LOS YACIMIENTOS

Transcripción

LOS YACIMIENTOS

LOS YACIMIENTOS
LOS YACIMIENTOS
• La CORTEZA (capa más superficial de la Tierra) presenta una
composición más compleja y heterogénea que el manto y el núcleo
• Resultado de la mayor complejidad de los procesos geológicos
• Fenómenos muy variados de enriquecimiento o empobrecimiento de
carácter local, que afectan a la concentración de los distintos elementos
químicos de diferentes maneras.
• Distribución no homogénea de los elementos ≠ que en capas más
profundas.
• Los procesos que llevan a la diferenciación de un magma, la formación
de una roca sedimentaria o metamórfica implican en ocasiones
transformaciones profundas químico-mineralógicas.
• Durante estos procesos algunos elementos o minerales pueden
concentrarse selectivamente, muy por encima de sus valores
"normales" para un tipo determinado de roca, dando origen
concentraciones "anómalas" = "YACIMIENTOS MINERALES".
1
LOS YACIMIENTOS
• El carácter "anómalo" de estas concentraciones hace que
los yacimientos constituyan singularidades en la corteza
terrestre.
• todos los elementos químicos están distribuidos en la
corteza de forma muy amplia, aunque en general su
concentración en las rocas es demasiado baja como para
permitir que su extracción de las rocas resulte rentable
• para que un elemento sea explotable en un yacimiento
mineral, su concentración debe ser muy superior a su
concentración media en la corteza terrestre.
1.- CONCEPTOS BÁSICOS
MENA
•
•
•
Rocas o minerales que pueden ser explotados, procesados y despachados
a un mercado comprador, obteniendo utilidades.
Dependiendo de las circunstancias geológicas una mena puede ser una
roca que contenga venillas, diseminaciones o pequeñas cantidades de un
mineral útil o, pueden ocurrir como concentraciones voluminosas de
masas de sulfuros u oxidados.
No todos los minerales que contengan un cierto elemento pueden ser
clasificados como mena (ej. biotita).
Las menas se dividen en:
•
metálicas,
•
no metálicas,
•
energía y
•
agua.
2
Tabla de Clarc
Concentración de algunos elementos químicos de valor económico en la corteza terrestre:
Elemento químico
% de la corteza (de
peso)
Factor de
enriquecimiento
Aluminio
8,00
3-4
Fierro
5,8
5-10
Cobre
0,0058
80-100
Níquel
0,0072
150
Zinc
0,0082
300
Uranio
0,00016
1200
0,0001
2000
Plomo
Oro
0,0000002
4000
Mercurio
0,000002
100.000
Factor de enriquecimiento es la cantidad de enriquecimiento para obtener un depósito (rentable).
Significa Aluminio se presenta como promedio en la corteza terrestre con 8%. Un depósito de
aluminio contiene entre 3 hasta 4 veces más aluminio (=24%-32%).
RECURSOS MINERALES
Recursos minerales
Metálicos
Recursos Energéticos
Recursos minerales
No metálicos
Metales Abundantes:
Fierro, Aluminio, Manganeso,
Titanio, Silicio, Magnesio
Combustibles fósiles:
Carbón, petróleo, gas natural,
rocas bituminosas
Combustibles fósiles:
Materia prima para plásticos
Metales Escasos:
Cobre, Plomo, Zinc, Estaño,
Oro, Plata, Platino, etc.
Combustibles Nucleares:
Uranio, Torio, Litio, Deuterio
Minerales para usos químicos,
fertilizantes, refractarios,
y pigmentos:
Sal, fosfato, sulfuros, nitratos,
etc.
Energía Terrestre:
Energía geotérmica
Materiales de Construcción:
Cemento, arena, ripio, yeso,
asbestos, etc.
Derivados de Energía
Solar:
Corrientes hidráulicas, vientos,
corrientes oceánicas, olas,
luz solar, etc.
Agua:
Lagos, ríos, aguas subterráneas
SUELOS
(áridos)
3
CONCEPTOS BÁSICOS:
Mena
MENA METÁLICA
•
•
•
Compuesto que ocurre en forma natural y
que es valorizado por su contenido metálico.
