FIGEMPA
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CARRERA DE GEOLOGIA
P R E S E N T
REALIZADO POR EVELYN CAIZA
A C I O
YACIMIENTOS MINERALES ING. FRANCISCO VITERI
Cobre nativo
Molibdenita
Son depósitos minerales con el Cu ampliamente disperso, PÓRFIDOS CUPRÍFEROS asociados con rocas intrusivas intermedias a félsicas, comúnmente porfídicas. Dado que estos depósitos representan la mayor reserva mundial de Cu, Mo y metales preciosos, sus estudios son extensos y exhaustivos: TIPOS DE ESTUDIOS REALIZADOS PARSONS (1933)
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Perfiló características geológicas y económicas básicas.
JEROME (1966)
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Realizó una sección descriptiva con detalles geológicos, mineralógicos, geoquímicos y geofísicos. (Guía de exploración)
GUSTAFSON (1978)
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La evolución dinámica de los sistemas mineralizados pórfido cuprífero
LOWELL & GUILBERT (1970)
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Modelo esquemático del zoneamiento en un sistema pórfido cuprífero
SILLITOE (1973)
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Modelo esquemático que describe las partes superior e inferior del sistema de pórfido cuprífero.
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Fe uno de los primeros en reconocer la importancia de la relación entre los depósitos de pórfido y la subducción de placas particularmente en la Cordillera Occidental de América.
LOWELL Y GUILBERT (1970)
PÓRFIDOS CUPRÍFEROS
Definen
“Depósitos de sulfuros de Cu y Mo consistentes en mineralización diseminada y en vetillas tipo stockwork, la cual fue emplazada en varios tipos de roca encajante alteradas por soluciones hidrotermales “.
SILLITOE (1973) Define
“Pórfidos mineralizantes son plutones félsicos que se emplazan a 1.5-3 km de profundidad, y cuya influencia varía hacia arriba y hacia abajo”.
Actividad hidrotermal alcanza la columna de rocas volcánicas comagmáticas formando depósitos epitermales.
El plutón porfídico pasa por una zona de stockwork y alteración potásica. Se convierte en un plutón de mayores dimensiones, de composición fanerítica y sin ningún tipo alteración. Totalizando una extensión vertical para el sistema de
PÓRFIDOS CUPRÍFEROS
Grandes acumulaciones metálicas asociadas a depósitos pórfidos cupríferos tienen una estrecha relación con regiones tectónicas que involucran un espesor importante de corteza en el proceso magmático.
Formación de este tipo de mineralización
ECUADOR
Cordilleras Occidentales del Norte y Sur América
PÓRFIDOS CUPRÍFEROS
Nueve épocas de mineralización de Cu identificables en los Andes Centrales y del Sur. Sillitoe (1988)
Tres durante el Cenozoico y Seis pre-cenozoicas Cuatro épocas de mineralización de Cu en los Andes del Norte desde Ecuador a Panamá.
