UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA
Tema: PEGMATITAS
Curso: YACIMEINTOS NO METÁLICOS
Presentado por: CUEVA SÁNCHEZ, Richard GONZALES RAFAEL, Luis Edwin RIVASPLATA ÑAZCO, Anna Victoria
Docente: Ing. Gonzales Yana, Roberto
Cajamarca – Perú 2015
ÍNDICE INTRODUCCION .................................................................................................................. 3 RESUMEN ............................................................................................................................. 4 OBJETIVOS ........................................................................................................................... 5 OBTETIVO GENERAL: ....................................................................................................... 5 OBTETIVOS ESPECÍFICOS: ............................................................................................... 5 LAS PEGMATITAS .............................................................................................................. 6 1.GEOLOGIA DE LOS DEPOSITOS DE PEGMATITA. .................................................... 6 1.1.GENESIS DE LAS PEGMATITAS ................................................................................ 7 1.2.YACIMIENTOS PEGMATÍTICOS EN EL PERÚ ...................................................... 10 1.3.CORDILLERA DE LA COSTA .................................................................................... 11 1.3.1.Pegmatitas en el Litoral Peruano ................................................................................. 11 1.4.BATOLITO DE LA COSTA ......................................................................................... 12 1.4.1.Zona de feldespatos ..................................................................................................... 12 1.4.2.Zona de cristal de roca y de minerales radioactivos .................................................... 12 1.5.CORDILLERA ORIENTAL .......................................................................................... 14 1.5.1.Paica ............................................................................................................................ 14 Mineralización ...................................................................................................................... 14 2.USOS DE LOS YACIMIENTOS DE PEGMATITA. ...................................................... 16 3.CARACTERISTICAS PARA SU APROVECHAMIENTO. ........................................... 20 3.1.TAMAÑO DE LAS PEGMATITAS ............................................................................. 20 3.2.COLOR DE LAS PEGMATITAS ................................................................................. 22 3.3.MINEROLOGIA DE LAS PEGMATITAS ................................................................... 23 3.4.PEGMATITAS CON ELEMENTOS RAROS .............................................................. 25 3.5.TIPOS DE PEGMATITAS ............................................................................................ 27 3.5.1.Pegmatitas graníticas: .................................................................................................. 27 3.5.2.Pegmatitas cuya composición es parecida a la de las sienitas Nefelinas..................... 27 CONCLUSIONES ................................................................................................................ 31 BIBLIOGRAFIA Y LINCOGRAFIA .................................................................................. 32
INTRODUCCION
Los minerales son los productos de los procesos físico-químicos naturales y los componentes de las rocas y diferentes yacimientos. Los procesos geológicos debido a los cuales se forman los minerales, se dividen por la fuente de energía, en los dos grandes grupos siguientes: endógenos (de origen interno), ligados con la energía interior de la Tierra y formados en los procesos que transcurren a cuenta de la energía térmica interna del globo terrestre y exógenos (de origen externo) ligados con la acción de la atmósfera, la hidrosfera y la biosfera sobre la litosfera bajo la influencia de la energía del sol. Los procesos endógenos se producen en las entrañas de la Tierra y son vinculados con la actividad magmática o las transformaciones metasomáticas de las rocas. Los procesos endógenos transcurren a la temperatura y presiones altas. La temperatura de cristalización de las rocas magmáticas, en función de la composición de la masa fundida oscila entre 1200 y 700°C y la presión aproximadamente entre 5500 y 500 kilobars. La formación de las pegmatitas y las rocas pos magmáticas (metasomáticas) los skarns y los greisens, los filones minerales hidrotermales, etc. - enlazada con el proceso magmático se produce a unos valores de T y P considerablemente menores, para el estudio de los depósitos minerales asociados a las pegmatitas se han utilisado métodos petrográficos como estudio de texturas, mineralógicos, geoquímicos, geológicos y estructurales que han permitido desarrollar modelos de cristalización y de la zonación mineral en la que estas se desarrollan.
RESUMEN
El presente trabajo trata sobre cómo se originaron las pegmatitas, la geología de sus depósitos, se menciona también cual es el uso de estos yacimientos de pegmatita; tanto en la cordillera de la costa, batolito de la costa y cordillera oriental de nuestro país; se desarrolla también los tipos de pegmatita que se puede encontrar, además cuáles son sus características generales y como estas pueden influenciar en su aprovechamiento económico.
OBJETIVOS
OBTETIVO GENERAL:
Dar a entender información acerca de las Pegmatita.
OBTETIVOS ESPECÍFICOS:
Dar conocer la geología de los depósitos de pegmatita. Explicar los usos de los yacimientos de pegmatita. Definir las características de las pegmatitas para su aprovechamiento.
LAS PEGMATITAS
Las
pegmatitas
son
esencialmente una roca ígnea con tamaño de grano alrededor de 20 mm, comúnmente de composición granítica (contiene cuarzo, feldespato y mica) lo que la distingue de otras rocas ígneas por su extremadamente grueso pero variable tamaño, y por la gran abundancia de
Imagen 1: Cristal de aquamarina en cuarzo
cristales con texturas Skeletal, Gráfica y otros hábitos de crecimiento direccional» (London; 2008). Las pegmatitas son importantes en cuanto a que contienen minerales poco frecuentes en la tierra y también piedras preciosas, como pueden ser aquamarina, turmalina, topacio, fluorita y apatita. A veces se encuentran mezclados con minerales compuestos por estaño, tungsteno y wolframio.