Designa al mineral del que se extrae el
elemento químico de interés (Cu de la
calcopirita, Hg del cinabrio, Sn de la
casiterita, etc).
Su obtención implica un procesamiento
importante después de ser minado o
extraídos, los que incluye:
–
–
–
•
concentración,
fundición y
refinamiento.
En el caso de los minerales metálicos, el
tratamiento de la mena en general comprende
dos etapas:
–
–
tratamiento mineralúrgico y
Tratamiento metalúrgico
CONCEPTOS BÁSICOS:
Mena
Mena no metálica:
• Minerales que se utilizan por sus
propiedades físicas o químicas
específicas y propias más que por
los elementos que puedan
contener
• Ejemplos: halita, yeso, asbestos,
materiales de construcción,
ornamentales, etc.
• Después de ser minado no
requieren de un gran
procesamiento para poder ser
utilizados, aunque sí un cierto
mejoramiento.
Sal, yeso y arena cementada (rosa
del desierto
4
CONCEPTOS BÁSICOS:
Mena
Ganga:
• Material sin valor o no deseado
asociado a las menas, pudiendo
ser un mineral o roca.
• Ej. Cuarzo y calcita
• El valor económico de la mena no
la separa genéticamente de la
ganga a la que está íntimamente
asociada y con la cual hay que
minarla.
• Generalmente la ganga es
separada en una planta mediante
varios procesos.
• Las plantas producen un
“concentrado” y un “relave”.
5
CONCEPTOS BÁSICOS
•
Yacimiento:
–
–
•
Depósito mineral:
–
–
•
Acumulación natural y anómala de minerales metálicos, o de
asociación de minerales metálicos, más o menos entre crecidos con
ganga, que desde el punto de vista metalúrgico puede ser procesado
con utilidades.
Depende de su ubicación geográfica, de los costos de energía, leyes,
profundidad, etc.
Término sin implicancias económicas.
Ocurrencias de menas en concentración anómala, subeconómicos o
no completamente evaluados.
Ocurrencias: concentraciones anómalas subeconómicas.
PORTAL TÚNEL SURI
6
SUBDIVISIÓN INDUSTRIAL DE
YACIMIENTOS
MINERALES METALICOS
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Metales preciosos:
Oro, Plata, Platino.
Metales no ferrosos: Aluminio.
Bases:
Cobre, Plomo, Zinc.
Metales ferro-aleables: Hierro, Manganeso, Niquel, Cromo
Molibdeno, Wolframio, Cobalto.
Metales menores:
Antimonio, Arsénico, Berilio, Bismuto.
Cadmio, Magnesio, Mercurio, Selenio
Teluros, Circón
Metales fisionables. Uranio, Torio
SUBDIVISIÓN INDUSTRIAL DE
YACIMIENTOS
MINERALES NO METALICOS (de uso
industrial):
• Minerales y compuestos:
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Carbonatos,
Yeso,
Sal,
Arcillas,
Sales de Litio,
Potasio,
Micas,
Nitratos,
Boratos,
Asbestos.
• Rocas y agregados para la
construcción.
• Minerales preciosos (diamante) y
semipreciosos.
Onix
7
MINERALES NO METALICOS: de
uso industrial
• ASBESTO
•CANTERA DE IGNIMBRITAS
LA FORMACIÓN DE LOS
YACIMIENTOS
1.
Fluidos portadores de mineralización
2.
Constituyentes de mena
3.
Migración de los fluidos mineralizadores
4.
Depositación de las menas a partir de los fluidos
mineralizadores
8
1.
Fluidos portadores de mineralización
i.
ii.
iii.
iv.
v.
vi.
Líquidos magmáticos asociados a magmas silicatados o
magmáticos ricos en sulfuros.
Fluidos hidrotermales acuosos, predominantemente H2O
que se segrega de los magmas
Aguas meteóricas
Agua de mar
Aguas connatas atrapadas en los poros de los sedimentos
Fluidos asociados a procesos metamórficos
Solución hidrotermal: Cualquiera de estos fluidos en
estado líquido y caliente, a niveles profundos o
superficiales
Solución pneumatolítica: idem, en estado gaseoso
1.1 Líquidos magmáticos asociados a
magmas silicatados
• Capaces de intruir y extruir,
• Altas Tº
• Forman rocas ígneas a través de complejos
procesos;
• Composición inhomogénea y en constante cambio
debido a reacciones químicas;
• Móviles y sistemas abiertos donde no existe
equilibrio ===> constante convección y mezcla, en
algunos casos hasta formar magmas verticalmente
estratificados.