Cada época coincide con un sub-cinturón que puede extenderse por más de 2000 Km Están confinadas en tres sub-cinturones cenozoicos: Más del 90% de las reservas de Cu andinas
Sub-cinturón del Mioceno Medio al Plioceno Inferior (16-5 Ma), en el Sur de Perú y Chile Sub-cinturón del Eoceno Superior al Oligoceno Inferior (42-31 Ma) Sub-cinturón del Paleoceno al Eoceno Inferior (66-52 Ma)
PÓRFIDOS CUPRÍFEROS
Sub-cinturón del Mioceno Medio al Plioceno Inferior (16-5 Ma)
Sub-cinturón del Eoceno Superior al Oligoceno Inferior (42-31 Ma)
Sub-cinturón del Paleoceno al Eoceno Inferior (66-52 Ma)
Andes del Norte, Centro y Sur
Andes del Norte Sur de Colombia – Istmo de Panamá
PÓRFIDOS CUPRÍFEROS
Distribución de los sub-cinturones de Cu refleja la fragmentación tectónica de los Andes. Las deflexiones de Huancabamba y Abancay definen tres segmentos importantes en las latitudes 5°S y 14°S, respectivamente. Andes Centrales y del Sur Segmentos caracterizados por una historia de subducción diferente y un patrón espacio-temporal diferente de intrusiones y mineralizaciones de Cu. Se distinguen cuatro épocas y sus correspondientes sub-cinturones de mineralización de pórfido de cobre: Sub-cinturón central del Mioceno Medio-Plioceno Inferior (16-5 Ma) Sub-cinturón occidental del Eoceno Inferior-Medio (55-44 Ma) Sub-cinturón central-oriental del Cretácico Inferior (136-100 Ma)
Andes del Norte (desde el S de Ecuador hasta el Itsmo de Panamá y el occidente de Venezuela)
Sub-cinturón occidental del Eoceno InferiorMedio (55-44 Ma)
PÓRFIDOS CUPRÍFEROS
Sub-cinturón del Mioceno Temprano (25-14 Ma) Sub-cinturón central del Mioceno Medio-Plioceno Inferior (17-5 Ma) Sub-cinturón centraloriental del Cretácico Inferior (136-100 Ma) Sub-cinturón oriental del Jurásico MedioSuperior (166-144 Ma)
Andes del Norte
PÓRFIDOS CUPRÍFEROS , situado en un corto sub-cinturón separado en un segmento anómalo asociado con la Deflexión de Huancabamba o representa la continuación hacia el N del sub-cinturón del Mioceno Medio-Plioceno Inferior de Perú Pórfido de Cobre “Fierro Urcu”
El sub-cinturón del Mioceno Medio al Plioceno Inferior está entre el dominio continental del T. Chaucha y el segmento Mulaute del T. Pallatanga. ALOJA PORFIDOS DE CU+MO±AU (JUNIN Y CHAUCHA) Los T. oceánicos Pallatanga-Macuchi mas al W, ALOJAN PORFIDOS DE CU+AU±MO de edad Miocena Inferior a Medio (GABY Y TELIMBELA-BALZAPAMBA)
PÓRFIDOS CUPRÍFEROS
Se denomina pórfidos porque frecuentemente se asocian con rocas ígneas intrusivas con fenocristales de FK en una masa cristalina de grano fino.
Están espacial y genéticamente relacionados con intrusiones ígneas félsicas.
Las intrusiones son epizonales e invariablemente porfídicas.
Se caracterizan por eventos intrusivos múltiples, enjambres de diques, brechas intrusivas.
Las intrusiones y las rocas de caja envolventes están intensamente fracturadas.
La mineralización y la alteración forman amplias zonas con cambios laterales.
La alteración supergénica puede producir zonado vertical con formación de sombreros de lixiviación y zonas de enriquecimiento secundario.
Estos depósitos deberían tener al menos 20 millones de toneladas con un mínimo de 0.1% de Cu para ser llamados pórfido de Cu.
Son depósitos de baja ley, gran tonelaje, forma irregular y de grandes extensiones.
Establecimiento y colapso interior de un sistema convectivo de aguas subterráneas, que reaccionan con las rocas mineralizadas que se enfrían.
Separación de los fluidos magmáticos e introducción metasomática simultánea de Cu y otros metales, sulfuros y álcalis en los pórfidos y rocas de caja.
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95% de fluido magmático Salinidad relativamente alta (>15wt% NaCl) La temperatura de los fluidos varia (800°C-400°C) Existe también una entrada periférica de agua meteórica. Se caracterizan por un núcleo potásico rodeado por un caparazón de alteración propilítica con zonas estrechas de alteración fílica en el área de interacción de fluidos
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La mayoría de los depósitos combinan elementos tempranos ortomagmáticos y
Circulación convectiva de agua meteórica en celdas de hasta 2Km sobre la intrusión. Salinidad baja a moderada (<15wt% NaCl). Temperaturas de 300°C450°C, las temperaturas inferiores se mantienen por un gran lapso de tiempo. Están dominados por alteración fílica con propilítica periférica alrededor de una zona de
La mayoría de los depósitos combinan elementos tempranos ortomagmáticos y alteración/mineralización convectiva posterior. Deducir todos los eventos y su secuencia para la formación de depósitos pórfidos cupríferos es algo complicado.
