Filones y minerales filonianos, depositos hipotermales, mesotermales y epitermales. Filones y minerales filonianos Muchos depósitos minerales, especialmente los que son de importancia económica, se presentan en masas lenticulares o tabulares que se conocen co nocen con el nombre de filones. Los filo filones nes se han han form formado ado por por el rell relleno eno con menas menas mine minera rale lesd sdee una grie grieta ta o fisu fisura ra preexistente. Cuando Cuando los magmas magmas formad formados os en profun profundid didaa ascien ascienden den hacia hacia zonas zonas superf superfici iciale ales, s, aprovechando las fracturas o fallas producidas por tensión y se consolidan a lo largo de estaas grietas de la corteza terrestre, dan lugar a la formación de "rocas filonianas". Con cierta frecuencia, las rocas filonianas forman diques que atraviesan macizos de rocas plutónicas ypueden proceder del mismo magma que origino estas últimas. Sin embargo, como las rocas fionianas son siempre posteriores a las que atraviesab, pueden proceder de magmas totalmente distintos, correspondiendo a un periodo de actividad magmatica muy distanciado en el tiempo, del que originó la roca plutónica. No todas las rocas que aparecen rellenando "filones" tienen origen puramente magmatico, es decir, que muchas de ellas no se han formado por inyección de un magma fluido en una grieta preexistente. Existen dos tipos fundamentales de filones: estratificados y brechoides. En los los filo filones nes estr estrat atif ific icado ados, s, las las dife difere rent ntes es espec especie iess miner mineral ales es de la secue secuenci nciaa correspondiente, se depositan en capas sucesivas, desde la pared de la roca encajante hacia hacia el cent centrr, hast hastaa que que se comp comple leta ta el rell rellen eno o de la cavid cavidad ad,, lo cual cual orig origin inaa la crustifica crustificación ción del filón, filón, pudiendo pudiendo quedar alguna cavidad cavidad interna, interna, que aparece recubierta recubierta por cristales del último mineral depositado, formando una geoda. En los filones brechoides existia ya, antes de la mineralización, una brecha de falla con fragmentos de la misma roca encajante y el deposito de minerales ha cementado estos fragmen fragmento, to, en capas capas concent concentric ricas, as, que cuando cuando son regula regulares res recibe reciben n el nombre nombre de escarapelas. Los yacimi yacimient entos os filonia filonianos nos suelen suelen contener contener compue compuesto stoss metáli metálicos cos,, princi principal palmen mente te sulfuros, de gran interes económico, tales como calcopirita, galena, blenda, cinabrio, etc., y algunos metales nativos, plata y oro. La forma y caracter general de un filón dependen del tipo de fisura en cual se han depositado sus minerales, y el tipo de fisura depende, a su vez, del caracter de la roca en la cual éste aparecey la clase de fuerza que provocó su formación. En una roca firme y homogenea, como el granito, una fisura será de caracter bastante regular y de bordes
limpios. Es relativamente estrecha en relación con su extensión horizontal y vertical y de curso recto. por el contrario si se trata de una roca de rotura fácil y que se desmenuza, tal como una pizarra o un esquisto esquisto la que se somete somete a un proceso de ruptura, es mucho más fácil que aparezcan zonas de fisura estrechas y entrelazadas en vez de una grieta recta. En una una roca roca faci facilm lmen ente te solu solubl ble, e, como como es el caso caso de la cali caliza za,, la fisu fisura ra pued puedee ser ser extremadamente irregular en forma y tamaño debido a la disolución diferencial de sus paredes por las agua que han pasado por ella. Un filón tipico es un de posito de mineral que ha rellenado una fisura completamente de pared a pared, con bordes definidos. Existen sim embargo, muchas variaciones sobre este tipo. Frecuentemente quedan huecos irregulares, las llamadas drusas, en el centro del filón. Es presisamente en estas drusas donde se obtienen ejemplares bien cristalizados de los minerales. Tampoco las paredes de un filón pueden ser siempre definidas. Las aguas mineralizadas que llenaron la grieta pueden haber actuado sobre las paredes de la roca y remplazar parcialmente éstas con los minerales del filón. Por consiguiente existe una graduación casi completa desde la roca inalterada hasta el filón puro de relleno. Ciertos depositos se han formado en gran parte por deposición de los minerales de filón en las rocas encajantes, y entonces se conocen con el nombre de depósitos de reemplazamiento. Se encuentran con mucha frecuencia en la caliza, aunque ello no quiere decir que este confinada exclusivamente a ellas. Existe tambien aqui una