9
1.1 Líquidos magmáticos asociados a
magmas silicatados
•
•
Al enfriarse y cristalizar se separa
por
complejos
procesos
de
cristalización fraccionada
concentrando elementos metálicos
que localmente son menas por si
mismos
• las porciones más máficas
concentran Cr, Ni y Pt
• partes más silíceas concentran
estaño (Sn), circonio (Zr), y torio
(Th).
• Ti y Fe asociados a todo el
rango composicional y en
consecuencia
en
muchos
ambientes.
•
•
•
Sn, Zr, Th
Fe, Ti
Cr, Ni, Pt
Diferencias tectónicas y petrológicas en los tipos de granitos tienen
influencia en el tipo y ocurrencia de las menas.
Ej. Granitos I: Cu, Mo, Zn, Pb, Ag, Au Îasociados a sistemas de
subducción
Granitos S: Sn, W, Be, U, Li Îasociados a continentes y
sistemas tras arco
10
1.1) Líquidos magmáticos asociados a magmas
silicatados o magmáticos ricos en sulfuros
¿MEDIANTE QUE PROCESOS ESPECIFICAMENTE
MAGMATICOS SE FORMAN YACIMIENTOS?
a.
Proceso de expulsión de fluido intracristalino “filter
pressing”
b.
Sedimentación de cristales
1.1) Líquidos magmáticos asociados a magmas
silicatados o magmáticos ricos en sulfuros
a.
•
•
•
•
Proceso de expulsión de
fluido intracristalino “filter
pressing”:
magma parcialmente
cristalizado es sometido
a presiones
Expulsión de fase líquida
Intrusión de la roca
circundante
da origen a una inyección
magmática o DEPÓSITO
DE INYECCIÓN
MAGMÁTICA.
11
b. Sedimentación de cristales:
• concentración inusual alta de
ciertos elementos
• en capas en la base de
algunos complejos ígneos
• Cromo (Cr) y Vanadio (V),
1.2) Fluidos hidrotermales
acuosos
•
predominantemente H2O que se segrega de
los magmas
12
Las fases fluidas flotan y se
acumulan en el techo de las cámaras
magmáticas, desde donde migran
hacia las rocas de caja.
Las fases más densas se hunden y
acumulan en la base de las cámaras
magmáticas.
Fases fluidas
• se acumulan en el techo de las cámaras
• concentran los compuestos más livianos del magma, que cristalizan a
menor temperatura,
1.2) Fluidos hidrotermales acuosos
Los magmas siempre contienen volátiles:
1.
Al llegar a la superficie, responsables de la explosividad de las
erupciones
2.
En profundidad los volátiles son fluidos salinos de alta densidad
(pegmatitas, gemas)
3.
A profundidad intermedia:
1.
2.
3.
Presión confinante demasiado alta como para que escapen como gases
de baja densidad,
Densidad de los gases es suficientemente baja para que los volátiles
escapen de los magmas como densos fluidos supercríticos, responsables
de muchos yacimientos.
Concentración inicial de las menas ocurre en los fluidos magmáticos;
estos son posteriormente mezclados con agua de lluvia (meteórica) y
luego redistribuidos.
13
1.2) Fluidos hidrotermales acuosos
Aguas magmáticas o juveniles: contienen volátiles y minerales disueltos de
bajos puntos de fusión que originan pegmatitas y fluidos hidrotermales
Fluidos residuales o mineralizadores: incluyen los elementos más móviles,
presentes en pequeñas cantidades
•
cobre (Cu), plomo (Pb), zinc (Zn), plata (Ag), oro (Au), y
•
elementos litófilos (LIL: Large Ion Lithophile): Li, Be, B, Rb, Cs y
•
alcalinos (Na, K, Ce, Cl, CO2), rol relevante en el transporte de metales en
las últimas etapas del proceso hidrotermal.
