UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Y METALÚRGICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA YACIMIENTOS MINERALES I
YACIM CIMIEN IENT TOS PÓRFI PÓRFIDO DO CU - MO
DOCENTE: 06/11/2015PRESENTADO POR:
ING. ROBERTO ZEGARRA PONCE Cutipa Pachacute, Yaneth R. Y i i
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CONTENIDO » » » » » » » » » » » » » » 06/11/2015
Introduc Intr oducció ción n Concepto Concep to de pórfid pórfido o Marco Marc o tect tectónico ónico Formación Form ación de los pórfid pórfidos os Cu-Mo Caracter Car acteríst ísticas icas de un Pór Pórfido fido Tipos Tip os de pór pórfid fidos os Modelo Model o de pórfid pórfido o de de Cu Lowe Lowellll y Guilb Guilbert ert (1970) (1970) Mineralización Mineral ización y alter alteraciones aciones Zonas de alteración y minerales asociados Estructuras de Yacimientos tipo Pórfido Época met metaloge alogeneti netica ca en el Perú Perú Yacimientos de tipo Pórfido Pórfido Cu-Mo del Perú Perú y del Mundo Conclu Con clusio siones nes Biblio Bib liogr grafí afíaa Y i i
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Introducción Los pórfidos son grandes cuerpos de baja ley de cobr obre, molib olibd deno eno y oro oro prin rincip cipalme almen nte asociados a rocas de composición ácida a intermedia, en las que el mineral se aloja en forma orma dise disemi mina nada da,, en venil enilla lass y relle ellena nand ndo o cavidades. Estos depósitos han sido descubiertos desde el siglo XIX, pero a inicios siglo XX se les dio mayor importancia, entre los cuales destacan los depósitos de Chuquicamata, El Salvador en Chile y Toquepala, Cuajone en el Perú. 06/11/2015
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Concepto de pórfido Son llamados pórfidos porque están asociados a rocas ígneas intrusivas félsicas a intermedias, las cuales tienen comúnmente texturas porfiríticas. La naturaleza de los intrusivos va de granito a cuarzomonz onzonita y granodiorita. La textura porfirítica indica que los magmas intruyeron y cristalizaron cerca de la superficie. Los magmas que que gene generran miner mineral aliz izac ación ión son son deno denomin minad ados os productivos. Los pórfidos son depósitos de tipo magmático - hidrotermal y están relacionados a zonas de subducción. 06/11/2015
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Concepto de pórfido DEFINICIÓN GENÉTICA
Los pórfidos de cobre son depósitos epigenéticos de origen hidrotermal, con minerales en rocas preexistentes relacionadas a rocas intrusivas ácidas a intermedias de textura porfirítica. DEFINICIÓN MINERALÓGICA
Los pórfidos de cobre están compuestos por minerales de Cu, Mo y Au principalmente. Pueden contener también Pb y Ag secundariamente en forma diseminada y en venillas. 06/11/2015
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Concepto de pórfido DEFINICIÓN ECONÓMICA
Los pórfidos de cobre pueden ser minados en gran volumen, usando técnicas de gran envergadura a tajo abierto.
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Marco tectónico Márgenes convergentes de placas (Zonas de subducción) y como resultado de la subducción se origina un arco magmático.
Placas tectónicas (Jeffrey W. Hedenquist y Jacob Lowenstern, 1994) 06/11/2015
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Marco tectónico
Zonas de subducción relacionados a pórfidos. 06/11/2015
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Marco tectónico
La fig. muestra que los pórfidos se encuentran principalmente en márgenes convergentes actuales o pasados 06/11/2015
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Marco tectónico
Porfidos de Cobre en el mundo (R. H. Sillitoe, 2010) 06/11/2015
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Edad de los pórfidos Los depósitos porfiríticos ocurren predominantemente en el Cenozoico, en menor cantidad en el Mesozoico y raramente en el Paleozoico. Cabe mencionar que aun cuando algunos depósitos ocurren en el Precámbrico, estos son tan pequeños y de tan baja ley que carecen de interés económico. Las edades más frecuentes varían entre el Cretácico Superior y el Plioceno (70 - 5 millones de años).
