Hinsdalita, mineral de baja temperatura en el yacimiento de Cerro de Pasco, Peru

1. INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE LORRAINE
ECOLE NATIONAL SUPERIEURE DE GEOLOGIE APPLIQUE
CENTRE D´ENSEIGNEMENT SUPERIOR EN EXPLORATION ET
VALORISATION DES RESSOURSCES MINERALES
CONTRIBUTION A L´ETUDE MINERALOGIQUE DE CINQ
ECHANTILLONS DE PYRITE DE
CERRO DE PASCO: LA DECOUVERTE DE
L´ASSOCIATION PYRITE-HINSDALITE
Pour RICARDO VEGA MÁRQUEZ
Par obtener le diplome
D´EXPERT EN EXPLORATION ET VALORISATION DES
RESSOURSES MINERALES
NANCY, JUIN 1977

2. INSTITUTO NACIONAL POLITENICO DE LORRAINE3
ESCUELA NACIONAL SUPERIOR DE GEOLOGIA APLICADA
CENTRO DE ENSEÑANZA SUPERIOR EN EXPLORACION Y
VALORIZATION DES RECURSOS MINERALES
CONTRIBUCION AL ESTUDIO MINERALOGICO DE CINCO
MUESTRAS DE PIRITA DE
CERRO DE PASCO: EL DESCUBRIMIENTO DE
LA ASOCIACION PYRITA-HINSDALITA
Por RICARDO VEGA MÁRQUEZ
Para obtener el diploma de
EXPERTO EN EXPLORACION Y VALORIZACION DE RECURSOS
MINERALES
NANCY, JUNIO 1977

3. CONTRIBUCION AL ESTUDIO MINERALOGICO DE
CINCO MUESTRAS DE PIRITA DE
CERRO DE PASCO: EL DESCUBRIMIENTO DE
LA ASOCIACION PYRITA-HINSDALITA
1.0 INTRODUCCIÓN
2.0 METODOLOGÍA
2.1 Escala óptica
- Metalografía clásica
- Oxidación epitáxica
2.2 Herramientas analíticas
- Espectrometría química
- Difractometría por rayos X
- Análisis cualitativo a la microsonda
2.3 Escala del microscopio electrónico
3.0 MINERALOGÍA DE LAS MUESTRAS ESTUDIADAS
3.1 Las piritas y el cuarzo
3.2 Hinsdalita
4.0 ÉPOCA DE DEPOSICIÓN DE LA HINSDALITA Y SU RELACIÓN CON LAS PIRITA
5.0 CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFÍA

4. CONTRIBUCION AL ESTUDIO MINERALOGICO DE
CINCO MUESTRAS DE PIRITE DE
CERRO DE PASCO: EL DESCUBRIMIENTO DE
LA ASOCIACION PYRITE-HINSDALITE
1.0 INTRODUCCIÓN
El yacimiento de Cerro de Pasco está localizado en la parte central del Perú, al lado
Oeste de la ciudad del mismo nombre. Sus coordenadas geográficas so 10º42´ Sur y
76º 15´Este (Figura 1). La altitud media del yacimiento es de 4300 metros sobre el
nivel del mar.
A escala local, se encuentra en el lado Sureste de una chimenea volcánica u la falla
Longitudinal que separa las calizas Jurásicas de las filitas Devónicas (Ver figura 2).
La chimenea volcánica (aglomerado compuesto de fragmentos de filitas, cuarcitas,
calizas y pórfidos monzoníticos dentro de una matriz fina compuesta de los mismos
elementos), ha sido instruida al sur y al noreste por masas de monzonita cuarcífera.
También se hace notarla presencia de diques de cuarzo monzonita albitizada
atravesando la chimenea en la parte Norte.
Según Ward (1961), las calizas silíceas habrían sido reemplazadas por pirita. La
sílice inicialmente organizada en niveles de chert negro interestratificados en las
calizas, habrían sido removilizados in situ en el curso de este proceso. Los cuerpos
sulfurados están constituidos de pirita dominante (50%), acompañada de un
porcentaje variable de metales pesados (Pb, Cu, Ag y Bi), presentados bajo la forma
de galena, esfalerita, enargita, argentita y bismutinita como sulfuros principales y
muchos otros sulfuros de menor importancia económica dentro de los cuerpos.
Ward ha distinguido microscópicamente tres tipos de minerales piritosos:

6. - Muy compactos
- Suaves y pudiendo contener fragmentos del mineral del primer tipo con
algunos relictos de calizas iniciales alteradas.

