PÓRFIDOS CUPRÍFEROSy CHIMENEAS BRECHADAS

PÓRFIDOS CUPRÍFEROSSon de tipo mesotermal

Zona intraplutónica

Este tipo de yacimiento se conoce como “Porfidítico” o“Diseminado” o simplemente “Pórfido” y tieneimportancia principalmente para

CuCu-MoCu-Au

AuMoSn

Estos depósitos alcanzan la categoría de menas por elgran desarrollo de los sistemas de explotación mineraa gran escala y los bajos costos de explotación.

Están relacionados con intrusivos porfídicos silícicos omedio silícicos, emplazados a mediana profundidad.

La mineralización se presenta en pequeñas venas enforma de Stockwork o estovercas y/o en formadiseminada.

Generalidades

Forma y Tamaño

Forma de cúpula 1 - 2 km de diámetro (superficie)

Gran tamaño, en los pórfidos de Cu y/o Mo los tonelajes de susreservas se expresan en centenares de millones de toneladas(100 a 600 o más) contribuyendo con un 50-70% de laproducción mundial respectivamente.

Algunos sobrepasan los 1.000 M de toneladas

Sn son de menor tamaño, entre 2 – 20 millones de toneladas

Bingham, Utah (USA) 800 m profundidad y 4 km de diámetro.

Mineralogía

Primaria simple

Calcopirita >> Bornita

Pirita es abundante

Molibdenita poca, pero significativa

Blenda (Zn) baja proporción

Secundaria

Covelina, calcosina

Cobre. Se conocen unas 165 especies minerales que contienen cobre, de interés económico son 16

Mineral % Cu Mineral % Cu

Cu nativo 100 Cuprita 88,8

Calcopirita 34,5 Tenorita 79,8

Bornita 63,3 Malaquita 57,3

Calcosina 79,8 Azurita 55,1

Covelina 66,4 Crisocola 36

Enargita 48,3 Antlerita 54

Tetrahedrita 52,1 Brocantita 56,2

Tenantita 57 Atacamita 59,4

Molibdenita MoS

Ganga y estéril

Matriz de roca, generalmente alterada

Cuarzo

Calcita

Plagioclasas

Hornblendas

Biotitas

Tenor

• El tenor del yacimiento es el valor de la suma de loselementos que pueden ser concentrados, talescomo: Cu, Mo, Ag, Au, Pb y Zn.

• Pueden haber trazas de As, Bi, Sn, W, V, Re y Pt queson recuperadas pero en pocos casos se incluyenpara establecer el tenor del yacimiento.

• El tenor equivalente es de 0.6 - 0.9% y hasta del 2%.• En algunos casos la explotación económica solo se

puede realizar cuando el yacimiento, ha sidoenriquecido por los procesos de meteorización.

Ambiente tectónico

Casi todos los pórfidos cupríferos están en unambiente tectonomagmático constituido por arcosvulcanoplutónicos calco-alcálinos de tipo arco de isla omargen continental activo relacionados con fenómenosde subducción

Claramente asociados a los cinturones orogénicos deedades Mesozoico (250 – 65 m.a.) y Cenozoico (65-0.0 m.a).

Se encuentran dentro o muy cerca a zonas orogénicascomo los depósitos de la cadena cuprífera de los Andes

Representan según Sawkins (1984), el ejemploclásico de yacimientos generados en un ambientede convergencia de placas (arco de isla, interior deun arco principal); zonas relativamente estrechas ybien definidas de la actividad ígnea plutónica yvolcánica que ocurre encima de zonas desubducción muy inclinadas, que son el ambientedonde se forman depósitos de Cu, Fe, Mo, Au y Ag.

En cadenas orogénicas en las cuales abundan lasrocas volcánicas.

Formación y ambiente geológico

Se ha propuesto que el emplazamiento tiene lugar a nivelsubvolcánico, inmediatamente por debajo de la actividadvolcánica superficial, y que las chimeneas brechadas y los"stockworks" actúan como válvulas de seguridad, deforma que la presión de vapor nunca es losuficientemente alta como para provocar una erupciónexplosiva y una caldera de colapso.

