¿Que es un IOCG?
Depósitos de FeOx-(Cu-Au) pobres en azufre (FeOx [mt/hm] > 10%) 10%)
Asociación mineral característica característica
Depósitos de tipo IOCG
Aspectos geológicos, geológicos, geoquímicos y meta meta ogen ogen tico ticoss
Los óxidos de hierro son 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 alcalina-cálcica (Na, K) ( pinkstone pinkstone belts )
Alteración l sódico/potásica-cálcica l (±escapolita) l tamaño variable l A veces escala regional Poca alteración retrógrada
Fernando Tornos
Protolitos específicos?
En cinturones magmático-metamórficos magmático-metamórficos
Relacionados con estructuras estructuras transcrustales o regionales
Magmatismo oxidado alcalino o calco-alcalino (no causativo?) (causativo?)
Remplazamientos, venas y brechas (mono o poligénicas)
Origen magmático-hidrotermal (mt-ap)? Origen hidrotermal ¿Forman un tipo independiente? ¿Tienen una génesis común?
Aspectos económicos económicos
Aspectos geoquímicos
– Fluidos acuosos hipersalinos (>30 wt% NaCl equiv.), a veces veces ricos ricos en CO2
2
Importante fuente de Fe-Cu-Au (Fe) (world class Cu y Au) Depósitos muy grandes (10 3-104 Mt) Cu: 0.5-4% Cu/Au x 1000 2-4 15-30%) Valor hasta 10000 mUS$ (Au
≈
• Los fluid fluidos os hidrot hidroterm ermale aless se carac caracter teriza izann por: por: – Valores altos de δ18O (5-12‰) y variables de δD consistentes con un origen magmático/metamórfico magmático/metamórfico – Los isótopos de Nd, Pb, Sr y Os indican mezcla de fuentes juveniles y crustales –
≈
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%RE 2O3)
Subproductos PGE, Ni, Se, Te, Zr emen emen os asoca asoca os s, , , n, ,
, n.
Grandes depósitos (100-1000 Mt) y subexplorado
• Ricos Ricos en funden fundentes tes y volá volátil tiles e s (P, F, B), muy variab variables les entre los distintos depósitos
En todos los continentes menos Antártida (?)
• Kiruna Kiruna,, Alga Algarro rrobo, bo, El Romeral, El Laco, Kiruna, Marcona, Mina Justa • Olympi Olympic Dam, Dam, Mantov Mantoverd erdee • C aannd eella riri a • P aalla bboo hw hwr a
Arcaico Superior a actualidad
• La magnet magnetita ita indica indica temper temperatu aturas ras de precip precipita itació ciónn elevadas elevadas (>500°C) (>500°C)
Fáciles de localizar Geofísica Metalúrgicamente interesantes (Au en concentrado Cu)
Medioambientalmente “simpáticos”
3
4
Leyes-tonelaje IOCG
Leyes-tonelaje IOCG
Autor? 5
6
1
Algunos problemas (2010)
Tipo definido recientemente (Hitzman et al., 1992)
Definición empírica
Tipología de los IOCG •
T ip o magnetita‐(apatito) (Kiruna, Romeral, El Laco)
•
Albitita con magnetita (Lightning Creek, Valuengo)
•
Depósitos de magnetita‐(Cu‐Au)
(Ghandi,2003)
No todo el mundo de acuerdo ¿Es un buen nombre?
Confusión con sistemas similares No todos tienen Cu-Au o Feox ¿Es un único tipo o son variantes ricas en Feox de otros tipos?
– Pipas de magnetita‐(Cu‐Mo‐Au) con turmalina (Taltal)
– Brechas/remplazamientos con alteración alcalina (+act) y mt‐Cu‐ , , – Remplazamientos de mt‐(Cu‐Au) ligados a alteración sericítica (Cala)
Modelo genético, encuadre tectónico y asoc. rocas ígneas problemático Grupo poco comprendido y controvertido
•
Depósitos de hematites‐(Cu‐Au) – Brechas ligadas a estructuras o pipas hidrotermales con hm‐Cu‐ Au (Mantoverde, Olympic Dam)
¿Todo lo que se llama IOCG es IOCG? ¿Cuales son sus características comunes? ¿Hay un modelo genético único?