7. - Brechosos a microbrechosos.
Los dos últimos tipos se encuentran hacia el Este del yacimiento, allí donde
generalmente se encuentran los cuerpos de pirita argentífera. Las muestras tomadas
que son objeto de este estudio pertenecen a estos dos tipos.
2.0 METODOLOGÍA
Nuestro objetivo inicial fue la de determinar donde se encontraría la plata dentro
de las cinco muestras nombradas, las cuales fueron colectadas en el banco 4200
correspondiente a los cuerpos de pirita argentífera del tajo de Cerro de Pasco.
En principio, los minerales de plata podrían estar asociados a la pirita, al cuarzo o
bien a otros minerales constituyentes de las muestras. Nosotros hemos comenzado
a estudiar a escala óptica los tres minerales principales constituyentes de las
muestras, buscando en cada uno de los tipos de estructura, su asociación, tipos y
sus diferentes relaciones con cada uno de los otros constituyentes. A la escala
óptica, se ha utilizado bastante la técnica de la oxidación epitáxica.
Por otra parte, como herramientas analíticas, se ha utilizado la espectrometría
química, la Difractometría por rayos X como métodos destructivos; mientras que la
microsonda y el microscopio electrónico a barrido como métodos conservatrices.
2.1 Escala óptica
- Metalografía clásica
Se ha utilizado un microscopio metalográfico con un aparato fotográfico
incorporado. Gracias a él se ha podido determinar la blenda, la galena y
la pirrotita dentro de cristales de pirita; la pirargirita y la bismutinita
dentro del cuarzo. Los caracteres del cuarzo y sus relaciones con la
pirita, lo mismo que las microestructuras dentro de los cristales no han
sido observados, del mismo modo, el entrelazamiento (trama) entre los
cristales de pirita ha sido difícil de establecer. Se observó un mineral en
bellos cristales y en estructuras radiales que se tomó en principio por
baritina. La geología del yacimiento no muestra favorabilidad a su
frecuencia y no ha sido encontrada en Cerro de Pasco.

8. - Oxidación epitáxica
Este método de observación se funda sobre el hecho de que todo cristal
se disuelve a una velocidad que depende del índice cristalográfico en el
plano interceptado.
Después de una oxidación, la película oxidada juega el papel de un
interferómetro (Arnold, 1968). Los diferentes colores que se observa en
los cristales dependen de la profundidad de ataque, dando una
información preciosa sobre la estructura, tipos, relaciones espaciales y
microestructuras de los cristales de pirita. (Plancha II). Con este método
hemos determinado tres tipos de pirita que serán descritos más abajo.
Las estructuras de disolución son visibles. (Plancha IIA).
2.2 Herramientas analíticas
- Espectrometría química
Se ha hecho un análisis semi cuantitativo por este método sobre una de
las muestras que contenía un poco más del mineral blanco no
reconocido.
El cuadro siguiente muestra los resultados:
Elemento Cantidad (ppm) Observaciones
Be << 10
As Trazas
Be 10 -31 Trazas
Si Presente
Mn ~ 10
Ge < 31 no visible
Au < 31
Pb ~ 1000
Sn ~ 100
Ni < 10 no visible
Bi ~ 100
V < 31 ND, interferencia con el Fe.
Mo < 31 No visible
Ti ~ 100
Cu ~30
Ag ~ 31
Zn ~ 300 Trazas?

9. Co < 10 No visible
Sr ~ 1000
Ga < 10 No visible
Cr < 10 No visible
Ba ~ 100 Trazas
Nota: El símbolo ~ significa aproximadamente
- Difractometría por rayos X
Mediante el análisis con el difractómetro y la comparación del
difractograma resultante con el de la ficha ASTM, se ha determinado
que el mineral considerado al comienzo como baritina, es en realidad
Hinsdalita, sobre el cual hablaremos más abajo. Fue necesario hacer
varias pruebas en el difractómetro a causa del efecto de pantalla con el
cuarzo. Las ligeras diferencias observadas con la Hinsdalita de Colletes
(Francia) y la de Hinsdale (USA) (ficha ASTM, son debidas a la existencia
de diferentes elementos como impurezas o como reemplazamiento,
caso del plomo por el estroncio. Se adjunta difractogramas.
- Análisis cualitativo a la microsonda
Las cinco muestras se metalizaron con aluminio para su análisis a la
microsonda, habiéndose obtenido como resultado lo siguiente:
Presencia de plata como inclusiones dentro de la pirita y el cuarzo, y
en forma diseminada en la Hinsdalita anhedral. (Plancha III y IV).
Presencia de arsénico y cobre en las zonas de crecimiento de las
piritas zoneadas (Plancha V).
Las inclusiones de bismuto dentro de un cristal de sulfuro de cobre
(covelita?). (plancha VI).

