UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS
ESTUDIO DE LOS ENSAMBLES DE ALTERACIÓN Y SU ZONAMIENTO EN DEPÓSITOS DE ALTA SULFURACIÓN UTILIZANDO EL TERRA SPEC APLICADO EN LOS DEPÓSITOS “QUECHER Y MAQUI MAQUI”; DISTRITO MINERO YANACOCHA – YANACOCHA – PERÚ PERÚ CURSO:
SOFTWARE DE MINERIA
DOCENTE:
VALDERRAMA GUTIERREZ, Danny Daniel
ALUMNO:
ACUÑA MEDINA, Robert Paul
CICLO:
VIII CAJAMARCA 09 DE JULIO DE 2016
RESUMEN En la naturaleza la gran mayoría de depósitos minerales metálicos están de una u otra forma ligados a procesos hidrotermales. La composición y características termodinámicas del fluido hidrotermal pueden ser bastante variables, dependiendo en gran medida de las particularidades de su fuente, distancia de transporte y modificación durante éste y de las propiedades de la roca huésped.
El presente trabajo de investigación está centrado en la descripción de los tipos de ensambles de alteración que controlan la mineralización en los depósitos
Quecher se caracteriza por ser un depósito de metales preciosos, epitermal de alta sulfuración, hospedado en brechas hidrotermales y tufos; está constituido por dos sectores de alteración importantes: Quecher Principal y Quecher Norte, distribuidos en un área de 2.44 km2. Los ensambles de alteración en ambas zonas son característicos de los depósitos tipo alta sulfuración. Utilizando el Terra Spec hemos determinado ensambles de sílice que son característicos del halo de alteración sílice masiva (SM), sílice granular (SG) y sílice vuggy (SV); alunita, alunita + pirofilita y pirofilita para la alteración argílica avanzada (AA); kaolinita, dickita, kaolinita + dickita, illita para el halo de síl ice clay (SC); illita, ill ita + Esmectita, illita + montmorillonita y kaolinita para la alteración argílica (ARG) y halloysita e illita para la alteración propilítica (PROP).
La mineralización en Quecher se manifiesta en óxidos y sulfuros; en el primer caso los ensambles son sílice y alunita; en los sulfuros los ensambles que predominan son kaolinita e illita. Las leyes en óxidos son menores a las de sulfuros
El depósito de alta sulfuración Maqui Maqui se caracteriza por presentar una transición hacia un sistema tipo pórfido (Pórfido Maqui Maqui). Dicha transición manifiesta texturas
típicas de estos ambientes, como son: patchy y wormy o gusano (venillas seudo “A”);
ambas con ensambles de natroalunita, pirofilita y/o natroalunita + pirofilita.
La mineralización en el pórfido Maqui Maqui se presenta en venillas tipo stockwork, en los tipos “A” y “D” principalmente. Utilizando el Terra Spec hemos determinado ensambles de
sílice para los halos de SM, SG y SV; generalmente formando brechas hidrotermales y freáticas; alunita, natroalunita, natroalunita + pirofilita para la alt eración argílica avanzada o lithocap (AA); illita, kaolinita, kaolinita + illita para el halo de sílice clay (SC) y para la alteración fílica (Cuarzo - sericita – pirita) ensambles de muscovita, illita y muscovita + illita.
INTRODUCCION Los depósitos de alta sulfuración y las transiciones de éstos a pórfidos tienen ensambles de alteraciones hidrotermales característicos, estos ensambles consisten de silicatos (arcillas), sulfatos, carbonatos, etc.; que son muy difíciles de identificar a simple vista o con lupa durante un programa de exploración. Tal es el caso de los depósitos “Quecher” (alta sulfuración) y “Maqui Maqui” (alta sulfuración en transición a un pórfido); donde
existen ensambles de alteración asociados con leyes de oro y cobre – oro respectivamente.
El presente trabajo está dirigida a estudiar los ensambles de alteración, el zonamiento de éstos y su aplicación en programas de exploración futuros. El Terra Spec está convirtiéndose cada vez más en una herramienta importante durante la fase de exploración, pues se emplea típicamente para determinar la mineralogía de rocas alteradas, sistemas de mineralización, identificación de ensambles de alteración, su zonamiento y modelamiento óptimo en 3D y consecuentemente para localizar mineralización económica.