¾ elementos de bajo peso atómico y radio iónico pequeño
¾ disminuyen la viscosidad del magma,
¾ bajan los puntos de fusión de los minerales y
¾ forman complejos, en los cuales viajan los elementos metálicos.
¾ Se concentran en la fase fluida por ser más compatibles (físico-químicamente más
soluble) en la fase fluida o gaseosa que en la silicatada
14
•Los magmas contienen 1-5% de H2O,
excepcionalmente 15%
•Más abundante en los silíceos que en
los básicos: volumen relativo de los
fluidos acuosos residuales aumentan
con la diferenciación magmática.
•Otros elementos en estado iónico:
•azufre (S) cloro (Cl), CO2 (los
principales),
•flúor (F), boro (Bo), fósforo (P) y
arsénico (As).
•Los minerales primarios o de alteración
atrapan estos volátiles de origen
aparentemente primario los cuales
pueden ser estudiados (inclusiones
fluidas).
• Iones complejos metal-halógenos son los principales transportadores de la
mayor parte de los metales preciosos y base (Cu, Zn, Pb, Estaño, Fe, Ag,
Au, Pt).
• Los fluidos no son nunca agua pura y varían de ligeramente salinos a
salinos
• Pueden disolver NaCl,
• contener los elementos “mineralizadores”,
• el pH varía con la Tº y P;
• comúnmente neutrales;
•ácidos o básicos son raros
•Ej. termas en Nueva Zelandia con Au.
•Los fluidos se inician ácidos y luego se neutralizan.
15
La fuente y el carácter de los fluidos
portadores de mineralización
•
1.1) Líquidos magmáticos
asociados a magmas silicatados o
magmáticos ricos en sulfuros.
•
acuosos, predominantemente H2O
que se segrega de los magmas
•
1.3) Aguas meteóricas: agua
de origen atmosférico que
alcanza la corteza terrestre, ya
sea como precipitación o
infiltración desde reservorios
de aguas superficiales
1.- La fuente y el carácter de los fluidos
portadores de mineralización
1.4) Agua de mar
1.5) Aguas connatas
atrapadas en los poros
de los sedimentos
1.6) Fluidos asociados a
procesos metamórficos
16
2.- Fuente de los constituyentes de mena
•
Existe
una
permanente
controversia sobre el origen y
los agentes de concentración
de las menas
– magmas ricos en las menas o
– lixiviación y concentración a
partir
de
concentraciones
normales en las rocas.
•
Algunas fuentes obvias son la
halita (sal) del agua de mar.
2.- Fuente de los constituyentes de mena
•
Mientras más complejo ha sido un proceso formador de yacimientos,
mayores son las alternativas para la fuente de las menas
•
El ámbito magmático es una fuente predominante de fluidos
mineralizadores y componentes de menas en sistemas relacionados a
rocas ígneas, aunque no todos los intrusivos tienen yacimientos
asociados.
•
Rara vez se determina la fuente sin lugar a dudas, aunque está siendo
cada vez más aceptado que ambas interpretaciones tiene algo de
correcto:
– la concentración inicial y frecuentemente la depositación de los minerales
está directamente relacionado a fluidos magmáticos.
– Estos minerales pueden ser posteriormente removilizados, redistribuidos y
concentrados por fluidos de otros orígenes, incluyendo aguas meteóricas.
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3.- Migración de los fluidos mineralizadores
La migración de los fluidos depende de la permeabilidad neta al
fluido, dependiente de:
–
–
–
–
la viscosidad y densidad,
la abundancia de poros interconectados y planos de fractura o fallas,
gradientes de presión y tiempo,
favorecida por el stress o tensión a que está sometida la roca..
Los magmas al igual que los fluidos se mueven hacia arriba, hacia
zonas de menor presión y temperatura
3.1)
3.2)
3.3)
3.4)
3.5)
Porosidad y permeabilidad
Supercapilaridad, Capilaridad, subcapilaridad
Migración de Fluidos en profundidad
Migración superficial de Fluidos
Preparación del Terreno y Control Estructural
3.1)
Porosidad y permeabilidad
Porosidad: razón entre el volumen ocupado
por los poros en relación al volumen total,
independientemente de si están o no
conectados
Permeabilidad capacidad de una roca,
sedimento o suelo de transmitir un fluido.