graduación completa desde un filón formado por el relleno de una fisura abierta con paredes netas hasta el deposito de reemplazamiento con bordes indefinidos. Las minerales filonianos mas importantes son cuarzo, calcita (y otros Carbonatos), barita, fluorita. En la mayoría de los casos, los filones están representados por masas de cuarzo que comprenden aglomeraciones de diferentes minerales, los más de las veces Sulfuros metálicos. Las rocas filonianas básicas (lamprófidos) son rocas de tonos oscuros, ricas en minerales ferro-magnesianos que se presentan en las regiones graníticas o metámorficas con tanta frecuencia como las aplitas, las pegmatitas o los pó rfidos. Las Las roca rocass filo filoni nian anas as ácida ácidass son son roca rocass form formad adas as funda fundame ment ntal alme ment ntee por por cuarz cuarzo o y feldespatos que carecen o tienen muy poca cantidad de minerales ferro-magnesianos. Las técnicas de análisis fractal ayudan a entender las redes de fracturas de los macizos rocosos y las microestructuras de los minerales. Dado que la prospección en busca de yacimientos minerales filonianos resulta difícil y costosa por su errática distribución, contar con un método científico para localizarlos con más acierto supondría una gran ayuda. Este fue el planteamiento básico que en 1987 llevó a Pablo Gumiel, geólogo del Instituto Geológico y Minero de España (IGME), junto a otros colegas, a aplicar la Geometría fractal al estudio de los aparentemente caóticos sistemas de filones para poder diferenciar los ricos en mineral de los estériles. Desde aquella innovadora idea hasta ahora, el investigador ha consolidado un grupo que aplica técnicas de fractales a otras áreas de la Geología, especialmente a microestructuras y redes de fracturas. La dificultad que hace que las prospecciones orientadas a encontrar yacimientos filonianos no sean siempre siempre fructíferas fructíferas es la distribución distribución errática de algunos minerales, como es el caso del oro. “Se hace un sondeo en un punto, por ejemplo en unas venas de cuarzo, y se
encuentra mineral, pero se hace a dos metros, en otras venas de cuarzo, y ahí no se encuentra, cuando estructuralmente los dos conjuntos de venas parecen iguales”. Para enfrentarse a esa aleatoriedad natural de una manera más exitosa, el geólogo español y su colega inglés se plantearon que “había que encontrar algún criterio aplicable y fácil de utilizar con el que poder discriminar entre los filones ricos en mineral y los estériles”. Y para ello, se les ocurrió seguir las ideas de Benoit B. Mandelbrot, “padre de la Geometría fractal”, quien trasladó a modelos matemáticos formas y procesos de la naturaleza que se consideraban irregulares. Las concentraciones concentraciones minerales minerales en forma forma de filones filones son el resultado de la circulación circulación de un paleo fluido fluido mineralizador mineralizador a través través de un entramado de fracturas fracturas en una determinada determinada zona de la corteza co rteza terrestre. Con el objetivo de entender cómo se producían esas fracturas, y qué difere diferenci nciaba aba a las que alber albergab gaban an minera minerall de las que no, los investig investigado adores res empezaron estudiando los filones mineralizados en oro.Los datos obtenidos a partir del estudio estudio de muchos sistemas sistemas filonianos filonianos han servido servido para profundizar profundizar en el conocimiento conocimiento de las redes de fracturas y los modelos de percolación. Actualmente es casi universal admitir que los minerales de los filones fueron depositados por soluciones acuosas, Algunos depositos se han formado por el metodo de secreción lateral, en la cual las aguas subterraneas que circulan por las rocas han disuelto y diseminado la materia mineral básica que es, mas tarde, depositada en los filones. Sin embargo los depositos de mayor importancia economica se supone han sido depositados por las soluciones magmaticas originadas por un magma en vias de enfriamiento y crista cristaliz lizaci ación, ón, Dado Dado que dichas dichas soluci solucione oness termal termales es son ascende ascendente ntes, s, la presió presión n y temper temperatu atura ra son cada cada vez menos menos intens intensas, as, condici condiciona onando ndo la deposic deposición ión del materi material al disu disuel elto to.. Se ha demos demostr trad ado o que cier cierto toss miner mineral ales es se form forman an en condi condici cione oness de temp temper erat atur uraa y pres presió ión n dete determ rmin inad adas as.. Lindg Lindgre ren n divi dividi dió ó los los depos deposit itos os de filo filones nes hidrotermales en tres grupos, cada uno con paragénesis minerales caracteristícas.