1.
GEOLOGIA DE LOS DEPOSITOS DE PEGMATITA.
Los minerales cuya textura cristalina es granular, y que tienen cristales grandes son el resultado del lento enfriamiento de los magmas, y que los que tienen cristales más pequeños son el resultado de enfriamientos de magma más rápidos. Sin embargo, la pegmatita es una excepción a esta regla. Estas se forman por magma que se enfría rápidamente, en ocasiones en cuestión de días. A veces, aparece en forma de diques o sills. Por razones aún desconocidas, esta roca puede desarrollar grandes cristales a pesar de su relativo rápido enfriamiento. La hipótesis más barajada sería la acción del agua, que es muy importante en todos los procesos de cristalización.
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A pesar de su rápido enfriamiento, la pegmatita puede tener grandes cristales, en ocasiones llegan a medir varios metros de largo. La acción del agua puede también concentrar elementos poco comunes en la pegmatita. Así pues, no es demasiado raro encontrar minerales poco frecuentes o piedras preciosas. La pegmatita es por tanto una fuente de minerales poco frecuentes como la columbita o la tantalita. La forma más común de encontrar este mineral está en las intrusiones graníticas. Pueden formar bolsas que contengan bonitas formaciones cristalinas. Esto es porque los cristales son libres de crecer en el espacio de la bolsa sin distorsión.
1.1.
GENESIS DE LAS PEGMATITAS
Actualmente se tienen dos líneas teóricas que tratan de explicar el origen de las pegmatitas. Una fue desarrollada por Jahns y Burnham (1969) en donde establecen la compatibilidad de las observaciones de campo con estudios experimentales y propusieron un esquema de cristalización. Otra teoría es la de London en 1992, quien desarrollo un modelo en el que se consideran las características de sistema y de presencia de agua distintas al anterior, cuestionando lo establecido por Jahns y Burnham (1969) y propone una nueva alternativa para la formación de las pegmatitas. Sin embargo, en las teorías planteadas, existen problemas para explicar la presencia de ciertos minerales y sus asociaciones aparentemente incompatibles en condiciones normales. Otro problema radica en las condiciones requeridas para el desarrollo textural de las pegmatitas, las cuales presentan una amplia heterogeneidad en el tamaño y desarrollo de cristales y pueden coexistir con texturas radicalmente opuestas aplitas (grano fino). En la génesis de las pegmatitas están implícitos tanto los procesos magmáticos como metamórficos. En los procesos de origen ígneo, los magmas son mezclas de fases fundidas predominantemente silicatadas. Este concepto implica la coexistencia de fracciones sólidas, líquidas y gaseosas que pueden separarse bajo condiciones termodinámicas favorables. La fracción sólida de los magmas es constituida por los restos sólidos sin fundir y por cristales que se forman al unirse moléculas dispersas. La fracción volátil representa parte importante en la formación de pegmatitas (Araña-Saavedra y LópezRuiz, 1974; Pitcher, 1993; Sawyer, 1996).
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Durante la evolución, diferenciación y cristalización de un magma, el comportamiento de los elementos que lo conforman es fuertemente influenciado por la temperatura, presión y composición del fundido, ya que son los factores que controlan la aparición y el equilibrio de determinadas fases mineralógicas. De esta manera se presentan diferentes etapas de cristalización, las cuales son caracterizadas por ciertos minerales y/o elementos formados dentro de un rango de temperatura (Sawyer, 1996 y London 1996). Una correlación entre la aparición de los minerales en las pegmatitas y las etapas de consolidación magmática fue propuesta por Fersman (1931), quien consideró cuatro etapas principales: Magmática (>800°C), pegmatítica (800 a 600°C aproximadamente), neumatolítica (600 a 400°C) e hidrotermal (400 a 100°C). La microclina, el cuarzo y las micas son asignados a la etapa pegmatítica hasta el inicio de la neumatolítica. La albita sustituye a la microclina en la etapa neumatolítica y puede ser seguida por la adularia o las zeolitas en la etapa hidrotermal. La presencia de turmalina, muscovita, apatito o ambligonita que contienen elementos como fosforo, flúor, cloro, azufre y boro en las pegmatitas, indica también que las sustancias volátiles han desempeñado un papel importante en el origen de este tipo de rocas (Pitcher, 1993). Fase magmática
Intervalo de temperatura
Fase magmática temprana
> 900°C
Fase magmática principal
900 - 600°C
Fase pegmatítica
600 - 500°C
Fase neumatolítica
500 - 400°C
Fase hidrotermal (>>)
400 - 100°C
Fase teletermal
< 100°C
Tabla 1: Clasificación de la secuencia magmática
En la fase básica de cristalización de los plutones se segregan principalmente silicatos libres de agua, tales como feldespato y cuarzo, de modo que el fundido restante durante la separación por cristalización tiene que volverse cada vez más rico en H2O. Además es enriquecido con otros elementos fácilmente volátiles, tales como el flúor, el cloro y el boro. Los últimos sobre todo juegan un papel importante en el estadio neumatolítico (T = 500 400ºC) de la sucesión magmática.