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Formación de los pórfidos Cu-Mo Los pórfidos cupríferos son sin ninguna duda de origen netamente magmático – hidrotermal, asociados al emplazamiento multifase de rocas intrusivas de composición intermedia. En muchos casos puede existir un control estructural tanto del emplazamiento de rocas ígneas como de la circulación de fluidos hidrotermales y mineralización. 06/11/2015
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Formación de los pórfidos Cu-Mo Las rocas de caja intruidas por los pórfidos pueden ser de cualquier tipo. Por lo general existen varios cuerpos de rocas intrusivas, emplazadas en varios pulsos y los pórfidos cupríferos se asocian frecuentemente con enjambres de Diques y Brechas. Los depósitos de tipo pórfido están relacionados genética y espacialmente con intrusiones ígneas félsicas. 06/11/2015
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Características de un Pórfido - Baja ley - Gran tonelaje -Intensa alteración de la roca caja -La mena puede estar diseminada en la roca caja y/o en la misma roca intrusiva - Similar mineralogía primaria - Proceso de alteración - Enriquecimiento supérgeno - Susceptible a ser minado a gran escala 06/11/2015
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Características de un Pórfido CARACTERÍSTICA Leyes de metal
Rocas existentes
Alteraciones
Estructuras
General 06/11/2015
DETALLES Cu: entre 0,3 % hasta 1,4 % Mo entre 0,01 hasta 0,06% Au 0 hasta 0,6 g/ton Intrusivas: Granitos, granodioritas, tonalitas, monzonitas cuarcíferos, dioritas Subvolcanicas: stocks dioriticos - granodioríticos con textura porfídica Volcánicas: +/- dacitas Alterción potásica, sericítica, argílica, propilítica y silificación (LOWELL & GUILBERT ; SILLITOE) Diseminación: la mena aparece en finas partículas distribuidas Stockwork: rellenos de diaclasas, vetillas venillas, vetas con mena, u otros minerales de formación hidrotermal como yeso, calcita y baritina. Pebble dykes: Brechas hidrotermales de diferentes tamaños Estructuras tectónicas expansivas (fallas, diques) con-genéticas de la formación del yacimientos Zonas de subducción, activo en destrucción Y i i Pmargen fid C continental M
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Tipos de pórfidos BASADO PRINCIPALMENTE EN EL CONTENIDO METALICO. •
Pórfido de Oro.
• Pórfido de Cobre. • Pórfido de Molibdeno. • Pórfido de
Tunsteno.
• Pórfido de Estaño.
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Modelo de pórfido de Cu Lowell y Guilbert (1970) El modelo clásico de Lowell y Gilbert (1970) Economic Geology V.65, p. 373-407; basado en el estudio de los depósitos de San Manuel – Kalamazoo y compilación de características de otros pórfidos cupríferos norteamericanos ha sido utilizado con éxito en la exploración de este tipo de depósitos.
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Modelo de pórfido de Cu Lowell y Guilbert (1970)
Distribución de zonas de alteración hidrotermal en un pórfido cuprífero combinando los modelos de Lowell y Gilbert (1970 ), Gustafson y Hunt (1975) y Giggenbach (1997). Núcleo de alteración potásica rodeado de alteración fílica (cuarzo-sericítica), alteración argílica intermedia local en torno a zona fílica, halo externo de alteración propilítica, alteración sódico-cálcica profunda (Carten, 1986; Dilles & Einaudi, 1992) y cubierta de alteración argílica avanzada. 06/11/2015
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Zonas de alteración Hipógena Consiste en la alteración de rocas o minerales por la reacción del agua hidrotermal con fases sólidas preexistentes. Es una reacción metamórfica en la que se forman nuevos ensambles de minerales estables y texturas en las rocas que son invadidas por soluciones hidrotermales.
