skarn

1. Skarns y depósitos tipo
skarn
Black limestone cut by green garnet veins with pyroxene ± wollastonite envelopes - Antamina, Peru
http://www.wsu.edu:8080/~meinert/skarnHP.html

2. Definición de Skarn
Es una vieja palabra de la minería sueca que se refiere a una ganga de
silicatos (anfíboles, piroxenos, granates, etc.) de ciertos depósitos de
hierro y sulfuros de edad Arcaica, particularmente aquellos que han
reemplazado calizas y dolomitas con introducción de grandes
cantidadesdeSi, Al, Fe y Mg
Algunoslausan como sinónimo detactita.
No implicapresenciao ausenciademineralización
Si haymineralización= Depósito detipo skarn

3. SKARN
• Roca granular consistente en silicatos de Ca
(e.g., granate, piroxeno, anfíbol); no implica
presencia o ausencia de mineralización

4. Se refiere a una asociación de silicatos de calcio y
metales asociados, cuyo origen es el resultado de
procesos que involucran un reemplazamiento
metasomático e hidrotermal, también llamados
pirometasomáticos, relacionados en tiempo y espacio
al enfriamiento de cuerpos ígneos ácidos a
intermedios, y a la acción de las emanaciones
magmáticas que reaccionan con la roca de caja
carbonatada.

5. Características generales
Formados por metamorfismo regional o de contacto
por procesos metasomaticos que involucran fluidos
magmaticos, metamorficos, meteoricosy/o marinos
(?)
Cerca a intrusiones, a lo largo de fallas y zonas de
cizalla, en sistemas geotermales superficiales, en el
fondo oceánico y a profundidad en corteza
continental

6. • En todos los continentes y en rocas de todas las
edades (especialmente Mesozoicos)
• Principalmente en calizas
• Pueden formarse además donde las calizas no
están, virtualmente en cualquier clase de roca:
arenisca, lodolita, granito, basalto, komatiita

7. Tomado de:http://www.geovirtual.cl/depos/02skarn01.htm

8. Forma y tamaño
Los depósitos son relativamente pequeños
Distribución de manera irregular y altamente variada
alrededor de los centros de actividad ígnea.
Incluye cuerpos estratiformes y tabulares, pipas
verticales y lentes estrechos y zonas irregulares de
mena que son controladas por los contactos
intrusivos.

9. Skarn deAu Hedley

10. Rocas asociadas
• Rocas carbonatadas y sedimentos
• Se desarrollan mejor en los bordes de masas
intrusivas de composición intermedia, como
granodioritas y monzonitas.
• Adyacentes al contacto, en rocas relativamente no
reactivas como las cuarcitas pueden no tener ningún
cambio, mientras que otras como las calizas pueden
ser alteradas varios kilómetros.
• Las nuevas rocas que se forman son generalmente de
grano muy fino y se denominan hornfelsas.

11. Mineralogía
•Primera fuente mundial de tungsteno (W), grandes productores de cobre, hierro,
molibdeno y zinc y una fuente menor de cobalto, oro, plata, plomo, bismuto, estaño,
berilio y boro.
•Son fuente de minerales industriales tales como:
grafito, asbesto, wollastonita, magnesita, flogopita, talco y fluorita
•Los principales minerales de mena (altamente variables de un depósito a otro) son:
Molibdenita magnetita esfalerita galena
Calcopirita bornita pirita arsenopirita
Marcasita wolframita scheelita.
Secundarios pirrotina, casiterita, hematites, oro y sulfosales de bismuto y plata
•Los minerales de ganga están representados por
granates, piroxenos, olivino, piroxenoide, anfíboles, epidota y plagioclasa

13. Caliza (Ca) Dolomita (Mg)
Grosularia Ca3Al2(SiO4)3
Wollastonita CaSiO3
Hedenbergita CaFeSi2O6
Epidota Ca-Fe-Al-Si
Tremolita Ca2Mg5((OH F)Si4O11)2
Serpentina Mg6(OH)8Si4O10
Diópsido CaMgSi2O6
Forsterita Mg2SiO4