Procesos Ortomagmáticos
Sistema convectivo dominado por aguas meteóricas
Episodios mas jóvenes comúnmente enmascaran a los más antiguos.
Las variadas características de un depósito de pórfido de Cu reflejan las diversas influencias de cada uno de estos cuatros estadios. Varios factores como: Tipo de magma, el contenido de volátiles, la abundancia de metales y elementos mineralizantes en los fluidos derivados del magma, el numero, tamaño, secuencia y profundidad de emplazamiento del sistema porfídico mineralizado, variaciones en la composición y fracturación de la roca caja, contraste de densidades entre los fluidos y su proporción de mezcla. Contribuyen a hacer único a cada
ALTERACIÓN PROPILÍTICA Halo de alteración mas externo, normalmente fuera del cuerpo de mena económica, esta dominada por clorita, epidota, albita, adularia y calcita
ZONA PERIFERICA Calcopirita, galena, esfalerita, oro, plata ZONA DE BAJA PIRITA Corresponde a la zona propilítica con 2% pirita
ALTERACIÓN ARGÍLICA Se encuentra externa a la zona de alteración fílica y esta dominada por minerales de arcilla, montmorillonita, clorita, pirita
ZONA DE PIRITA Corresponde a la zona de alteración fílica (sericítica) con mx: pirita (10%), calcopirita (0.1-3%) y trazas de molibdenita ZONA DE MENA Se encuentra formando un cilindro en la parte externa de la zona de alteración potásica e interna de la zona de alteración sericítica: calcopirita (1-3%), pirita (1%), molibdenita (0.03%) ZONA CENTRAL DE BAJA LEY Bajo contenido de calcopirita,
ALTERACIÓN FÍLICA (SERICÍTICA) Envuelve al núcleo potásico y esta dominada por cuarzo, sericita y pirita (hasta 20% del volumen) MINERALIZACIÓN
ALTERACIÓN
Zoneamiento vertical y lateral de la alteración y la
ALTERACIÓN POTÁSICA Desarrollo de Cuarzo, FK, Biotita, Sericita, Anortita. Es la alteración hidrotermal mas intensa que
La mineralización presenta un núcleo de baja ley que contiene pirita diseminada que grada hacia fuera en una zona de mena. En la zona de mena se presentan vetillas y diseminación de pirita con calcopirita subordinada (mena de cobre) y molibdenita (mena de molibdeno). La zona de mena en los pórfidos cupríferos usualmente se presenta dentro del núcleo de alteración potásica y puede extenderse dentro de la zona fílica, frecuentemente en el sector más interno se presenta una mayor proporción de sulfuros ricos en cobre
La formación de este tipo de depósitos involucra un proceso magmático, que incluye un mecanismo denominado “SEGUNDA EBULLICIÓN” O “EBULLICIÓN RETRÓGRADA” El agua satura un magma residual debido a la cristalización. provoca
HIDROFRACTURAMIENTO Formando estructuras:
STOCKWORK
BRECHAS HIDROTERMALES
DISEMINADO
STOCKWORK •
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Vetillas pequeñas que interceptan toda la roca. El relleno se compone de mena especialmente de minerales de formación hidrotermal. Caracterización del stockwork: a) por la frecuencia de vetillas b) por el ancho de las vetillas c) por la simetría d) tipo de mineral como relleno
BRECHAS HIDROTERMALES Se caracterizan por: Tipo de clastos. Apariencia de clastos: redondez, tamaño, frecuencia, alteraciones. Matriz: tipo de minerales, color, dureza. Simetría del cuerpo: vetiforme, irregular, tamaño, zonaciones. • •
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DISEMINADO Varias muestras contienen la mena en forma diseminado, (partículas finas aisladas) Las partículas pueden ser pequeño o de un tamaño que no supere 2 mm. El diseminado muchas veces se junta con vetillas.
PÓRFIDOS CUPRÍFEROS
ZONA CENTRAL DE BAJA LEY (<
Se clasifican de acuerdo a:
Sus principales productos los cuales son Cu, Cu-Mo o Cu-Au.