Todas las rocas permeables tienen
aberturas y es los que se requiere para la
circulación de fluidos.
a) primaria o intrínseca de la roca
b) secundaria o inducida
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3.3 Supercapilaridad, Capilaridad, Subcapilaridad ´clasificación de
la permeabilidad basada en el tamaño de las aperturas
a) Supercapilaridad: > 1 mm, flujos sin restricción
–
–
Primaria: rocas clásticas gruesas, estructuras sedimentarias, actitudes
sedimentarias e ígneas primarias, planos de estratificación;
Secundarias: fallas, pliegues, brechas, estructuras metamórficas)
b) Capilaridad: 1-0,1 mm, flujo restringido, difusión común
Primaria: areniscas, calizas, estratificación cruzada, etc;
Secundaria: pequeñas fallas, clivaje de roca
c) Subcapilaridad: <0,1 mm, flujo muy restringido, predomina la difusión
Primarias: lutitas, pizarras, discontinuidades en granos;
Secundarias: microfracturas, clivaje mineral
CAPILARIDAD PRIMARIA EN ROCAS SEDIMENTARIAS
Supercapilaridad
Capilaridad
Subcapilaridad
> 1 mm, flujos sin restricción
1-0,1 mm; flujo restringido,
difusión común
<0,1 mm, flujo muy restringido,
predomina la difusión
19
3.3)
La porosidad y la permeabilidad disminuyen en profundidad por el
aumento de la presión
El límite de libre circulación de las aguas subterráneas varía de
centenares a pocos metros de profundidad en función del tipo de roca.
Ej. algunas minas secas en profundidad.
Las soluciones mineralizadoras también se mueven en apretadas
rocas a profundidad, en función del tiempo, ya que nada es
eternamente impermeable.
El flujo de fluidos en profundidad es función de la permeabilidad
primaria intrínseca
• la capilaridad y supercapilaridad no permanecen en profundidad
• las rocas tienen un comportamiento plástico.
3.3)
Difusión: mecanismo principal de transporte en profundidad
• movimiento espontáneo de iones o partículas a lo largo de gradientes de
concentración
• causa que una sustancia se mezcle con otra; estados sólido, líquido o gaseoso.
• efectos locales, resultado de la búsqueda de homogeneidad química.
• Especialmente observado en fluidos que sirven de medio de transporte a la
difusión, sin necesidad de moverse.
• Difícil difusión en seco, pero se facilita a mayores temperaturas.
Tasas de difusión: proporcionales a los gradientes de concentración y a los
coeficientes de difusión (constante distinta para cada material huésped).
• Temperatura favorece la difusión,
• También los esfuerzos => orogénesis, cuando muchos yacimientos se
emplazan debido a la formación de fracturas, clivajes, etc, los que representan
planos de menor esfuerzo.
Migración de fluidos a gran distancia: controlada por canales abiertos como
diaclasas y fallas;
Cerca de yacimientos la difusión en sólido y líquido contribuye al movimiento de
menas y a la configuración final del depósito
20
3.3)
Migración de Fluidos
Migración de fluidos a gran distancia: controlada por canales abiertos como
diaclasas y fallas;
Cerca de yacimientos la difusión en sólido y líquido contribuye al movimiento de
menas y a la configuración final del depósito
3.4)
Migración superficial de Fluidos: depende de múltiples factores:
–
–
–
–
–
–
carácter,
velocidad,
densidad,
naturaleza del medio que atraviesa (particularmente porosidad y permeabilidad),
carga hidráulica (presión del líquido),
temperatura y gradiente térmico del sistema ===> muy complejo.
a) Permeabilidad secundaria o inducida: la más importante cerca de la
superficie para el transporte y depositación de minerales.
b) Permeabilidad 1ª también es importante y su relevancia está en función
del tiempo y de las condiciones particulares de cada localidad.
a) Permeabilidad inducida o “preparación del terreno”:
•
proceso que le ocurre a la roca o formación rocosa
•
causa que se quiebre o desarrolle aberturas
•
por donde entran los fluidos
•
o forma parte del proceso mismo formador del yacimiento.
