13429_MATERIALDEESTUDIO-PARTEII

38 75

DISPERSION PRIMARIA

Etapas de formación de un depósito de sulfuro masivo (VMS) Dra. Verónica Oliveros - [email protected] [email protected] - Consultora Intercade

76

Dispersión primaria Dra. Verónica Oliveros - [email protected] [email protected] - Consultora Intercade

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39 77

HALOS GEOQUIMICOS PRIMARIOS  Más  Se

conocidos como halos de escape .

generan como consecuencia de la precipitación o

adsor sorción

de

meta me talles

prov rovenientes tes

de

flu fluidos

relacionados al depósito.  Ocurren

en vetas, fracturas y espacios porosos propios

de la litología o alteración previa a la mineralización. m ineralización.  Estos

se extienden por cientos de metros de un depósito

mine minero ro y segú según n el tipo tipo de de depó pósi sito to exist existen en disti distint ntas as asociaciones.

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78

TEMPORALIDAD 



Halos Halos primar primarios ios singen singenétic éticos os Formados esencialmente en forma contemporánea con la roca encajonante. Ejemplo: halos asociados a pegmatitas o segregaciones ultramáficas. Halos Halos primar primarios ios epigen epigenétic éticos os Formados después que la roca ha cristalizado y resultan por la introducción de soluciones mineralizadas a lo largo de fracturas, fallas y superficies de debilidad en donde son emplazadas esas soluciones.



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40 79

GEOMETRIA 





Regionales Resu Re sult ltad ado o de una amp mpllia imp mpre regn gnac ació ión n (var (vario ios s kilómetros) de una gran masa rocosa, por soluciones hidrotermales u otros fluidos de zonas profundas. De filt filtra raci ción ón (leakage patterns ) Presentan sistemas de conductos de soluciones bien definidas que corresponden a rasgos estructurales por donde se han movilizado las soluciones. De ro roca ca en enca cajo jona nant nte e (wallrock patterns ) La roca roca adya dyacente nte a los conducto ctos por los que circ circul ular aron on las las solu soluci cion ones es ha sido sido mo modi difi fica cada da po porr actividad hidrotermal (alteraciones hidrotermales).


80

PATRONES DE DISPERSION PRIMARIA



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41 81

DISPERSION SECUNDARIA 

La dispersión secundaria ocurre en ambientes secundarios (suelos, acuíferos o plantas) mucho después de la formación del depósito mineral.

Generalmente es el resultado de meteorización mecánica, química o biológica.  La extensión areal de la dispersión secundaria es mucho mayor que en el caso de los patrones primarios, llegando a abarcar varios kilómetros de superficie. 

 El

tamaño dependerá de los mecanismos involucrados en la dispersión.

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82

DISPERSION SECUNDARIA  La

dispersión secundaria se refiere a la distribución de elementos producto de procesos supérgenos.



La dispersión secundaria es producto de procesos supérgenos que incluyen lo siguiente: • Meteorización y erosión • Transporte • Dispersión/concentración



Los mencionados procesos supérgenos son dependientes de ambientes climáticos y geomorfológicos.



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42 83

PATRONES DE DISPERSION SECUNDARIA


84

DISPERSION SECUNDARIA



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43 85

DISPERSION PRIMARIA Y SECUNDARIA Dispersión secundaria

Dispersión primaria


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DISPERSION PRIMARIA Y SECUNDARIA Dispersión secundaria

Dispersión primaria La exploración geoquímica se ocupa de la detección de patrones de distribución geoquímica primaria o secundaria alrededor o asociado con depósitos minerales.



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44 87

DISPERSION PRIMARIA Y SECUNDARIA

El tipo de muestreo a emplear en prospección geoquímica, entre otras cosas, es dependiente del ambiente de dispersión en estudio.


88

MOVILIDAD DE LOS PRODUCTOS DE LA METEORIZACION 

Los elementos móviles tenderán a dispersarse como iones en aguas subterráneas o superficiales, mientras que los elementos inmóviles se dispersarán de manera mecánica como detritos.



Además, hay dispersión por la interacción de los productos sólidos con las soluciones circulantes.