• Asociados a carbonatita, tipo Bayan Obo y otros muchos sin clasificar… 7
8
Distribución mundial IOCG
Tipo magnetita-apatito: Kirunavaara
Kiruna (1.88-1.75) Wernecke (1.60) Great Bear (1.87) Iron Springs
Adirondacks SE Missouri Iberia SO (0.35)
Durango -
Carajas . Marcona (0.14) El Laco (0.02) Zambia O Candelaria Mantos Blancos (0.7-0.5) Manto Verde (0.12) Romeral
Aitik Urales S Bafq
Bayan Obo
Khetri (0.85-0.75)
Vergenoeg
Sin Quyen
Tennant Creek (1.83) Cloncurry (1.50) Manxman Olympic Dam (1.50)
Lentejón magnetita masiva de 4 km x 1.5 prof x 90 m potencia bu z 60ºE 3000 Mt 60%Fe 31 Mt/año Al menos 40 depósitos con 30-70%Fe, 0.05-5%P
9
10
Mapa geológico Kirunavaara
Kirunavaara: zonación
Secuencia 6 km potencia con Feox en toda ella Muro: Domos? y mass flows traquiandesíticos intruidos por sienita Techo: mass flow y epiclastitas de grano fino riodacíticas Depositado en ambiente extensional en cratón o en margen continental estructuras crustales
Zona superior: estratoide con hm>mt (tipo Haukivaara) con Q-ser-chl-ap-ba-fluo. Pocos sulfuros. Silicificación-sericitización (ser-btturm-ank)
Zona intermedia: estratoide con brecha a muro y lateral (mt-Q-act) y poca alteración hidrotermal (ab-anf-bt-ser-esc-turm)
1880±3 Ma
Intrusivos: monzodiorita o grantos mt supracrustales
Zona profunda: brechas mt –(chl-act-ab), diseminación y venillas. Llegan a varios km a o m n er a z a c n
Mineralización bandeada (poco deformada?) mt-(hm)-ap (LREE)-Q-cc-( skarn )-ank Lentejones ahy, ba con algunos sulfuros (cp, py)
P: 1-4.5% V alto (300-500 ppm); Ti bajo (100-600 ppm); Co 20-200 ppm; Ni 50-300 ppm; Th: 1-110 ppm; U<10 ppm; Cu<100 ppm: Au<10 ppb
11
12
2
IOCG en los Andes Centrales
Los depósitos de magnetita‐(apatito)
• cuerpos lentejonares masivos (Romeral, Algarrobo, Marcona) • pegmatita (diques hectométricos) (Carmen, Fresia) • sistemas extrusivos (El Laco)
Raúl‐ Condestable
El Laco
Taltal Fresia
CarmenCu – Carmen Fe Mantoverde
• magnetita-(apatito) con pocos sulfuros • sincrónicos con rocas ígneas cercanas • alteración sódica y potásica (no proporcional al volumen de mineralización)
Romeral
Sillitoe2003
13
14
Mineralizaciones de magnetita-apatito
Cuerpos lentejonares masivos Grandes cuerpos de dimensiones km
y >100 Mt de magnetita masiva con cantidades accesorias de act‐ap
m.i.
Encajado en diorita
Poca alteración hidrotermal (clanfkf)
Estructuras pull apart con zonas
de
alimentación
• • • • •
Desconectadas de otras
mineralizaciones
15
Inclusiones en apatito
16
El Laco
V
L
H
Cuerpos lensoidales Poca alteración hidrotermal Estructuras pegmatíticas Gradan a filones mt, venas ap-anf o lentejones hm Zonas enriquecidas Cu-Au
L
H V
hm
L
V
G mt
• Fluido inmiscible separado de un magma saturado en fluido a baja presión 17
18
3
El Laco
El Laco: Evidencias remplazamiento hidrotermal • Remplazamiento completo de coladas
• Complejo volcánico calcoalcalino (2.1±0.1 Ma) – andesita-dacita – similar al resto en el área?
