Informe Cerro Mentiroso

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA, MINERA, METALÚRGICA GEOGRÁFICA

E.A.P INGENIERÍA GEOLÓGICA

GRUPO DE ESTUDIO E INVESTIGACION STUDENT CHAPTER UNMSM INFORME

CALCULO DE POTENCIAL DE TIERRAS RARAS EN CERRO MENTIROSO (NORTE DE CHIMBOTE, LA LIBERTAD).

Noviembre de 2012

CONTENIDO

I.

GENERALIDADES 1. INTRODUCCION 2. UBICACIÓN 3. METODO DE TRABAJO

II.

GEOLOGÍA 1. CLIMA Y VEGETACION 2. ASPECTOS GEOMORFOMOLOGICOS 3. GEOLOGIA REGIONAL 4. GEOLOGIA LOCAL 5. MINERALOGIA

III.

GEOLOGIA ECONOMICA 1. ASPECTOS GENERALES 2. CONTENIDO DE MINERALES PESADOS

IV.

CONCLUSIONES

V.

RECOMENDACIONES

VI.

REFERENCIAS

VII.

ANEXOS 1. MAPA DE UBICACIÓN DE MUESTRAS 2. TABLA DE DESCRIPCION DE MUESTRAS 3. INFORME MICROSCOPIA ELECTRONICA

Y TIERRAS RARAS

RESUMEN La zona de estudio, Cerro Mentiroso, cubre un área de 1.8 km2, y se ubica en la costa norte del país, área que representa un interesante potencial por elementos de Tierras Raras, oro y minerales pesados. El depósito es de tipo placer, de origen marino, conformado por arenas de grano fino a medio, de colores gris a gris oscuro y negro, con algunos niveles conglomeráticos.Los análisis mediante técnicas de microscopia de luz polarizada y microscopía electrónica (SEM) permitieron identificar como constituyentes de las arenas: cuarzo, anfíboles, plagioclasas, hornblenda, augita, biotita, feldespato potásico, apatito, halita y minerales pesados. Los minerales pesados son en su mayoría óxidos de hierro: wustita, magnetita, rutilo, ilmenita, titanomagnetita, goethita y hematita; acompañados por pirita. El contenido de minerales pesados en los niveles de arenas negras es de aproximadamente 10%, y estos contienen valores muy altos de Fe, el cual está acompañado de Ti e Zr. Siendo el porcentaje en peso (wt%) de Fe de 75% a 91% en la magnetita, y 73% en Titanomagnetita, 2.46% de Ti en titanomagnetita e ilmenita, 60% de Zr en zircón. El contenido de minerales de Tierras Raras, así como también de oro, no ha podido ser detectado mediante las técnicas utilizadas, debido a que el tamaño de las partículas. Sin embargo, los resultados de contenido de minerales pesados representan un interesante potencial por Fe, sumado a esto, el apatito constituye la asociación mineralogía típica de los placeres de tierras raras.

I.

GENERALIDADES

1. INTRODUCCION Las tierras raras son un conjunto de elementos metálicos que pertenecen al grupo de los lantánidos de la tabla periódica, desde el Lantano al Lutecio, incluyendo al Itrio y Escandio, se clasifican en tierras raras ligeras (LREEs) (La - Eu) y tierras raras pesadas (HREEs) (Gd Lu). En la actualidad, las aplicaciones tecnológicas y también ambientales han crecido drásticamente en diversidad e importancia (Haxel et. al., 2002), y aunque existen sustitutos disponibles para muchas de estas, generalmente son menos efectivos (U.S Geological Survey, 2011). En el Perú la prospección y exploración de estos elementos se ha desarrollado muy poco, principalmente en la costa norte del País por depósitos de origen secundario de tipo placer, desde Ancash hasta Piura, área que presenta un potencial interesante, así como también para oro y minerales pesados. En Cerro Mentiroso, ubicado en esta zona de interesante potencial, el presente trabajo de prospección, tiene como objetivo cuantificar el potencial de minerales de Tierras Raras. Para ello, el trabajo que consistió en visitas de campo y trabajo de gabinete. Así como también, se utilizaron diferentes técnicas analíticas sobre muestras seleccionadas, las cuales permitieron identificar los minerales y elementos presentes en las arenas del prospecto.

2. UBICACIÓN La zona de estudio, Cerro mentiroso, está ubicada en el distrito de Guadalupito; en la Provincia de Virú, departamento de La Libertad. Se encuentra a 470 km al norte de Lima.

