Skarns
Introducción •
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Depósitos formados a elevadas temperaturas temperaturas por la adición o substracción s ubstracción de material (metasomatismo) Desarrollado en la zona de contacto entre el intrusivo y rocas de caja carbonáticas. Estas se convierten en mármol, hornfels calco-silicatados y/o skarns por efecto del metamorfismo/metasomatismo de contacto. Skarn es un antiguo término minero de origen sueco para referirse a ganga silicatada. Skarns también han sido llamados tactitas, metamorfismo hidrotermal, metamorfismo ígneo, metamorfismo de contacto o pirometasomatismo (Lindgren)
Introducción •
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Depósitos formados a elevadas temperaturas temperaturas por la adición o substracción s ubstracción de material (metasomatismo) Desarrollado en la zona de contacto entre el intrusivo y rocas de caja carbonáticas. Estas se convierten en mármol, hornfels calco-silicatados y/o skarns por efecto del metamorfismo/metasomatismo de contacto. Skarn es un antiguo término minero de origen sueco para referirse a ganga silicatada. Skarns también han sido llamados tactitas, metamorfismo hidrotermal, metamorfismo ígneo, metamorfismo de contacto o pirometasomatismo (Lindgren)
Metamorfismo de Contacto
Definición • Un skarn es un tipo de alteración hidrotermal • Es una trampa geoquímica y la circulación de
cualquier fluido hidrotermal en desequilibrio químico con el protolito puede formarlo • Puede aparecer en cualquier tipo de sistema
hidrotermal donde sean estables los calcosilicatos • No tiene implicaciones genéticas • Los metales contenidos pueden presentarse en
cualquier mineralización asociada • Un skarn es un estilo de d e mineralización
Definicion
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Rocas metasomáticas: Formadas por reacción de una roca con un fluido hidrotermal en desequilibrio (distinto origen) – Depósito de reemplazo metasomático Con una mineralogía característica: calcosilicatos (gr, px, anf) Mineralización metálica: W, Cu, Zn, Pb, Sn, Fe-Ca y menor Au-Ag
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Muy variados ambientes geotectónicos
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Edad: Proterozoico a Terciario
Generalidades • La mineralogía de alteración aparece tipicamente zonada,
existiendo casi siempre una superposición de alteración prograda por minerales de alteración retrógrada. • La roca huesped es típicamente calcárea, caliza, dolomita o
rocas sedimentarias calcárea).
clásticas
calcáreas
(Ej.
limolita
• El tipo de depósito Skarn comprende quizás la mayor familia
de tipos de depósitos, pudiendo subclasificarse estos de diversas formas. • La subclasificación más usada es por mena, reconociendose
entre otros, skarn de Sn, skarn de W, skarn de Cu y skarns de Zn-Pb.
Aspectos Económicos •
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No todos los skarns tienen mineralización Depósitos alta ley - tonelaje bajo a intermedio, pero generalmente pequeños Fuente principal W (70% mundial) Fuente importante de Fe, Mo, Zn Fuente accesoria de Cu, Sn, Pb, Ag, Au, Co, Bi, Be, U, TR, F y B.
Marco Tectónico Los depósitos de tipo skarn ocurren en distintos marcos geotectónicos, dada la presencia de secuencias calcáreas y de intrusiones, pero la mineralización asociada dependerá de la composición de los magmas relacionados a cada ambiente geotectónico particular.
Condiciones de Formación • Los
minerales calcosilicatados diópsido (clinopiroxeno), andradita (granate cálcico) y wollastonita son los dominantes en skarn mineralizados e indican, junto con otras evidencias, que el rango de formación de skarn es en general de 400º-650ºC.
• Aunque los skarn de Zn-Pb se forman a
temperaturas más bajas (skarn distales), en términos generales en el proceso de formación de skarn están involucradas altas temperaturas (metamorfismo de contacto y metasomatismo asociado). • La presión de formación es variable y estos
depósitos se forman desde 1 a 10+ km de profundidad.
Mineralogía
Etapa de progrado minerales anhidros
Etapa de retrogrado minerales hidratados
Clasificación •
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Skarns pueden clasificarse de acuerdo a la roca que reemplazan: Exoskarn: alteración de rocas de caja (carbonatos) Endoskarn: alteración de la intrusión causativa Ambos pueden contener la mena, aunque generalmente está contenida en el exoskarn El endoskarn ocurre principalmente en la periferia de los plutones intrusivos donde el flujo de fluidos fue hacia adentro del plutón o paralelo al contacto de éste, pero usualmente están ausentes en las cúpulas de intrusiones con mineralización de tipo pórfido debido a que domina el flujo ascendente de los fluidos provenientes del plutón.
Endoskarn
Endoskarn
Exoskarn • Condicionado composición protolito • Exoskarn cálcico: Calizas o remplazo de skarn mg
Mineralogía cálcica. Mayoría de los depósitos económicos ocurren en exoskarn cálcico.