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1.1.1. Fase pegmatítica (500 - 600°C) El estadio pegmatítico se desarrolla con temperaturas encima de 500ºC. Las pegmatitas separan por cristalización de cantidades grandes de silicatos. Sobre todo las pegmatitas se caracterizan por su textura peculiar. La riqueza en agua de estos fundidos restantes produce las condiciones aptas de crecimiento y, por selección de gérmenes, un proceso que provoca que solo crezcan unos gérmenes minerales muy determinadas. De este modo se forman pocos monocristales, pero muy grandes. Además se produce el enriquecimiento de los fundidos residuales en elementos muy raros, tales como el litio, el berilio, el boro, el niobio y otros. En la fase pegmatítica cristalizan grandes cantidades de silicatos con elementos raros y no compatibles tales como berilio, boro, niobio y otros. Los elementos no compatibles se incorporan sólo difícilmente en las estructuras de minerales de formación magmática o metamórfica. Durante la cristalización magmática se acumulan en el magma restante disminuyéndose paulatinamente. A partir de este magma restante enriquecido en los elementos no compatibles cristalizan minerales de estructuras menos ordenadas mejor apropiadas para incorporar los iones de los elementos no compatibles. Las propiedades responsables para la incompatibilidad de algunos elementos son las siguientes: Un radio iónico grande (elemento litófilo).- En combinación con un potencial iónico relativamente pequeño (menor a 2,0). Los radios iónicos de algunos elementos son demasiado grandes para ocupar las posiciones iónicas entre los tetraedros de [SiO4]4- de los silicatos. Por ejemplo los radios iónicos grandes de K+, Rb+, Cs+ y en menor escala Na+ excluyen estos elementos de varios silicatos, especialmente de los minerales densos de FeMg tales como olivino y piroxeno. Un alto potencial de ionización (> 2,0). Por ejemplo el ion Th4+ tiene un radio jónico similar al de Ca2+, pero su alta fuerza polarizante y su enlace relativamente covalente se oponen a la ocupación de las posiciones normalmente ocupadas por el Ca2+ en un cristal cuyos enlaces principalmente son de carácter iónico. Otros elementos de potencial de ionización alto (> 2,0) y de un radio iónico pequeño a mediano son B, Be, Nb, Ta, U. PEGMATITAS
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Además los elementos livianos de las tierras raras (LREE) son incompatibles. Pero los elementos pesados de las tierras raras (HREE) pueden incorporarse más fácilmente en las estructuras cristalinas de algunos minerales formadores de rocas debido a sus radios jónicos medianos. Los elementos de las tierras raras. Por lo tanto, para discutir e interpretar el origen y formación de las pegmatitas deben ser consideradas características como: zonificación regional, mineralogía esencial y características de las fases mineralógicas, estructura interna (pegmatitas simples o complejas) y relaciones de campo. Una vez consideradas tales características se pueden determinar las posibles condiciones de presión y temperatura, además de la presencia de volátiles durante su formación.
1.2.
YACIMIENTOS PEGMATÍTICOS EN EL PERÚ
Estos yacimientos están relacionados con actividades plutónicas félsicas que ocurrieron desde el Precárnbrico (Cordillera de la Costa y Cordillera Oriental, durante el Paleozoico, Mesozoico y Cenozoico (Batolito de Pataz, Batolitos de Andahuaylas-Yauri, Batolito de la Cordillera Blanca, Cordi1lera de Pumahuaca y stocks de intrusivos de la Cordillera Occidental, Oriental y Subandina). Son de una textura peculiar gruesa, muchas veces con cristales gigantes bien formados. En el Perú, son de interés para la búsqueda de minerales no metálicos asociados a ellas, como en Matarani, Quilca, Atico, Samanco, Casma, Adán a excepción de la veta Palca 11 en Puno, que tiene minerales económicos de tungsteno (ferberita). Las pegmatitas relacionadas a intrusivos se formaron de un magma residual rico en volátiles, mientras que las pegmatitas por procesos metamórficos representan los constituyentes más móviles de una roca, que se concentraron durante la diferenciación metamórfica, Son de forma tabular, corta longitud, a excepción de la pegmatita de Paica 11, que alcanza 4 km, habiéndose desarrollado a gran profundidad y a gran presión.