Es decir las manifestaciones volcánicas, subvolcánicas yplutónicas representarían diferentes niveles en la verticalde un mismo fenómeno magmático.

Rocas asociadas

Pórfidos intrusivos hipoabisales o subvolcánicos,tipo stock, cuarzodioríticos ycuarzomonzoníticos (de composición ácida aintermedia) , Las rocas en general son del tipocalcoalcalino (andesitas, dacitas y riolitas).

Su alto contenido en Sr y de bajo a moderadoen Rb, sugiere un magma relativamente pocodiferenciado.

Magmatismo calcoalcalino y el proceso MASH

Segunda ebullición o ebullición retrograda

Agua y otros volátiles saturan un magma comoresultado de su cristalización, el volumen de aguaaumenta proporcionalmente ya que el agua no seincorpora en los silicatos.

El exceso de agua es expulsada en forma gaseosa (2da

ebullición), (Temp. 600º vs 100º C), elementos comoCu, S, Mo y Au pueden estar en solución en ella.

Textura en estoverca

Mineralización

Brecha hidrotermal con matriz de turmalina y sulfuros; fragmentos

angulosos con alteración cuarzo-sericítica. Yac. El Teniente - Chile

Oxidación supérgenica - Mina Dos

Amigos - Chile.

Stockwork de zona hipogénica con alteración

Potásica (biotita)- Mina Tricolor - Chile

Edad

Presentan una clara asociación espacial conlas franjas orogénicas mesozoicas -cenozoicas, especialmente en el TerciarioMedio - Temprano y en el Cretácico.

La excepción son los depósitos delPaleozoico de la antigua Unión Soviética yalgunos del Precámbrico.

Rusia

Chile

USA

Hb – Plg reemplazados por Fk –

Bt + Rut + Py o Mag – Anh.

Metasomatismo K+ - hidrólisis

Fk - Bt reemplazados por Olig o

Alb – Act + Esf.

Hidrólisis

Plg – Hb - Bt reemplazados por Ser –

Ser + Clor + Rut + Py

Hidrólisis – Lixiviación de tierras

alcalinas; Ca, Mg.

DESTRUCCIÓN DE FELDESPATOS

Plg reemplazadas por Alb o Olg

+ Epi o Cal.

Hidrólisis – Hidratación –

Carbonatación.

Plg – Min. máficos reemplazados por

Arcillas + Ser – Arcillas + Ser + Clo + Py.

Hidrólisis – Lixiviación de álcalisis y

tierras alcalinas - K, Na, Ca, Mg.

Todos los min. Hidrotermales originales

son convertidos a pirofilita, alunita,

andalucita, corindon y diasporo con

cantidades variables de arcillas y sericita.

Hidrólisis – Lixiviación de álcalis y tierras

alcalinas - K, Na, Ca, Mg.

LOWELL, J.D. & GUILBERT,

J.M. (1970): Lateral and Vertical

Alteration Mineralization Zoning

in Porphyry Ore Deposits.- Econ.

Geol., Vol. 65; página 373-408

Alteraciones

LOWELL, J.D. & GUILBERT,

J.M. (1970): Lateral and Vertical

Alteration Mineralization Zoning

in Porphyry Ore Deposits.- Econ.

Geol., Vol. 65; página 373-408Mineralización Hipógenica

Enriquecimiento Secundario

Por encima del nivel freático, las aguas están cargadas deO2 y CO2 , lo que hace que los minerales sulfurados seaninestables

El mineral permanece in situ o migra según: solubilidad,agua disponible, PH.

Si la migración es horizontal, pueden formarseeventualmente yacimientos secundarios de tipo exótico

Si la migración es vertical, la solución puede reaccionarcon los sulfuros primarios (bajo el nivel freático- medioreductor-estables)

Para que se produzca la reacción el metal transportadoen solución, debe tener mayor afinidad por el S2- que elmetal que se encuentra en forma de sulfuro

Afinidad de metales por S2- orden decreciente:

Ag – Cu – Bi – Pb – Zn – Co – Fe - Mn

Zonación por efectos supérgenos en un pórfido cuprífero

óxidos e hidróxidos de hierro

escaso contenido metálico

minerales oxidados de cobre;

crisocola, atacamita, malaquita

sulfuros secundarios; calcosina,

covelina

sulfuros primarios; bornita,

calcopirita, pirita.

