Porfidos 3h4s4h

“YACIMENTOS DE MINERALES TIPO PORFIDO” DOCENTE: DANIEL ALVA HUAMAN

Los pórfidos cupríferos son yacimientos de gran tonelaje y bajas leyes de cobre. Aparte del cobre estos yacimientos pueden presentar cantidades variables de molibdeno y/o metales preciosos (Au+Ag), susceptibles de ser recuperados económicamente. Se asocian a rocas intrusivas generalmente félsicas de composición granodiorítica, aunque los pórfidos del Pacífico oriental (desarrollados en arcos de islas) suelen asociarse a facies intermedias (intrusivos dioríticos

CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES La mineralización en los depósitos de pórfidos está concentrada principalmente en en fracturas o en zonas de la alteración adyacente a fracturas, así que la preparación de la roca huesped o el desarrollo de un “sistema de crackelamiento” es de vital importancia y las concentraciones de metal son mejores donde las rocas presentan mas fracturamiento o cerca de estas zonas. El depósito de tipo Pórfido resulta cuando grandes cantidades de agua caliente llevan cantidades pequeñas de metales pasan a través de rocas permeables y se luego concentran y depositan los metales.

MODELO GENÉTICO Con ciertas consideraciones, el modelo genético aplicado a pórfidos de cobre ricos en oro es el mismo aplicado a pórfidos cupríferos. Fluidos responsables de la mineralización poseerían temperaturas y salinidad compatibles con un origen magmático, al igual que los metales contenidos.

 En general los cuerpos de cobre están relacionados a los cuerpos intrusitos mas jóvenes y más félsicos, los cuerpos mineralizados presentan una mineralización diseminada y/o impregnación, se encuentra diseminada cuando tiene una distribución más o menos regular atreves de todo el cuerpo mineralizado, en cambio se encuentra impregnado cuando tiene una distribución muy errática. La mineralización diseminada o de impregnación se encuentra localizada dentro de las estructuras stockword y/o en las columnas de brecha. Las columnas de brecha presentan una mineralización restringida a dicho cuerpo o cerca de ellos, aunque en algunos depósitos no se ob serva mineralización ni relación alguna; constituyendo a veces la estructura mineralizada principal .La mineralización generalmente se encuentra rellenando fracturas y microfracturas formando vetas y vetillas, con direcciones controladas por la tectónica regional. Lo que a simple vista son granos aislados y/o diseminados de minerales, son realmente microfracturas cicatrizadas caracterizadas y camufladas de cuarzo-ortoza

DEFINICIÓN: Los pórfidos cupríferos son esencialmente depósitos minerales de baja ley y gran tonelaje. Según Sillitoe (1979), son pórfidos ricos en Cu todos aquellos que poseen una ley media Ejemplos: Bajo de La Alumbrera, Argentina; Saindak, Pakistán; Ok tedi y Panguna, Papúa-Nueva Guinea. Según Cox y Singer (1988), la división entre pórfidos cupríferos ricos y pobres en oro deben tomar en cuenta la ley de Mo, basado en la relación

Pórfidos ricos en cobre, oro y molibdeno están presentes en arcos cordilleranos sobre corteza continental o corteza oceánica (arcos de isla). No existe una conexión estricta entre pórfidos ricos en Au con ambientes oceánicos y pórfidos ricos en Mo con ambientes continentales. Pórfidos adyacentes pueden tener contenidos de oro muy diferentes, pero hay una tendencia a estar concentrados en cinturones geográficamente restringidos. No hay un lugar estructural específico que favorezca la localización de estos pórfidos ricos en cobre, oro y molibdeno pero algunos están ubicados en zonas de falla.

EDAD Y DISTRIBUCION Los depositos de porfidos ocurren en dos ambientes geotectonicos principales dentro de las franjas orogenicas , en arcos de islas y en los margenes continentales. Los depositos mas abundantes son de la edad Cenozoica y en menos abundancia del Mesozoico. Los depositos de edad Paleozoica son menos abundantes aun y solo pocos depositos del Precambriano con caracteristicas similares a porfidos de Cobre.