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En el Perú, las pegmatitas están en intrusivos de composición intermedia, félsica, o en gneis; no es común en sedimentos (areniscas-lutítas) como en Palea 11 en Puno (Figs. N° 238). Su temperatura de formación es alrededor de 575 °C. Mineralógicamente, consisten de cuarzo, feldespatos, micas, minerales raros en ínfima proporción como berilo en Matarani, Quilca, Atico y posiblemente minerales radio-activos en la región de Casma. 1.3. CORDILLERA DE LA COSTA 1.3.1. Pegmatitas en el Litoral Peruano Zonas con mica Regiones de Matarani, Quilca y Atico. En la región comprendida entre Matarani y Atico se hallan alrededor de 137 diques Pegmatíticos con mica. Los principales afloramientos son: Atico, quebrada Pescadores, La Planchada, Hacienda Huacán (río Ocoña), alrededores de Quilca (minas de la Lechuza, Lagartos, Huáscar, Nicho de la Virgen, la Paccha, Paredones, los Mellizos y otras); Aranta-río Calahuani, (Chilina, San Antonio, San José) y Coyatani al sur de Matarani. Las pegmatitas de esta región están constituidas de cuarzo, mica y feldespatos en grandes cristales (pegmatita gráfica). Ellas atraviesan un macizo de granito y ortogneis de edad paleozoica, o posiblemente arcaica. La mineralización comprende moscovita en planchas, biotita (escasa), turmalina, granate, magnetita y berilo, y como ganga, feldespato y cuarzo. La zona de contacto entre la pegmatita y el ortogneis está constituida por salbandas de 1 a 3 m de grosor, de talco micáceo y flogopita. Hacia adentro siguen dos zonas de aproximadamente 0,5 m de ancho con moscovita, turmalina y granate. La porción central del dique Pegmatítico se halla compuesta por grandes cristales de ortosa con berilo. Por cada metro cúbico de material Pegmatítico extraído, se ha obtenido de 20 a 25 kg de mica en bruto, que pertenece a la clasificación No 1 al 5, estando manchada por, óxido de hierro. El 85 % de la mica es de tamaño pequeño y un 10% del tamaño comercial, es decir, PEGMATITAS
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el rendimiento es de 2 a 2,5 kg de mica por metro cúbico de mena extraída. En los años de 1939 y 1940 se explotó los yacimientos de Quilca, siendo la producción 9,1 y 4,1 toneladas de mica, respectivamente. A la fecha (año 2001) se explota parcialmente.
1.4.BATOLITO DE LA COSTA 1.4.1. Zona de feldespatos Región de Samanco.- A la altura de los kilómetros 402 y 403 de la Carretera Panamericana Norte (40 km al sur de Chimbote), afloran a ambos lados de esta carretera y del ramal que conduce al puerto de Vesique, en una superficie extensa, un granito rico en feldespato y moscovita en el Batolito de la Costa. En seis sitios aislados afloran diques de pegmatitas, que, con rumbo general ENE, atraviesan pequeñas lomadas o colinas que han resistido a la erosión y que permiten reconocer aún a cierta distancia a los diques, los que destacan por su color amarillento anaranjado. El ancho de los diques es variable, desde 2 m hasta más de 5 m. Su mineralización consiste casi exclusivamente de feldespato (ortosa) de grandes cristales, midiendo algunos de ellos hasta.20 cm de largo y 4 a 5 cm de ancho; así como cuarzo lechoso cristalizado, pasando algunas piezas de 5 cm de largo. Se observan alteraciones de ortosa a caolín y de mica a clorita. En algunos sitios se ha practicado una explotación del feldespato para su empleo en la industria cerámica. No existen informaciones sobre el volumen extraído, pero, probablemente no pasaría de una decena de toneladas. 1.4.2. Zona de, cristal de roca y de minerales radioactivos En la región de Casma, alrededor de 2 a 3 km al este del km 346 de la Carretera Panamericana Norte y unos 6 km al SSE de Casma, se extiende una zona pegmatítica que se manifiesta por diques y áreas más o menos extensas, teniendo concentraciones de feldespatos dentro del granito en el Batolito de la Costa del Cretáceo superior, el mismo que aflora en la región de Casma. En los diques Pegmatíticos se hallan cristales de roca grande y minerales radioactivos. Las áreas ricas en feldespatos se encuentran al sur del cerro Antival. En las inmediaciones del Cerro Antival, existe una labor llamada mina Adán, que permite examinar a uno de los diques Pegmatíticos, cuyo ancho varía entre uno y tres metros. Su PEGMATITAS
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rumbo es NO-SE con buzamiento al SO, pero de inclinaciones muy variables. Las cajas están bien definidas. La roca encajonante consiste de granito. La mineralización está constituida por feldespato rosado y abundante cantidad de grandes cristales de cuarzo. Los minerales accesorios que se encuentran aislados y esporádicos, están representados por epídota, cuprita, óxidos de cobre, limonita, un mineral negruzco radiactivo y otro de color pardo entrecruzado con feldespato. El cuarzo tiene ley de oro. Entre los minerales citados en el yacimiento Adán, predomina el cuarzo que rellena prácticamente todo el ancho del dique Pegmatítico. Cristales de 45 cm de largo y casi 20 cm de diámetro son frecuentes, con pesos de 15 kg y más pero existen también algunos de mayores dimensiones. La mayor parte del cuarzo es lechoso, especialmente los de tamaño pequeño. Entre los cristales medianos existen muchos hialinos, y entre los cristales grandes hay grandes porciones de cristal de roca, a excepción de sus partes inferiores. Cuarzo ahumado ocurre en algunas ocasiones, siendo su color muy variable, desde negro a pardo claro transparente. Los cristales de roca de todos los tamaños yacen en forma apretada, limitando frecuentemente el crecimiento de unos con respecto a otros: Los cristales sueltos están separados entre sí por una capa delgada de arcilla blanca que adhiere también a la superficie de los cristales. Los feldespatos de la roca encajonante muestran una caolinización incipiente. El Departamento de Sustancias Radioactivas de la ex-Junta de Control de Energía Atómica (ahora IPEN) indica en su trabajo: "Examen geológico y radiométrico entre Casma y Culebras" (Bol. de Información de la Junta de Control de Energía Atómica. Vol. 5, N° 28, Lima, julio-agosto 1960) que las lecturas radiométricas anormales de la mina Adán dieron un máximo registro de cuentas altas, de 0,7 MR/HR sobre una cuenta de fondo de 0,03 MR/HR; proviniendo la anormalidad de muestras en cancha ensacadas que parecían contener alanita y fergusonita. En el resto del área examinada entre Casma y Culebras, el registro radiométrico fue normal siendo la cuenta promedio de 0,02 MR/HR. El reconocimiento radiométrico reveló que la mina Adán es la única mineralizada dentro del área estudiada. Los dos minerales de color negro y pardo que se hallan esporádicamente en las porciones feldespáticas, podemos considerarlo como minerales posibles la betafita (niobato y tantalato de uranio), euxenita y brannerita (U, Ca, Fe, Y, Th)3 (Ti, Si)3, O16. PEGMATITAS
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Una determinación exacta solamente se podría realizar con un estudio a rayos X. En la actualidad, se ha extraído una cantidad de cristal de roca, pero el examen de las muestras no ha revelado material en cantidad comercial.