12. Se verificó la presencia de Hinsdalita por la presencia de plomo y
fósforo.
El barrido en el cuarzo automorfo y las piritas que intercrecen entre
ellos no han mostrado diferencia por los elementos menores.
El cobre y el arsénico están distribuidos regularmente en la pirita y el
cuarzo, pero menos abundante en este último.
2.3 Escala del microscopio electrónico
- Microscopio electrónico a baleo
Aquí se verificaron las estructuras de disolución observadas
anteriormente en el microscopio metalográfico (Plancha VIII).
3.0 MINERALOGÍA DE LAS MUESTRAS ESTUDIADAS
3.1 Las piritas y el cuarzo
En Cerro de Pasco, Lacy (1949) ha determinado seis generaciones de pirita
cuyas características están en el cuadro siguiente:
TIPOS DE PIRITA - YACIMIENTO DE CERRO DE PASCO
TAMAÑO
ANISOTRO FORMA DE OTRAS
TIPO DE LOS IMPUREZAS ASOCIACION
PISMO LOS CRISTALES CARACTERISTICAS
CRISTALES
Forma la
mayor parte Inclusiones de Po
Anhedral, del cuerpo y Cpy orientados,
Fuerte a grueso a
I cubos, As: -1% de sílica- fracturación se
mediano mediano
octaedros prita y vetas interceptan a
del sistema 120º
Clopatra
Principalmente
ortoedros y Ligeramente más
cubos. Esfalerita, oscuros que la Py
II Moderado Fino As: -1%
También Galena y no tienen
Piritoedros y inclusiones
anhedrales
Principalmente Vetas y
As: -1%, Compactos,
Piritoedros, cuerpos de
III Moderado Mediano Bi: -1%, amarillo claro,
cubos, enargita-
Sb: -1% zoneados
ortoedros pirita

13. Galena Similar a la pirita
As: -1%,
Piritoedros, posterior, II, amarillo +
IV Moderado Fino Bi: -1%,
anhedrales alunita, oscuro que py I y
Sb: -1%
marcasita II
Alunita,
As: -1%, marcasita y Porosa, se oxida
V Moderado Fino Acicular
Sb: -1% minerales de muy rápidamente
plata
Tapiza
geodas Amarillo claro, en
VI Moderado Fino Piritoedros
dentro de la poca cantidad
py V
En este trabajo, se ha encontrado, ayudado por la técnica de oxidación epitáxica, tres
tipos de pirita, los que corresponderían a los tipos I, V, VI descritos en la tabla anterior.
La pirita I se presenta generalmente zoneada y de grano grueso (± 2 mm) (Plancha II,
fotografías 1 y 2). El cobre y el arsénico que se ha encontrado en las zonas de
crecimiento hace suponer que podría tratarse de soluciones sólidas como anota
Einaudi (1958) en el mismo tipo de análisis para muestras de pirita de Cerro de Pasco
(Plancha V, fotografías 1 y 2). Este tipo de pirita también se encuentra de formas
anhedrales y no zoneados, presentando inclusiones de blenda, galena covelita y
pirrotita que muchas veces está maclada.
El origen de este tipo de pirita parece estar relacionado con la primera venida de
fluidos, los cuales han formado el cuerpo gigante de silica-pirita (Geol. C de P, 1970).
Viendo sus relaciones espaciales con el microscopio metalográfico, se ha podido
observar que este tipo de pirita ha sido afectada por disoluciones, en las cuales han
intervenido otros constituyentes en los fluidos y en particular el tipo VI y la Hinsdalita.
Esto confiere a la pirita I un carácter más antiguo, así como al cuarzo anhedral con el
cual está estrechamente asociado, el cual se trataría del chert negro, muy común en el
yacimiento (Plancha II A).
Para la pirita V, no se ha observado los cristales aciculares descritos anteriormente en
la tabla, pero por el contrario se ha encontrado bastante inclusiones de arsénico y
algunas de plata. Estas características y su aspecto poroso nos llevan a pensar que se
trata del mismo tipo. Este tipo de pirita correspondería a la etapa de mineralización de
la plata (Plancha III, fotografías 1 y 4)

