Depósitos IOCG (Fe-Cu-Au)
Qué es un IOCG? • Clan amplio y no muy bien definido de depósitos minerales caracterizados primariamente por su contenido de magnetita y hematita (especularita). • Presentes en una variedad de ambientes tectonomagmáticos. • Se explotan por Cu, con Au como subproducto. Pueden contener Co, U, REE, Mo, Zn, Ag, entre otros. • La franja más joven de estos depósitos está en la Cordillera de la Costa del N de Chile y S de Perú (Jurásico-Cretácico Inferior). • Existe actualmente gran interés en la exploración de este tipo de depósitos ya que constituyen blancos potencialmente rentables por Cu y Au.
Qué es un IOCG? Depósitos de FeOx-(Cu-Au) pobres en azufre (FeOx [mt/hm] > 10%) Asociación mineral característica
Abundantes óxidos de hierro (pobres en Ti) Proporción variable (accesoria) de sulfuros Contenidos elevados de Ag, REE, Co, Bi, U, F, Ba, Mo Presencia de apatito, minerales REE-U Poco cuarzo
• Alteración hidrotermal alcalina-cálcica (Na, K, Ca)
Alteración sódico/potásica-cálcica Presencia de actinolita-feldespatos alcalinos (±escapolita) Tamaño variable
En cinturones magmático-metamórficos Relacionados con estructuras transcorticales o regionales Magmatismo oxidado alcalino o calco-alcalino causativo?) Reemplazos, vetas y brechas ¿Forman un tipo independiente? ¿Tienen una génesis común?
Distribución Mundial Kiruna (1.88-1.75) Aitik
Wernecke (1.60)
Adirondacks
Great Bear (1.87) Iron Springs
Urales S SE Missouri
Iberia SO (0.35)
Durango
Bayan Obo
Bafq
Sin Quyen Khetri (0.85-0.75)
Carajas Raúl-Condestable (0.11) El Laco (0.02) Candelaria (0.12) Romeral
Marcona (0.14) Zambia O Mantos Blancos (0.7-0.5) Manto Verde
Vergenoeg
Tennant Creek (1.83) Cloncurry (1.50) Manxman Olympic Dam (1.50)
Aspectos Geoquímicos • Fluidos acuosos hipersalinos (>30 wt% NaCl equiv.), a veces ricos en CO2 • Los fluidos hidrotermales se caracterizan por: • Valores altos de d18O (5-12‰) y variables de dD consistentes con un origen magmático/metamórfico • Los isótopos de Nd, Pb, Sr y Os indican mezcla de fuentes juveniles y corticales • Azufre de origen diverso
• Ricos en volátiles (P, F, B), muy variables entre los distintos depósitos • La magnetita indica temperaturas de precipitación elevadas (>500°C)
Aspectos Económicos Importante fuente de Fe-Cu-Au (Fe) (clase mundial Cu y Au) Cu: 0.5-4% Cu/Au x 1000 ≈ 2-4 Valor hasta 10000 mUS$ (Au ≈ 15-30%) Ag, Co, U, LREE, Bi, F, P, Nb, Bi, Ba, Mo y otros muchos metales Depósitos Co (Great Bear Lake, 0.1%Co) Depósitos REE (Bayan Obo, 40-100 Mt @ 6%RE2O3) Subproductos PGE, Ni, Se, Te, Zr Elementos asociados As, B, Cl, Mn, W, (Pb, Zn). Grandes depósitos (100-1000 Mt) y subexplorado En todos los continentes menos Antártida (?)