N

Mapa de ubicación Cerro Mentiroso.

3. METODO DE TRABAJO La metodología empleada para la ejecución del presente estudio ha sido la siguiente:      

Recopilación bibliográfica. Diseño de trabajo de campo. Trabajo de campo (muestreo). Preparación de muestras. Análisis de muestras. Análisis de resultados.

a) Recopilación bibliográfica: Consistió en la recopilación bibliográfica disponible, así mismo se adquirió información de trabajos de exploración minera realizados anteriormente en la zona. b) Diseño de trabajo de campo: Etapa que consistió en definir; en base, tanto al objetivo del trabajo, como a las técnicas analíticas a usarse posteriormente, el método de muestreo, los materiales a usarse, y la ubicación de los puntos a muestrearse (malla de muestreo).

Materiales:  Libreta de campo  GPS  Brújulas  Bolsas de muestreo y precintos.  Tarjetas de muestreo  Wincha

     

Guantes Lupas Palas de madera Imán Romanilla Cámara fotográfica

   Se diseñó una malla de muestreo con 75 puntos, la distancia entre cada uno de los puntos fue de 200 m, que cubrían un total de 1.8 km2 (ver anexo 1a). Durante el trabajo de campo solo fue posible muestrear 29 puntos; sin embargo, se seleccionaron los puntos que nos permitieran cubrir toda el área (ver anexo 1b).   c) Trabajo de campo (muestreo): El trabajo de campo consistió en la excavación de sondajes exploratorios (calicatas), ubicados en los puntos previamente definidos.   Se realizaron 26 excavaciones con un promedio de 0.5 m de profundidad, de las cuales se extrajeron muestras de arenas, de 2 kg (arenas secas) y 3 kg (arenas húmedas y mojadas).  



a

b

  a.

Calicata Nº001076, 0.4 m profundidad; b. Separación de arenas de materiales gruesos.

    Se hizo una descripción breve de las características de cada una de las muestras, así como también un etiquetado, codificación y toma de fotografías, tanto a las calicatas como a cada muestra.  

a

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



b

a. Muestra Nº001076, 3 kg, húmeda; b. Descripción, pesado y toma de fotografía.

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 Posterior al trabajo de campo, se almacenaron las muestras en un ambiente con poca humedad y manteniendo el orden de codificación. 

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Almacenamiento de muestras.

   d) Preparación de muestras:  Se enviaron 5 muestras, seleccionadas de diferentes puntos de la malla, para la preparación de:   2 secciones delgadas.

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3 secciones pulidas 

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Imagen de secciones delgadas M-1080 y M-1076.

Imagen de secciones pulidas (briquetas) M-1080 y M-1076.

    e) Análisis de muestras: El análisis de muestras se realizó mediante dos técnicas analíticas:   Microscopia de luz polarizada:  Se realizó un análisis de 2 secciones delgadas y 3 secciones pulidas, en el laboratorio de microscopia de la E.A.P Ingeniería Geológica, está técnica permitió identificar los minerales presentes y las características físicas de estos.  

   



Microscopio de luz polarizada (Marca Leica).

 Microscopía electrónica:  Para el Proyecto se analizaron 03 muestras de arenas, mediante la técnica de Microscopia Electrónica de Barrido (SEM - - Scanning Electron Microscopy): Muestra N° 1083, Muestra N° 1076 y Muestra N° 1043.  Se usó un SEM FEI Quanta 400 Modo Ambiental, que permitió analizar las muestras directamente.  El equipo cuenta con un Detector de electrones retrodispersados (BSD) de tipo SSD (detector de estado sólido) para alto y bajo vacío de dos cuadrantes y se pueden mezclar las imágenes BSE/SE.  El Detector de electrones retrodispersados de tipo gaseoso (GBSD), permite observar imágenes de tipo BSE en el modo ESEM (hasta 13 Torr). Se pueden mezclar imágenes BSE/SE. Posee un sistema de microanálisis por EDX, Génesis de EDAX con detector de Si (Li) de tipo SUTW para el análisis a partir del Boro (B).  Se utilizó esta técnica gracias a su alta resolución de imagen, y a su magnificación, ya que se pueden observar las arenas con gran claridad. Este método junto al análisis petrográfico se utilizó para determinar las especies mineralógicas presentes en la muestra, adicionalmente nos ayudó a determinar de una forma semicuantitativa la composición de las arenas.   Las muestras analizadas fueron seleccionadas de diferentes puntos de la malla de muestreo para la identificación de minerales y análisis de composición.