• Exoskarn magnésico: Dolomitas o calizas dolomitizadas =>
Mineralogía magnésica
• Skarns magnésicos pueden tener •
Evolución a skarns cálcico
• En general mayor alteración retrógrada que los cálcicos • Exoskarn manganesífero: Sobre rocas ricas en Mn y/o zonas
distales
Exoskarn Cálcico
Exoskarn Magnésico
Clasificación Depósitos tipo Skarn clasificados de acuerdo al tipo o asociación de metales dominantes: W, Sn, Mo, Cu, Fe, Pb-Zn y Au.
Gráfico ilustrando la relación entre la composición de intrusiones ígneas y el metal dominante en varios tipos de depósitos de tipo skarn (de Meinert, 1992)
Magmatismo
Fe y Au se asocian a intrusivos máficos a intermedios Cu, Pb, Zn y Mo se asocian a granitoides oxidados calco-alcalinos con magnetita (tipo I) W y Sn se asocian a granitos diferenciados reducidos con ilmenita (tipo S)
Tipos de Skarn •
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Cobre : muchos en operación, especialmente aquellos con Au y/o Ag como subproducto Algunos de gran tamaño se encuentran asociados a pórfidos cupríferos: Bingham Canyon, Utah; Antamina, Perú. Plomo-Zinc, Hierro: comunes pero pequeños Molibdeno y Estaño: de pequeña importancia Tungsteno: producción mundial de W proviene de este tipo
Granates y Piroxenos La composición del granate y piroxeno en skarns sirve para la distinción de los distintos tipos de depósitos
Granates y Piroxenos Piropo Almandino Espesartina Andradita Grosularita
Mg3 Al2Si3O12 Fe3 Al2Si3O12 Mn3 Al2Si3O12 Ca3Fe2Si3O12 Ca3 Al2Si3O12
(Mn + Fe+2)
(Mn)
Metamorfismo Isoquímico vs Bimetasomatismo
A) Metamorfismo isoquímico: involucra recristalización y cambios en la estabilidad de minerales sin una transferencia de masas importante. B) Skarn de reacción: se producen por metamorfismo de litologías interestratificadas, tales como lutitas y calizas, con transferencia de masas entre capas a pequeña escala (bimetasomatismo).
Etapas de Formación Relación
entre emplazamiento, cristalización y enfriamiento del plutón y evolución del skarn
Proceso
dinámico polifásico
1. Intrusión ígnea • Anomalía térmica importante • 600-800 (1200) °C. 0.5-3 kb
2. Metamorfismo de contacto 3. Etapa de alta temperatura (skarn progrado) 4. Etapa de baja temperatura (skarn retrógrado) No
siempre todas siempre presentes
Metamorfismo de Contacto Cristalización roca ígnea (formación caparazón) Mayor desarrollo a emplazamiento más somero Altos gradientes temperatura Metamorfismo de contacto (deshidratación, decarbonatación). Génesis de rocas corneas y skarns Etapa conductiva (103-104 años) No hay circulación de fluidos Disminuye permeabilidad y volumen Aumenta fragilidad
Skarn Progrado Postsolidificación plutón Etapa exsolución o convectiva restringida Fluido progresivamente más alcalino. Pérdida SiO 2, Fe, (Al, Mn). Ganancia Mg, Ca, CO2 Skarns progrados anhidros generalmente zonados. +SiO 2, (Fe) gr, px, id, plag (inc. gr) 700-300°C. Mayor T en sistemas profundos (>900ºC?) Zonación prograda típica
– ígnea / gr / hd / di / fo / fo + cc 1/ do – ígnea / gr / px ± id / wo ± id / caliza
Skarn Retrogrado Enfriamiento final. Caída temperatura (<350ºC) Superpuesta a alta temperatura. Rompe la zonación Circuitos convectivos amplios y larga duración Mayor control estructural: fracturación frágil. Sistema hidrotermal independiente? Más desarrollado cuanto más somero
Retrogradación paragénesis inicial. Enriquecimiento Fe y H2O anf Ca-Fe ± ep ± óxidos / sulf / chl ± bt / Q + carb
Etapas de Formación
Skarn de Sn • Estos
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yacimientos ocurren asociados a granitos típicamente alcalinos (tipo “S”) en ambientes intrusivos intracontinentales (ej. Bolivia). Se les asocia mineralización de Sn conjuntamente con trazas de F, Rb, Li, Be, W y Mo. Estos yacimientos poseen bajos contenidos de sulfuros y altos contenidos de óxidos en la mena. Estos yacimientos son de pequeño volumen y baja ley, máximo 30 Mt métricas a 0.1 – 0.4% Sn. Son de nula importancia económica.
Skarn de Fe
Ocasionalmente forman depósitos de magnetita económicamente viables. Se asocian a intrusivos máficos a intermedios, de gabro a granodiorita, oxidados. Se caracterizan por alteración de endoskarn y metasomatismo sódico. En Chile yacimiento Bandurrias, Manolete, y Las Pintadas, al sur de Copiapó, III Región.
Skarn de Au
• Se asocian a granitoides someros oxidados con
magnetita. • También a granitoides más reducidos con ilmenita donde el Au aparece asociado con BiTe-As.