1.5. CORDILLERA ORIENTAL 1.5.1. Paica Ubicación Paica11, pertenece al distrito minero de Choquene, en la Precordillera de Carabaya, en el departamento de Puno. El yacimiento se emplaza entre las cotas 4 600 a 4 800 msnm. Geología El yacimiento se emplaza entre las cotas de 4 600 a 4 800 msnm. Afloran areniscas y lutitas del Grupo Ambo del Mississipiano. Distritalmente se presenta un anticlinal tumbado cuyo eje tiene rumbo NNO. Dicho anticlinal tumbado fue fallado en la zona mineralizada, buzando al NE, su relleno forma la veta Paica 11. Concordante al eje del anticlinal, hubo un fallamiento post-mineralización. Hacia el norte de la veta Paica 11, discordantemente se emplazaron las capas rojas de la Formación Huayabamba del Terciario medio y el stock riolítico de Pucaorco, de 550 m x 200 m, que aflora. A 6 km al sur del yacimiento de Palea 11, en el cerro. Coripata o cerro Choquene aflora un stock intrusivo riolítico de 1,3 km de diámetro. El plegamiento inicial ocurrió en el Pérmico inferior, y el plegamiento mayor en el Terciario medio, casi contemporáneo con la época de la mineralización (Fig. N° 45). Mineralización La mineralización de ferberita y la scheelita del yacimiento de Paica 11, está localizada en el extremo sur, en una distancia horizontal de 1000 m de una veta que alcanza aproximadamente 4 km de longitud, siendo su rumbo NNO-SSE, con labores subterráneas en vetas cimoides, tales como las vetas Paica Este, Paica Oeste; más al sur existe otro cimoide, formado por las vetas Pucapollera y Evita. Estas vetas tienen valores de W (-Cu), y de ellas; Palea Oeste y Paica Este fueron las más productivas. El buzamiento aproximado de PEGMATITAS
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las vetas es de 45° E, con un ancho de 2 m a 4 m, llegando en algunos sectores hasta 15 m. Se observa mineralización de textura brechosa. 500 m al norte, en la sección Cobremina de la veta Paica, contiene Cu (-Bi); 500 m adicionales al norte en la sección Minsur de la misma veta, se tiene Cu-Zn (-Sn); 400 m al norte la veta es débil; a 300 m al norte está la sección Alejandrito que contiene Zn-Cu (Fig. N° 238). La zona con valores de W (-Cu) Palca oeste, Palca este, Evita, Pucapollera además de ferberita tienen scheelita, cuarzo, especularita, hematita, biotita, pirita y poca chalcopirita. Debe destacarse el relleno de las vetas con feldespato potásico y cuarzo de grano grueso de pegmatita, el feldespato tipo adularia es el 60 % de la veta. La misma pegmatita está argilizada con WO3 raramente excede 0,7% WO3, la scheelita es reemplazada por la ferberita. La ferberita es un tungstato de fierro que se presenta como manchas o como granos finos en la pegmatita argilizada. Las vetas ocupan fallas normales y dextrales, y en menor proporción fallas inversas. La edad radiométrica de los stocks riolíticos de los, cerros Coripata y Pucaorco es de 17,9 Ma. La veta pegmatítica tiene una edad (medición radiométrica) comprendida entre el Oligoceno superior al Mioceno inferior, 20-27 Ma.
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2.
USOS DE LOS YACIMIENTOS DE PEGMATITA.
Pueden tener interés económico, debido a sus esmeraldas, aguamarinas, topacios, rubíes, y sus altos contenidos en minerales tipo gema (minerales con contenidos en elementos raros (Li, U, Th, Tierras Raras) y otros (Sn, W, F). También los minerales comunes de estas rocas suelen tener interés económico, ya que tanto sus grandes cristales de cuarzo pueden ser utilizados para el tallado de lentes, como los de feldespato para la producción de cerámica, y los de mica para el aislamiento eléctrico. Así tenemos: El feldespato y el cuarzo: son extraídos de depósitos de pegmatita para el uso en vidrios (su gran capacidad de mantener a temperatura ambiente una estructura desordenada) y las industrias cerámicas y alfarería (; como formador de una fase vidriosa en los productos, proporcionando alúmina y álcali y favoreciendo la vitrificación y transparencia del producto).