Llegan a alcanzarse leyes del 18% Cu como en Chuquicamata; covelina ycalcosina son los sulfuros secundarios típicos, mientras en la zona de oxidaciónsuelen encontrarse óxidos (Cuprita, tenorita), sulfatos (Brocantita, antlerita,Krohenkita), carbonatos (malaquita, azurita), oxicloruros (atacamita), arseniatos,fosfatos etc.

San Pedro De Atacama, Chile

Este proceso es capaz en condicionesgeológicas (estabilidad tectónica) y fisiográficas(moderadamente áridas, clima cálido), degenerar zonas de sulfuros secundarios muyenriquecidas respecto a la ley primaria delyacimiento

Una zona de sulfuros secundarios enriquecidos,puede a su vez ser afectada por una oxidaciónposterior = Zona oxidada de alta ley

Este enriquecimiento secundario puede duplicaro triplicar la ley original del yacimiento, enyacimientos que tenían ley muy baja.

Característica Detalles

Leyes de metal

Cu: entre 0,3 % hasta 1,4 %

Mo entre 0,01 hasta0,06%

Au 0 hasta 0,6 g/ton

Rocas existentes

Intrusivas: Granitos, granodioritas, tonalitas, monzonitas cuarcíferos, dioritas

Subvolcanicas: stocks dioriticos - granodioríticos con textura porfídica

Volcánicas: +/-dacitas

AlteracionesAlterción potásica, sericítica, argílica, propilítica y silificación (LOWELL & GUILBERT ; SILLITOE)

Estructuras

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

CARACTERÍSTICAS

Brechas hidrotermales

• Una brecha esta constituida por fragmentos líticos que semantienen ligados por una matriz y cuyo cemento en elcaso de las asociadas a mineralización pueden serminerales hidrotermales incluyendo a los minerales demena (Ej.turmalina, cuarzo, calcopirita, etc.)

• En general, los minerales hidrotermales rellenan total oparcialmente los huecos formados en la roca fragmentada ymucha de la mineralización en brechas ha sido introducidapor fluidos hidrotermales y consecuentemente se encuentraen la masa fundamental de la brecha.

• Este último es un término general, no genético, que incluyematriz y el cemento de la brecha. (Maksaev, 2003 b).

Son cuerpos de forma más o menos cilíndricaque tienen dos dimensiones pequeñas respectoa la tercera. Estas se forman en la intersecciónde rasgos tubulares como fallas, fisuras,diques, fracturas, etc., relacionandose espacialy temporalmente con rocas porfiríticas.

En un sistema porfirítico tanto las estovercascomo las chimeneas brechadas seconsideran como las válvulas por las queescapa y se disipa la presión proveniente de laactividad ígnea del interior de la corteza, almomento del emplazamiento de estas rocas, deforma que la presión de vapor nunca es losuficientemente alta como para provocar unaerupción explosiva y una caldera de colapso.

SILLITOE, R.H. (1973): The tops y bottoms of Porphyry Copper

Deposits. - Econ. Geol., vol. 68, página 799-815.

CAMPRUBÍ, A., GONZALEZ, E., GILLES, J.T.,

y CARRILLO, A., 2003. Depósitos epitermales

de alta y baja sulfuración: una tabla

comparativa. Boletín de la Sociedad Geológica

Mexicana. Tomo LVI. No. 1. p 10-18.

Países productores

Los grandes depósitos de pórfidos cupríferos en el mundotienen reservas del orden de 1.500 - 3.000 millones detoneladas

Chuquicamata en Chile supera los 2.000 millones con un tenorpromedio del 1.3%;

El Teniente en Chile contiene 3.250 millones con 0.87% detenor

Para la cuenca pacífica las reservas de Cu - Mo superan los26.000 millones de toneladas.

http://www.procobre.org/procobre/acerca_del_cobre/economia_productores.html

http://elcomercio.pe/noticia/412948/peru-desplazo-estados-unidos-como-segundo-productor-cobre

Pórfidos Cu-Mo de Chile

•Se relacionan generalmente con un magmatismocalcoalcalino, producto de la subducción de la cortezaoceánica bajo el margen continental sudamericanocaracterizándose por una mayor riqueza en molibdeno que enoro.