OBJETIVOS Objetivos Generales:
Determinar los ensambles de alteración y su zonamiento en el depósito de alta sulfuración “Quecher” utilizando el Terra Spec.
Determinar los ensambles de alteración y su zonamiento en la transición del depósito de alta sulfuración “Maqui Maqui” a un pórfido utilizando el Terra Spec.
Determinar guías o vectores de mineralización que permitan el descubrimiento de yacimientos tipo sulfato ácido y pórfido en el distrito minero Yanacocha y alrededores.
Desarrollar adecuadamente la presente investigación con la finalidad
de obtener el Título Profesional de Ingeniero Geólogo.
1.2.2 Objetivos Específicos
Utilizar el Terra Spec para determinar los ensambles de alteración y su zonamiento en el depósito de alta sulfuración Quecher
Utilizar el Terra Spec para determinar los ensambles de alteración y su zonamiento en la transición del depósito de alta sulfuración “Maqui Maqui” a un pórfido
Identificar los factores que pueden alterar los resultados del Terra Spec
Desarrollar actitudes de diálogo en las comunidades donde se desarrolle el trabajo de investigación.
MARCO TEORICO Antecedentes Los primeros trabajos exploratorios en el depósito Quecher se realizaron entre los años 1999 - 2000 y 2003 por el grupo de Geólogos de Exploración el cual ha sido completado por el grupo de Geólogos de Mina. En éste se indica que han realizado varias perforaciones, diamantina y RCD, con las cuales se ha definido al depósito como relacionado a brechas y márgenes de domo en contacto con tufos.
En ambos depósitos se han realizado análisis de muestras con PIMA (Portable Infrared Mineral Analyzer), y con XRD (Difracción de Rayos X). El PIMA es un instrumento que identifica ensambles de alteración, al igual que el Terra Spec; sin embargo el Terra Spec es una versión actualizada de estos equipos.
Teorías Existentes Relativas al Problema de Investigación
En el distrito minero Yanacocha anteriormente no se han realizado estudios de ensambles de alteración utilizando el Terra Spec, los instrumentos aplicados han sido PIMA y XRD; no obstante son pocas las zonas en las que se han definido ensambles de alteración. Generalmente en los proyectos que se han llevado a cabo en el distrito minero Yanacocha sólo se ha definido los halos de alteración como son: Sílice Masiva (SM), Sílice Granular (SG), Sílice Vuggy (SV), Sílice Alunita (SA), Argílica Avanzada (AA), Sílice Clay (SC), Argílico (ARG) y Propilítico (PROP)
Depósitos de Alta Sulfuración – High Sulfidation Deposits ( HS )
Llamados también tipo sulfato ácido, son depósitos epitermales cuya mineralización ocurrió a partir de fluidos hidrotermales calientes y ácidos, a profundidades de 1 a 2 Km; la temperatura de los fluidos varía de 100 ºC a 320 ºC y pueden alcanzar la superficie como fumarolas (Giggenbach, 1992; Hedenquist, 1995) . Estos depósitos ocurren ampliamente en arcos de volcanismo activo ocasionado generalmente por placas tectónicas en subducción. Comúnmente se relacionan a volcanismo tipo tras arco (Back Arc) y se ubican en posición intermedia entre intrusiones subvolcánicas y la superficie; esta conclusión está basada en estudios geológicos (Sillitoe, 1983, 1989, 1991) y geoquímicos (Rye, 1993; Hedenquist et
al., 1994). Pueden contener metales preciosos, Au - Ag; y metales base, Cu, Pb, Zn, Bi, etc. La mineralización epitermal de metales preciosos puede formarse a partir de dos tipos de fluidos químicamente distintos. Los de “baja sulfuración” son reducidos y tienen pH cercano al neutro y los de “alta sulfuración” que son oxidados y ácidos, pH de 1 – 5,
(Hedenquist, 1987)
Alteraciones Hidrotermales en los Depósitos de Alta Sulfuración
Alteración Sílíca Alteración que se presenta generalmente en la primera etapa de la formación de un sistema de alta sulfuración. Se caracteriza por la interacción de fluidos hidrotermales ácidos, pH 1 -2, con la roca caja, obteniendo como resultado sílice oquerosa o “vuggy” debido a la lixiviación de los componentes primarios de las rocas (feldespatos, fenocristales). La textura “vuggy” o cavernosa que se obtiene finalmente se debe a que la sílice es