Mica: usada en materiales de construcción y aislador. Las particulares características de elasticidad, flexibilidad y resistencia al calor de las láminas hacen que constituyan un precioso material para la industria debido a sus propiedades como aislantes eléctricos y térmicos. PEGMATITAS
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La mica se utiliza en aplicaciones de alta responsabilidad como aislamiento de máquinas de alta tensión y gran potencia, turbogeneradores, motores eléctricos y algunos tipos de condensadores. También como aditivo en el papel en forma de polvo de mica, junto con aceite. Se emplea como aislante térmico incombustible. Se emplea también en la impresión de tejidos, como lubrificante y como absorbente de la nitroglicerina.
Piedras preciosas: Originadas de las pegmatitas.
a. Las variedades de berilo (aguamarina, golden y morganite), b. Espodumena (kunzite, hiddenite) c. turmalina (elbaite rosado, verde y de variados colores). d. Granates y topacio.
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Minerales de litio: Aquellos minerales como petalita, lepidota, espodumena y otro son explotados para su uso en vidrios, cerámicos, fundentes en celdas de reducción de Al, baterías y la manufactura de numerosos compuestos de litio.
Fuente de tántalo: Se trata de un recurso estratégico, imprescindible en la fabricación de componentes electrónicos avanzados. El tantalio obtenido se usa principalmente en la elaboración de componentes electrónicos conocidos como Condensador electrolítico de Tantalio, un tipo bastante común de condensador presente en gran cantidad de dispositivos electrónicos, como en teléfonos móviles, ordenadores o proyectos de alta tecnología.
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Fuente de uranio: Tiene un variedad de usos como:
Por su alta densidad, se utiliza el uranio en la construcción de estabilizadores para aviones, satélites artificiales y veleros (balastos/quillas). Se ha utilizado uranio como agregado para la creación de cristales de tonos fluorescentes verdes o amarillos. El largo periodo de semi-desintegración del isotopo 238U se utiliza para estimar la edad de la Tierra. El 238U se convierte en plutonio en los reactores reproductores. El plutonio puede ser usado en reactores o en armas nucleares. Algunos accesorios luminosos utilizan uranio, del mismo modo que lo hacen algunos químicos fotográficos (nitrato de uranio). Su alto peso atómico hace que el 238U pueda ser utilizado como un eficaz blindaje contra las radiaciones de alta penetración. El uranio en estado metálico es usado para los blancos de rayos X, para hacer rayos X de alta energía. El uranio empobrecido se usa como blindaje de tanques de guerra, también los misiles llevan uranio empobrecido en su espolón. Fertilizantes de fosfato a menudo contienen altos contenidos de uranio natural, debido a que el mineral del cual son hechos es típicamente alto en uranio.
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3.
CARACTERISTICAS PARA SU APROVECHAMIENTO.
De manera general y como un resumen: Son de bajo tonelaje y alto tenor. Forma podos, vetas o cueros irregulares. Son la fuente principal de varios metales alcalinos raros (Li, Rb, Cs) y metales como W, Mo, Sn, Th, U, Ta, Nb, Zr. Sus minerales son óxidos y silicatos. Están compuestos por concentraciones asociadas a las pegmatitas. Se forman en los procesos tardío magmáticos, y por eso aparecen en el techo de los macizos intrusivos. Su forma es tabular, concretamente, en forma de dique.
3.1.
TAMAÑO DE LAS PEGMATITAS
La pegmatita es una roca ígnea con tamaño de grano alrededor de 20 mm. Estas pegmatitas poseen la misma base constituyente que los granitos (Cuarzo, Feldespato y Mica), pero a diferencia de los granitos, sus cristales son de tamaño mucho mayor. Básicamente en un granito, la roca está compuesta por minerales que tienen un tamaño entre 0.4 y 1 pulg. En las pegmatitas los minerales comúnmente superan estos tamaños X2 o X3. A veces suele encontrarse cristales con tamaños no mayores a 1 metro de largo. Las pegmatitas más grandes (Large Pegmatites) se pueden extender de 5 a 100 pies de espesor y de 100 a 1000 m de longitud. Los cristales crecen a tamaños impresionantes, tal como cristales de cuarzo de 17 pies de longitud 1 8 pies de diámetro, cristales de ortoclasa de 33 X 33 pies, berilos de 19 o más pies de longitud, cristales de turmalina de 10 pies de largo y enjambres de mica que pueden ocupar una superficie de 68 pies cuadrados. Los minerales cuya textura cristalina es granular, y que tienen cristales grandes son el resultado del lento enfriamiento de los magmas, y que los que tienen cristales más pequeños son el resultado de enfriamientos de magma más rápidos.
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Graphic Granite
mica
feldspato
Imagen 2: Pegmatita misma base constituyente que los granitos (Cuarzo, Feldespato y Mica)
Sin embargo, la pegmatita es una excepción a esta regla. Estas se forman por magma que se enfría rápidamente, en ocasiones en cuestión de días. A veces, aparece en forma de diques o sills. Por razones aún desconocidas, esta roca puede desarrollar grandes cristales a pesar de su relativo rápido enfriamiento. La hipótesis más barajada sería la acción del agua, que es muy importante en todos los procesos de cristalización. A pesar de su rápido enfriamiento, la pegmatita puede tener grandes cristales, en ocasiones llegan a medir varios metros de largo. La acción del agua puede también concentrar elementos poco comunes en la pegmatita. Así pues, no es demasiado raro encontrar minerales poco frecuentes o piedras preciosas.