14. La pirita VI se presenta sobretodo en las estructuras de disolución, destruyendo
totalmente o en parte a la pirita I y V (Plancha II A, Plancha II, fotografías 3 y 4 y
Plancha IX).
La pirita I está siempre asociada al cuarzo anhedral que corresponde, como se dijo más
antes al chert negro proveniente de las calizas. Por otra parte la pirita V está asociada a
los cuarzos anhedrales transparentes de la misma edad que ésta. Este último presenta
numerosas inclusiones que se han considerado como enargita, pero la confirmación no
ha podido ser efectuada a la microsonda por razones de tiempo. La pirita VI se asocia
al mismo tipo de cuarzo, pero éstos presentan inclusiones diferentes. Estas parecen
ser pirargirita o proustita, pero tampoco ha podido ser confirmada a la microsonda por
las mismas razones mencionadas.
3.2 Hinsdalita
De fórmula química PbAl3(PO4)(OH)6, cristaliza en el sistema hexagonal-R y
hace parte de la serie de la Woodhouseita, CaAl3(PO4)(OH)6. En muestra de
mano es de color blanco y de aspecto arenoso o granular fino. Asociada al
cuarzo y la pirita da un color amarillo blanquecino y un aspecto finamente
poroso a todas las muestras.
En sección pulida y luz natural es de color blanco grisáceo y en luz
polarizada, blanco. (Plancha XI). Nicolas y de Rosen han determinado un
relieve fuerte pero variable según las líneas de crecimiento con tintes
verdosos en ciertas zonas. Tiene extinción recta. Birrefrigencia amarillo
anaranjada y es uniáxico positivo.
En nuestro caso se presenta raramente en masas irregulares, pero en la
mayor parte de casos está en tabletas o estructura radiada. Asociada
siempre a la pirita VI de Lacy, con figura de disolución.
Para la Hinsdalita del macizo de Colletes, Nicolas y de Rosen a tribuyen a un
origen hidrotermal profundo de baja temperatura. Nosotros pensamos que
tendría un origen similar para la de Cerro de Pasco por todo lo anotado
arriba.

15. 4.0 ÉPOCA DE DEPOSICIÓN DE LA HINSDALITA Y SU RELACIÓN CON LAS PIRITAS
Según Lacy (1949), los flujos que portaban la pirita VI han depositado también los
minerales de plata y según Petersen (1971) las fases finales de la mineralización
hipógena de Cerro de Pasco han tenido lugar a temperaturas inferiores a 130º. Por
otra parte, Nicolas y de Rosen atribuyen una temperatura de formación bastante
baja para la Hinsdalita (100º).
En las muestras estudiadas se han observado estructuras de disolución siempre en
relación con la pirita VI, cuarzo anhedral e Hinsdalita, los cuales serían entonces los
últimos minerales en llegar a formarse. En este trabajo no se ha podido profundizar
el estudio del depósito en esta última fase, lo mismo que sus relaciones con la
mineralización en plata, pero según las informaciones de este estudio y las citas
bibliográficas, parece que la Hinsdalita es contemporánea o ligeramente posterior
a la pirita VI.
Cabe mencionar aquí, que la asociación pirita Hinsdalita es la primera vez que se
encuentra.
5.0 CONCLUSIONES
Por los métodos utilizados, ha sido posible verificar las afirmaciones de autores que
han estudiado el yacimiento de Cerro de Pasco.
Gracias a la Difractometría por rayos X, y a la microsonda electrónica, se ha podido
identificar a la Hinsdalita que ha estado reconocida hasta el momento en la
paragénesis del yacimiento de Cerro de Pasco. Solamente se reportó su presencia
en los relaves de la concentradora.
La Hinsdalita, siendo un mineral de baja temperatura y vistas sus relaciones con la
pirita VI, se puede Afirmar que se trata de un mineral depositado en las últimas
fases de la mineralización hipógena del yacimiento y no de un mineral supergeno.
Estos resultados nos dan algunos conocimientos sobre el depósito de la Hinsdalita
y sus relaciones con la pirita VI y la plata, pero un estudio más profundo se impone
para tener un mejor conocimiento de estos fluidos tardíos en el yacimiento de
Cerro de Pasco.

16. BIBLIOGRAFÍA
ARNOLD, M., 1968, L´oxidation epitaxique: une methode de resolution de
structures et microstuctures en bisulfures de fer. These Dr. 3me. Cicle.
Université Nancy.
DANA´S SYSTEM OF MINERALOGY, 1960, T. 2, 833, Jhon Wiley, New York.
GRIGOR´EV, D., 1965, Ontogeny of minerals. Israel Program from Scientific
Translations, Jerusalem.
GUILLEMIN, C., 1960, Utilization de la microsonde electronique de Casting pour de
etudes mineralogiques. 21eme. Inter. Congr., 21, pp 201-204.
LACY, W., 1949, Type of pirites and their relations to mineralization alt Cerro de
Pasco, Peru. Ph. D. Thesis. Harvard University.
NICOLAS, J. et DE ROSEN, A., 1963, Phosphates hydrotermaux de base temperatura
et kaolinization: la Gorceixita du massif des Colletes (Allier) et les
mineraux asociés (hisndalite). Bull. Soc. Franc. Miner. Crist. LXXXVI, 379-
385.
PETERSEN, U., Algunos aspectos de importancia geológica en el sistema S-Fe-Cu-
As-Sb-Pb. Bol. Soc. Geol. Del Perú, 41: 21-31.
RADCRIFFE, D. AND Mc SWEEN, H., 1970, Copper zoning in pirite fron Cerro de
Pasco, Perú, Amer. Miner., 55:527-528.
WARD, H., 1961, The pirite body and copper ore bodies, Cerro de Pasco mine, Perú
Central. Econ. Geol., 56:402-422.