• Intensa alteración hidrotermal • Es difícil que magmas tan densos suban tan alto en la corteza
• 500 Mt mt masiva (60%Fe) • cuerpos estratoides (300-700 m) • venas y diques ricos mt-(ap-cpx) •remplazamientos • intensa alteración ácida argilítica
• Bajo contenido en Ti • Presencia de tubos y chimeneas
– zonas ricas yeso-alunita
• T=710-840°C δ18Omt= 8‰ • mt pobre en TiO2 y rica en V y REE •¡La clave del debate magmático-hidrotermal!
19
20
El Laco: Evidencias mineralización magmática
El Laco: Rocas volcanoclásticas
• texturalmente distinta a todas las lavas cercanas (coladas, lapilli, escorias) • px = rocas cercanas • no es incompatible con alteración hidrotermal • magmas densos pueden ascender
21
22
El Laco: Chimeneas
Inclusiones vítreas
• Inclusiones vítreas indican inmiscibilidad magmática en profundidad
G mt S
G S
mt‐vidrio inmiscibles? 23
24
4
El Laco: modelo geológico
Un modelo para los depósitos de mt‐ap
•
Magmas muy densos
•
P oca cristalización fraccionada
–
Ascenso estructuras
–
Contenido agua es el inicial
–
No enriquecimientoen metales
25
26
Magmas inmiscibles
Los plutones de albitita
• Hay rocas ricas en magnetita producto de magmas inmiscibles
• Intrusiones mesozonales de albitita con abundantes roof pendants de caliza (ca. 520 Ma; U-Pb circón)
1. Rocas intrusivas profundas ligadas a anortositas o complejos ígneos alcalinos a intermedios 2. Magmas tole íticos 3. Carbonatitas
• Skarns granatíferos estériles
• Múltiples experimentos (Lledó, 2003) indican amplio campo l -
• Jalonan el contacto de un core complex de edad Cámbrica con metamorfismo de alta T/baja P
• Magmas fraccionan volátiles, Fe, Mn y son poco viscosos (poca SiO2) pero muy densos. Altos contenidos en volátiles y fundentes bajan la solidus
Bushveld
• Estos magmas son equivalentes a los magmas que dan lugar a los sulfuros masivos magmáticos (Ni-Cu) pero a mayor fO2 o menor fS2
• La geoquímic a isotópica (87Sr/86Sri & εNdi) sugiere derivación de rocas crustales • En la zona superior abundantes brechas hidrotermales
Costabona 27
Los diques de albita-magnetita
28
Techo y muro de los diques de albita-magnetita
• Venas ab-mt con textura magmática pero sin alteración hidrotermal • Gradan en sistemas hidrotermales • Poca importancia económica (no Cu-Au) • Datadas en 340 Ma • Incluyen dos magmas inmiscibles – ab-mt y kf-ab-Q (mínimo eutéctico) – - ° • Techo: Brechas hidrotermales y remplazamiento • Muro: Esquistos con escapolita ricos en magnetita intercalados con mármol • Evidencias generalizadas de anatexia sin a posttectónica y generación de magma de albita-magnetita
29
30
5
Remplazamientos hidrotermales
¿La génesis de los diques?
• La albitita (primaria y sin magnetita) tiene abundantes evidencias de exsolución de fluido • Mineralización situada en el endo- y exocontacto de intrusiones de albitita o asociada a diques de albita-magnetita • La mineralización remplaza rocas de silicaros cálcicos, esquisto y pizarra
a
• Muestra una grosera zonación con una zona externa de ab-act-mt que grada en act-mt y mt masiva
ab+mt
• Irregularmente enriquecida en fluorita (hasta 50%) pero con pequeños contenidos en ap atito. Ricos en U, REE, Ni, y Co. Leyes irregulares y bajas en Cu.