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45 89


90

EJEMPLOS DE PATRONES DE DISPERSION



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46 91



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47 93


Anomalías asociadas a patrones de dispersión Dra. Verónica Oliveros - [email protected] - Consultora Intercade

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AMBIENTES GEOQUIMICOS



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48 95

AMBIENTES PRIMARIOS  Abarca

aquellas áreas que se extienden por debajo de los niveles de circulación de aguas meteóricas hasta aquellos procesos de origen profundo, como son el magmatismo y el metamorfismo.



Las condiciones imperantes generalmente son las siguientes: • Temperatura y presión relativamente altas • Escasez de oxígeno • Limitados movimientos de fluidos


96

AMBIENTES PRIMARIOS Meteorización

Fosa submarina

Sedimentación

Cristalización (rocas igneas) Transporte

Sedimentos Magma Metamorfismo

Corteza oceánica

Litosfera Continental

100 km

Fusión Astenosfera



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49 97

AMBIENTES SECUNDARIOS 

Procesos secundarios (como la meteorización) liberan elementos a suelos, a aguas y volátiles a la atmósfera, dando como resultado halos de dispersión secundaria, muy distintos a los observados en ambientes primarios, generalmente de distribución areal mucho mayor.

 Tres

tipos de procesos de meteorización son reconocidos: • Meteorización biológica • Meteorización química, hidrólisis, oxidación (agua, CO2, O2) • Meteorización mecánica (desintegración mecánica, importante en ambientes áridos, desértico, polar y en áreas de topografía abrupta)


98

AMBIENTES SECUNDARIOS 

Existen una serie de factores que controlan los procesos de meteorización: clima, actividad biológica, material parental, topografía/morfología y tiempo.



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50 99

AMBIENTES SECUNDARIOS

Climate Forcing

Anthropogenic Forcing

Tectonic Forcing

Critical zone Biological weathering

CO2 Consumption

Chemical Weathering

Physical Weathering

Atnospheric Response

Erosion and Exhumation

River/Ocean Response

Soll/Sediment Response

Interpreting the Record Dra. Verónica Oliveros - [email protected] - Consultora Intercade

100

CLIMA  Clima  La

incluye precipitación y cambios de temperatura.

abundancia de agua es esencial para procesos de

hidrólisis y oxidación y, para la remoción y transporte de elementos (sin agua la meteorización es prácticamente inexistente).  La

temperatura es esencial. Por cada 10 °C de incremento

la velocidad de reacciones químicas crece en un factor de 2 a 3. 

La

temperatura

evaporación

y

también el

controla

congelamiento,

la

velocidad

siendo

un

de

factor

importante en meteorización mecánica. Dra. Verónica Oliveros - [email protected] - Consultora Intercade


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51 101

CLIMA  La

combinación de precipitación y de temperatura

controla la vegetación. Las raíces de plantas permiten destrucción química (ácidos) y mecánica, también abren permeabilidad para la circulación de aguas.  La

influencia del clima es mejor entendida al comparar

un ambiente desértico con uno tropical.


102

CLIMA



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52 103 Dry, hot Desert Soils Desert shrubs

Brown Soils

Wet, cold

Chestnut Soils

Chernozem Soils

Short grass

Prairie Gray Brown Soils Podzolic Soils Tall grass

Podzol Soils

Broadleat

Conifer forest

Tundra Soils Tundra

Organic layec Clay, iron accumulate

Calcium carbonate accumulates Limit of soil water penetration

Carbonates removed

Alkaline solis, closed system

Neutral soils

Acid soils, open system

Diagram ilustrating the changes in soli profiles and soil type that accompany changes in climate and vegetation between the tundra of northern Canada and the deserts of the southwestern United States. At the 100th meridian the annual precipitation is about 20 inches, there and to the west the soils are alkaline. The easternmost grasslands are about neutral, farther east the soils are acid. From GEOLOGY OF SOILS by Charles B. Hunt. W. H. Freeman and Company. Copyright © 1972.