•En general, responden bien al modelo de Lowell-Guilbert,distinguiéndose dos tipos de mineralización: en "stockwork"(Minas de Chuquicamata y El Salvador) y en pipas-brechas ochimeneas de brecha (Mina El Teniente).

•Los principales yacimientos, tales como Chuquicamata, LaEscondida, El Teniente, etc. son pórfidos de edad terciaria.

La paragénesis mineral: pirita y calcopirita mayoritarios, bornita ycalcosina en menor cantidad, y cantidades significativas de molibdenita enla mayoría de los yacimientos la relación Cu/Mo promedio de los pórfidoschílenos es 40:1.

Una mineralización filoniana tardía de sulfosales de cobre (enargita,tenantita), esfalerita y galena se superpone a la anterior. Aunque las leyessean muy pequeñas, la producción de oro y plata es económicamenteimportante a causa de los grandes tonelajes de mena extraídos y tratados.

De gran importancia son los procesos de oxidación y enriquecimientosecundario que pueden determinar la explotación económica de lospórfidos, pues llegan a alcanzarse leyes del 18% Cu como en Chuquicamata;covelina y calcosina son los sulfuros secundarios típicos, mientras en lazona de oxidación suelen encontrarse óxidos (Cuprita, tenorita), sulfatos(Brocantita, antlerita, Krohenkita), carbonatos (malaquita, azurita),oxicloruros (atacamita), arseniatos (Chenevixita), fosfatos etc.

• Mas del 75% de las reservas de cobre seencuentran en los yacimientos de Chuquicamata,uno de los mayores pórfidos del mundo, con 2.000Mt del 1,1 % Cu y 0,12% Mo, en un área de 12km de longitud y unos 800 m de ancho, y unaimportantísima zona de enriquecimientosecundario que alcanza hasta 400 m deprofundidad.

• El Teniente, con 4.000 Mt del 1,16% Cu y0,02% Mo;

• El Salvador, con 300 Mt del 1,17% Cu; y

• La Escondida, el yacimiento de más recientepuesta en explotación, 1.990, con 662 Mt del2,12% Cu y 0,01% Mo.

Se debe considerar, en la explotación de estos yacimientos, suadversa situación geográfica que incrementa las dificultadespropias de toda explotación e incide en su viabilidad económica.

La gran altitud y las extremas condiciones climáticas inciden enla carburación de los motores de la maquinaria y, asimismo,obligan a la realización de grandes obras de infraestructura.

La necesidad de agua para los procesos de flotación o lixiviaciónrequieren importantes inversiones tanto en su búsqueda comoen su transporte o suministro.

Igualmente, las necesidades de energía eléctrica obligan a laimplantación de centrales de generación en la propia mina o acostosas obras de líneas de transporte desde centenares dekilómetros; etc.

Pórfidos Cu-Au de Panguna, Bougainville (Papua Nueva Guinea)

Este yacimiento, representativo de los emplazados en ambientede arco de isla, es el mayor pórfido de Cu-Au conocido conunos 944 Mt del 0,68% Cu, 0,9 g Au/t y 1,9 g Ag/t.

Se encuentra en la isla de Bougainville, en relación con tresintrusivos pliocenos de cuarzodioritas y granodioritas queintruyen en la unidad Andesitas de Panguna.

En estas se encuentra, aproximadamente, un tercio de la mena,y el resto lo hace en los intrusivos, en filones de muchobuzamiento, rellenando fracturas y diseminada en zonas dealteración.

El oro, se encuentra en partículas submicroscópicas enforma nativa y, en su mayor parte, en la red de calcopiritay bornita; pirita, magnetita, hematites y trazas demolibdenita completan la paragénesis.

Predominan las alteraciones potásiça y propílítica, mientrasla argílica y la fílica sólo son significativas en pequeñaszonas.