Técnico en Geominería TGE-010 IP-CFT San Joaquín Santo Tomás
Yacimientos de Cu-Au-óxidos Fe (IOCG) Clan diverso (¡demasiado!) de depósitos de Cu-Au
(U) de origen magmático-hidrotermal caracterizados por su ganga de magnetita y hematita (especularita), deficientes en sulfuros y de bajo-Ti (>10% ox-Fe). Desde 10 Mt a >4.000 Mt y leyes entre 0,2% y 5%
Cu, con 0,1 a >3 g/t Au. Se consideran expresiones metasomáticas de
eventos de alteración hidrotermal a escala cortical generados por actividad ígnea intrusiva; fuente de fluidos debatible.
IOCG’s sensu stricto Depósitos magmático-hidrotermales con leyes
económicas de Cu y Au.
Estructuralmente controlados. Alteración hidrotermal sódica o sódica-cálcica pre-
sulfuros.
Zonas de alteración y brechización extensas; más que la
zona mineralizada económica.
IOCG’s sensu stricto Tienen abundantes óxidos de Fe con bajo Ti y/o
silicatos de Fe asociados con sulfuros de Fe-Cu, pero paragenéticamente anteriores a los sulfuros.
Enriquecimiento en LREE y sulfuros de bajo S (escasa
pirita).
Ausencia de vetilleo de cuarzo o silicificación.
IOCG’s sensu stricto Muestran una clara relación temporal con intrusiones
mayores, pero no una relación espacial cercana.
Las intrusiones son alcalinas a subalcalinas y de carácter
máfico (incluso ultramáfico) y félsico en cuanto a composición.
Derivación mantélica al menos de los miembros máficos.
Yacimientos de Cu-Au-óxidos Fe (IOCG) Incluyen brechas, con formas variadas de
chimeneas o cónicas, vetas, mantos, diseminaciones y lentes masivos. Enriquecimiento polimetálico de Cu y Au, Ag, U,
REE, Bi, Co, Nb, P, Mo, Zn. Existe gran interés en la exploración de este tipo
de depósitos, ya que constituyen blancos potencialmente rentables sobre todo por Cu y Au.
Distinción de otros depósitos de Cu ligados a intrusivos Cantidades importantes de óxidos de Fe (>10% de
magnetita y/o hematita) Asociación con la periferia de granitoides intermedios a máficos ricos en Na-Ca Ausencia de una zonación compleja de asociaciones de minerales alteración Asociación Cu-Au+/-U (REE) Generalmente no muestran zonación de metales
Yacimientos de Cu-Au-óxidos Fe (IOCG) Olympic Dam Descubierto en 1975 en el sur de
Australia
En 1983 las labores mineras penetraron Olympic
Dam mostrando que se trata de un “complejo de brecha hidrotermal” rico en óxido de Fe (hematita).
Edad 1.588 ± 5 Ma (Proterozoico Medio). Esto llevó al reconocimiento de una nueva clase de
depósitos de Cu-Au-óxidos Fe y produjo el interés de exploración.
Hirtzman et al. (1992) hicieron la primera síntesis de
las características de éstos.