ap protolito (Q ‐bt‐mt‐amph ‐ab)
• • • • •
31
32
Pipas de magnetita-Cu-Mo-Au
Depósitos de magnetita-Cu-Mo-Au
Alteración anfibólica en zonas apicales plutones epizonales Cortada por pipas turmalinita Mineralización mt-cp-mo-py-Au Envuelta en zonas alteración potásica Gradan a (y son cortados por) sistemas hm-cp
• Brechas de turmalina en zonas apicales de plutones epizonales de dioritatonalita con intensa alteración potásica • Alteración anfibólica superimpuesta con mineralización mt-cp-mo-py-Au • Gradan a (y son cortados por) sistemas hm-cp ligados a brechas hidrotermales
turm
clanf+Q+ +py+cp
0
1
2 cm
33
34
La evolución hidrotermal
¿Relaciones con los pórfidos?
• Formados a mayores profundidades 0
1
– Brechas accesorias relacionadas con inmiscibilidad de fluidos – Mineralización remplazante – Inclusiones fluidas
2 cm
IV
III IV chl+cc +Q+ep
turm
clanf+Q+ +py+cp
• Relacionados con rocas ígneas más básicas
I
– Enri uecimiento en Fe & Ca – Elevados contenidos en Mo, presencia de turmalina? – Contaminación crustal?
tonalita alt K
mo
• Poca alteración ácida mt
• Sistemas mas pobres en agua? 35
36
6
Depósitos IOCG de Australia
Ernest Henry
Explotación: 1997-2012? (Xstrata)
10 Mt/año
167 Mt @ 1.1%Cu y 0.54 g/t Au
Alto Co-Mo Moderado U, REE, Ba, F
Williams (2005)
1. 2. 3. 4. 5.
37
38
Ernest Henry: corte geológico
Ernest Henry – encuadre tectónico
39
40
Ernest Henry: brecha
Ernest Henry: mineralización
Alteración Na y Na-Ca pervasiva y destructiva (Na2O >5%) y alto Na/K. ab-(di-act-mt) rica en brechas y venas. ∅ 12 km Alteración K-Fe-Mn: bt-gr (alm-sp)-mt-kf. Centrada depósito ∅ 1-2 km Alteració n K-Ba Alteración K-Fe-Mn directamente asociada a la brecha Carbonato 41
Brecha dúctil-frágil (30-50ºSE) monomíctica polifásica con fragmentos roca volcánica félsica en matriz con mt (2025%), sulfuros (9%) y cc-Q-btgr-chl
Potencia 250 m, anchura 300 m. Abierto en profundidad
Cuer o mineralizado con contacto neto y limitado por la brecha
Única zonación: Incremento py/cp hacia el borde
mt, cp, py, Au (invisible en cp)
Zona superior oxidada (hasta 150 m pot.) e incluye 12% recursos (rico Cu-Au) 42
7
Los Andes Centrales - Candelaria
Geología de Punta del Cobre
• Distrito complejo y enigmático • 800 Mt @ 1%Cu • Encajado en andesita y rocas volcanoclásticas y caliza superiores encima de un batolito complejo • 112-110 Ma • Mineralización y alteración irregulares – erac n or a -c sa a ro – Clinoanfíbol (+kf+ep) – Brechas feldespato K (+ep) – Skarn accesorio en caliza/andesita – Remplazamientos estratoides, diseminaciones, venas y stockworks – mt (hm) – cp – py – (po – sph – mo-apy) (REE -alanita) – Local anhidrita y turmalina en la mineralización
(Marschik y Fontboté, 2001)
43
44
Raul-Condestable: geología
Raúl-Condestable: mineralización y alteración
• andesita-dacit a – Cr3-J1 (117-115 Ma) – cuenca tras arco a arco volcánico • Intruid o Batolito Costa
• diseminaciones, remplazamientos en cuerpos estratoides (mantos) en rocas volcánicanicas y volcanoclásticas • controlado por fallas por donde intruye pórfido tonalítico • bt -> act -> (mt) -> ser -> ser + chl • cp-py-po (mt)
• Pórfido Qdiorít ico 117116 Ma
• 90 km al S de Lim a • 32 Mt 1.7%Cu, 0.3 g/t Au, 6 g/t Ag
Haller et al. 2006
45
46
Raúl-Condestable
Depósitos IOCG de Australia
Williams (2005) 47
48
8
Olympic Dam
Olympic Dam: Geología Granito (1588±4 Ma) en ambiente intracontinental extensional