Influencia del clima sobre meteorización y formación de suelos Dra. Verónica Oliveros - [email protected] - Consultora Intercade

104

ACTIVIDAD BIOLOGICA  

Esta incluye procesos biológicos asociados con la actividad bacteriana, vegetal e incluso animal. Existen bacterias con la habilidad de oxidar hierro y azufre y otros de reducir sulfatos.

 Los

ácidos orgánicos se asocian con raíces de plantas y musgos, también producto de la descomposición de materia orgánica, debilitando rocas y haciéndolas más susceptibles de meteorización química y/o mecánica.



Estos procesos están superficie de la roca.

usualmente

limitados

a

la



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53 105

ACTIVIDAD BIOLOGICA


106

ACTIVIDAD BIOLOGICA



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54 107

MATERIAL PARENTAL  La

naturaleza del material parental es más bien un factor

geológico que ambiental. 

La

composición,

la

textura,

la

porosidad

y

la

permeabilidad de la roca afectan la velocidad de meteorización. 

Existen rocas, en particular minerales, que son más susceptibles de meteorización que otros (qtz vs. feld).

 La

permeabilidad y la granulometría permiten mayor o

menor exposición de minerales a la acción de agua y aire. Dra. Verónica Oliveros - [email protected] - Consultora Intercade

108

MATERIAL PARENTAL



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55 109

TOPOGRAFIA Y MORFOLOGIA 

Factores

de

topografía

y

morfología

influencian

fuertemente los procesos de meteorización mediante lo siguiente: • Control de velocidad de escorrentía y, por lo tanto, la cantidad de agua accesible para reacciones químicas. • Control de velocidad y volumen de escorrentía y, por lo tanto, la velocidad y capacidad de remoción de productos solubles. • Control de velocidad de erosión de las rocas meteorizadas y, consecuentemente, la exposición de nuevas superficies frescas a superficie. Dra. Verónica Oliveros - [email protected] - Consultora Intercade

110

TOPOGRAFIA Y MORFOLOGIA 

En

ambientes

montañosos

con

altas

tasas

de

precipitación, la erosión física es más rápida que la meteorización, fragmentos removidos más rápidamente de lo que son meteorizados. 

Caso contrario son las zonas

planas en climas

tropicales.  Existe

una gran gama de combinaciones de ambientes

climáticos y topografías, la clave es agua y velocidad de escorrentía.



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56 111 East

West Acid soils

Alkaline soils Rainfall, In inches Vegetation

Desert shrub

Pine forest

Desert Soil type

25

20

10

Chestnut

Spruce, firt Gray Brown Podzolic

30 Alpine herbs Tundralike

Alkaline soils 25 Spruce, firt

15

20 Pine forest

Gray Brown Podzolic

Grass, shrubs Brown

Chestnut

Efectos de topografía, precipitaciones, vegetación y desarrollo de suelos Generalized relations between topography, rainfall, vegetation and soils on Mountains in the western United States (also applicable to parts of British Columbia). At the summits the growing season is less than 60 days (and may be underlain by permaFrost in British Columbia, see Fig 11-1): at the base of the mountains the growing Season may be 4 to 5 months. From GEOLOGY OF SOILS by Charles B. Hunt. W . H Freeman and Company. Copyright © 1972. Dra. Verónica Oliveros - [email protected] - Consultora Intercade

112



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57 113

TIEMPO  Es

un factor que se combina con los anteriores; a mayor tiempo de exposición de una roca a procesos de meteorización, mayor grado de degradación y destrucción existe.

 Los

procesos de meteorización sin altas tasas de erosión

llevan al desarrollo de suelos.  El

desarrollo de suelos puede observar una gran gama de

variaciones incluso a escala local.  Morfologías

planas y de larga exposición a los efectos de meteorización pueden llegar a casos extremos de lixiviación, con desarrollo de suelos saprolíticos hasta lateríticos/bauxíticos.


114

TIEMPO



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58 115

TIEMPO

Lateritas Además de tener un clima apropiado, se requiere una condición tectónica estable durante muchos tiempo (millones de años).