Ore from Olympic Dam: massive chalcopyrite in strongly hematized breccia
La exploración condujo al hallazgo de: Starra, Australia (1980) Candelaria, Chile (1987) Osborne, Australia (1988) Manto Verde, Chile (1988) Ernest-Henry, Australia (1991) Salobo, Brasil, (1993) Alemao, Brasil (1996) Sossego, Brasil (1997)
Actualmente están en producción Olympic Dam, Australia: 8.330 Mt @ 0.8% Cu, 280 ppm U3O8, 0,76 g/t Au y 3,95 g/t Ag; >151 Mt @ 1,0 g/t Au Ernest Henry, Australia: 122 Mt @ 1,18% Cu, 0,55 g/t Au. Candelaria, Chile: 470 Mt @ 0,95% Cu, 0,22 g/t Au y 3,1 g/t Ag. (y otras minas del distrito Punta del Cobre) Manto Verde, Chile: 180 Mt @ 0,5% Cu (óxidos); sulfuros >400 Mt @ 0,52% Cu
Yacimientos de Cu-Au-óxidos Fe (IOCG) Los hallazgos tempranos permitieron definir este grupo como depósitos de óxidos de Fe (Cu-U-AuLREE); Hirtzman et al., 1992 Aunque usualmente han sido referidos como depósitos de Cu-Au- óxidos de Fe; Porter, 2000 Actualmente se ha generalizado la denominación IOCG; Sillitoe, 2003 (Mineralium Deposita, v. 38, p. 787-812)
Distritos de depósitos de Cu-Au-óxidos Fe en el mundo
Hay una diversidad de depósitos IOCG Existe debate si son un solo tipo de depósitos o variaciones ricas en óxido de Fe de otros tipos de depósitos. Se consideran miembros extremos del espectro IOCG los depósitos monometálicos de hierro de magnetita baja en Ti y/o hematita (Fe como metal significativo; Ej. Kiruna y Faja Ferrífera Chilena) y los depósitos polimetálicos con Nb y REE como commodities importantes.
Marco tectónico Los depósitos IOCG se forman desde niveles someros (epitermales) hasta niveles medios de la corteza (frágil - ductil) en marcos: Extensionales Anorogénicos Orogénicos Intracratónicos Rifts intra-arco Arcos magmáticos (extensionales) Cuencas de tras-arco Parecen ser particularmente favorables los
márgenes de cratones del Arqueano donde existieron arcos y posteriormente también se desarrollaron arcos magmáticos.
Groves et al., 2010
Marco tectónico Según Hirtzman (2000) existen tres “miembros
extremos” de ambiente tectónico en que se forman IOCGs 1 Colapso orogénico intracontinental
2 Magmatismo anorogénico intracontinental 3 Extensión a lo largo de un margen continental
relacionado a subducción.
Depósitos de Ox.Fe-apatita y de Cu-Au-ox.Fe ocurren en marcos tectónicos similares Notar que en todos los esquemas los de Cu-Au-ox.Fe son más someros que los de Ox. Fe-apatita. En Chile los depósitos están ligados a un arco magmático extensional relacionado a subducción del Cretácico Inferior
Candelaria en posición de tras-arco; en la cuenca Chañarcillo
Groves et al., 2010
Asociación con evaporitas Muchos distritos de IOCGs coinciden ocurrencia
de evaporitas con halita marina o lacustre. Barton y Johnsons (1996): fluidos salinos provenientes de evaporitas (calentadas por una masa ígnea) serían la fuente de los fluidos hidrotermales generadores de depósitos IOCG.
Mineralogía
Ganga típicamente hematita o magnetita, con escasos
sulfuros de Fe (pirita, pirrotina subordinada); cuarzo escaso.
Ganga silicatada: actinolita, escapolita, piroxeno,
turmalina, biotita, epidota, clorita, con apatita, allanita y otros fosfatos.
Asociaciones de calcita-baritina en zonas superiores.
Mineralogía Zonación de profundidad hacia arriba desde albita-
magnetita a especularita-clorita-sericita-feldespato-K.
Calcopirita sulfuro dominante, al que se asocia el Au;
blenda, galena, molibdenita menores.
Signatura geoquímica de Cu-Au-Co-Ni-As-Mo-U-(LREE).
Alteración A.H.
sódico-cálcica (actinolita-albita-escapolita), sódica, potásica o sericítica (hidrolítica) dependiendo del grado de interacción con fluidos meteóricos o connatos.
Las zonas sódicas tienden a ser extensas (de decenas
a centenas de km2; sistemas hidrotermales grandes); Ej. “albitófiro” en distrito de Punta del Cobre.