14. Metales extraidos de los skarns
• Fe, W, Cu, Zn, Pb, Mo, Ag, Au, Sn ±U, REE,
F, B
• Hasta 1900una delasprincipalesfuentesde
Cu y Fe
• Aún la masimportantefuentede W (50% de
la producción mundial)
• Algunasvecesseexplota para Au

15. DepósitosdeSkarn
•Temperatura de600°–650°C, menor en skarnsdePb-
Zn
•Presión uno a varios kilobares
•Muchos asociados con pórfidos cupríferos sugieren niveles
relativamentesomerosy menorestemperaturas

16. Los minerales calcosilicatados diópsido (clinopiroxeno),
andradita (granate cálcico) y wollastonita (piroxenoide) son los
dominantes en skarn mineralizados e indican, junto con otras
evidencias, que el rango de formación de skarn es en general de
400º-600ºC.

17. Ambientetectónico
Arcosdeislas Márgenes
continentale
s

18. Relación entre la composición de rocas
ígneas y el metal dominante
Losmetalesasociadosa skarnsdependen principalmentedela fuentedelosmagmas
ydel marco tectónico dela región

19. Skarns y profundidad de formación
W
Zn
Cu

20. Clasificación
De acuerdo con el tipo de material primario y la
asociación de silicatos
a) Skarn magnesiano si la roca reemplazada es
dolomita y los silicatos son magnesianos (forsterita,
serpentina y diópsido)
b) Skarn cálcico si la roca reemplazada es caliza y los
silicatos son de Fe-Ca (andradita, hedenbergita,
grosularia, wollastonita, tremolita, epidota)

21. La tendencia moderna es a adoptar clasificaciones descriptivas
basándoseen el metal económico dominante.
Sietetiposprincipalesdeskarn:
Fe
W
Pb-
Zn
Cu
Sn
Mo
Au
Otros: F, C, Ba, Pt, U, REE
Clasificación Económica de los
Skarns

22. Volumen y tenor de los skarn de
acuerdo al metal producido
Metal Volumen
(Millones/Ton)
Tenor (%)
Fe 2-10 o 40-300 30-60
W 1-22 0.5-1.6
Cu 1-50 0 50-600 1
Pb-Zn 20 4-18 (Zn)
1-10 (Pb)
Mo 10 0.5-1
Sn 20-30 0.1-0.7

23. Manerasdeformar
skarns
•Recristalización metamórfica (isoquímica con pérdida de CO2, H2O,
SO2, etc., cambios mineralógicos reflejando el protolito y circulación
defluidosaaltatemperatura) -
-
> Cornubianadecalco-
silicatos
•Incluyeademásel desarrollo de: mármol, cuarcitas, skarn dereacción,
skarnoides, talco y wollastonitahacia laperiferia.
•Difusión deelementosen un fluido
•Infiltración de fluidos conteniendo especies «exóticas» (e.g., Si, Fe)
con respecto a la litología infiltrada (e.g., caliza) -
-
> Skarn de
infiltración (variasdecenasdemetrosdeancho)

24. Ca3Fe2(SiO4)3

25. Interacción Magma
roca huésped
• Calentamiento de la roca huésped y sus fluidos -->
gradiente de T alrededor de la intrusion
• Volatilización de los componentes de la roca
huésped ( CO2, además H2O, S, etc.)
• Interacción y reacción de fluidos magmáticos con la
roca huésped y sus fluidos así como con fluidos
meteóricos infiltrados desde arriba

26. Etapas de formación
de un Skarn
• Metamórfica. Recristalización metamórfica isoquimica.
• Cornubiana
• Prograda. Silicatos cálcicos anhidros
• Isótopos de oxigeno en granate y piroxenos son
• compatibles con fluidos magmáticos
• Retrograda. Silicatos hidratados
• Isótopos de Oxigeno e hidrogeno de los minerales
• retrogrados indican participación de fluidos meteóricos