Mapa simplificado geológico de Sudamérica mostrando a la Placa de Nazca que ser subduce bajo Sudamérica y mostrando a las posiciones(ubicaciones) aproximadas de perspectivas de pórfido Precambricos de cobre en Brasil. Los volcanes, mostrados como pequeñas estrellas rojas, se forman en cuatro áreas a lo largo de la cresta de Andes. Terremotos modernos muestran que los sitios de generación de magma y movimiento son localizados a lo largo de abruptamente la bajada de las partes de la zona de substracción.

CONDICIONES GENERALES DEL TRANSPORTE HIDROTERMAL Temperatura: La temperatura de transporte del oro va desde 175 a 500ºC. Presión: El rango de presiones para el transporte de oro va desde la correspondiente a una columna de agua a 2,5 km y a 350ºC (depósitos hidrotermales), hasta rocas con unos 8Kb para profundidades de sobre los 4km (depósitos metamórficos, Venas de Au-qz en esquistos verdes)

 Potencial de oxidación: Los ligantes transportantes de oro generalmente necesitan un bajo estado de oxidación del fluido HT.  Composición del fluido: El rango de salinidad del fluido varia desde menos de un 1% hasta un 12% (pórfidos).  Ph: Generalmente el ph de fluidos bajos.

 Estancamiento del fluido magmático puede ser un requisito para el desarrollo de pórfidos ricos en Au.  Rocas de caja impermeables ayudan al estancamiento pues minimizan disipación lateral y vertical de los fluidos.  Formación de diatremas evento típicamente tardío en la evolución del cuerpo.

GENERACIÓN DE FLUIDOS MAGMÁTICOS ENRIQUECIDOS EN METALES Formación de grandes pórfidos ricos en Au depende de factores externos que causan expulsión del fluido: Emplazamiento de un cuerpo más caliente. Despresurización por deslizamiento o colapso volcánico. Erupciones volcánicas. Eventos sísmicos

LITOLOGIA Geologicamente estos depositos ocurren relacionados o cerca de rocas intrusivas que tienen texturas porfiriticas.

ALTERACIÓNES HIDROTERMALES Las fuertes zonas de la alteración se desarrollan dentro y alrededor de rocas graníticas relacionadas a la formación de los depósitos de pórfido. A menudo hay desarrollo temprano de un área amplia del biotita secundario que da a roca un color pardusco distintivo. Idealmente, las zonas mineralizadas tendrán un área central con feldespato secundario de biotita o de feldespato potasico y hacia fuera de esta zona central se desarrolla el emsamble de cuarzo y sericite (filica), mas hacia la periferia se desarrolla clorita verdosa, epidota, plagioclasa sodica y alteración (propilitica) de carbonatos, pirita. En algunos casos la alteración (argilica) de arcilla ocurre en las zonas perifericas.

Silicatos de Ca-Na: Asociaciones de Anfíbola, Albita y Magnetita reemplazando a feldespatos o en vetillas. Puede haber diópsido y venas de Qz-MgtAnf. La alteración calco-silicatada ocurre bajo condiciones de pH neutro a alcalino a distintos rangos de temperatura.

Alteración Potásica: Caracterizada por la presencia de biotita (flogopita), acompañada por feldK y/o actinolita. Variedad de vetillas de Qz. y Py son los típicos sulfuros hipógenos. La alteración potásica de alta temperatura (400° a 800°C) se caracteriza por una alteración selectiva y penetrativa

Alteración Fílica: Qz, sericita, Py (típica en venas). Ocurre en un rango de pH 5 a 6 a temperaturas sobre los 250°C. A temperaturas más bajas se da illita (200°-250°C) o illita-smectita (100°200°C).

Argílica avanzada: Calcedonia, alunita, pirofilita, dickita y caolinita.

diásporo,

Ocurre dentro de un amplio rango de temperatura pero a condiciones de pH entre 1 y 3.5.