Imagen 3: Cristales muy gruesos, del orden de varios centímetros e incluso de varios metros. Indican una cristalización lenta y con mucho espacio.
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La forma más común de encontrar este mineral está en las intrusiones graníticas. Pueden formar bolsas que contengan bonitas formaciones cristalinas. Esto es porque los cristales son libres de crecer en el espacio de la bolsa sin distorsionarse.
Imagen 4: Intrusiones graníticas
De acuerdo de la situación geotectónica se forman diferentes tipos de magma. El magma en zonas de subducción es diferente como el magma de una cordillera centro oceánica. El ambiente geotectónico se refleja entonces en los tipos de rocas magmáticas y en la composición química, especialmente de los elementos de traza y de las tierras raras (Nb, Y, La). 3.2.
COLOR DE LAS PEGMATITAS
Su color es claro, blanco, rosado o crema, (según el color de la ortosa). Su composición química es muy similar a la del granito. Tienen un grano muy grueso.
Imagen 5: Color de las pegmatitas
PEGMATITAS
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3.3.
MINEROLOGIA DE LAS PEGMATITAS
Los constituyentes principales son cuarzo, feldespato potásico y plagioclasas, cuyas proporciones relativas varían. Tabla de los minerales pegmatíticos según tamaño: TIPO
DIAMETRO (mm)
Fino
Menor de 1
Medio
1-2 (estructura aplítica)
Grueso
2-200 (estructura pegmatica)
Muy grueso
Mayor de 100 estructura pegmatica)
Tabla 2: Tabla de los minerales pegmatíticos
Tabla 3: Tabla de minerales principales de pegmatitas
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El cuarzo aparece en todas las zonas, definiendo además un núcleo casi monominerálico. Se presenta en masas informes, crecimientos gráficos y cristales euhedrales en las escasas miarolas. Forma además pseudomorfosis de cuarzo + bertrandita + muscovita según berilo. El microclino se encuentra en masas pertíticas anhedrales a subhedrales. Puede formar intercrecimientos gráficos con cuarzo, de textura fina a muy gruesa. Es apenas translúcido a casi opaco, y los colores varían entre rosado claro a intenso, pardo anaranjado pálido, blanquecino o amarillento; ocasionalmente hay zonación cromática concéntrica en un mismo cristal. La plagioclasa se presenta en masas informes anhedrales a subhedrales, con colores muy similares a los del microclino. Los picos de difracción atribuibles a una fase sódica en desmezcla pertítica dentro del microclino corresponden a los de albita ordenada ("albita baja"). La plagioclasa se presenta en masas informes anhedrales a subhedrales, con colores muy similares a los del microclino. Los picos de difracción atribuibles a una fase sódica en desmezcla pertítica dentro del microclino corresponden a los de albita ordenada ("albita baja") Feldespato Potásico se denominan también feldespatos sódico-potásicos, porque suelen llevar un porcentaje significativo de sodio en su composición. Las variedades de sanidina, ortoclasa y microclina ricas en sodio se denominan natrosanidina, natronortoclasa y anortoclasa respectivamente. Los tres minerales principales de este subgrupo tienen la misma composición, pero se caracterizan por una estructura cristalina distinta, debido a las diferente posibles distribuciones del Al por los tetraedros de Si. Mineral
Fórmula
Sistema
Sanidina
KAlSi3O8
Monoclínico
Ortoclasa
KAlSi3O8
Monoclínico
Microclina
PEGMATITAS
KAlSi3O8
Triclínico
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Tabla 4: Minerales del grupo de feldespato potásico
Las pegmatitas son importantes en cuanto a que contienen minerales poco frecuentes en la tierra y también piedras preciosas, como pueden ser aquamarina, turmalina, topacio, fluorita y apatita. La pegmatita es por tanto una fuente de minerales poco frecuentes como la columbita o la tantalita.
Imagen 6: Formación de minerales raros en las pegmatitas
3.4.
PEGMATITAS CON ELEMENTOS RAROS
Pegmatitas de elementos raros de tipo lepidolita
Se caracterizan por contener lepidolita como principal mineral de litio. Ejemplos de este tipo de pegmatitas son los de Brown Derby en Gunnison.
Pegmatitas de elementos raros de elbaíta
En este subtipo aparece elbaíta como mineral portador de Li, así como otros minerales ricos en boro. Estas pegmatitas muestran gradaciones transicionales hacia el subtipo de lepidolita.
Pegmatitas de elementos raros de tipo ambligonita
Este subtipo se caracteriza por una gran actividad de P, que provoca la desestabilización de los aluminiosilicatos de litio. PEGMATITAS
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Pegmatitas de elementos raros de tipo albita-espodumena
Este tipo de pegmatita representa el ejemplo más común de las pegmatitas ricas en litio, difiere del subtipo de pegmatita de espodumena en que sus diques son de composición y textura homogénea.
Pegmatitas de elementos raros de tipo albita
Este tipo de pegmatitas las encontramos fundamentalmente en Cataluña donde hay diferenciación zonal, la zona de borde está compuesta por cuarzo y moscovita; las zonas intermedias están compuestas por albita, cuarzo y moscovita.
