DIPLOMATURA VIRTUAL » EVALUACION DE
YACIMIENTOS METALICOS Ing. Carlos J. Pérez Consultor
» YACIMIENTO MINERO Y SU
RESPECTIVO MUESTREO
Ing. Carlos J. Pérez Consultor
ÍNDICE 1. Alteraciones Hidrotermales. 2. Yacimientos de minerales metálicos. 3. Métodos de muestreo. 4. Selección de muestras. 5. Número de muestras. 6. Número óptimo de muestras 7. Control del muestreo.
BREVE INTRODUCCIÓN…
OBJETIVO GENERAL Entregar a los estudiantes los conocimientos teóricos y prácticos utilizados en la industria minera para la evaluación y valorización de yacimientos minerales. Se busca desarrollar en los alumnos su capacidad de análisis y visualización espacial de cuerpos geológicos y las metodologías de evaluación de los mismos. Determinación de los parámetros para el cálculo de las reservas de un yacimiento. Aplicar metodologías para el cálculo de reservas y clasificaciones de recursos y reservas. Aplicación a casos prácticos de cálculos de reservas de yacimientos.
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OBJETIVO ESPECIFICO » » » » » » »
Conocer y comprender el concepto de recurso minero. Incertidumbre. Conocer la terminología aplicada en los sistemas de muestreo. Conocer y aplicar los métodos clásicos de evaluación de yacimientos minerales. Aplicar técnicamente conceptos de estadística clásica a la evaluación de yacimientos mineros. Conocer, comprender y aplicar las curvas ton – ley. Conocer y comprender la teoría de las variables regionalizadas. Conocer, comprender y aplicar la geoestadística a yacimientos minerales.
ORIGEN DE LOS YACIMIENTOS MINERALES Procesos ígneos: P l u t o n i s m o : produce rocas industriales (los granitos en sentido amplio), y minerales metálicos e industriales (los denominados yacimientos ortomagmáticos, producto de la acumulación de minerales en cámaras magmáticas). : produce rocas industriales (algunas variedades Vulcanismo "graníticas" - puzolanas), y minerales metálicos (a menudo, en conjunción con procesos sedimentarios: yacimientos de tipo vulcanosedimentarios). Pro ces os p egm atític os : pueden producir yacimientos de minerales metálicos (p.a., casiterita) e industriales: micas, cuarzo... Proc eso s neum atolítico s e hidro term ales : suelen dar origen a yacimientos de minerales metálicos muy variados, y de algunos minerales de interés industrial.
ORIGEN DE LOS YACIMIENTOS MINERALES Procesos exógenos (1): La erosión es el proceso por el cual las rocas de la superficie de la Tierra, en contacto con la atmósfera y la hidrosfera, se rompen en fragmentos y sufren transformaciones físicas y químicas, que dan origen fundamentalmente a fragmentos o clastos, y a sales. Las trasformaciones que implica la erosión pueden dar lugar a yacimientos, que reciben el nombre de yacimientos residuales. El transporte de los clastos por las aguas y el viento, y de las sales por el agua, modifica la composición química tanto del área que sufre la erosión como del área a la que van a parar estos productos. Además, durante el propio transporte se producen procesos de cambio físicos y químicos, nuevas erosiones, depósito de parte de la carga transportada, etc.
ORIGEN DE LOS YACIMIENTOS MINERALES Procesos exógenos (2): La sedimentación detrítica da origen a rocas como las areniscas, y a minerales que podemos encontrar concentrados en éstas, en los yacimientos denominados de tipo placer: oro, casiterita, gemas... La sedimentación química da origen a rocas de interés industrial, como las calizas, y a minerales industriales, como el yeso o las sales. La sedimentación orgánica origina las rocas y minerales energéticos: carbón e hidrocarburos sólidos (bitúmenes, asfaltos), líquidos (petróleo) y gaseosos (gas natural). También origina otras rocas y minerales de interés industrial, como las fosforitas, o las diatomitas, entre otras. La sedim entación asoc iada a los fenómeno s vo lcánico s pro duc e yacimiento s de m inerales m etálico s de gran im po rtanc ia.
ORIGEN DE LOS YACIMIENTOS MINERALES Procesos metamórficos: El metamorfismo da origen a rocas industriales importantes, como los mármoles, o las serpentinitas, así como a minerales con aplicación industrial, como el granate. No suele dar origen a yacimientos metálicos, aunque en algunos casos produce en éstos transformaciones muy importantes.