Alteración Argílica Intermedia: Sericita, illita, clorita, calcita, smectita, hematita. La caolinita se forma a temperaturas bajo 300°C, típicamente en el rango <150°-200°C.

Alteración propilítica: Halos externos. Clorita, epidota, calcita, c/s albita, actinolita y magnetita. Halos de Py principalmente, también , tetrahedrita, esfalerita y galena. La alteración propilítica ocurre por lo general como halo gradacional y distal de una alteración potásica, gradando desde actinolita-biotita en el o de la zona potásica a actinolita-epidota en la zona propilítica.

ALTERACIONES HIDROTERMALES TIPO RELACIONADAS A SISTEMAS PORFIRITICOS

EVENTOS DE UN YACIMIENTO TIPO PORFIDO Generalmente en estos depositos hay varios episodios de actividad intrusiva, con presencia de enjambres de diques y brechas intrusivas. La roca huesped puede ser de cualquier tipo, mayormente igneas y frecuentemente presentan amplias (grandes) zonas de fracturamiento y de alteraciones rodeando dentro de las intrusiones.

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; un modelo más actualizado se presenta por Giggenbach (1997).

ZONACIÓN DE TIPOS DE ALTERACIÓN HIDROTERMAL relacionados a intrusiones ígneas: Zona potásica, en el núcleo del sistema: biotita, ortoclasa y cuarzo. Zona Fílica (Sericítica), envuelve al núcleo potásico: cuarzo, sericita y pirita (hasta 20% del volumen). Zona argílica, externa a la sericítica: minerales de arcilla, montmorillonita, clorita, pirita. Zona propilítica, halo de alteración más externo, normalmente fuera del cuerpo de mena económica: clorita, epidota, albita, calcita. A niveles profundos reconocen un núcleo de cuarzo, sericita, clorita, feldespato potásico y una zona externa de clorita, sericita, epidota, magnetita. ZONACIÓN DE MINERALIZACIÓN HIPÓGENA (primaria; Fig. 1): Núcleo de baja ley: bajo contenido de calcopirita, pirita, molibdenita; magnetita en porción profunda. Zona de mena, formando un cilindro en la parte externa de la zona de alteración potásica e interna de la zona de alteración sericítica: calcopirita (1-3%), pirita (1%), molibdenita (0,03%). Zona de Pirita, corresponde ~ zona fílica: pirita (10%), calcopirita (0.1-3%), trazas de molibdenita. Zona de baja pirita, ~ coincidente con zona propilítica: 2% pirita. Zona Periférica: calcopirita, galena, esfalerita, Au, Ag.

Fig. 1. Esquema general de un pórfido cuprífero indicando la zona de mena en torno a un núcleo de baja ley, el halo de pirita diseminada y la aureola de alteración hidrotermal hipógena.

Fig 2. 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.

Fig. 3. Distribución de minerales de mena en un pórfido cuprífero típico. Py = pirita, y = calcopirita, Mo = molibdenita, Mgt = magnetita.

ZONAS DE ENRIQUECIMIENTO

En el campo las alteraciones son dstintivas y la identifica con del zonamiento nos aproximara a la mineralizacion. Donde ocurre mineralizacion de sulfuros, el agua freatica frecuentemente produce zonas de lixiviacion donde los metales (en sulfuros) han sido lixiviados, si las condiciones son ideales, los metales son transportados y redepositados cerca de la tabla de agua para formar una zona de enriquesimiento de mineralizacion secundaria.

Sillitoe and Hedenquist, 200

MINERALIZACIÓN Los minerales originales del sulfuro en estos depósitos son pirita, calcopirita, bornite y molibdenita. El oro está a menudo en el natural encontrado como gotas minúsculas a lo largo de las fronteras de los cristales del sulfuro. La mayor parte de los sulfuros ocurren en venas o enyesado en fracturas; la mayoría es intergrada con cuarzo o sericita. En muchos casos, los depósitos tienen una zona de la calidad muy inferior de la central incluida por las “cáscaras” dominadas por el bornite, entonces calcopirita, y finalmente la pirita, que puede ser el hasta 15% de la roca.