Tabla 5: Zonamiento de pegmatitas y sus minerales raros
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3.5.
TIPOS DE PEGMATITAS
Pegmatita, dique normalmente oscuro con cristales demasiado grandes (10 cm-1m) de minerales y elementos químicos muy escasos. Pueden ser de feldespatos, cuarzo +/- micas o de feldespatos, feldespatoides y otros silicatos de aluminio como componentes principales de las pegmatitas. Principalmente se distingue dos tipos de pegmatitas en función a composición química: 3.5.1. Pegmatitas graníticas: son fuentes importantes de elementos raros, como berilio, niobium, tantalum, aluminio, litio, rubidio, cesio y galio.
Imagen 7: En el lado izquierdo se observa el mineral tantalio y en el lado derecho mineral Rubidio.
3.5.2. Pegmatitas cuya composición es parecida a la de las sienitas Nefelinas.
Imagen 8: Mineral de Nefelina
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Se distingue dos tipos de pegmatitas en función a los elementos que contienen:
PEGMATITAS SIMPLES: Presenta una mineralogía simple y ninguna zonificación adecuadamente interna desarrollada es decir no lleva elementos extraños, suele estar formado por cuarzo, plagioclasas, feldespato potásico, micas turmalina y granate. Corresponde a rocas iniciales que presenta estructura grafica es decir no presenta recristalización, diferenciación zonal o transformación metasomática. Características de las pegmatitas simples: Ausencia de zonas minerales complejos. Estructura interna homogénea Su interés radica en la obtención de feldespatos y micas
Imagen 9: Muestra de pegmatitas simples
PEGMATITAS COMPLEJAS: Presenta mineralogía complicada es decir en este caso el fluido residual a partir del que se forma la pegmatita tenía algún elemento de interés económico que llega a cristalizar con la pegmatita, pero su rasgo marcado es el acomodamiento de minerales en una secuencia zonal del contacto hacia dentro. Características de las pegmatitas complejas: Son importantes desde el punto de vista económico.
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Han sufrido como ya se ha dicho, procesos metasomáticos lo que les da diferenciación de las pegmatitas simples por lo tanto ha existido un reemplazamiento. Son más frecuentes. Existe una abundancia de minerales exóticos. En su formación van a coexistir cuatro fases diferentes, con la posibilidad de formarse muchos minerales (siendo esta su característica principal). El mineral que más se prospecta es el litio Los minerales de interés que aparecen son: topacio, espedumena, berilo, turmalina, casiterita y lepidolita. A diferencia de las simples, presentan estructura zonada según podemos apreciar en la figura siguiente.
Imagen 10: Estructura zonada de pegmatitas complejas
La diferencia que existe entre las pegmatitas simples y las complejas, es que estas últimas han sufrido un proceso de metasomatismo a diferencia de las simples, cuando una pegmatita se ve sometida a este proceso por soluciones acuoso-gaseosas mineralizadas.
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Imagen 11: Muestra de pegmatitas complejas
En la fase básica de cristalización de los plutones se segregan principalmente silicatos libres de agua, tales como feldespato y cuarzo, de modo que el fundido restante durante la separación por cristalización tiene que volverse cada vez más rico en H2O. Además es enriquecido con otros elementos fácilmente volátiles, tales como el flúor, el cloro y el boro. Los últimos sobre todo juegan un papel importante en el estadio neumatolítico (T = 500 400ºC) de la sucesión magmática. El estadio pegmatítico se desarrolla con temperaturas encima de 500ºC. Las pegmatitas separan por cristalización de cantidades grandes de silicatos. Sobre todo las pegmatitas se caracterizan por su textura peculiar. Forman pocos monocristales, pero muy grandes. Además se produce el enriquecimiento de los fundidos residuales en elementos muy raros, tales como el litio, el berilio, el boro, el niobio y otros.
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CONCLUSIONES La acción del agua también puede concentrar elementos poco comunes en la pegmatita, por tanto las pegmatitas son una fuente de minerales poco frecuentes como la columbita o la tantalita. Los minerales comunes de las pegmatitas suelen tener interés económico, ya que tanto sus grandes cristales de cuarzo pueden ser utilizados para el tallado de lentes, como los de feldespato para la producción de cerámica, y los de mica para el aislamiento eléctrico. Las pegmatitas se dividen según su composición química graníticas y las parecidas a las sienitas Nefelinas) y por los elementos que contienen (simples y complejas) Las pegmatitas son importantes en cuanto a que contienen minerales poco frecuentes en la tierra y también piedras preciosas, como pueden ser aquamarina, turmalina, topacio, fluorita y apatita. La diferencia que existe entre las pegmatitas simples y las complejas, es que estas últimas han sufrido un proceso de metasomatismo a diferencia de las simples, cuando una pegmatita se ve sometida a este proceso por soluciones acuoso-gaseosas mineralizadas.
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BIBLIOGRAFIA Y LINCOGRAFIA http://biblio.uabcs.mx/tesis/te2964.pdf https://www.google.com.pe/?gfe_rd=cr&ei=lxFNVtuPEMKWmAHJg5YQ#q=pegmatitas+ pdf http://www.uclm.es/users/higueras/yymm/YM12.html