estable bajo condiciones ácidas. Sílice “vuggy” encontramos en la parte central de estos sistemas y por lo general alberga la mayor parte de mineralización económica. En algunos depósitos la zona de sílice “vuggy” no se manifiesta claramente y la mineralización de oro
está asociada con minerales como dickita (depósitos Arena y Virgen – Perú) o pirofilita
(White et al., 1995)
Alteración Argílica Avanzada Se forma alrededor de la alteración sílica, manifiesta ensambles de alunita (K, Ca) / natroalunita + pirofilita + dickita + kaolinita + zunyita + diáspora. El pH en que se forman varía de 1 - 3.5; esta alteración puede ser coetánea con la mineralización (Deyell et al., 2005) . Los fluidos ácidos que causan alteración argílica avanzada son de 03 tipos (Figura N° 02); hipógeno, vapor caliente o “steam heated” y supérgeno (Sillitoe, 1993)
Alteración Argílica Se manifiesta a continuación de la alteración argílica avanzada, varía en dos rangos de pH de acuerdo a los ensambles que presente. Si se presentan los del grupo de la candita (kaolinita, dickita, halloysita), el pH varía de 4 – 5; mientras que si están los del grupo de la illita (illita, esmectita, illita + esmectita, montmorillonita), el pH varía de 4.5 – 6.
Alteración Propilítica Se forma en la parte distal del sistema debido a que las soluciones ácidas que originaron la alteración sílica van neutralizándose al interactuar con la roca caja, por tal razón el pH en que se forman los ensambles de alteración propilítica, clorita + epídota + carbonatos; varía de 5.5 – 6.5. Es importante distinguir los términos alteración sílíca y silicificación, pues el primero se produce por lixiviación ácida como se mencionó anteriormente mientras que el segundo es ocasionado por la introducción de sílice en las rocas; ambos procesos se manifiestan en los depósitos HS. En la mayoría de los depósitos HS la principal etapa de mineralización de oro ocurre durante la parcial o total sili cificación de la alteración sílica.
Depósitos Tipo Pórfido Cu - Au Los pórfidos de cobre - oro constituyen un grupo muy variado de depósitos minerales con amplia diversidad de características por lo que deberían ser analizados caso a caso (Hunt,
1991), pero estos grandes depósitos minerales también comparten muchos rasgos comunes, lo que ha permitido realizar varias generalizaciones y el desarrollo de modelos empíricos (Lowell & Gilbert, 1970) . Los pórfidos de Cu - Au se han formado en intrusivos porfíricos con diámetros que van desde 100 metros hasta unos pocos kilómetros, éstos se caracterizan por ser apófisis de plutones félsicos a intermedios (Sillitoe, 1996). Típicamente en los sistemas tipo pórfido de Cu - Au existen varias fases de intrusión y las más tempranas suelen poseer las leyes más altas. Los sulfuros de Cu - Fe que constituyen los minerales de mena se presentan en stockworks de venillas A, B y D y diseminación, inclusive en la roca caja, asociados a una etapa temprana de alteración K-silicatada
(Meyer & Hemley, 1967)
Venillas Características de los Pórfidos
Venillas tipo “A” Venillas formadas en su mayor parte por cuarzo tipo granular (50 – 95%), feldespato - K, anhidrita, calcopirita, pirita, bornita, molibdenita; son irregulares, sinuosas y discontinuas; su potencia varía de 1 – 10 cm. Son cortadas por los demás tipos de venillas. En áreas con fuerte alteración potásica no se pueden distinguir los halos de alteración, pero donde la alteración es menos intensa exhiben halos de feldespato potásico, anhidrita, calcopirita, bornita, apatito y rutilo. Se forman en un ambiente en que las rocas debido a su alta temperatura tienen un comportamiento mecánico casi dúctil.