11 Bt @ 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 cobertera 300 m Asociación Co-U-REE-Ba-F
Control estructural
Zona de brecha polifásica tubular de 7x5 km con un maar-diatrema en el núcleo (<100 m prof.). Fragmentos mayoritariamente de granito pero en zonas someras roca caja
Núcleo rico hm-Q y borde fragmentos granito hm y halo de granito poco alterado y brechificado
Williams (2005)
Depósito ciego, descubierto por gravimetría y magnetometría Modelo erróneo buscaban vms Yacimiento atípico Depósitos de magnetita-apatito en las cercanías
Abundantes diques máficos, ultramáficos y félsicos coetáneos con diatrema-alteraciónmineralización
49
50
Olympic Dam: Corte geológico
Olympic Dam: alteración Alteración: a. mt-chl-ser-sid (py-cp) b. ser ± chl ±hm ± Q ±sid ±(s.Fe-Cu – min.U – REE) ba-fluo abundante mt profunda temprana REE en batnaesita, florencita y monacita
Zonación intensa Hm estéril (techo-núcleo) Cu+ m cc + hm bn + hm prof cp + hm py (cp-hm) mt
Fotos: M. Schwarz
51
52
Los Andes Centrales – brechas de hematite-(Cu)
Brechas de hematites-(Cu)
• Mantoverde: 140 Mt @ 0.63%Cu (primaria: 0.53%Cu) • Relacionado con fallas de segundo orden asociadas al Sistema de Fallas de Atacama (estructuras N160°) • Datado en 117-121 Ma (?) • Mineralización en estructuras ramp & flat structures y brechas hidrotermales – remplazamiento local • kf-mt / sc / chl-Q-ser/cc-ser • hm-cp–py (bn-po) • l • Fuerte enriquecimiento supergénico
53
54
9
Brechas de hematites-(Cu)
Sistemas someros I
EXCO 55
56
Sistemas someros II
Zonación vertical Mesonal a epizonal
Sistemas con importante extensión vertical (3-5 km) y alteración hidrotermal variable
Continuum vertical? albitización + mt
alteración K + mt intermedia sericitización – silicificación – argilitización + hmmt somera
Hitzman et al. (1992)
Y los óxidos de Fe en profundidad
Washan 57
58
Zonación vertical en depósitos andinos
Fuentes de fluidos y metales: Modelos genéticos Rocas hidrotermales con alteración alcalino-cálcica (fk + clanf ± ab ± bt) y magnetita están asociadas a la circulación de fluidos hipersalinos (ricos en CO 2) y enriquecidos en δ18O. Se pueden formar por la circulación de tres tipos de fluidos (o sus combinaciones)
• No observados tránsitos entre tipos ??
Fluidos magmáticos
• ¿Cuál es el tránsito magmático-hidrotermal?
Fluidos derivados de secuencias evaporíticas
??
Fluidos metamórficos que involucran metaevaporitas
??
Sillitoe (2003)
?? 59
60
10
Modelo I: Fluidos, metales y calor derivado de rocas ígneas
Modelo II. Solutos y calor de metamorfismo Series evaporíticas antiguas ricas en esc-ab-turm-bt
Hay una relación espacial y cronológica con, al menos, dos tipos de rocas ígneas que forman sistemas magmático-hidrotermales típicos
Metamorfismo de grado medio-alto destruye escapolita
Las inclusiones fluidas y los isótopos estables y radiogénicos son consistentes con sistemas magmático-hidrotermales
Lavado hidrotermal por fluidos metamórficos
La alteración alcalino-cálcica es típica de sistemas magmático-hidrotermales y zonada en intrusiones
La alteración alcalina implica a veces muy grandes volúmenes de fluido
Explica fluidos salinos, oxidados y ricos en volátiles
Explica alteración sódica
No siempre hay una relación espacial y temporal con el magmatismo
Pueden las salmueras alejarse mucho de las intrusiones?