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



Microscopio electrónico de barrido (SEM).

  f) Análisis de resultados: En esta etapa se analizaron los resultados obtenidos de las técnicas analíticas usada y se hizo la elaboración del informe final.   

II.

GEOLOGÍA   1. CLIMA Y VEGETACION   Las condiciones climáticas en la zona estudiada están caracterizadas por un clima cálido y desértico, con temperaturas altas en los meses de Enero a Marzo y relativamente bajas durante el resto del año. Las temperaturas medias anuales en esta zona están alrededor de 20ºC.  Las precipitaciones son escasas, generalmente menores de 100 mm por año, y en los meses de invierno se generan pequeñas lloviznas (garuas).    2. ASPECTOS GEOMORFOMOLOGICOS   La zona estudiada comprende el sector de la costa. Se distingue la siguiente unidad geomorfológica:  Pampas costaneras: 

 Esta unidad se desarrolla a manera de una faja paralela a la costa., desde el nivel del mar hasta una altitud aproximada de 200 m, y presenta notables ensanchamientos en las porciones correspondientes a los valles. Por el oeste está limitada por el litoral y por el este delimitado por las cadenas de cerros bajos de los primeros contrafuertes andinos. Tiene una superficie más o menos llana, en la que destacan algunos cerros y colinas redondeadas.  Las pampas costaneras están constituidas por terrazas aluviales y marinas, abanicos aluviales, dunas y mantos de arena.   NO SE

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 

Pampa costanera en la zona de Cerro Mentiroso (viendo al NE).

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Cerro Mentiroso

Océano Pacífico

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Imagen satelital de la zona de Cerro Mentiroso (Fuente: Google Earth).

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   3. GEOLOGIA REGIONAL   En el cuadrángulo de Santa, la zona Sur Oeste, los afloramientos lo conforman las arenas eólicas, conglomerados de sedimentos fluviodeltaicos, con alternancias de arenas de origen marino.  Estos depósitos alóctonos podrían provenir de los cuerpos intrusivos (granito y diorita) y diques aplíticos, riolíticos, dacíticos y andesíticos que se presentan como pequeños stocks y apófisis procedentes del Batolito de la Costa (Zona Este del cuadrángulo de Santa), en contacto discordante con la Formación Casma, de edad Cretácico (Albiano medio), la cual, está conformada por una secuencia de rocas volcánicas y sedimentarias.   Grupo Casma (Cretáceo medio a superior).- El Grupo Casma está representado en la zona por la Formación La Zorra y comprende una secuencia de rocas volcánicas representadas por derrames y piroclásticos.   Depósitos marinos (Pleistoceno).- Arenas y gravas constituidas por un conglomerado polimíctico con un promedio de 85% de gravas y 15% de matriz arenosa.  

     4. GEOLOGIA LOCAL   La zona está constituida por placeres de origen marino, los cuales se presentan paralelos a la línea de costa (cordón litoral), a lo largo de aproximadamente 4 km y tienen un ancho de 2 a 5 km. La zona de estudio comprende 1.8 km2.   Los placeres están formados por arenas, de grano medio a grueso, gris, gris oscuro a negro, con algunos niveles conglomeráticos; estos se encuentran, por zonas, cubiertos un delgado nivel de arenas claras, de grano fino a medio, de origen eólico.  

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 Calicata Nº 60, se observa variación entre niveles de arenas de fino a medio de color gris, con arenas de grano fino a medio de color gris oscuro.

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a

b

a. Calicata Nº 1, arenas y conglomerados, 0.44 m de profundidad; b. Calicata Nº 37, arenas, 0.6 m de profundidad, aflora nivel freático.

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 La composición de las arenas es principalmente cuarzo (SiO2), Augita (MgCaSi2O6), Feldespatos: Plagioclasa (Na,Ca)(Si,Al) 4O8, Ortoclasa (KAlSi3O8), hornblenda ((Na,Ca)23(Mg,Fe,Al)5(Al,Si)8O22(OH)2), biotita (AlSi3O10K(Mg,Fe)3 (OH)2), halita (NaCl), apatito (Ca5(PO4)3(F,Cl,OH) y minerales pesados.   Los cristales de cuarzo se presentan en agregados con bordes redondeados a sub-redondeados, fractura concoidea y con promedios de tamaño entre los 50 a 500 µm.   La halita presenta una muy alta concentración de Cloro: 92%(Wt), de formas cúbicas y con promedio en tamaño de 100 a 500 µm.    

pl g



qz

qz

qz

 Fotomicrografía de sección delgada M1080, observan arenas de cristales de cuarzo (qz), plagioclasas (plg), siendo el cuarzo el componente mayoritario de estas las arenas.  