Venillas Tipo “B” Son continuas, planares, con caras paralelas y normalmente con algún bandeamiento interno; su potencia varía de 0.1 - 3 cm, están constituidas por cuarzo (subhedral – euhedral), anhidrita, molibdenita – calcopirita, trazas de bornita y escasa pirita (sin feldespato potásico). No presentan halos de alteración bien diferenciados. Se forman en un ambiente en que las rocas tienen comportamiento mecánico frágil dúctil. En inclusiones fluidas presentan temperaturas de homogenización de 300 – 350 ºC y salinidades de 12 – 15 % NaCl equivalente.
Venillas Tipo “D” Son venillas que cortan a los tipos A y B, tienden a presentar un patrón radial mal definido; están constituidas por sulfuros y sulfatos (anhidrita) con menor contenido de cuarzo y ocasional carbonato. Presentan halos de alteración sericítica (illita, muscovita). Los sulfuros característicos son pirita, calcopirita, bornita, enargita, tenantita, esfalerita y galena. Se forman en un ambiente en que las rocas tienen comportamiento mecánico frágil. En inclusiones fluidas poseen temperaturas de homogenización entre 175 y 310 ºC. La formación de los diferentes tipos de venillas refleja un enfriamiento progresivo del sistema. El comportamiento mecánico de las rocas depende principalmente de la temperatura y presiones litostática e hidrostática. Cabe mencionar que puede presentarse
varios eventos de un mismo tipo de venillas, lo cual puede crear confusión al interpretarlas.
Espectroscopía de Reflectancia Aplicada (Terra Spec) Técnica que utiliza energía de las regiones del espectro electromagnético; luz visible (VIS, 0.4 – 0.7 μm), cercana al infrarrojo (NIR, 0.7 – 1.3 μm) e infrarroja de ondas cortas (SWIR, 1.3 – 2.5 μm); con el objetivo de analizar los minerales (Hunt, 1977, 1979 & Goetz et al.,
1982), El Terra Spec es el equipo que utiliza la ciencia y técnicas de la espectroscopía de reflectancia aplicada, la cual está basada en las propiedades espectrales de los minerales, pues las moléculas absorben energía en los enlaces para luego reflejarla con características peculiares.
Espectro electromagnético para el Terra Spec (0.4 – 2.5 μm)Luz visible, 0.4 – 0.7 μm; cercana al infrarrojo, 0.7 – 1.3 μm y ondas cortas del infrarrojo, 1.3 – 2.5 μm
Mecanismos de Absorción
Las características de reflectancia de los minerales son el resultado de las diferentes propiedades físicas y químicas que poseen. Las transiciones entre los niveles de energía y las diferencias en la composición se manifiestan por las características de absorción en longitudes de ondas predeterminadas, cabe mencionar que es necesario tener de 5 % a más en volumen el mineral que se desea analizar. Procesos de Vibración
Los rasgos de absorción de la región SWIR son una función de la composición del mineral, pues absorben energía dentro de la red cristalina. Los movimientos vibratorios entre los componentes (átomos, moléculas) dentro de la red cristalina son llamados modos normales o fundamentales. El número, forma o tipo de estas vibraciones se determinan por los átomos presentes, su geometría espacial y la magnitud de las fuerzas que los unen.
Rasgos Espectrales
Los gráficos de los espectros de reflectancia se manifiestan en pares ordenados XY (longitudes de onda, en nanómetros o micrómetros, versus porcentaje de reflectancia). La reflectancia del espectro consiste en una curva de Hull continua, las bandas de absorción tienen frecuencias o posiciones características de longitud y amplitud de ondas CUADROS
I Y II; éstas son mostradas convencionalmente como puntos de inflexión mínimos que están controlados por la intensidad de las vibraciones de energía característicos de cada mineral Las propiedades de reflectancia que influyen en los rasgos de absorción y la curva son tamaño de partícula, grado de orientación de la muestra, presencia de agua en superficie y entre capas, fases asociadas a sustancias orgánicas e inorgánicas (Fe), grado de orden estructural, colección del dato
CUADRO I: RASGOS MAYORES DE ABSORCION
CUADRO II: CARACTERISTICAS DE LA ABSORCION DE ARCILLAS
PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS Resultado de la Investigación y Análisis de la Información Como resultado de la investigación hemos obtenido los ensambles de alteración característicos que forman el zonamiento en los depósitos “Quecher” (alta sulfuración) y “Maqui Maqui” (alta sulfuración en transición a un pórfido). Asimismo hemos
determinado la relación entre ensambles de alteración y mineralización de Au y Cu en las zonas de óxidos y sulfuros.
