97469988 Mineralurgia Capitulo 1 y 2
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CAPITULO I
MINERALES Y ROCAS
1.1. Definicin de Mineral y Roca
Las formas en que los metales se encuentran en la corteza terrestre y en los
depsitos del lecho del mar depende de su reactividad con su ambiente,
particularmente con el oxigeno, azufre y bixido de carbono. El oro y los
metales del grupo del platino se encuentran principalmente en forma metlica o
nativa. La plata, cobre y mercurio se encuentra en estado nativo y en la forma
de sulfuros, carbonatos y cloruros. Los metales ms reactivos ocurren siempre
en la forma de compuestos, tales como los xidos y sulfuros de hierro, los
xidos y silicatos de aluminio y de berilio. Los compuestos que se encuentran
en la naturaleza se conocen como minerales.
Por definicin, los minerales son sustancias inorgnicas naturales que tienen
composiciones qumicas y estructuras atmicas definidas. Sin embargo, el
trmino mineral se usa con frecuencia con un significado mucho mas amplio
para incluir cualquier valor econmico que es extrado de la tierra. As, el
carbn, la tiza, la arcilla y el granito no cumplen con la definicin de un mineral;
aunque los detalles de su produccin se incluyen usualmente en las cifras de
produccin de minerales de los pases.
A los materiales naturales que no se ajustan a la definicin de mineral se les
conoce como rocas. Por definicin, una roca es un agregado de minerales, que
forma una parte esencial de la corteza terrestre.
Debido a la accin atmosfrica y geolgica, las rocas ms antiguas han sufrido
alteraciones qumicas y mecnicas para dar lugar a la formacin de losdepsitos de minerales. Estos agentes de concentracin de minerales y el
desarrollo de la demanda por un metal o material como resultado de la
investigacin y de la tecnologa hacen posible que los depsitos de minerales
se conviertan en menas. Por lo tanto, una mena es la parte de un depsito que
contiene minerales tiles y aptos para ser explotados y procesados para
obtener un metal en forma econmica. En cambio se denomina ganga a la
parte del depsito del mineral no aprovechable, generalmente formada porrocas.
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Una mena se puede describir como una acumulacin de mineral en suficiente
cantidad como para justificar su extraccin econmica. El contenido mnimo de
metal (ley) requerido para calificar un depsito como de minerales mena varia
de metal a metal. La mayora de menas no ferrosas contienen menos del 1%
de metal. El oro se puede recuperar provechosamente de menas que
contengan solo 5 partes por milln (ppm) del metal; mientras que las menas de
hierro que contengan menos del 15% de metal se consideran de baja ley.
Cada tonelada de material en el depsito tiene un contenido de valor
determinado, que es dependiente del contenido de metal y el precio actual del
metal contenido.
Por ejemplo, a un precio de cobre de 2000 $/ton y un precio de molibdeno de
30 $/Kg. un depsito que contiene 1% de cobre y 0,015% de molibdeno tiene
un contenido de valor de 24 $/ton. El depsito ser econmico para ser
explotado y se puede clasificar como un depsito de minerales mena si:
Contenido de valor > Costo Total de Procesamiento + Perdidas + Otros
Tonelada Tonelada
1.2. Nombre do los Minerales
ntimamente unido al problema, de la clasificacin de los minerales, se
presenta su denominacin. Algunos nombres tienen un origen muy antiguo,
otros terminan en ita, segn una terminologa que procede de la antigedad
grecolatina. Muchos nombres, incluso de origen griego o latino, suministran
indicaciones relacionadas con alguna caracterstica fsica, como el color (albita,
del latn albus, blanco), la densidad (baritina, del griego, barys, pesado), la
exfoliacin, (ortoclasa; del griego, klasis, fractura).En ocasiones, los nombres derivan simplemente de la composicin qumica
(calcita, del calcio). Actualmente se acostumbra a designar los minerales con
nombres de personajes ilustres (beringucita, de Beringuccio, wollastonita, del
qumico ingles Wollaston, goethita, de Goethe, etc.).
Tambin se emplea el nombre de la localidad donde el mineral se hallo por
primera vez (aragonito, de Aragn, Espaa; estroncianita, de Strontian,
Escocia). A veces son distintos los nombres empleados por autores dediferente nacionalidad (ZnS, en espaol blenda y en ingles esfalerita;
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CaTiOSiO4, en espaol titanita y en ingles esfena; Zn4(OH)2Si2O7.H20, en
espaol calamina, en ingles hemimorfita).
1.3. Clasificacin de los Minerales
Para el estudio sistemtico de los minerales se han propuesto varios sistemas
de clasificacin de acuerdo a diversos criterios: qumicos, cristalogrficos, de
yacimientos, de uso, etc. La clasificacin mas comnmente aceptada es la
qumica que divide los minerales en 9 clases.
Clasificacin Qumica de los Minerales
1'Elementos nativos.
2 Sulfuros, seleniuros, teluros, arseniuros y sulfosales.
3 Halogenuros.
4 xidos e hidrxidos.
5 Carbonatos, nitratos, boratos (yodatos).
6 Sulfatos, cromatos, molibdatos, tungstatos.
7 Fosfatos, arseniatos, vanadatos.
8 Silicatos.
9 Compuestos orgnicos.
Las clases pueden dividirse en subclases y grupos, pero tales subdivisiones no
son aceptadas universalmente.
Los minerales tambin se pueden clasificar de acuerdo a las aplicaciones
particulares de cada especie mineralgica.
Clasificacin por el Uso de los Minerales Minerales preciosos o gemas minerales. Caracterizados por su
inatacabilidad qumica, minerales de alta dureza, ciertas propiedades
pticas (color, depresin, brillo).