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Mineralización y Alteraciones •
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La mineralogía primaria de los pórfidos cupríferos consiste principalmente en pirita y calcopirita (aprox.90% de los sulfuros),con menor proporción de bornita, enargita, tetraedrita y trazas de molibdenita y esfalerita. La alteración hidrotermal es normalmente zoneada, por factores como el tipo de roca huésped y actividad hidrotermal (presión y temperatura).
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Zonas de alteración y minerales asociados Zona Cálcico-Sódica: Profunda con actinolita, albita, epidota. Zona Silícea: En el núcleo, cuarzo, magnetita. Zona Potásica: Esta es la zona más caliente que contiene feldespato potásico, biotita, plagioclasas intermedias y contiene sulfuros primarios de cobre. Zona Fílica: En torno y sobreimpuesta a zona potásica donde se da una alteración que va de moderada a intensa. Cuarzo, sericita y pirita.
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Zonas de alteración y minerales asociados Zona Argílica: Es transicional entre zonas de alteración propilítica y sericítica. Es la zona de alteración de los feldespatos (plagioclasas y feldespato potásico) a minerales arcillosos. caolinita, montmorillonita, clorita, pirita. Zona Propilítica: Siempre presente en la periferia Zona de alteración más débil, el cuarzo y el feldespato potásico son estables. Plagioclasas y minerales máficos son alterados a minerales verdes (epidota, clorita, calcita y arcillas. Zona Argílica Avanzada: Tardía y en la porción más somera con caolinita, alunita, pirofilita, cuarzo. 06/11/2015
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Zonas de alteración Supérgena La alteración supérgena es un proceso de reequilibrio de la mineralogía hipógena a las condiciones oxidantes en las cercanías a la superficie (sobre el nivel de aguas subterráneas), por la circulación descendente de soluciones supérgenas. Afecta a los silicatos generando minerales de arcillas y a los sulfuros hipógenos que se transforman en minerales oxidados. 06/11/2015
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Zonas de alteración Supergena Los procesos supérgenos afectan a la alteración preexistente. Tanto la jarosita, como la alunita y caolín pueden ser minerales de alteración supérgena. El perfil de alteración-mineralización descendiente de superficie corresponde a una zona lixiviada, con abundantes óxidos e hidróxidos de fierro, arcillas y cuarzo, con valores de Cu normalmente por debajo del 0.1-0.2%. Esta zona alcanza profundidades de 20 a 25 metros y en algunos casos llega hasta 400 metros. 06/11/2015
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Zonas de alteración y minerales asociados
Zonación por efectos supérgenos en un pórfido cuprífero: Gossan o sombrero de hierro en la parte superior (óxidos e hidróxidos de hierro), seguido en profundidad por una zona lixiviada (escaso contenido metálico), luego de una zona oxidada (minerales oxidados de cobre; crisocola, atacamita, malaquita), luego una zona de enriquecimiento supergeno (sulfuros secundarios; calcosina, covelina) y la zona primaria o hipógena en profundidad (sulfuros primarios; bornita, calcopirita, pirita). 06/11/2015
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Enriquecimiento supergeno Stokes (1907) demostró experimentalmente como la reacción entre iones de Cu y la pirita puede ocurrir en el enriquecimiento supergeno. La ecuación de Stokes es:
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Alteración Supergena
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Estructuras de Yacimientos tipo Pórfido Mineralización diseminada Mineralización en enrejados de venillas (stockwork). Mineralización en brechas hidrotermales.
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Mineralización diseminada Corresponde a la presencia de partículas finas aisladas, de tamaños que no llegan a superar los 2mm. Los minerales están diseminados en toda la roca huésped, en forma de granos generalmente acompañado de pequeñas vetas 06/11/2015
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Mineralización en enrejados de venillas (stockwork). Corresponden a vetillas pequeñas que interceptan toda la roca. Existen varias formas de simetrías y tamaños, el relleno se compone de mena especialmente de minerales de formación hidrotermal.