La distribución de la molibdenita es variable, las zonas radiales de la fractura fuera del halo de la pirita pueden contener las venas zinc con valores de oro y de plata. La mayoría del Au introducido con Cu durante alteración potásica. También en alteración argílica intermedia y sericítica. Se presenta como granos finos y con alta fineza. Asociado con Cu-Fe y sulfuros de Fe (Py).

Formación de depósitos ricos en Au requiere que el Cu y Au particionen eficientemente al fluido magmático → fluido debe ser liberado antes que los elementos calcófilos sean secuestrados por el fundido. Este proceso se ve favorecido por:  Alto contenido de agua  Estado de alta oxidación del magma.  Magma empobrecido en sulfuros.

FORMACION DE LOS PORFIDOS DE CU

EXSOLUCION VOLATIL EN EL CARAPACE

ESTADO TEMPRANO

EXOLUCION DE VOLATILES EN EL CARAPACE

ESTADO TARDIO

DESARROLLO DE BRECHAS Y STOCKWORKS DEVIDO A LA GRANDE VARIACIONDE DE VOLUMEN EN VOLATILES

FIGURA 06.- Modelo de evolución de un depósito porfírítico. A) Emplazamiento del magma, B) Solidificación del magma- C) Explosión e hidrofracturamiento y D) Formación de la estructura stockwork y de la zona mineralizada. 1: Magma, 2; Casquete porfirítico solidificado, 3: Fase fluida. 4: Área de liberación de la presión y de los volátiles; 5: Brechas intrusivas; 6: Diques y 7: Stockwork y zona mineralizada.

VENILLAS EN LOS PORFIDOS DE CU

STOCKWORKS? En lo referido a stockwork se piensa de un arreglo al azar de las venillas Pero las Venillas en los PCD parecen estar lejanos de ser orientados al azar

Esquema mostrando como se distribuye la mineralización de sulfuros en pórfidos cupríferos en un “stockwork” o enrejado de venillas.

Fotografías mostrando un típico stockwork de venillas en un pórfido cuprífero (aquí oxidadas por efectos supergenos); depósito La Granja en el norte de Perú.

Fotografías mostrando ejemplos de stockwo rk de zona hipógena con alteración potásica (biotita) a la izquierda y con oxidación supérgena a la derecha (Minas Tricolor y Dos Amigos, Domeyko, Chile).

• Las calderas de explosión.- se deben a una violenta explosión que voló una enorme masa de roca. Esta masa rocosa es arrojada al aire en un corto tiempo puede realizarse sin la aparición de lava puede, y el cataclismo puede ser causado por explosión freática, es decir, el agua subterránea fue convertida en vapor por el calor volcánico y gran presión puede generar la explosión. • Calderas de hundimiento.- son las más comunes la esencia de este mecanismo es el hundimiento de las superestructura del volcán debido al retiro del soporte infrayacente. Los detalles pueden variar; un único bloque cilíndrico grande se puede hundir como una unidad o el hundimiento puede ser por trozos, ya sea durante la erupción o inmediatamente después. El hundimiento puede obedecer a uno de varios factores o a una combinación de los mismos. • La rápida erupción de grande cantidades de ceniza puede bajar el nivel del magma en la cámara principal hasta tal punto que toda la superestructura del volcán que sin soporte. El hundimiento es aparentemente por trozos. • Las calderas de erosión.- son el resultado del agrandamiento de cráteres

Fotografía mostrando brecha hidrotermal con matriz de turmalina y sulfuros; fragmentos angulosos con alteración cuarzo-sericítica. Brecha Marginal del yacimiento El Teniente.

Exploración Ya que estos modelos genéticos son muy estudiados y por ende muy conocidos se utilizan con mayor frecuencia en la exploración. Exploración de pórfidos ricos en cobre en zonas de arco volcanoplutónicos, típicamente en cinturones. Búsqueda de rocas alteradas o zonaciones de alteración. Enriquecimiento en magnetita es un signo de que el sistema es rico en Cu-Au. Telescoping. Geoquímica y geofísica.