21
•
Fluidos acuosos asociados a intrusivos subsuperficiales pueden acuñar y
lubricar la propagación de fracturas
Un “stock” crea su propia aureola de permeabilidad.
El H2O y el incremento de temperatura pueden alcanzar grandes magnitudes
y por lo tanto propagar fracturas
•
•
Migración superficial de Fluidos:
•
Fluidos acuosos asociados a intrusivos subsuperficiales pueden acuñar y
lubricar la propagación de fracturas
•
Un “stock” crea su propia aureola de permeabilidad.
•
El H2O y el incremento de temperatura pueden alcanzar grandes magnitudes
y por lo tanto propagar fracturas
3.5)
En los depósitos minerales en que la mena se forma después de
la roca de caja (depósitos epigenéticos) se reconocen cambios
pre-mineralización que hacen más receptiva o reactiva la roca de
caja
Involucra cualquier proceso que:
–
–
–
aumente la permeabilidad,
cause un cambio químico favorable o
induzca fragilidad en la roca.
Depende de:
a) la naturaleza de la roca de caja
b) agente preparador (calor, fluidos, tectónica, combinación de los 3)
22
3.5)
Preparación del Terreno
y Control Estructural
• Muchas veces ocurre
asociado a la etapa temprana
de mineralización
• Frecuentemente actividad
química con predominio de la
adición o redistribución de
SiO2 o silicatos,
especialmente jasperoides
que reemplazan la roca de
caja y forman conspicuas y
resistentes masas
protuberantes a lo largo de
fallas u otra discontinuidad, a
veces fracturada.
3.5)
Preparación del Terreno y
Control Estructural
• La recristalización de una roca
incrementa
su
fragilidad,
especialmente
cerca
de
intrusivos.
Caliza y marmol
23
3.5)
•
La preparación más importante es de tipo estructural:
–
–
–
–
–
•
fracturamiento (clivaje, diaclasamiento)
fisuras y fallas,
plegamiento,
brechización y
dilatación,
todos fenómenos y procesos estudiados por la Geología Estructural,
rama estrechamente ligada a la Geología Económica
Control Estructural
•
En etapas de exploración se requieren estudios detallados de las
estructuras, los cuales contribuyen a realizar nuevos descubrimientos.
– estructuras favorecen la circulación de fluidos bajo la superficie.
– fallas u otras estructuras permeables “destapan” los fluidos mineralizados
permitiéndoles migrar hasta que se enfríen y/o precipiten.
•
Permeabilidad 1ª o intrínseca: pueden controlar la distribución de los
fluidos y por lo tanto de las menas. Las rocas con permeabilidad más
importante son:
–
–
–
–
–
1) calizas brechosas;
2) rocas coralíferas,
3) conglomerados bien seleccionados
4) techo de lavas escoriáceas
5) areniscas permeables
24
25
3.5)
Control Estructural
•
Permeabilidad 2ª o superimpuesta: Es la principal en los depósitos
epigenéticos, ya que la circulación de fluidos mineralizados está
esencialmente controlada por estructuras superimpuestas. Las
principales son:
– 1) fallas pequeñas, mejores huéspedes que las grandes ya que estas no
originan salbanda ni brechas (óptimas)
– 2) fracturas y fisuras o planos de falla ya que en ellas se desarrollan
vetas: cuerpos tabulares de mena y ganga, largos en dos dimensiones y
cortos en una 3ª; se forman por relleno de fisuras abiertas y por reemplazo
a lo largo de fracturas permeables; muy irregulares
26
Vetas
27
3.5)
• Stockwork: zona de 3 dimensiones donde a la roca se le ha sobrepuesto una
red de venillas irregulares, de espaciamiento apretado, que llega a estar
pervasivamente fracturada y comúnmente mineralizada
Stockworks
28
3.5)
• Clavo mineralizado: porciones ricas dentro de las vetas que pueden ser
explotadas
3.5)
Preparación del Terreno
y Control Estructural
•
Pipas o chimeneas: cuerpos
subcilíndricos
de
fuerte
inclinación a subverticales,
corto en dos direcciones y
corto en una 3ª; cuando
contiene fragmentos rotos se
denomina pipa de brecha.