Constituyen enormes recursos geológicos Reservas importantes de metales base, preciosos y
otros metales Fuente mayor de Cu, Au, Fe, U, REE (LREE), F, vermiculita Importante fuente de Ag, Nb, P, Bi, Co Sub-productos: PGE, Ni, Se, Te, Zr Elementos asociados: As, B, Ba, Cl, Co, F, Mo, Mn, W (Pb, Zn)
IOCG en Chile Actualmente son un blanco de exploración importante
a lo largo de la Franja Ferrífera chilena Cordillera de la Costa de las Regiones III y IV, principalmente dentro del dominio del Sistema de Falla de Atacama y rocas intrusivas y volcánicas del Cretácico Inferior
Cretácico Inferior
Sistema de Falla de Atacama Óxidos Fe-apatita - KAr y 40Ar/39Ar = 108-88 Ma; U-Pb = 131-127 Ma Cu-Au óxidos Fe (IOCG) – Manto Verde U-Pb = 128-126 Ma – Candelaria Re-Os = 114-115 Ma
Yacimientos de Fe-apatita y Ox. Fe-Cu-Au Sillitoe (2003) planteó que los depósitos de Fe-apatita y los de Ox. Fe-Cu-Au pertenecen a un mismo clan de depósitos en el que los de Fe-apatito representan un miembro extremo deficiente en Cu.
Sillitoe, 2003
Pero todavía hay controversia sobre el origen de los yacimientos de Fe-apatito y también respecto al tipo de fluidos que originan a los de Ox. Fe-Cu-Au. Magmático vs de cuenca.
Mina Candelaria, 20 km sur de Copiapó: Distrito Punta del Cobre
Distrito minero Punta del Cobre
Distrito Punta del Cobre Depósitos conocidos desde siglo XVII Explotación desde siglo XIX Desde 1952 con la instalación de la Fundición de
Paipote la producción del distrito se incrementó gradualmente
En 1987 se descubrió Candelaria, la que fue
evaluada mediante 325 sondajes (98.600 m en grilla de 50 m) y entró en una operación de gran minería en 1994 (rajo abierto y flotación).
Distrito minero de Punta del Cobre desde Sierra El Bronce. Vista al este
Distrito Punta del Cobre Vetas NNW y NW con Cpy-Py-especularita que en
profundidad tienen magnetita y más Py; Abundancia, Agustina, Bateas, Independencia, Delirio, Santos, Carola Brechas tabulares (verticales) con matriz de Cpy-Pyespecularita-cuarzo-calcita; Agustina, Resguardo Stockwork y/o vetillas irregulares cortando rocas alteradas o cuerpos de reemplazo de magnetita; rodean a cuerpos de brecha y vetas Roca de caja “albitófiro”; alteración sódica Mantos; rocas sedimentarias brechosas bandeadas cementadas por Cpy-Py-especularita-cuarzo
Marschik, R. & Leveille, R.A. (1998):
Mineralización estratiforme sobre el contacto de rocas volcánicas/ sedimentarias (mina Socavón Rampa).
Vetillas irregulares de calcopirita-pirita (mina Socavón Rampa-Trinidad).
Brecha con clastos de rocas volcánicas con matriz de calcopirita-pirita (mina Socavón Rampa).
Veta de magnetita masiva en contacto con veta de calcopiritaPirita (mina Carola). Esta relación espacial ilustra las dos etapas separadas de mineralización metálica en el distrito Candelaria-Punta del Cobre.
Microfoto de mena típica de la mina Socavón-Rampa Mostrando calcopirita, pirita y especularita (hematita). Campo de visión aprox. 3 mm.
Reemplazo incompleto de hematita por magnetita (pseudomorfos) (mushketovita); es una característica típica del distrito (mina Carola). Campo de visión aprox. 3 mm.
Candelaria fue descubierta por casualidad en 1987 durante exploraciones de un yacimiento de tipo skarn (mina Lar) por Phelps Dodge; sondaje 33 se dejó profundizar 70 m en andesitas estériles inferiores y terminó cortando 20 m de mena de magnetita y sulfuros con 1% Cu y 0.3 g/t Au
Mina Candelaria; Phelps Dodge
Marschik, R. and Leveille, R.A. (1998): The Candelaria-Punta del Cobre iron oxide copper-gold deposits, Chile. Geological Society of America, Abstracts with Programs, A-371.