•Kiruna, Algarrobo, El Romeral, El Laco, Kiruna, Marcona, Mina Justa •Olympic Dam, Mantoverde •Candelaria •Palabohwra
Arcaico Superior a actualidad Fáciles de localizar Geofísica Metalúrgicamente interesantes (Au en concentrado Cu) Medioambientalmente “agradables”
Principales Depósitos Depósito
Reservas (Mt)
Cu (%)
Au (g/t)
Otros elementos
Salobo
1200
0.9
0.25
U, F, LREE
Cristalino
500
0.8
0.25
Mo, Co
Sossego
355
1.1
0.28
P, Mo, LREE
Candelaria
470
0.95
0.22
Zn, Ag, Mo, LREE
Pta. Del Cu
>120
1.5
0.4
Zn, Ag, LREE
Mantoverde
>85
0.82
0.25
LREE
Olympic Dam 2000
1.6
0.6
U, LREE, Ba, F
Ernest Henry
127
1.14
Aitik
300
0.37
W, Mo, Co, Ba, (LREE) 0.2
Leyes y Tonelajes
Leyes y Tonelajes
Edad Depósitos
Olympic Dam • 2600 Mt @ 1.2%Cu, 0.5%Au • Las mayores reservas de U (1.4 Mt) y las 4ª de Cu (42.7 Mt) y Au (55.1 Moz) • 7 km largo x 1 km prof • Descubierto 1975 Western Mining Co • Abierto 1988 bajo cobertura 300 m • Asociación Co-U-REE-Ba-F • Depósito ciego, descubierto por gravimetría y magnetometría • Modelo erróneo buscaban VMS • Tipo de mena desconocido (Cu, Au, U en brecha de hematita; minerales de mena: hm, mt, py, cp, bn, cc, uraninita) • Depósitos de magnetita-apatito en las cercanías
Primer Modelo Hitzman et al. (1992) 1. Edad: Rocas de caja del Proterozoico temprano a medio (1.1 – 1.8 Ga). 2. Mineralogía: Oxidos de Fe bajos en Ti (mt más profundo que hm), con menor sulfuros de Fe y Cu. CO3, Ba, P, o F comunes. Anómalos en REE. 3. Ambiente tectónico: extensión dentro de cratones o en ambientes de margen continental. La mayoría de los distritos ocurre a lo largo de estructuras corticales mayores. 4. Rocas huesped: sedimentarias a ígneas (comp. Intermedia a silicea, anorogénicos). Relación poco clara entre mineralización y magmatismo. 5. Alteración: sódica en profundidad, potásica a niveles intermedios, sericítica y silicificación a niveles someros. Localmente intenso metasomatismo de Fe. 6. Variedad de morfologías: cuerpos concordantes lenticulares, brechas y vetas discordantes. 7. Profundidad de emplazamiento: <4-6 km
Modelo de Hitzman (1992)
Alteración Sericítica/Silicificación Brecha Hematita-sericita ± cuarzo Paleosuperficie
Alteración Sericítica Hematita-sericita-carbonatoclorita ± cuarzo
1 Kilometro
Alteración Potásica Feldespato K-sericita-magnetitacuarzo ± biotita, actinolita, clorita Alteración Sódica Albita-magnetita-actinolita Massive magneite Hematita masiva 2 Kilometros
Magnetita masiva Magnetita stockwork
Problemática Tipo definido recientemente (Hitzman et al., 1992) No todo el mundo de acuerdo ¿Es un buen nombre? Confusión con sistemas similares No todos tienen Cu-Au ¿Es un único tipo o son variantes ricas en Feox de otros tipos?
Modelo genético, encuadre tectónico y asoc. rocas ígneas problemático Grupo poco comprendido y controvertido ¿Todo lo que se llama IOCG es IOCG? ¿Cuales son sus características comunes? ¿Hay un modelo genético único?
Visión Actual (Williams et al. 2005) 1. Edad: Desde el Neoarqueano (Salobo, 2550 Ma) al presente 2. Geoquímica: Presencia de Cu (±Au) como metales económicos. Otros elementos: F, P, Co, Ni, As, Mo, Ag, Ba, LREE, y U. Mena generalmente pobre en Zn-Pb y pirita. 3. Morfología: Vetas hidrotermales, brechas, y/o cuerpos de reemplazos 4. Mineralogía: Abundante magnetita y/o hematita (pobre en Ti; a diferencia de magnetita magmática). Magnetita puede reemplazar a hematita (musketivita). Sulfuros normalmente tardíos en comparación con los óxidos. 5. Ambiente Tectónico: No específico (mayormente rifting intracontinental o arco magmático continental). 6. Rocas Huesped: Rocas sedimentarias e ígneas. Generalmente no hay una relación espacial clara con intrusivos, pero es frecuente relación espaciotemporal con granitoides (batolitos). 7. Alteración: 1. Magnetita: biotita, feldespato K, y anfíboles. 2. Hematita: sericita y clorita. Alteración Na y Na-Ca tiende a ser más profunda, extensiva y distal de la mena, y es anterior a la alteración K-Fe. 8. Profundidad de Emplazamiento: 10 km hasta someros, cercanos a la superficie
Tipos de IOCG •
Tipo magnetita-(apatito) (Kiruna, Romeral, El Laco)
•
Albitita con magnetita (Lightning Creek, Valuengo)
• Depósitos de magnetita-(Cu-Au) – Brechas/remplazamientos con alteración alcalinocálcica (act-fld) y mt-Cu-Au (Raúl, Ernest Henry, Candelaria) – Remplazos de mt-(Cu-Au) ligados a alteración sericítica (Cala) • Depósitos de hematita-(Cu-Au) – Brechas ligadas a estructuras o brechas hidrotermales con hmCu-Au (Mantoverde, Olympic Dam) •
Asociados a carbonatita, tipo Bayan Obo y otros muchos sin clasificar…
La « familia » IOCG puede gradar a otros tipos (no-IOCG)
(Ghandi, 2003)
Tipos de IOCG
IOCG Andinos Principalmente 170-150 y 130-110 Ma •
•
Perú – Jurásico Medio-Superior: Mina Justa (Marcona, ~160154 Ma?) – Cretacico Inf.: RaúlCondestable (115 Ma) – Cretácico Medio-Superior: Ocurrencias menores en el Batolito Costero. Chile – Jurásico Medio-Superior: Tocopilla? – Cretacico Inf.: (hacia el interior): Candelaria-Punta del Cobre (116-114 Ma), Mantoverde (123-117 Ma) – Cretácico Sup.-Paleoceno: Dulcinea y otros de menor tamaño.