29
5)
• Manto: cuerpos mineralizados o depósitos planos, estratificados, tipo
capa.
Mantos
30
3.5) Preparación del Terreno y
Control Estructural
• Muchos yacimientos ricos en
brechas, de origen variado, Ej.
intersección de fallas.
• La brechización puede ser previa
o
contemporánea
a
la
mineralización.
• Ocurren en:
– la cresta de pliegues,
– cerca de contacto con intrusivos,
– en la garganta de volcanes,
etc.explosiones volcánicas de alta
velocidad = diatremas
31
Brechas
4º Depositación de las menas a partir de los
fluidos mineralizadores
•
•
•
Depende de controles físicos y químicos
Físicos: gravedad (Ej. cromita en cámaras magmáticas u oro en
placeres)
Químicos: cambios en el pH de las soluciones, bajas en la presión,
temperatura o velocidad de transporte gatillan reacciones químicas;
también influencia la química de la roca huésped.
4.1)
4.2)
4.3)
Alteración de la Roca de Caja y Ganga
Reacciones químicas
Asociaciones mineralógicas de alteración
a)
b)
c)
d)
e)
Alteración potásica o biotita-ortoclasa
Alteración propilítica
Alteración fílica o sericítica
Alteración argílica
Alteración argílica avanzada
32
• Depende de:
– Eh, pH, f(O2),etc), a
– variaciones P y T°.
• Solubilidad de sulfuros es
baja:
– leve baja en Tº produce
precipitación.
– < sólo 20ºC en corta
distancia, pero actuando
por un período de
tiempo relativamente
prolongado, puede
precipitar una gran
cantidad de
mineralización
metálica.
• Controles físicos y químicos
– Físicos: gravedad (Ej. cromita en cámaras magmáticas u oro en
placeres)
– Químicos:
• cambios en el pH de las soluciones,
• bajas en la presión, temperatura o velocidad de transporte gatillan
reacciones químicas;
• influencia la química de la roca huésped.
• Cambios de presión producen ebullición en un estado
isotermal: Cuando la presión cae más rápido que la
temperatura, cerca de la superficie, se produce ebullición y la
precipitación de los elementos resultado de que:
• a) los volátiles ácidos (HF, HCl) se escapan de la fase de vapor dejando el
líquido residual más alcalino y con menor capacidad de transporte
• b) el líquido residual concentra los solutos no volátiles por pérdida de
agua.
33
• La naturaleza de las especies minerales depositadas
dependerá de:
– la P y Tº y
– radio de los iones presentes en el sitio de la depositación.
– un simple sulfuro puede ser depositado a partir de una
solución muy compleja multimetálica.
• Se observa una secuencia de depositación acorde con
la estabilidad relativa de los complejos iones, inversa
a la solubilidad.
• Cu -
Zn
-
Pb
-
Ag
-
Au
Alta P y Tº---------------------------------------------------------------Æ + bajas
4.1) Alteración de la Roca
de Caja y Ganga
• las rocas son inestables
frente a soluciones
hidrotermales
mineralizadoras
• ambas sufrirán cambios
físicos y químicos en
busca del equilibrio.
• La alteración varía de
sutil o muy notoria y
• de recristalización a la
adición, remoción y
redistribución de los
componentes químicos.
34
4.2)
La hidrólisis es la reacción química más importante, donde el ion H+
juega un rol principal en la transformación de silicatos anhidros (Ej.
feldespatos) a silicatos hidratados (Ej. Micas y arcillas)
La hidratación y deshidratación se refiere al traspaso de agua molecular
desde el fluido hacia el mineral o viceversa, respectivamente.. La
deshidratación ocurre normalmente al aumentar la presión y la
temperatura.
El metasomatismo alcalino
La descarbonatización se produce en la parte central de los skarns
(depósitos polimetálicos en calizas metamórfizadas), donde se forman
calcosilicatos, silicatos y óxidos por remoción de CO2 y recombinación
de los componentes.
35
4º Depositación de las menas a
partir de los fluidos
mineralizadores
4.2)
Silicificación: proceso de adición de
SiO2, ya sea en forma de cuarzo o sus
polimorfos (calcedonia, ópalo, etc)
4.2) Reacciones químicas
Oxidación-reducción:
reacciones que afectan las
relaciones férrico-ferrosas y a
los complejos y minerales
sulfurados.