28. Etapa Metamórfica
• Volatilización: CaCO3 --> CaO + CO2 (g)
• Cambio de Volumen, porosidad
• Facilita la infiltración de fluidos

30. Etapa Prograda
•Reacción delosfluidosmagmaticos, usualmentericos
en Si-
Fe, con carbonatos
CaO(s) +FeO(aq) +2SiO2(aq) -
-
> CaFeSi2O6
hedenbergita
3CaO(s) +Fe2O3(aq) +3SiO2(aq) -
-
> Ca3Fe2(SiO4)3
andradita
•Formación desilicatoscálcicosanhidros(principalmente
granate, piroxeno) a T ~
750°-
400°C.
•Magnetita se forma en skarnsmagnesianos
•Zonación Mineralógica
•Isótoposdeoxigeno en granatey piroxenosson
compatiblescon fluidosmagmáticos

31. Hedenbergita
CaFeSi2O6
• Inosilicato
• Grupo: Piroxenos
• Clinopiroxenos de Ca
• Diopsido
• Augita

32. Andradita
Ca3Fe2(SiO4)3
Nesosilicato
Grupo: Granate
Piropo
Almandino
Espesartina
Grosularia
Uvarovita

33. Progradestagemineral
zoning
intrusion
zone à
grenat
zone à
pyroxène
zone à
wollastonite
idocrase
marbre
calcaire
à calcite

34. Zonación mineral en la etapa
prograda
Cu skarns
proximal distal
GARNET
brown green-
yellow
PYROXENE
light color
(high-
Mg)
dark color
(high-
Fe)

35. Estadodeoxidación del hierro

36. zonación tiempo y espacio
Mineralogia
• Relación Gar/px
• Gar color + composición
• Px color + composición
• Pyroxenoide distal -
vesuvianita
Relación de metales
• Proximal: Cu±Mo±W
• Distal: Mn-Pb-Zn-Ag-
Au

37. Zonacion skarn Cu

38. La zonación generalizada esta marcada por un incremento en la
relación piroxeno/granate alejándose del contacto ígneo y la
ocurrencia de idocrasa (o la ocurrencia de un piroxenoide tal como
wollastonita, bustamita o rodonita) en el contacto entre el skarn y
el mármol.
El granate es comúnmente rojo oscuro a café en las zonas
proximales, y se vuelve mas café claro en las zonas mas distales, y
es verde pálido cerca al contacto con el mármol (Atkinson y
Einaudi, 1978).
El piroxeno no presenta un cambio tan pronunciado en el color,
pero tiene un incremento progresivo en el contenido de hierro y/o
manganeso hacia el contacto con el mármol (Harris y Einaudi,
1982).

40. Etapa Retrograda
Enfriamiento que involucra fluidos meteóricos, oxidantes (circulación de agua
meteórica muy oxigenada), minerales anhidros progrados ricos en CO2 substituidos
por silicatos hidratados (e.g., clorita, epidota, anfibol), óxidos de hierro (magnetita,
hematita), calcita, cuarzo
5 CaFeSi2O6 +H2O +3CO2 -
-
> Ca2Fe5Si8O22(OH)2 +3CaCO3 +2SiO2
hedenbergita actinolita
3CaFeSi2O6 +1/2O2 +3CO2 -
-
> Fe3O4 +3CaCO3 +6SiO2
hedenbergita magnetita
Ca3Fe2(SiO4)3 +3CO2 -
-
> Fe2O3 +3CaCO3 +3SiO2
andradita hematita

41. T<400°C
Salinidades<25% eq. NaCl
Isótopos de Oxigeno e hidrogeno de los minerales retrogrados
indican participación defluidosmeteóricos
Geometría Irregular, a menudo mas grandes que el skarn
progrado