Depositos hipotermales epositados a gran profundidad, a altas presión y temperatura (300-500 °C). Existen varios tipos de filones hipotermales, definidos por paragénesis minerales caracteristicas: a) filones de casiterita, wolframita y molibdenia b) Filones de cuarzo y oro c) filones de turmalina y cobre d) filones de turmalina y plomo Los minerales economiamente importantes son, por lo tanto, la casiterita, wolframita y sheelita, molibdenita, oro nativo, calcopirita y galena. Las menas menas minera minerales lesaso asocia ciadas das frecue frecuente ntement mentee en los filones filones son: son: pirita pirita,, pirrot pirrotina ina,, arse arseno nopi piri rita ta,, bism bismut utit itaa y magne magneti tita ta.. El cuarz cuarzo o es la ganga ganga mas mas corri corrient entee y está está acompañado por fluorita, turmalina, topacio, axinita, y otros minerales que contienen volátiles. Los metales más importantes que se obtienen de los depositos hipotermales son estaño, volframio, oro, molibdeno, cobre y plomo.
Depositos mesotermales
Formados a profundidades medias, a altas presiones y temperaturas (200-300 °C). Las principales menas minerales son pirita, calcopirita, arsenopirita, galena, blenda, tetraeditra y oro nativo. El cuarzo es el principal minerale de ganga, pero tambien son comunes comunes los carbon carbonato atos, s, tales tales como como calcit calcita, a, anqueri anquerita, ta, sideri siderita ta y rodocr rodocrosi osita. ta. Los principales minerales que qu e se obtienen de estos depositos dep ositos oro, plaata, cobre, plata, cinc y plomo.
Depositos Epitermales Los depósitos epitermales son aquellos en los que la mineralización ocurrió dentro de 1 a 2 Km de profundidad desde la superficie terrestre y se depositó a partir de fluidos hidrotermales calientes. Los depósitos epitermales se encuentran de preferencia en áreas de volcanismo activo alrededor de los márgenes activos de continentes o arcos de islas y los más importantes son los de metales preciosos (Au, Ag), aunque pueden contener cantidades variables de Cu, Pb, Zn, Bi, etc. Formados Formados a poca profundida profundida y bajo condiciones condiciones de temperaturay temperaturay presion presion moderada moderada (50200 °C). Los minerales tipicos de depositos de los epitermales son oro nativo, marcasita, pirita, cinabrio, pirita, cinabrio calcita y estibina.y entre e ntre las gangas g angas se ecuentran e cuentran cuarxo, opalo, calcedonia, calcita, aragonito. Los metales mas imporantantes que se encuentran en estos depositos son oro, plata y mercurio. La mineralización epitermal de metales preciosos puede formarse a partir de dos tipos de fluidos químicamente distintos. Los de “baja sulfuración” son reducidos y tienen un pH cercano a neutro (la medida de concentración de iones de hidrógeno) y los fluidos de “alta sulfuración”, los cuales son más oxidados y ácidos. Los depósitos epitermales se presentan en muchos países incluyendo Japón, Indonesia, Chile y el oeste de EEUU, los que se encuentran en el “anillo de fuego” del Pacífico, que corresponde al área de volcanismo que rodea al Océano Pacífico desde Asia del Sur hasta el oeste de Sudamérica. La mayoría de los depósitos son del Cenozoico Superior, porque la preservación de estos depósitos formados cerca de la superficie es más improbable en rocas más antiguas, aunque en el norte de Chile existen depósitos epitermales de edad paleocena (El Guanaco, El Peñón). Los depósitos epitermales contribuyen significativamente a la producción mundial de oro y constituyen blancos de exploración que deben ser evaluados cuidadosamente sobre la base de la cantidad de metal que pueden proveer y a que costo. Otros Otros factor factores, es, además