116

ELEMENTOS TRAZADORES



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59 117

ELEMENTOS TRAZADORES 

El hecho de que uno o más elementos (o minerales) puedan estar estrechamente asociados, y puedan constituir un halo, ayuda en el descubrimiento de depósitos minerales “después de buscados”, lo que lleva al concepto de elemento guía, elemento indicador o pathfinder (Warren y Delarault, 1953, 1956).



Un aspecto importante que debe tenerse en cuenta al analizar los datos son los elementos trazadores.

 La

elección y el estudio adecuado de elementos anómalos podrá definir el tipo de yacimiento que se está prospectando.


118

ELEMENTOS TRAZADORES Existen dos razones básicas para elegir el uso de los pathfinder en una exploración geoquímica: 1) Son más móviles que el elemento buscado, de manera que forman un halo más extenso y amplio. Ejemplo • El uso de mercurio o arsénico como pathfinder para oro. 2) Los métodos analíticos utilizados para los pathfinder son más simples, menos caros y más sensibles que los métodos utilizados para analizar el elemento del cuerpo mineral. Ejemplo • El uso de los elementos fácilmente analizables como el cobre, níquel o cromo como pathfinder para el platino. Dra. Verónica Oliveros - [email protected] - Consultora Intercade


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60 119

ELEMENTOS TRAZADORES Pathfinder Elements(s)

Type of Deposit

As

AU, Ag, veint - type

As

Au-Ag-Cu-Co-Zn, complex sulfide ores

B

W-Be-Zn-Mo-Cu-Pb, skarns

B

Sn-W-Be, veins or greisens

Hg

Pb-Zn-Ag, complex sulfide deposits

Mo

W-Sn, contact metamorphic deposits

Mn

Ba-Ag, vein deposits, porphyry copper

Se, V, Mo

U, sandstone-type

Cu, Bi, As, Co, Mo, Ni

U, vein - type

Mo, Te, Au

porphyry copper

Pd, Cr, Cu, Ni, Co

platinum in ultramafic rocks

Zn

Ag-Pb-Zn, sulfide deposits in general

Zn, Cu

Cu-Pb-Zn, sulfide deposits in general

Rn

U, all types of occurrences

SO 4

sulfide deposits of all types


ELEMENTOS CON AFINIDAD GEOQUIMICA Y ELEMENTOS GUIAS ASOCIADOS EN EXPLORACION DE DEPOSITOS COMPONENTES MAYORES

ELEMENTOS ASOCIADOS

Depósitos de cromita (Bushveld)

Cr

Ni, Fe, Mg

Magnetita en estratos (Bushveld)

Fe

V, Ti, P

Cu, Ni, S

PGE, Co, As, Au

Fe, Ti

P

PGE, Ni, Cu

Sr, Co, S

Nb, Ta

Na, Zr, P

Be, Li, Cs, Rb

B, U, Th, REE

CATEGORIA DE DEPOSITO

120

Depósitos magmáticos

Sulfuros de Cu-Ni inmiscibles

Oxidos de Fe-Ti inmiscibles (Lago Allard)

PGE-Ni-Cu en intrusiones estratificadas Carbonatitas con Nb-Ta (Oka) Pegmatitas con REE



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61 ELEMENTOS CON AFINIDAD GEOQUIMICA Y ELEMENTOS GUIAS ASOCIADOS EN EXPLORACION DE DEPOSITOS Componentes mayores

Depósitos hidrotermales

Elementos asociados

Pórfidos cupríferos (Bingham)

Cu, S

Mo,Au,Ag,Cu, Zn

Pórfidos olibdeníferos (Clímax)

Mo, S

W, Sn, F, Cu

Skarn con magnetita (Iron Springs)

Fe

Cu, Co, S

Skarn con Cu (Yerington)

Cu, Fe, S

Au, Ag

Skarn con Pb-Zn (Hanover)

Pb, Zn, S

Cu, Co

Skarn con W , Sn y Mo (Bishop)

W, Mo, Sn

F, S, Cu, Be, Bi

Venas con metales base

Pb, Zn, Cu, S

Ag, Au, As, Sb,Mn

Greisens con Sn-W

Sn, W

Cu, Mo, Bi, Li,F,B

Venas con sulfuros de Sn

Sn, S

Cu, Pb, Zn, Ag, Sb

Venas con Co, Ni y Ag (Cobalt)