Fotografías mostrando ejemplos de stockwork de zona hipógena con alteración potásica (biotita) a la izquierda y con oxidación supérgena a la derecha (Minas Tricolor y Dos Amigos, Domeyko, Chile). 06/11/2015
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Mineralización en brechas hidrotermales En algunos sectores existen brechas hidrotermales en las que las rocas aparecen en forma de una veta Estas rocas contienen clastos alterados de diferentes tamaños comúnmente entre 0,5 cm hasta 10 cm
Fotografías mostrando ejemplos de brechas con matriz de turmalina. Mina Dos Amigos,Domeyko, Chile 06/11/2015
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Pórfidos Cu-Mo del Perú
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Pórfidos Cu-Mo del Perú VI FRANJA DE PÓRFIDO DE CU – MO DEL JURÁSICO MEDIO – SUPERIOR Localización: entre la cordillera de la costa y la zona costera Minas: Tía María, Rosa María, La Tapada y La Llave Ubicación: Cocachacra, Arequipa Control estructural: Sistema de fallas NO – SE de Islay – Ilo y fallas menores NE – SO y N – S.
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Pórfidos Cu-Mo del Perú XV. FRANJA DE PÓRFIDO DE CU – MO Y DEPÓSITOS POLIMETÁLICOS RELACIONADOS CON INTRUSIVOS DEL PALEOCENO – EOCENO. Minas: Cuajone, Toquepala, Quellaveco y Cerro Verde. Ubicación: En el flanco oeste de la cordillera Occidental del Perú. Control estructural: Sistema de fallas Incapuquio – Micalaco y Cincha – Lluta.
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Pórfidos Cu-Mo del Perú XVI FRANJA DE PÓRFIDO – SKARNS DE CU – MO (Au, Zn y Fe) RELACIONADOS CON INTRUSIVOS DEL EOCENO – OLIGOCENO. Minas: Tintaya, Antapaccay, Corocohuayco, Quechua, Katanga, Las Bambas, Los Chancas, Cotabambas, Trapiche, Lahuani, Antilla, Morosayhuas. Ubicación: En el borde norte de la cordillera occidental del sur del Perú y al limite con el altiplano. Control estructural: Los sistemas de fallas Cusco – Lagunillas – Mañazo y Urcos – Sicuani – Ayaviri, fallas Abancay – Andahuaylas – Totos. 06/11/2015
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Pórfidos Cu-Mo del Perú XXI. FRANJA DE PÓRFIDO DE Cu – Mo (Au), SKARNS DE Pb – Zn – Cu (Ag) Y DEPÓSITOS POLIMETÁLICOS RELACIONADOS CON INTRUSIVOS DEL MIOCENO. Minas: Cerro Corona, Tantahuatay, Bambamarca, El Galeno, La Granja, Cañariaco, Parón y Magistral; y los pórfidos Cu – Au de Perol, Chailguagon, Michiquillay y Antamina. Ubicación: Cordillera Occidental del centro y norte del Perú. Control estructural: Al oeste por el sistema de fallas de la cordillera Blanca y al este por el sistema de pliegues y fallas del Marañón, que en realidad es un solo conjunto de dirección NO – SE. 06/11/2015
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Pórfidos Cu-Mo del Perú
Pórfido de Cu – Mo Toquepala 06/11/2015
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Pórfidos Cu-Mo del Perú
Pórfido – Skarn de Cu - Tintaya 06/11/2015
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Pórfidos del Mundo
Porfidos de Cobre en el mundo (R. H. Sillitoe, 2010) 06/11/2015
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Reservas mundiales de Cu
Fuente: D. Fuenzalida, 2014 “La creación de valor y los cluster en la industria minera” . Seminario Valorización de activos mineros: Métodos y factores de riesgo. 06/11/2015
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Anexos IMPORTANCIA ECONOMICA - Los pórfidos cupríferos son la fuente principal de cobre, contribuyendo más de la mitad de todo el cobre de mina en el mundo, y también son una fuente importante de oro. - Gran tamaño. En los pórfidos Cupríferos o Molibdeniferos los tonelajes de sus reservas se expresan en centenares de millones de Toneladas (100 a 600 o más), y algunos sobrepasan los 1000 millones de Toneladas. - De gran desarrollo en los sistemas de explotación minera a grande escala en suma de los bajos costos unitarios de explotación. •
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