Ensambles de Alteración del Depósito “Quecher”: Alta Sulfuración
Con la utilización del Terra Spec y las tablas (I, II – A, II – B y III) que se muestran en anexos hemos diferenciado los siguientes ensambles de alteración de acuerdo a los espectros obtenidos:
Alunita - KAl3(SO4)2(OH)6
Basándonos en el estudio del depósito de alta sulfuración Pascua – Lama (Chile – Argentina) (Deyell et al., 2005), por tener algunas similitudes con el depósito Quecher hemos diferenciado alunita de los tipos steam heated, magmática y supérgena, con la diferencia que el potasio ha sido reemplazado en algunas zonas por sodio (natroalunita) y/o calcio, aunque también se presentan juntos. La del tipo steam heated se encuentra en las partes superiores del sistema, es de grano fino, de color blanco y rosado, generalmente asociada con sílice cristobalita, no contiene leyes económicas de Au. La del tipo magmática forma la matriz de brechas hidrotermales, usualmente es de color rosado, presenta cristales pequeños, aunque también es masiva; contiene leyes económicas de Au. Alunita supérgena encontramos junto con jarosita sobre imponiéndose, en algunas partes, a los tipos anteriores, es de grano fino, de color pardo amarillento por la presencia de jarosita; no contiene leyes económicas de oro. El tipo de alteración con alunita es pervasiva y selectiva. Para
definir exactamente a qué tipo pertenece la alunita es necesario realizar estudios isotópicos del azufre.
La diferencia entre alunita (K / Ca) y natroalunita está en el rango de la longitud de onda de su banda de absorción secundaria, alunita – K (1476 – 1486 nm); alunita – Ca (1508 – 1510 nm) y natroalunita (1487 – 1495 nm), (Espectro N° 01). Se ha identificado el ensamble oro + alunita (Turner, 1997). Así tenemos leyes de 0.35 – 2.5 g/t Au (QUE – 005; 343 – 360 m); incluyendo leyes de 0.35 – 5.00 g/t Au (QUE – 63; 233 – 275 m). Sin embargo no toda la alunita tiene leyes económicas de oro (Fotografía N° 16 y Espectro N° 02), pues existen zonas donde es estéril.
La variación en el contenido de oro podemos interpretarlo como diferentes eventos que generaron alunita, pues es conocido que en la mayoría de los sistemas de alta sulfuración la alunita precede a la mineralización, aunque puede darse mineralización coetánea con alunita presentando leyes económicas.
Espectro N° 01: Diferencia en las bandas de absorción de natroalunita y alunita
Pirofilita - Al2Si4O10(OH)4 La encontramos en Quecher Principal, aunque con mayores cantidades en Quecher Norte, es de grano fino, masiva, de color crema y blanco; se presenta generalmente asociada con alunita y natroalunita. No tiene buena relación con la mineralización de oro, pues tenemos leyes de 0 – 0.35 g/t Au (QUE – 056; 75 – 125 m), sin embargo también tenemos leyes de 0.1 – 0.35 g/t Au (QUE – 028; 212 – 233 m y 248 – 270 m; QUE – 033; 55 – 70 m). Al igual que la alunita se presenta con alteración pervasiva y selectiva en las rocas.
En otros
proyectos del distrito, Marleny y Jenny, el ensamble alunita y/o natroalunita + pirofilita (Espectro N° 03) forma la textura patchy, lo cual indica transición de un sistema de alta sulfuración a un pórfido
Sílice – SiO2 Se presenta como granular, vuggy u oquerosa y masiva, generalmente como clastos de brechas. Asimismo encontramos sílice calcedónica formando parte de la matriz de brechas hidrotermales (Espectro N° 04). También hay zonas de tufo que presentan alteración pervasiva de sílice. La mayor parte de mineralización del depósito Quecher se encuentra distribuida en las alteraciones de sílice, pues tenemos leyes de 0.35 – 7 g/t Au (QUE – 005; 245 – 335 m; QUE – 047; 255 – 323 m); incluyendo leyes de 0.35 – 2.5 g/t Au (QUE – 063; 275 – 325 m; QUE – 067; 280 – 333 m).