Co, Ni, Ag, S

As, Sb, Bi, U

Metales preciosos epitermales

Au, Ag

Sb, As, Hg, S, Cu

Metales preciosos en rocas sedim entarias (Carlín)

Ag, Ag

As, Sb, Hg, W

Venas con Au (Archaen)

Au

As, Sb, W

Mercurio

Hg, S

Sb, As

Venas con U en granitos

U

Mo, Pb, F

Uranio asociado a disconformidades

U

Ni, Se, Au, Pd, As

Cobre en basaltos (tipo Lago Superior)

Cu

Ag, As, S

S ul fur os m asi vo s c on C u a so ci ad os a v ul ca ni ta s

C u, S

Z n, A u

Sulfuros masivos con Zn-Cu-Pb asociado a vulcanitas

Zn, Pb, Cu, S

Ag, Ba, Au, As

Formaciones de Fe con Au-As

Au, As, S

Sb

Valle del Misisipi con Pb-Zn

Zn, Pb, S

Ba, F, Cd, Cu, Ni

Uranio en areniscas

F

Ba, Pb, Zn

Cobre en capas rojas

U

Se, Mo, V, Cu, Pb

Valle del Misisipi con fluorita

Cu, S

Ag, Pb

122

ELEMENTOS CON AFINIDAD GEOQUIMICA Y ELEMENTOS GUIAS ASOCIADOS EN EXPLORACION DE DEPOSITOS Depósitos tipos sedimentarios

Componentes mayores

Elementos asociados

Cobre en arcillas (Kuperschiefer)

Cu, S

Ag, Zn, Pb, Cd, Ni

Cobre en areniscas

Cu, S

Ag, Co, Ni

Uranio en calcáreos

U

V



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62 123

BARRERAS GEOQUIMICAS


124

BARRERA GEOQUIMICA  Una

barrera es un cambio abrupto en las condiciones

físico-químicas en el medio, en el cual se encuentran o desplazan los elementos.



Estos cambios causan la precipitación de ciertos elementos en solución, lo que puede resultar en la formación

de

un

nuevo

depósito

mineral

el

enriquecimiento de uno existente o en una anomalía.



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63 125

BARRERA GEOQUIMICA 

Las barreras importantes y de interés en exploración geoquímica son las siguientes: • Temperatura • Presión (descompresión) • pH • Eh • Presencia de sulfatos o carbonatos • Adsorción • Evaporación • Mecánica


126


Temperatura. Es muy importante para la migración en los procesos endógenos. La importancia de esta barrera en los procesos exógenos es insignificante.



Descompresión. En los procesos endógenos, un decrecimiento abrupto en la presión dentro del sistema juega un gran papel en los procesos de formación de minerales. Este es menos significativo en los procesos exógenos.



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Acidez y alcalinidad. Los cambios en el régimen de acidez y alcalinidad de una solución durante los procesos endógenos son algunas veces un factor decisivo en la separación de muchos componentes en la fase sólida y en la concentración de sustancias de mena. Esto tiene menos significado en los procesos exógenos.


128


Oxidación y reducción. Tanto en los procesos endógenos como exógenos, un repentino cambio en los ambientes de oxidación y reducción, en las rutas de migración, tiene un efecto decisivo en la precipitación de algunos metales. a) Oxidación Tiene lugar como aguas juveniles o continentales con bajo contenido de oxígeno. Viene en contacto con aguas superficiales ricas en oxígeno.



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65 129

BARRERA GEOQUIMICA b) Reducción por ácido sulfhídrico Causa la precipitación de la gran mayoría de metales en forma de sulfuros. c) Reducción gley • Causa la precipitación de algunos aniones de metales, tales como uranio, vanadio y molibdeno. • Sulfatos y carbonatos : ocurre en la interacción inicial de las aguas con sulfatos y carbonatos con otro tipo de aguas ricas en calcio.