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Cordillera de la Costa, Chile •Provincia de 600 km largo x 25 ancho
Sistema de Falla de Atacama
•Coexisten depósitos de magnetita-apatito, IOCG (mt) e IOCG (hm) con intensa alteración supergena • • •
7 depósitos mt-ap >100 Mt 2 IOCG gigantes (Candelaria-Mantoverde) cientos de prospectos y pequeñas minas
•Arco volcánico calcoalcalino subaéreo de edad Jurásico Superior a Cretácico Inferior y cuenca tras arco, intruidos por rocas plutónicas asociadas •Sincrónico con el comienzo del Sistema de Fallas de Atacama •Edades poco definidas (132-94 Ma) •Pocos depósitos de tipo pórfido coetáneos •Origen • •
Magmático?? Hidrotermal??
Cembrano et al. 2005
IOCG, Chile
El Laco Tropezon Fresia
Carmen Cu – Carmen Fe Mantoverde
Candelaria
Romeral
Zonación Vertical en Yacimientos Andinos • No se observan tránsitos entre tipos • ¿Cuál es su origen?
Sillitoe (2003)
IOCG, Chile
Mantoverde: Brecha de Hematita • • • • • • • • •
Mantoverde: 140 Mt @ 0.63%Cu (primario: 0.53%Cu) Relacionado con fallas de segundo orden (160º) asociadas al Sistema de Fallas de Atacama Datado en 117-121 Ma (?) Mineralización en estructuras y brechas hidrotermales/remplazos locales fk-mt / sc / chl-Q-ser/cc-ser hm-cp–py (bn-po) Fluidos salinos (superficiales?) Encima de y remplazando cuerpos de mt-ap & mt-py Intenso enriquecimiento supergeno
Brecha de Hematita
Brechas de hematites-(Cu)
Candelaria • Depósito complejo y enigmático • 800 Mt @ 1%Cu
• Encajado en andesita y depósitos volcanoclásticos y caliza suprayacente formando un roof pendant encima de rocas intrusivas • 112-110 Ma • Alteración y mineralización irregular – – – – –
Alteración sódica (albitófiro) Actinolita-clorita (+fk+ep) Brechas feldespato K (+ep) Skarn sobre caliza Stockworks, vetas, diseminaciones y remplazos
• mt (hm) – cp – py – (po – sph – mo-apy) (REE allanita)
El Laco
• Complejo volcánico calcoalcalino (2.1±0.1 Ma) – –
andesita-dacita similar al resto en el área?
• 500 Mt mt masiva (60%Fe) • cuerpos estratoides (300-700 m) • venas y diques ricos mt-(ap-cpx) •remplazamientos • intensa alteración ácida argilítica – zonas ricas yeso-alunita
• T=710-840°C d18Omt= 8‰ • mt pobre en TiO2 y rica en V y REE
•¡La clave del debate magmático-hidrotermal!
El Laco: Hidrotermal? • Remplazamiento completo de coladas • Intensa alteración hidrotermal • Es difícil que magmas tan densos suban tan alto en la corteza • Bajo contenido en Ti
• Presencia de tubos y chimeneas
El Laco: Magmático? •
Texturalmente distinta a todas las lavas cercanas (coladas, lapilli, escorias)
•
px = rocas cercanas
•
No es incompatible con alteración hidrotermal
•
Magmas densos pueden ascender
Modelos Genéticos Rocas hidrotermales con alteración alcalino-cálcica (fk + clanf ± ab ± bt) y magnetita están asociadas a la circulación de fluidos hipersalinos (ricos en CO2). Se pueden formar por la circulación de tres tipos de fluidos (o sus combinaciones) Fluidos magmáticos Fluidos derivados de secuencias evaporíticas Fluidos metamórficos que involucran metaevaporitas