Sistemas profundos relacionados con anatexia y posible génesis albititas
Encuadre geológico poco común
Egeroy Fyr
61
62
Modelo III: Fuente evaporítica y calor de rocas ígneas
El sistema IOCG
Evaporitas (típico zona extensional y clima á rido) o secuencias con evaporitas
Fluidos salinos y oxidados Relación frecuente con IOCG?
Explica gran volumen e intensidad de alteración sódica y elevadas relaciones Na/(Na+K)
Fluidos hipersalinos con S no magmático y eleva dos contenidos en volátiles (F, B) y P
• Los sistemas IOCG implican muchos estilos/modelos de mineralización – – – – –
Alto Cl/S y muchas veces metales>>S
Ausencia de relaciones directas claras con magmatismo
Las rocas ígneas no siempre muestran e videncias de exsolución magmática
Bajo contenido en Ti de las magnetitas
Génesis de fluidos ricos en CO2 y mecanismo miscibilidad-inmiscibilidad
Presencia de mineralizaciones profundas
No explica temperaturas magmáticas ni mineralizaciones mt-ap
Conservación de evaporitas en series antiguas
• •
– Skarns
63
64
Conclusiones
¿Conclusiones?
Hay una relación espacial, geoquímica y temporal entre depósitos de tipo IOCG y de magnetita-(apatito)
•Por lo tanto…
Las mineralizaciones de magnetita ± apatito parecen ser magmáticas
•No hay un modelo definitivo de IOCG
– Inmiscibilidad de magmas contaminados por asimilación de sedimentos ricos en hierro intercalados con evaporitas?
• Las mineralizaciones de magnetita-apatito parecen mostrar una cierta • •
Magnetita-apatito Zonas apicales intrusivos Remplazamiento de andesita Sistemas ricos en hm en diatremas/cizallas Sistemas exhalativos
– Los datos geoquímicos y geológicos son coherentes con tres posibles ambientes • Magmático (y distintos magmas!!) • Evaporítico • Metamórfico
Hay una relación entre depósitos de tipo IOCG y diversos tipos de magmas: mt-ap, diorítico y albitita
• O sus combinaciones
Los depósitos de magnetita-apatito no suelen tener Cu-Au asociado –
•¿Se dan las tres situaciones?
La fase fluida se separa de estos magmas o d el magma parental?
“convergencia de especies”
65
66
11
Exploración: criterios geológicos
¿Aplicaciones para la exploración? •
Los IOCG parecen formar sistemas hidrotermales independientes similares a los pórfidos, con los que comparten algunos rasgos
•
Se forman en ambientes mas profundos, con menos fluidos hidrotermales
•
Están ligados a plutones intermedios con contaminación crustal
•
Los IOCG se ueden formar en relación con distintas rocas í neas
•
Los depósitos de Cu‐Au están ligados a sistemas de fallas cortantes o plutones con importante cristalización fraccionada
Explorar en provincias IOCG independientemente de modelos genéticos
Necesita definición preliminar de IOCG
Presencia de amplias zonas de alteración alcalina-cálcica con magnetita diseminada
Decenas a centenas de km 2 de alteración
Grandes estructuras transcrustales, preferentemente zonas extensionales en orógenos transpresivos
•
Los depósitos de magnetita‐apatito tienen menos probabilidades de desarrollar mineralización
•
Los sistemas magmático‐hidrotermales desarrollan grandes aureolas de alteración potásica (+mt) 67
Presencia albititas y rocas magmáticas intermedias-máficas
Zonas de brecha con intensa alteración hidrotermal
Magnetita bajo Ti (<3000ppm) y V (<1000 ppm)
Suele haber cuerpos de mt+ap en el distrito 68
12