El Distrito Punta del Cobre y el yacimiento La Candelaria se localizan a 20 km al sur de Copiapó. Figura 1. Mapa Geológico del Área Candelaria-Punta del Cobre Notar la ubicación de la sección A-A’ de la siguiente figura
Marschik, R. & Leveille, R.A. (1998) Sección esquemática desde el Batolito Copiapó hasta el distrito Punta del Cobre. Se muestra la posición estratigráfica de los cuerpos de mena.
Estratigrafía de Candelaria
Marschik, R. & Leveille, R.A. , (1998)
Distribución de los tipos de alteración hidrotermal en Candelaria
Marschik, R. & Leveille, R.A. , (1998)
Posición del cuerpo mineralizado de Candelaria
Sección de la parte norte del yacimiento Candelaria
Marschik, R. & Leveille, R.A. , (1998)
Rajos de mina Candelaria desde Sierra El Bronce. Vista al suroeste.
Mena típica de Candelaria. La mineralización de calcopirita-pirita está sobreimpuesta a rocas volcánicas-volcanoclásticas con intenso Metasomatismo de Fe (magnetita).
Veta de rumbo NNW de calcopirita-pirita en el pique sur de Candelaria.
Marschik, R. & Leveille, R.A. (1998)
Paragénesis de la mineralización y de los eventos principales de alteración.
La mineralización de Candelaria-Punta del Cobre ocurrió en Dos etapas hidrotermales mayores: 1) una etapa de óxidos de Fe temprana y 2) una etapa de sulfuros sobreimpuestos. Alteración Biotítica acompaña la etapa temprana de óxidos de Fe. Una isócrona inversa 40Ar/39Ar en biotita de 114.9±1.0 Ma (±2s) se interpreta como representativa de esta etapa hidrotermal temprana.
Manto Verde
Hirtzman et al., 1992
Rieger et al., 2009
Geología del Distrito Mantoverde
Modificado de Sanhueza and Robles, 1999 Modified from Sanhueza and Robles, 1999
Rieger et al., 2009
Manto Verde
Mina Manto Verde
Mina Manto Verde
Mina Manto Verde Anglo-American
Se explotan
15.000 t/día con lixiviación en pilas y electro-obtención de Cu.
Brecha de Brecha falla hidrotermal
Sericita- carbonato sobreimpuestos a microclina-clorita
Envolvente de mineral ley de corte 0.4% Cu oxidado y sulfurado
Vila et al., 1996
Geología del Distrito Mantoverde
Manto Verde Brechas con abundante especularita con
minerales oxidados de Cu hasta 200 m de profundidad. Mineral primario en profundidad con magnetita, calcopirita y pirita (Cpy/Py = 5/1) Sulfuros depositados al mismo tiempo y posteriores a especularita (magnetita en profundidad). Existían cuerpos vetiformes de mayor ley de CuAu que fueron explotados en forma subterránea previo a la operación a rajo abierto desde 1995.
Hallazgos recientes: CODELCO integra dos nuevos
yacimientos a sus recursos mineros de la II Región, Casualidad y Virgo del distrito Sierra Overa
Ratificando su condición de unas de las compañías más
activas en exploración de cobre, la empresa avanzó en la identificación de Casualidad y Virgo, dos prospectos que, en conjunto, contendrían más de 400 millones de toneladas de mineral. Ambos yacimientos son del tipo CuFeAu (cobre, fierro y oro) y se ubican cercanos a la costa chilena, por lo que se trata de un nuevo concepto de exploración que Codelco está desarrollando entre la I y VI región. Virgo es un yacimiento de propiedad de Enami, que Codelco adquirirá por un valor cercano a los 1,5 millones de dólares.