además del tonela tonelaje je y ley, ley, pueden pueden ser import important antes es para para calcul calcularl arlaa importancia económica de un depósito epitermal. Por ejemplo la presencia de otros metal metales es en la mena mena puede pueden n aume aument ntar ar el valo valorr del del depós depósit ito o y mucho muchoss depós depósit itos os epitermales contienen importantes cantidades de plata y/o cobre. En muchos de ellos se calcula la ley en contenido de oro equivalente (correspondiendo al equivalente en gramos de oro del valor de metales contenidos). Much Muchos os depó depósi sittos epit epiter erma male less se pres presen enta tan n en regio egione ness rem remotas otas de paí países subdes subdesarr arroll ollado adoss y la constru construcci cción ón de infrae infraestr struct uctura ura (camin (caminos, os, líneas líneas eléctr eléctrica icas, s, conductos de agua y plantas de tratamiento) puede ser necesaria previo a la explotación
del depós depósit ito. o. Esto Estoss gast gastos os aumen aumenta tan n el cost costo o de una oper operac ació ión n miner mineraa y debe deben n considerarse al calcular la factibilidad económica de un depósito.
Alteración de minerales filonianos Los Los miner mineral ales es prim primar ario ioss o hipo hipogé géni nico cosd sdee mucho muchoss depos deposit itos os filo filoni nian anos os,, sufr sufrén én alte altera raci cione oness cerc cercaa de la supe superf rfic icie ie tran transf sfor orma mando ndose se en miner mineral ales es secun secunda dari rios oso o supergénicos. Los sulfuros primarios talles como pirita, calcopirita, galena y blenda son particlarmente propensos a ser alterados. Bajo la acción oxidante de las aguas superficiales, la blenda se transforma en hemimorfita y smithsonita; la galena en anglesita y cerusita; los sulfuros de cobre en malaquita, azurita, cuprita y cobre nativo. Muchos otros minerales oxidados, más raros se encuentran en algunos yacimientos. La zona de oxidación en la que se forman estos minerales es relativamente poco profunda y se extiende desde la superficie a las aguas freáticas. La pirita es el más abundantes de los minerales filonianos primarios. Al oxidarse forma el oxido férrico hidratado, insoluble, (o limonita) que permanece en la superficie. Asi la parte superior de un filón se convierte a menudo en una masa nodular, oxidada de limonita llamada gossan o montura de hierro. El color pardo amarillento, y el aspecto oxidado del afloramiento de muchos filones, sirve de guia para encontrar el mineral. La oxidación de la pirita y de los sulfuros de cobre produce súlfato ferrico y ácido sulfurico el cual reacciona con el cobre para dar sulfato de cobre soluble. A medida que esta solución de sulfato de cobre desciende, a través de una capa reductora, reacciona reacciona con los sulfuros sulfuros presentes en ella, recubriendol recubriendolos os con una capa de sulfuros de cobre cobre secund secundari arios, os, princi principal palmen mente te calcoci calcocita, ta, o rempla remplazan zandolo doloss por ellos. ellos. Cuando Cuando la oxidación penetra más profundamente, esos minerales, reeaccionan a su vez y originan una emigración descendente del valioso metal en los filones. En consecuencia, cerca de las las aguas aguas freát freátic icas as,, pued puedee haber haber una zona zona de enriq enriquec uecim imie ient nto o secu secunda ndari rio, o, una una concentración de cobre derivada de los minerales primarios de la capa superior original. En algunos distritos se encuentran "bolsas" masivas de calcocitas, originadas de esa forma, muy ricas en mineral. Por debajo de las zonas de enriquecimiento secundario, las menas varía gradualmente hacia los minerales primarios.