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 5. MINERALIZACION   Los depósitos de tipo placer marino, estos están formados principalmente por arenas, en las cuales, los niveles de arenas negras contienen minerales pesados. Los minerales pesados son en su mayoría óxidos de hierro: wustita (FeO), magnetita (Fe2O3), titanomagnetita ((Fe,Ti)2O4), rutilo, ilmenita (FeTiO3), zircón (ZrSiO4), goethita (FeO(OH)) y hematita (Fe2O3); acompañados por pirita (FeS2) y apatito (Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)).

 

rt m t

h m





Fotomicrografía sección pulida en nicoles cruzados M1080 (10X), se observan granos de magnetitas (mt), rutilo (rt) y hematitas (hm).     

hm

gt

mt

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Fotomicrografía de sección pulida en nicoles cruzados M1080 (10X), se observa grano de goethita acompañada de minerales de ganga (gt), magnetita (mt) y hematita.

il mt

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Fotomicrografía de sección pulida en nicoles paralelos (10X), se observa cristal de ilmenita (il) incrustado en cristal de magnetita (mt).

  En los niveles de arenas negras, de acuerdo con la composición total areal en porcentaje de peso (Wt %), en orden de abundancia se encuentra: Fe 31%, O 34%, Si 17.51%, Ti 2.46%, Ca 3.37%, Cl 2.29% tal como se muestra en la gráfica. En los niveles de arenas claras, en contenido en porcentaje en peso (Wt%) es de: Si 31.56%, O 47.02,Fe 5.84%, Al 4.12%, Cl 5.13%, Ca 3.03%, Ti 0.62%, Mg 0.51%, Cl 2.29% y K 2.16%. Los óxidos de hierro presentan un alto porcentaje de hierro en peso (W%): Wustita (entre 91% Fe y 75% Fe), Titanomagnetita 73%, Magnetita 72%. El apatito presenta porcentaje en peso (W%) de Ca 47% y de P 3% y el Zircón presenta Zr 60%. En la micrografía de las muestras de arena amplificada a 65 X, 300 X y 600 X muestra la morfología superficial del agregado cristalino wustita con un promedio de tamaño entre 100 a 150 µm de formas sub- redondeadas a redondeadas y algunas presentan formas tetraédricas.  El zircón, menos abundante, se presenta en agregado cristalino bien cristalizado a 800 X en formas prismáticas y con tamaño promedio de 200µm.

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Fotomicrografías MEB de la muestra M 1080, se observan de minerales de óxidos de hierro: wustita, magnetita, titanomagnetita; acompañados por biotita, feldespato potásico, apatito y halita. De acuerdo con la composición total areal en porcentaje de peso (Wt %), en orden de abundancia se encuentra: Fe 31%, O 34%, Si 17.51%, Ti 2.46%, Ca 3.37%, Cl 2.29%.  





Fotomicrografía MEB de la muestra M 1076, muestra cristal de zircón bien cristalizado.  

  

III.

GEOLOGIA ECONOMICA 

 1. CONTENIDO DE MINERALES PESADOS Y TIERRAS RARAS   El contenido de minerales pesados en la zona de estudio, en los niveles de arenas negras es de aproximadamente 10%, lo que incluye a los siguientes minerales: Wustita, magnetita, titanomagnetita, zircón, rutilo e ilmenita.  Estos minerales contienen valores muy altos de Fe, el cual está acompañado de Ti e Zr.   El Fe se encuentra (wt%) entre 91% y 75% Fe en la magnetita, 73% en Titanomagnetita 73%. El Ti se encuentra en un 2.46% en los minerales que lo contienen (titanomagnetita y rutilo)El Zr se encuentra (wt%) en el zircón con un contenido de 60%. El P en el apatito se encuentra en un 3%.   El contenido de minerales de Tierras Raras, así como también de oro, no ha podido ser detectado mediante las técnicas utilizadas para este trabajo, debido a que el tamaño de las partículas no es fácilmente detectable con las técnicas usadas. Sin embargo, los minerales identificados en este estudio, como el apatito, podrían contener elementos de Tierras Raras ligeras.

  

IV.