En cada caso se establecen determinadas con dicio nes que permitan se origine el y a c i m i e n t o , c o m o a l g o d i f e r en c i a d o d e l c o n j u n t o r o c o s o , e n el q u e u n o o v a r i o s proc esos geológicos h an actuado de form a diferencial con respecto al resto del área, lo q u e h a p e r m i t i d o q u e s e p r o d u z c a n e s a s c o n d i c i o n e s e s p e c i al e s q u e d e t er m i n a n l a gé nes is del y ac im ien to .
1. ALTERACIONES HIDROTERMALES
ALTERACIONES HIDROTERMALES Concepto General (1): La alteración hidrotermal es un tipo de metaformismo que involucra la recristalización de la roca determinándose nuevos minerales, cambio textural y de la composición química. Esta alteración se produce por la circulación de volúmenes relativamente grandes de fluidos hidrotermales, atravesando las rocas permeables debido a la presencia de fisuras. El fluido hidrotermal a altas temperaturas con distintos rangos de pH, transporta metales y otros componentes en solución, generando a su paso las modificaciones en la composición mineralógica original de las rocas hasta lograr un equilibrio termodinámico. La característica esencial de la alteración hidrotermal es la conversión de un conjunto mineral inicial en una nueva asociación de minerales más estable bajo las condiciones hidrotermales de temperatura, presión y sobre todo de composición de fluidos. La textura original de la roca puede ser modificada ligeramente o completamente por la alteración hidrotermal.
ALTERACIONES HIDROTERMALES Concepto General (2): El transporte de los materiales involucrados en la alteración de las rocas puede ocurrir por infiltración o por difusión (transporte por difusión de especies químicas a través de fluidos estancados en las fisuras de las rocas) o por una combinación de ambos procesos. Si la evidencia geológica muestra que los componentes químicos se movieron a gran distancia, el medio de transporte dominante probablemente fue la infiltración.
La alteración hidrotermal es un término general que incluye la respuesta mineralógica, textural y química de las rocas a un cambio ambiental, en térmicos químicos y termales, en la presencia de agua caliente, vapor o gas.
ALTERACIONES HIDROTERMALES Concepto General (3): La alteración hidrotermal ocurre a través de la transformación de fases minerales, crecimiento de nuevos minerales, disolución de minerales y/o precipitación, y reacciones de intercambio iónico entre los minerales constituyentes de una roca y el fluido caliente que circuló por la misma. Aunque la composición litológica inicial tiene una influencia en la mineralogía secundaria (hidrotermal), su efecto es menor que el debido a la permeabilidad, temperatura y composición del fluido. En efecto, la temperatura del fluido y el pH del mismo son los factores más relevantes en la asociación mineralógica resultante de los procesos de alteración hidrotermal, más que la litología. Ej., La asociación mineralógica: cuarzo, albita, feldespato-K, clorita, epidota férrica, illita, calcita y pirita, se ha encontrado en basaltos en Islandia, areniscas en Imperial Valley, riolitas en Nueva Zelanda y andesitas en Indonesia. Esa asociación de minerales de alteración se ha producido en el rango de temperatura de 250º-280ºC.
ALTERACIONES HIDROTERMALES Concepto General (4): La susceptibilidad a la alteración es variable en los minerales primarios de las rocas. El más reactivo es el vidrio volcánico, frecuentemente alterado primero a ópalo, smectita, calcita o zeolita y luego a minerales de arcilla.
Se puede establecer un orden relativo de susceptibilidad a la alteración de los minerales, a saber: Olivino > magnetita > hiperstena > hornblenda > biotita = plagioclasas El cuarzo es resistente a la alteración hidrotermal y no es afectado hasta temperaturas de 300ºC, pero hay evidencias de recristalización del cuarzo a mayores temperaturas. Es relativamente frecuente que en rocas alteradas intensamente cuya textura original ha sido completamente obliterada, se preserven cristales de cuarzo primarios.
ALTERACIONES HIDROTERMALES Concepto General (5): La característica esencial de la alteración hidrotermal es la conversión de un conjunto mineral inicial en una nueva asociación de minerales más estable bajo las condiciones hidrotermales de temperatura, presión y sobre todo de composición de fluidos. La textura original de la roca puede ser modificada ligeramente o completamente obliterada por la alteración hidrotermal.