Su situación tectónica que es isla volcánica oceánica o arco magmático de margen continental.
La serie composicional magmática en la que están alojados que puede ser alcalina (gabro o sienita) o calco-alcalina (diorita a cuarzomonzonita).
Su morfología que ha sido descrita como clásicos, volcánicos y plutónicos.
De acuerdo a su morfología:
Esta clasificación se relaciona con la profundidad de formación que varía desde tan somera como 500 m a tan profunda como 3-5 Km bajo la superficie
De acuerdo a su morfología:
PÓRFIDOS DE COBRE TIPO “PLUTÓNICO”
Se producen en ambientes profundos (~3-5 Km) con una mineralización multifásica en la roca alojante.
Están situados en áreas de compleja actividad intrusiva.
Están temporal y petrogenéticamente relacionados con una asociación magmática evolutiva.
De acuerdo a su morfología:
PÓRFIDOS DE COBRE TIPO “CLÁSICO (HIPOBISAL)”
Son intrusiones pequeñas, de alto nivel, post-orogénicas, porfídicas con formas de “stock”, de forma cilíndrica junto con brechas y diques.
La zona de alteración-mineralización es aproximadamente concéntrica y centrada en fases intrusivas específicas.
De acuerdo a su morfología:
PÓRFIDOS DE COBRE TIPO “VOLCÁNICO”
Están en las raíces de los volcanes y representan la expresión cercana a la superficie de los sistemas hipobisales.
Los cuerpos intrusivos han ascendido lo suficiente como para estar alojados en las formaciones volcánicas coetáneas.
La forma de estos cuerpos intrusivos es variable y relativamente pequeña en comparación con la zona mineralizada.
La mineralización está asociada con el desarrollo de brechas o con el reemplazamiento preferencial de rocas de caja permeables controlado litológicamente.
De acuerdo al ambiente tectónico, a la serie composicional magmática en la que están alojados, a la morfología y a los principales productos que generan, tenemos:
1
Sistemas de pórfido de arco de islas que están típicamente asociados con las series magmáticas alcalinas, caracterizados por una asociación de Cu-Au con Mo despreciable y son principalmente del tipo volcánico.
Los magmas encajantes alcalinos se forman cuando hay una subducción lenta y con alto ángulo, placas litosféricas tectónicamente engrosadas. Tienen los rasgos morfológicos de los tipo volcánicos (pequeños cuerpos intrusivos con un alto nivel de diques emplazados contemporáneamente con pilas volcánicas. ASOCIACIÓN CON BRECHAS HIDROTERMALES.
2
Sistemas de pórfido de margen continental que se encuentran asociados con miembros mas diferenciados de las series magmáticas calco-alcalinas, caracterizados por CU-MO, mientras que el AU es menor o despreciable y tienden a formarse a niveles mas profundos (hipobisales a plutónicos)
Caracterizados por vetillas de sulfuros ,“stockworks” y ausencia de vetas de cuarzo. La mineralogía de la roca de caja y de la ganga comúnmente contiene minerales calcosilicatados de alta temperatura, hay una asociación cercana con los skarn de Cu. Alteración potásica que puede estar sobreimpresa por alteración fílica y menos frecuente por fílica-argílica. Alteración propilítica marginal extensa.
2
Sistemas de pórfido de margen continental que se encuentran asociados con miembros mas diferenciados de las series magmáticas calco-alcalinas, caracterizados por CU-MO, mientras que el AU es menor o despreciable y tienden a formarse a niveles mas profundos (hipobisales a plutónicos)
Son típicos de los arcos volcano-plutónicos de margen continental. El rango de intrusiones es desde faneríticos de grano grueso a “stocks” porfídicos, batolitos, complejos multiplutónicos y enjambres de diques. La sola diferenciación no lleva a la formación de un depósito de pórfido de Cu: los contenidos en volátiles y metales residuales también tienen un papel importante cuando el magma va a generar mineralización.
3
Donde los terrenos de arco de islas oceánico han sido acrecionados a márgenes continentales activos, como es el caso de Ecuador, pueden formarse sistemas de pórfido de Cu-Au del tipo arco de islas.