CONCLUSIONES

  

V.

 El placer de origen Marino de Cerro Mentiroso tiene un potencial interesante por minerales pesados, lo cuales son: wustita, magnetita, titanomagnetita, rutilo, ilmenita y zircón. El contenido en peso de Fe en estos minerales llega a ser de hasta 91% en la wustita, lo cual es un contenido poco común. El apatito podría ser una fuente de Elementos de Tierras Raras ligeras.

  RECOMENDACIONES

  Hacer análisis geoquímico por Tierras Raras y oro a todas las muestras.  Con la información geoquímica, hacer un mapa de isovalores de Fe, elementos de Tierras Raras y oro para ubicar el área de mayor concentración.  Si se obtuvieran resultados interesantes a partir de la geoquímica, se recomienda hacer un muestreo a mayor profundidad, 2 m a 3 m.

VI.

   REFERENCIAS 

 Aranda, Alberto (1999a), Concentración de minerales pesados con monacita, circón y tierras raras, Simposium Internacional de Minerales Industriales del Perú, Lima, PE, 18-20 agosto 1999, Minerales industriales del Perú. Lima: INGEMMET, pp. 260-271.   Aranda, Alfonso (1984), Hacia la Localización de Minerales Pesados en Tierras Raras en el Perú, INGEMMET, Informe Técnico A4227, 47 p.   Aranda, Alfonso (1999b), Hacia la localización de minerales pesados en el Perú, Simposium Internacional de Minerales Industriales del Perú, Lima, PE, 18-20 agosto 1999, Minerales industriales del Perú. Lima: INGEMMET, pp. 249253.   Bristow, Andrew (2011), Heavy mineral content at the Guadalupito Project, northern Peru, Latin Resources Limited Report, 18 p.   Calvo, Gustavo (2010), Aspectos geoquímicos y metalogenéticos de las tierras raras, XV Congreso Peruano de Geología, Cusco, PE, 27 setiembre - 1 octubre 2010, Resúmenes extendidos, Lima: Sociedad Geológica del Perú 2010, Publicación Especial, pp. 388-391. 

 Campos, Anthony (1998), Investigación metodológica en la evaluación geológica de los minerales pesados con contenidos de tierras raras en la playa Guadalupito - norte de la desembocadura del río Santa, departamento de La Libertad, Tesis Ingeniero Geólogo, UNMSM, Lima, 198 p.   Castor, S. B.; Hedrick, J. B. (2006), Rare Earth Elements; in Kogel et al., eds. Industrial Minerals and Rocks, 7th edition, SME, Littleton, CO, pp. 769-792.   Chirif, Humberto (2011), Potencial de Tierras Raras en el Perú, Revista Institucional INGEMMET, año 3, N°9, Lima, enero 2011, pp. 10-12.   Cossío, Aurelio y Jaén, Hugo (1967), Geología de los cuadrángulos de Puemape, Chocope, Otuzco, Trujillo, Salaverry y Santa; INGEMMET. Boletín. Serie A: Carta Geológica Nacional, vol. 17, 141 p.   Haxel, G.B., Hedrick, J.B., and Orris, G.J. (2002), Rare-earth elements - Critical resources for high technology: U.S. Geological Survey Fact Sheet 087-02, 4 p.   Humphries, Marc (2011), Rare-earth elements: The global supply chain: Library of Congress, Congressional Research Service (CRS) Report for Congress, R41347, 26 p.   J. Bohorquez, R. Jara, Y. Mamani, L. Guerrero y A. Villafranca (2012); Ocurrencias de Tierras Raras en el Perú; XVI Congreso Peruano de Geología & SEG 2012 Conference, Lima - Perú.   Ojeda, María y Mendoza, Atilio (1981), Distribución de Tierras Raras en Circones, Fluoritas, Apatitos, Granates y Allanitas del Perú, Boletín de la Sociedad Química del Perú, Vol. XLVII, N°4, pp. 179-192.   U.S. Geological Survey (2011), Mineral commodity summaries 2011: U.S.Government Printing Office, 198 p.   Valdivia, José; Aranda, Alberto y Paz, Julián (2006), Minerales pesados y contenidos de tierras raras en prospectos auríferos de tipo placer, XIII Congreso Peruano de Geología, Lima, PE, 17-20 octubre 2006, Resúmenes extendidos, Lima: Sociedad Geológica del Perú 2006, Publicación Especial, pp. 812-815.

         

VII.

 ANEXOS 