La alteración hidrotermal es un tipo de metamorfismo que involucra la recristalización de la roca a nuevos minerales más estables bajo las condiciones hidrotermales. La característica distintiva de la alteración hidrotermal es la importancia del fluido hidrotermal en transferir constituyentes y calor. En efecto, la alteración hidrotermal involucra la circulación de volúmenes relativamente grandes de fluidos calientes atravesando las rocas permeables debido a la presencia de fisuras o poros interconectados.
ALTERACIONES HIDROTERMALES Concepto General (6): El fluido tiende a estar considerablemente fuera de equilibrio termodinámico con las rocas adyacentes y esto genera las modificaciones en la composición mineralógica original de las rocas, puesto que componentes en solución y de los minerales sólidos se intercambian para lograr un equilibrio termodinámico.
El transporte de materiales involucrados en la alteración de las rocas puede ocurrir por infiltración o por difusión (transporte por difusión de especies químicas a través de fluidos estancados en los poros de las rocas) o por una combinación de ambos procesos. Si la evidencia geológica muestra que los materiales o componentes químicos se movieron a gran distancia el medio de transporte dominante probablemente fue la infiltración. En sistemas hidrotermales la difusión e infiltración ocurren simultáneamente.
ALTERACIONES HIDROTERMALES
Factores de Control a)
Tem p eratu ra y la diferencia de temperatura ( Δtº) entre la roca y el fluido que la invade: mientras más caliente el fluido mayor será el efecto sobre la mineralogía original.
b ) C om p o s ic ión d el f lu id o ; sobre todo el pH del fluido hidrotermal: mientras más bajo el pH (fluido más ácido) mayor será el efecto sobre los minerales originales. c ) P er m eab il id ad d e l a r o ca : Una roca compacta y sin permeabilidad no podrá ser invadida por fluidos hidrotermales para causar efectos de alteración. Sin embargo, los fluidos pueden producir fracturamiento hidráulico de las rocas o disolución de minerales generando permeabilidad secundaria en ellas.
ALTERACIONES HIDROTERMALES
Factores de Control d ) Du r ac ión de la interacción agua/roca y variaciones de la razón agua/roca. Mientras mayor volumen de aguas calientes circule por las rocas y por mayor tiempo, las modificaciones mineralógicas serán más completas. e) Co m p os ic ión d e la ro c a ; la proporción de minerales es relevante para grados menos intensos de alteración, dado que los distintos minerales tienen distinta susceptibilidad a ser alterados, pero en alteraciones intensas la mineralogía resultante es esencialmente independiente del tipo de roca original. f)
Pr es ión : este es un efecto indirecto, pero controla procesos secundarios como la profundidad de ebullición de fluidos, fracturamiento hidráulico (generación de brechas hidrotermales) y erupción o explosiones hidrotermales.
ALTERACIONES HIDROTERMALES
Factores de Control Comentarios Los dos factores temperatura y composición del fluido hidrotermal son lejos los más importantes para la mineralogía hidrotermal resultante de un proceso de alteración. Esto es relevante porque las asociaciones de minerales hidrotermales nos dan indicios de las condiciones en que se formaron los depósitos minerales de origen hidrotermal. La intensidad de la alteración corresponde a un término objetivo que se refiere a la extensión en que una roca ha sido alterada, mientras que el grado de alteración es un término subjetivo que requiere una interpretación basada en la mineralogía de alteración. Sin embargo, se han propuesto los términos pervasividad para indicar la intensidad de la alteración y extensividad para indicar la distribución espacial de la alteración hidrotermal.
Estos últimos términos fueron propuestos para cuantificar porcentualmente la intensidad y extensión de alteración hidrotermal. Sin embargo, en la práctica no se generalizó su uso en tal sentido, pero el término pervasivo se utiliza corrientemente para referirse a que tan penetrativa es la alteración de las rocas. Una alteración pervasiva se refiere a aquella en que una roca está completamente alterada en todo su volumen, en contraposición a alteraciones poco pervasivas donde la alteración se limita a las vecindades de las fracturas por donde circuló el fluido, pero las partes masivas de las rocas están inalteradas.