Skarn de Cu • También
están asociados a ambientes de margen continental, relacionados a magmas calcoalcalinos del tipo “I”, especificamente stocks y pórfidos granodioríticos/ dacíticos y cuarzo monzoníticos. • Skarns de Cu cálcicos se hallan proximos o en contacto con el cuerpo intrusivo. •
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Tienen un alto contenido de granates y una alta razón granate/piroxeno. También se observa un alto contenido de magnetita – hematita, indicando un ambiente oxidante. Los sulfuros típicos son pirita, calcopirita y menor bornita y esfalerita, indicando un moderado grado de sulfuración.
Skarn de Cu • Estos yacimientos pueden estar asociados a pórfido
cupríferos o bien a pórfidos esteriles. • En el caso de skarns relacionados a pórfidos de cobre, estos pueden alcanzar grandes volumenes (50 a 500 Mt para el caso de pórfidos cupríferos epizonales emplazados en rocas carbonatadas). Estos depositos se formana temperaturas entre 500° y 300° C. Scheelita aparece a veces en contacto entre roca huesped e intrusivo (Ca(WO4,MO4); mineral de alta temperatura). • En el caso de skarn de Cu asociado a pórfidos esteriles, estos tienden a ser de pequeño volumen, 1 a 50 Mt.
Skarn de Cu
Skarn de Cu • En el caso de skarn de Cu asociado a un sistema del tipo pórfido
cuprífero, existe relación entre los eventos de alteración metasomática de skarn y la evolución de alteración del pórfido. • La alteración prograda del skarn se relaciona con la alteración potásica y está zonada con respecto al núcleo potásico. • Los granates son más andradíticos a más grosularíticos desde el contacto hacia afuera. Los piróxenos desde diopsido a hedenbergita a wollastonita, desde el contacto hacia afuera. • La razón granate/ piroxeno disminuye desde el contacto hacia afuera.
• En las etapas más avanzadas de la evolución del sistema de pórfido
cuprífero, ocurre el colapso del sistema hidrotermal, dandose alteración fílica en el pórfido, y alteración retrograda en el skarn. • Esta alteración retrograda se superpone a la prograda, siendo muy destructiva. • Se caracteriza por tremolita-actinolita, smectita, siderita, calcita, talco, epidota, clorita, con óxidos y/o sulfuros de fierro.
Skarn de Zn-Pb • Corresponden
a cuerpos mineralizados de reemplazo metasomático de posición y relación con respecto a un intrusivo variable, pero siempre distales. Estos yacimientos ocurren en margenes continentales de subducción relacionados almenos como fuente de fluidos hidrotermales a intrusivos granodioríticos y cuarzo monzonitas calcoalcalinas del tipo “I” . • A diferencia de los skarns de cobre, la mineralogía skarn prograda está dominada por piroxenos (razón granate/ piroxeno bajo) de composión Ca-Fe y Mn (piroxenos hedenbergita – johansenita; granates andradita – almandino-espesartina).
Naica
Skarn de Zn-Pb • Las leyes típicas de Zn varian entre 6 y 12%, menor Pb (razón
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Zn/Pb 1/1 a 2/1) y menor Cu. En algunos casos se ha reportado contenidos de 1 a 9 oz. de Ag y 1 a 2 gr/T de Au. Estos yacimientos ocurren distales a los contactos intrusivos, generalmente a lo largo de contactos litológicos y/o estructurales. No se observa una aureola de metamorfismo centrada en el skarn, pero si una zonación de granates a piroxenos desde un alimentador hacia afuera. Los sulfuros están asociados con los piroxenos. La alteración retrograda está caracterizada por ilvaita (Mn), anfibolas (actinolita-tremolita) y clorita.
Skarns Chilenos
En Chile la mayor parte de los skarns son cupríferos y todos están asociados a secuencias calcáreas del Cretácico Inferior (Neocomiano) que han sido intruidas por plutones Cretácicos o Terciarios. Este tipo de mineralización no es de importancia económica a nivel nacional. Hay algunos depósitos en explotación, pero la mayoría han sido explotados en el pasado y están inactivos en la actualidad. Se explotan en el distrito de Cabildo (Cordillera de la Costa de la V Región) donde se presenta mineralización de sulfuros de cobre dentro de niveles calcáreos skarnificados de la Formación Lo Prado del Cretácico Inferior en las vecindades del contacto con intrusivos Albianos.
Grt
Py
Ccp
Cal Hem
Skarns Chilenos
En la XI Región de Aysén existe el yacimiento El Toqui que corresponde a un skarn de Zn-Pb-(Au) también en rocas calcáreas del Cretacico Inferior skarnificadas, este yacimiento es el único productor de Zn en Chile. También existen skarn cupríferos en el distrito La Campana (V Región; hoy Parque Nacional La Campana); San Antonio y Panulcillo (IV Región; al NE y S de La Serena respectivamente); todos en niveles calcáreos de secuencias del Cretácico Inferior. Skarn de Fe existen en la III Región al sur de Copiapó: depósitos Bandurrias, Manolete, Recompensa y Las Pintadas. En rocas calcáreas marinas skarnificadas del grupo Chañarcillo del Neocomiano.
Skarns Chilenos