Ej. 4 Fe3O4 + O2--------Æ 6Fe2O3
Magnetita
Hematita
36
Zona de oxidación de Riotinto. Antiguas galerías romanas
Rocas, que originalmente contenían sulfuros ricos en hierro, transformados en compuestos oxidados con
característicos colores rojizos,
Resultado de la alteración física y química de las rocas por acción de lluvia, el viento, solar o las aguas
subterráneas.
Han servido como guía de exploración de diferentes mineralizaciones.
En épocas romanas, se explotaban concentraciones de metales preciosos (oro y plata), en los niveles más
profundos de las zonas oxidadas..
37
4.2)
Cuando los sulfuros quedan expuestos a los agentes meteóricos y
sufren oxidación a sulfatos, se origina azufre nativo el que se
encuentra en los sectores meteorizados.
Estos proceso de alteración pueden traen cambios en la permeabilidad y coloración
–
–
–
•
blanqueamiento,
ennegrecimiento y
aureolas.
Predominan los colores pastel típicos de micas y arcillas, los que son notorios en
torno a algunos yacimientos y representa una guía conspicua de exploración.
También hay zonas de alteración roja (óxido de fierro) y verde (clorita y epidota).
Ciertos procesos son comunes y por lo tanto ciertos minerales o asociaciones de
minerales caracterizan tipos de alteración.
4.3)
a.
b.
c.
d.
e.
Alteración potásica o biotita-ortoclasa
Alteración argílica avanzada
38
3) Asociaciones
mineralógicas de
alteración
a.
Alteración potásica
biotita-ortoclasa
o
– presencia de feldespato
potásico, introducido o
cristalizado
– con o sin biotita (mica K) y
sericita (mica de grano fino, tipo
muscovita).
– trazas de anhidrita (yeso sin
agua), apatito, fluorita, calcita
(CaCO3),
– calcopirita, molibdenita, pirita,
magnetita y hematita.
– ocurre en un amplio rango de
temperaturas (100°-300ºC),
– reemplazo de hornblenda
(anfíbola Ca y K) o clorita por
biotita y la plagioclasa por
feldespato K
39
Biotita (envoltura negra) alrededor de
vetas de calcita-clorita-epidota-actinolita
y pirita
Halo de biotitas en torno a una
vetilla de pirita
40
3)
b.
– Ocurre a bajas temperaturas (∼100ª C)
– presencia de minerales de color verde como epidota y clorita, además de
carbonatos.
– Reemplazo de plagioclasa por epidota, clorita y calcita y de hornblenda por
clorita, epidota y montmorillonita (tipo de arcilla), con adición de H2=, H+,
CO2 y S.
Metasomatismo cálcico con remoción de Ca
desde feldespatos y formación de núcleos de
epidota.
Brecha “guata de sapo”, Qda. Los Sapos, al
NE de Vallenar, III Región.
41
3)
c.
•
•
•
•
•
3)
d.
•
•
•
•
sericita (mica de grano fino, tipo muscovita), principal componente
puede incluir muscovita, hidromica y fengita.
los
minerales
primarios
como
feldespatos
y
silicatos
ferromagnesianos (minerales máficos) se convierten en sericita y
cuarzo a través de hidrólisis.
Se produce una gran lixiviación (lavado y remoción) de álcalis,
excepto del K.
Minerales accesorios: pirita, clorita, trazas de rutilo y leucoxeno.
alteración más común
transformación a minerales arcillosos
a temperaturas relativamente bajas.
caolinita (arcilla blanca) mineral característico, proveniente de feldespatos, asociada con
montmorillonita (arcilla comúnmente verde) y alofano (arcilla isótropa) provenientes de la alteración
de feldespatos y anfíbolas.
42
3)
Asociaciones
mineralógicas de
alteración
e.
avanzada
ocurre a temperaturas
intermedias (∼ 300º C)
fuerte lixiviación de
todos los álcalis.
Abunda el cuarzo,
asociado a alunita
Frecuentes texturas
con oquedades
(“vuggy silica”)
•
•
•
•
43

LOS YACIMIENTOS

Transcripción

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