Casualidad Cu-Au Ox.Fe
Casualidad Casualidad
Casualidad Cu-Au Ox.Fe 300 Mt @ 0.8% Cu equivalente (Cu+Au)
Depósito de Cu-óxidos de Fe (sin Au) en rocas Volcánicas cretácicas e intrusivos (125-93 Ma) Mineralización aprox. 98-93 Ma; Rivera et al., 2009. Cubierta de gravas 40 m de espesor Mineralización hasta 300-400 m de profundidad
25 km
Casualidad, XII Congreso Geológico Chileno
3
Exploración y Descubrimiento Campañas de sondajes Año 2003 Año 2004 Año 2005 Año 2006 Año 2007 Año 2008 Año 2009
58.251 m en 156 sondajes. 25 DDH (10.440 m) y 131 AR (47.811 m)
Generando hoy los beneficios de mañana
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Casualidad, XII Congreso Geológico Chileno
2
Minería y exploración Proximal Vetas Mt-act-ap Vetas y/o brechas de Cu-Fe-Au
Altos de Cifuncho Casualidad
Distal
Vetas Au Estratoligados de Cu-Ag
La Pelusa
Franke
Angelitos Félix
Altamira China
Mateo
Barreal Seco
Cerro Negro
5 km
5 km
Geología del entorno BATOLITO LOS PINGOS (CRETÁCICO INFERIOR 121-110 Ma)
STOCKS ANGELITOS - LA PICOTA (CRETÁCICO INFERIOR A SUPERIOR (93-122 Ma) FORMACIÓN AEROPUERTO (CRETÁCICO INFERIOR) FORMACIÓN LA NEGRA (JURÁSICO)
2 km
5 km
Cpy-py
Bo-Cpy
Cc-Bo
Cc-Bo
Bo-Cpy
SW
Cpy-py
Geología del yacimiento
NE
Norte Clo -Alb Clo –Epi-Alb
Clo –Epi-Alb
Clo -Alb
Centro
Bio-Mgt
Sur
Clo -Alb
Epi-Alb
Clo -Alb
Epi-Alb Clo -Epi
Clo -Epi
200 m
500 m
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Casualidad, XII Congreso Geológico Chileno
6
Rocas y estructuras NIVEL 1.300 m.s.n.m.
Toba brechosa polimíctica
Metandesita “Roca Negra”
1 km
Andesita porfídica grano fino
Granodiorita
200 m
SECCION P-4
Casualidad, XII Congreso Geológico Chileno
7
Rocas y estructuras
Casualidad, XII Congreso Geológico Chileno
8
NIVEL 1.100 m.s.n.m.
Mineralización
NIVEL 1.350 m.s.n.m.
Sección P-0 Bloque Norte
200 m
Sección P-4 Bloque Central
1 km
1 km
200 m
Sección P-10A Bloque Sur
200 m
Casualidad, XII Congreso Geológico Chileno
9
Mineralización
Casualidad, XII Congreso Geológico Chileno
10
Modelo de Bloques de leyes de CuT LC CuT >0.2
Casualidad, XII Congreso Geológico Chileno
11
Modelo de Bloques de leyes de CuT LC CuT >0.3
Casualidad, XII Congreso Geológico Chileno
12
Modelo de Bloques de leyes de CuT LC CuT >0.5
Casualidad, XII Congreso Geológico Chileno
13
Modelo de Bloques de leyes de CuT LC CuT >0.6
Casualidad, XII Congreso Geológico Chileno
14
Rivera et al., 2009 1. Casualidad contiene del orden de 300 Mt @ 0,50% CuT, de los cuales unos 90 Mt @ 0,30% CuT son óxidos. 2. Distrito minero con historial de exploración de la década de los 60’s. 3. Yacimiento en gran parte cubierto, identificado a partir de un modelo de exploración y sucesivas campañas de sondajes. 4. Es el primer yacimiento IOCG > 1,5 Mt Cu fino descubierto a partir de un programa de exploración básica o “greenfield”. 5. Alojado en rocas volcánicas e intrusivos en un rango de edad de 93-125 Ma, edad mineralización entre 98-93 Ma 6. Yacimiento tipo IOCG pero sin “G”, con alteración biotitamagnetita de fondo y mineralización relacionada con alteración Na-Ca. 7. Zonación inversa similar a Olympic Dam, con calcosina-bornita al techo que grada a calcopirita y pirita hacia la base y los extremos 8. Como buen yacimiento IOCG tiene más preguntas que respuestas Casualidad, XII Congreso Geológico Chileno
15
Santo Domingo
Santo Domingo
Proyecto Santo Domingo
Far West Mining Ltd. Los Recursos Indicados en Santo Domingo Sur son 171.5 Mt @ 0.57% Cu y 0.08 g/t Au. Iris tiene Recursos Indicados de 31.2 Mt @ 0.46% Cu y 0.06 g/t Au. Estrellita tiene Recursos Indicados de 31.7 Mt @ 0.53% Cu y 0.05 g/t Au. Los Recursos Indicados en Santo Domingo suman un total de 2.850 millones de lbs de cobre. Los recursos han sido estimados con una ley de corte de 0.3% Cu.
