAS DE LOS YACIMIENTOS PORFÍDICOS • Extensiones de km3 • Tonelajes > 200 mTm • Elementos que se concentran: Cu, Mo, Ag, Au, Pb, Zn y Mn. • Trazas: As, Bi, Sn, Rh y Pt. • CALCOPIRITA • TETRAEDRITA, TENNANTITA Y ENARGITA. • Morfología muy variada. • Intrusivos de rocas ígneas intermedio-ácidas à placa oceánica-placa continental. Andes Leyes de metal: •Cu 0.3 -1.4% •Mo 0.01- 0.06% •Au 0 – 0.6% • Formaciones jóvenes:40 millones de años
  • 50. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto Génesis de los pórfidos cupríferos: Estos inmensos depósitos de mineral son el resultado de la intrusión de pórfidos monzoníticos a lo largo de fallas antiguas u otras estructuras débiles. La intrusión se reactivó repetidas veces y los líquidos hidrotermales ascendieron sucesivamente por las mismas vías, produciendo alteraciones y mineralizaciones en diversas etapas. Las soluciones hidrotermales realizaron primero una amplia alteración de las rocas, lo que permitió un aumento de su permeabilidad. Durante la alteración se eliminó algo de hierro, magnesia y sosa y se añadió potasio y sílice. Se metalizó un gran volumen de roca con minerales, especialmente pirita y calcopirita hasta constituir una mena comercial. La erosión subsiguiente, profunda, y la meteorización de las rocas liberó parte de los minerales primarios.
  • 51. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto 1) Formación de las zonas de alteración potásica y propilítica 2) Desarrollo de la alteración fílica (hacia fuera y arriba) 3) Formación de facies de alteración argílica en la parte superior del sistema Mena: Sulfuros primarios en orden de abundancia: – Calcopirita: Es el principal mineral hipógeno de interés económico; CuFeS2; S=35% -Cu=34,5% - Fe=30,5% – Bornita: Presencia variable, de ausente a mena principal; súlfuro de cobre y fierro; Cu5FeS4, Cu=63.3% - Fe=11,1% - S=25.6% – Calcosina: Más rara, Cu2S;Cu=79,8% - S=20,2%• En algunos yacimientos el contenido de arsénico y antimonio es alto, abundante tenantita,tetrahedrita y enargita. • Algunos pórfidos están rodeados por zonas externas con mineralización de Pb, Zn, Mn, Ag y Au, Génesis de los pórfidos cupríferos:
  • 52. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto Existen grandes provincias metalogénicas de pórfidos cupríferos, entre las que resaltan las de la cadena andina (Chile - Perú principalmente, destacando el yacimiento de Chuquicamata) y la del SO de los Estados Unidos. La mayoría de estos yacimientos son de edad cenozoica. Depósitos de cobre porfídicos El complejo minero de Chuquicamata está situado a 1650km al N de la capital de Chile
  • 53. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto Panorámica de la Mina Complejo porfídico “Chuqui”: pórfido E, pórfido O, pórfido Banco y el Textura Fina
  • 54. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto Chuquicamata (Chile) Un sistema de fallas (Oeste) controló la mineralización (31 M.a.) desde la intrusión inicial (36-33 M.a.) hasta la brechificación postmineral.
  • 55. Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros YACIMIENTOS MINERALES Gema Fernández Maroto Chuquicamata: mina subterránea Agosto 2019 Bajo la explotación a cielo abierto, se han cuantificado cerca de 1.700 millones de toneladas en reservas de mineral de cobre (ley 0,7%) y molibdeno (502 ppm), que representan más de 60% de lo explotado en los últimos 90 años.