42. Halosdeintensa alteración retrograda en venas cortando a travésde deun
skarn degranatesprogrados(rojo-
café) y piroxenos(bronceclaro. En muchos
casos, loshalosdelasvenaspodrían coalescer y obliterar completamente al
granatey piroxeno progrado.
Continental Mine(New Mexico, USA)
Alteración Retrograda

43. Etapa de
progrado
minerales
anhidros
Etapa de
retrogrado
minerales
hidratados

44. Presentesen casi todoslosskarns
Granate
Piroxeno
Anfibol
Cuarzo
Comunes
Olivino
Wollastonita
Epidota
Actinolita
MasLocales
Escapolita
Zeolita
Plagioclasa
Mineralogia

45. • Alteración dela roca encajante, generalmente
carbonatada
• Puedeclasificarsedeacuerdoa la mineralogía
dominante
•Usualmentepresenta una zonación tanto de
silicatoscomo demineralesdemena
Exoskarn

46. •Alteración dela roca intrusiva
•Puedepresentar zonación desdemineralespotásicos(primarios?)
hasta cálcicosen el contacto
•Biotita -
> anfibol -
> piroxeno -
> granate(hacia el mármol)
•Puedefusionarsecon el exoskarn
Endoskarn

48. Zonación mineral en la
etapa prograda
Granaterojo oscuroa café Granateverdepálido
Piroxeno incrementacontenidodeFey/o Mn

49. -Presión (profundidad deformación)
-Estado deoxidación del magma (fugacidad deoxígeno)
-Grado dediferenciación del magma (cristalización fraccionada)
-
Tiempo deseparación del fluido (fasevolátil del magma respecto a la
cristalización del plutón)
Losdepósitosminerales detipo Skarn son yacimientosdereemplazo
metasomático caracterizadospor la presencia deminerales
calcosilicatadosfaneríticosdegrano grueso, deCa, Fe, Mg y Mn.
Reemplazan selectivamentea rocascarbonatadasy pueden asociarse
con mineralización metálica deW, Cu, Zn, Pb, Sn, Fe-
Ca y menor Au-
Ag.
Los factores relevantes que controlan la evolución
hidrotermal delos sistemasdetipo skarn son:

50. Tipos de skarn y factores
Host
rock
oxidation
state
depth
Pluton oxidation state
Cu
Au
W
Mo px>gar
gar>px
Fe3+gar
Mg-
rich px

51. Biohfels
Pxhfels
Limolita calcárea
Caliza
Dolomita
gar
px
px
ol ol
Ca-
sil (gar)
Ambientereductor Ambienteoxidante
Zonación yrocasencajantes

52. Magma fO2
fO2
Hematita
Titanita
Magnetita
Ilmenita
La mayoria de
pórfidosCu

55. Etapas de mena en skarn
• Etapa Prograda: scheelita (CaWO4),
magnetita (skarns magnesianos), sulfuros
• CaCO3 + H2WO4 --> CaWO4 + H2O +CO2
• Etapa Retrograda: la mayoría de sulfuros,
oro y 2da generación de scheelita

56. La mayoria (asociadoscon depósitosdetipo pórfido)
Calco-
alkalinas
StocksGranodiorita a monzogranito
Márgenescontinentales
Mesozoicosy terciarios
Arcosdeislas
Cuarzo diorita a monzogranitos
Skarn deCu

60. Skarn Mina RioFrio – Semillerodeinvestigación en metalografíaypetrografía
Cpy
Hm

61. Bn
Cpy
Cc
Cv

62. Cpy
Cb
hm

63. mt

64. 5-
15g/t Au (Au – Bi – Te– Asasociación geoquimica)
Usualmenteen protolitosricosen clástos
Skarn degrano fino
Dominado por piroxeno rico en hierro (>Hd50)
Zonasproximales conteniendo granate
Zonas distales/tempranascon cornubiana debiotita ±feldspato K
Feldspato K, escapolita, vesuvianita, apatito, anfibol
Skarnsdeoro: reducidos