Alunita – Dickita Son pequeñas las zonas con este ensamble, es de grano fino y, masivo, varía en coloración de acuerdo al contenido de óxidos de hierro (goethita); sin embargo es importante, pues su formación implica temperaturas altas (200 – 250 °C) en comparación con el ensamble alunita + kaolinita (180 – 220 °C). La presencia de este ensamble indica filtración de fluidos más calientes por algunas estructuras pequeñas (Espectro N° 05).
Alunita – Kaolinita Ensamble que indica gradación lateral del sistema, de una zona con alteración argílica avanzada a una de carácter argílico; al igual que el ensamble de alunita + dickita, es de grano fino y masivo, de color variable, de acuerdo a la presencia de óxidos de Fe o pirita, (Espectro N° 06). Por lo general, aunque no siempre, presenta asociación con dickita. Cabe resaltar que este ensamble está asociado, casi en su totalidad, a pirita, reportando leyes de 0.35 – 1.0 g/t Au (QUE – 041; 325 – 345 m; QUE – 003; 230 – 250 m).
KAOLINITA - AL2SI2O5(OH)4 Mineral característico de la zona de alteración argílica, sin embargo cuando contiene sílice se denomina alteración sílice clay (SC), es de grano fino y suave al tacto, varía en color, de blanco a pardo amarillento, se presenta como alteración pervasiva o selectiva (Fotografía N° 19 y Espectro N° 07) . Se ha diferenciado pequeñas zonas de kaolinita + dickita (alteración selectiva) indicando infiltración de fluidos hidrotermales de alta temperatura (200 – 220 °C) por posibles fracturas o fallas.
Asimismo se han determinado zonas de roca fresca con presencia de kaolinita (alteración selectiva de feldespatos), indicando esto alteración supérgena y/o causada por aguas subterráneas. También se ha diferenciado la presencia de halloysita (kaolinita supérgena). Cabe resaltar que la kaolinita encontrada en el depósito Quecher es de baja cristalinidad (banda de absorción 2164 – 2168 nm), característica de formación que indica ambiente poco profundo y bajas temperaturas; posiblemente debido a la mezcla de fluidos hidrotermales y aguas meteóricas. Por lo general los ensambles de kaolinita y kaolinita + dickita están asociados con pirita reportando leyes máximas de 1 – 5 g/t Au (QUE – 040; 70 – 80 m; QUE – 012; 153 – 160 m); incluyendo leyes de 0.35 – 1.0 g/t Au (QUE – 12; 160 – 215; QUE – 027, 195 – 230 m; QUE – 059; 100 – 150 m).
CONCLUSIONES
Utilizando el Terra Spec podemos determinar vectores de mineralización para luego diseñar blancos de perforación.
Quecher es un yacimiento de oro diseminado, tipo alta sulfuración, desarrollado principalmente en brechas hidrotermales y tufos en contacto con márgenes de domo.
En Quecher la mineralización de alta ley está controlada por ensambles de sílice, en brechas hidrotermales, y en grado moderado a alunita y kaolinita, en brechas hidrotermales y tufos respectivamente. Quecher presenta ensambles de alunita y natroalunita, siendo la primera la relacionada con la mineralización de oro.
En Quecher podemos considerar los ensambles de sílice, alunita, alunita +
kaolinita y kaolinita como vectores de mineralización.
En Quecher se ha determinado alunita de calcio, en pequeñas cantidades, no se relaciona con la mineralización de oro y generalmente está junto con alunita de potasio.
Según el tipo de grano, leyes, presencia de otros ensambles y ubicación en el depósito Quecher que presenta el ensamble de alunita podemos inferir la presencia de los tipos steam heated, magmática y supérgena.
Quecher presenta ensamble de kaolinita de baja cristalinidad, característica que indica un ambiente de formación de baja temperatura y poca profundidad.
En Quecher existen dos corredores estructurales de tipo normal, NE, San José, Carachugo – Quécher; y NW, Yanacocha – Carachugo; ambos han controlado la mineralización.
En las perforaciones realizadas en el proyecto pórfido Maqui Maqui se aprecia la transición entre un sistema de alta sulfuración y un pórfido.