Proyecto Santo Domingo Far West Mining Ltd.
Proyecto Santo Domingo Far West Mining Ltd.
Conclusiones Yacimientos de Ox. Fe-Cu-Au se presentan en la
Faja Ferrífera Chilena del Cretácico Inferior, aunque Candelaria está levemente más al este. El origen hidrotermal metasomático de ellos no se discute. Sin embargo, la fuente de fluidos mineralizadores y metales es todavía controvertida.
Conclusiones Los datos actuales sugieren una derivación
magmática de los fluidos mineralizadores, pero no excluyen la participación de otros fluidos en la génesis de estos depósitos. La incorporación de sulfuros ocurrió en una etapa tardía y el Au se asocia a la calcopirita que es el sulfuro dominante (Cpy/Py = 5/1).
Sillitoe (2003) planteó que los depósitos de óx.Fe-apatita y los de óx.Fe-Cu-Au pertenecen al mismo clan, siendo los primeros un miembro deficiente en Cu de este tipo de depósitos minerales. El balance de la evidencia se inclina hacia un origen hidrotermal metasomático de ambos.
Yacimiento El Laco Magnetita de alta ley (61,9% Fe) Ubicado en la alta cordillera a 4500 m de altitud. Actualmente existen 320 millones de toneladas
identificadas de mineral de hierro
El Laco volcán Plioceno, 2.1 Ma Contiene depósitos de magnetita maciza con apatita. Descritos como lavas e intrusivos de magnetita (Park, 1961; Henríquez et al., 1975, 1978, etc.; Nyström y Henríquez, 1994;Naslund et al., 2003) Estos autores plantean un origen volcánico de El Laco Rhodes et al.,1999 y Sillitoe y Burrows, 2002, plantean un origen por reemplazo hidrotermal.
Edad K-Ar Roca total 2,0±0.3 Ma Gardeweg y Ramírez, 1985 Edad Trazas de Fisión En apatita 2,1±0.1 Ma Maksaev et al., 1988
Rodados Negros
San Vicente Bajo San Vicente Alto
Laco Norte Laco Sur
Laco Norte
Laco Sur
Laco Norte
Laco Sur
Magnetita de Laco Norte; vista al SE
Magnetita de Laco Norte; vista al SE
Magnetita en rajo de Laco Sur
Magnetita en rajo de Laco Sur
Menas de magnetita de El Laco; se observan los cristales octaédricos.
Magnetita; Laco Norte
Material fragmental Camino a Laco Sur
Magnetita columnar Laco Sur
Magnetita con oquedades
Tubo de degasificación (?) o conducto hidrotermal (?); tapizado con octaedros de magnetita
Agregado de finos octaedros de magnetita y agujas de apatita
Mena de magnetita; las partes blancas son agujas de apatita
Material fragmental
Material fragmental
Brecha con matriz de óx. Fe
Bloques de roca volcánica alterada en magnetita