130

RELACION ENTRE pH Y Eh 010

0.8

O

0.6

H 2 2 O

Cu2+

3 6 7 -

0 0 0 1 1 1

CuO (tenonte)

0.4 ) s l l o r ( 0.2 h E

10+3 10+6 10+7

Cu2O

(Cu+)

0

(cugnte)

Cu metal -0.2

H 2 O H 2

-0.4

-0.6 0

pH

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11 12

Eh-pH diagram for system Cu-O-H at 25 ºC and 1 atm. Lines labelod 10 -3 , 10 -6 , 10 -7 indicate molarity of dissolved Cu. The dashod line separares celds of dominantly Cu +2from dominantly Cu +

Eh-pH diagram showing various natural environments.



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66 131






Adsorción. Se considera una barrera geoquímica típicamente exógena. Es de gran importancia en la precipitación de elementos traza de aguas superficiales continentales. Evaporación. Ocurre en regiones de rápida evaporación de aguas continentales. Está acompañada por la salinización, la formación de yeso, etc. Mecánica. Resulta de cambios en la velocidad del flujo de agua (o movimiento por aire) y es responsable de la precipitación de metales pesados.


132

BARRERA GEOQUIMICA RELATIVE MOBILITIES

ENVIRONMENTAL CONDITIONS Acid

Neutral to Alkaline

Cl, I, Br

Cl, I, Br

Cl, I, Br

S, B

S, B

Oxidizing

VERY HIGH

Reducing Cl, I, Br

S, B Mo, V, U, Se, Re

HIGH

Mo, V, U, Se, Re

Mo, V, U, Se, Re

Ca, Na, Mg, F, Sr, Ra


Zn

Zn



Cu, Co, Ni, Hg, Ag, Au

MEDIUM

Cu, Co, Ni, Hg, Ag, Au

As, Cd Si, P, K

LOW

Pb, Li, Rb, Ba, Be Bi, Sb, Ge, Cs, TI

VERY LOW TO IMMOBILE

As, Cd

As, Cd Si, P, K

Si, P, K



Fe, Mn

Fe, Mn

Fe, Mn

AI, Ti, Sn, Te, W Nb, Ta, Pt, Cs, Zr Th, Rare Earths


Si, P, K

Fe, Mn AI, Ti, Sn, Te, W Nb, Ta, Pt, Cs, Zr Th, Rare Earths


S, B Mo, V, U, Sc, Re Zn Cu, C u, Co, Co , Ni, N i, Hg, Hg ,Ag, A g, Au Au

Zn C u, Co , N i, Hg , A g, A u

As, Cd Pb, Li, Rb, Ba, Be Bi, Sb, Ge, Cs, TI



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67 133

BARRERA GEOQUIMICA ZONE

SECONDARY MINERALS

RELATIVE Cu CONTENT

GOSSAN LEACHING

G N I Z I D I X O OXIDE ENRICHMENT

SOLUBLE ELEMENTS REMOVED

WATER TABLE

G N I C U D E R

G N I H C A E L

G N I H C A E L

CHALCOCITE BORNITE COVELLITE CHALCOPYRITE PYRITE

SECONDARY SULFIDE ENRICHMENT

PRIMARY SULFIDES

MALACHITE AZURITE CURITE NATIVE COPPER CHRYSOCOLLA

DISSEMINATED CHALCOPYRITE-PYRITE

LEACHING


134

ANOMALIA Y CONTRASTE GEOQUIMICO



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68 135

ANOMALIAS GEOQUIMICAS  Una

anomalía siempre debe considerarse con respecto

a algún marco de referencia; una muestra no es anómala por sí sola.  El

punto de quiebre para exploraciones es denominado

umbral de exploración y este valor es definido en base a marcos de referencia global, regional, distrital e incluso local, dependiendo de las condiciones específicas de exploración.


136

ANOMALIAS GEOQUIMICAS  Un

umbral de exploración no define un depósito mineral

y no tiene relación alguna con una ley de corte. 

Es un valor que permite destacar aquellas zonas potenciales de contener una alta concentración de elemento(s) de interés (discernir contenidos de fondo versus concentraciones mayores).



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