Minerales semipreciosos u ornamentales. No tienen las caractersticas de
los minerales preciosos, pero por su belleza pueden ser empleados con
fines decorativos.
Abrasivos. Su caracteristica principal es la dureza. Fundentes. Usados en las fundiciones para disminuir los puntos de fusin
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y hacer mas fluida la escoria.
Cal, cemento y yeso.
Refractarios.
Loza, vidrio y esmalte. Fertilizantes.
Aparatos pticos y cientficos.
Colores naturales.
Menas metlicas.
Industria qumica.
Desde el punto de vista metalrgico, la clasificacin de los minerales deacuerdo a su composicin qumica es ms general y simple.
Clasificacin Metalrgica de los Minerales
Minerales Nativos. El metal esta presente en forma elemental.
Minerales Sulfurados. El metal esta como sulfuro.
Minerales Oxidados. El mineral valioso puede estar presente como xidos,
sulfato, silicato, carbonato o alguna forma hidratada de estos.
Minerales Complejos. Menas que contienen cantidades tiles de varios
minerales valiosos.
Los minerales mena tambin se pueden clasificar por la naturaleza de sus
gangas.
Clasificacin de los Minerales por su Tipo de Ganga
1 Minerales bsicos o calcreos (ricos en cal)
2 Minerales cidos o silicosos (ricos en slice)
Asimismo, los minerales se pueden clasificar de acuerdo al uso metalrgico del
metal contenido en la mena.
Clasificacin de los Minerales por su Tipo de Mena:
Los minerales de valor econmico se pueden clasificar de acuerdo al tipo de
mena del mineral.
1 Minerales Metlicos.
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2 Minerales No Metlicos.
Por ejemplo, ciertos minerales se pueden minar y procesar para ms de una
aplicacin; en una categora el mineral puede ser una mena metlica, es decir,
cuando se usa para obtener un metal, como la bauxita (oxido de aluminio
hidratado) que se usa para obtener aluminio. Cuando la bauxita se usa para
producir ladrillos refractarios o abrasivos se clasifica como mena no metlica.
Clasificacin de los Minerales por su Tipo de Metal Contenido
1. Minerales de los metales no ferrosos
2. Minerales de los metales fusibles
3. Minerales de los metales refractarios
4. Minerales de los metales ligeros
5. Minerales de los metales nobles
6. Minerales de los metales tierras raras
7. Minerales de los metales alcalino-trreos
8. Minerales de los metales urnicos
9. Minerales no metlicos
1.4. Mtodos de Procesamiento de los Minerales
El procesamiento de los minerales, que se emplea despus de la explotacin
minera, prepara a la mena para la extraccin del metal valioso, en el caso de
minerales metlicos, y produce un producto comercial final de minerales no
metlicos y de carbn.
Existen dos operaciones fundamentales iniciales del procesamiento de
minerales a saber:
a) La Liberacin
Es la liberacin de los minerales mena (valiosos) de sus minerales ganga por
comminucin (que comprende el chancado y la molienda) a un tamao de
partcula tal que el producto es una mezcla de partculas relativamente limpias
de mineral mena y mineral ganga.
b) La ConcentracinEs un proceso de separacin fsica de los granos de mineral valioso de los
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minerales ganga para producir una porcin enriquecida, conocido como
concentrado, que contiene la mayor parte de los minerales valiosos; y otra
porcin sin valor que es descartado, denominada colas o relaves, que tiene
predominantemente minerales ganga.
Despus que el mineral ha sido concentrado, se puede aplicar los siguientes
mtodos de procesamiento del mineral para obtener el metal puro.
1.- Mtodos Fsicos
a) Separacin dependiente de propiedades pticas y radiactivas
principalmente, conocido como clasificacin.
b) Separacin dependiente de la diferencia de la gravedad
especifica, denominado gravimetra.
c) Separacin que utiliza las diferentes propiedades de superficie
de los minerales, conocido como Flotacin, que sin duda es el mtodo
ms importante de concentracin. La flotacin aprovecha el grado de
afinidad de los minerales hacia las burbujas de aire ascendentes dentro
de una pulpa agitada (con la adicin de reactivos adecuados a la pulpa es
posible hacer que los minerales valiosos tengan preferencia de unirse con
el aire y los minerales ganga tengan inclinacin para unirse con el agua).
d) Separacin dependiente de las propiedades magnticas.
e) Separacin dependiente de las propiedades de la conductividad
elctrica.
2.- Mtodos Qumicos
a) Pirometalurgia: Usa la accin del calor para descomponer losminerales mena para producir metales.
b) Hidrometalurgia Utiliza soluciones acuosas para disolver y
recuperar metales.
c) Electrometalurgia: Se emplea la electricidad con el mismo
objetivo.
Los mtodos qumicos se usan solos o combinados. El mtodo mas
comn es el proceso pirometalurgico de fundicin. Por otro lado, estosmtodos tambin se pueden aplicar a concentrados y a minerales de baja
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ley en forma directa.
1.5.- Clasificacin de las Rocas
Se puede comprobar fcilmente la formacin de muchos tipos de rocas: la de
una roca eruptiva formada por enfriamiento de lava que se desliza a lo largo de
la pendiente de un volcn; la de una roca metamrfica despus del paso de la
lava incandescente sobre la roca preexistente; la de un roca sedimentaria por
evaporacin del agua de mar. Se tiene as tres tipos de rocas en la corteza
terrestre:
1. Eruptivas (denominadas tambin gneas o magmticas):
Formadas por cristalizacin de los minerales procedentes de un silicato fundido
(magma).
2. Metamrficas: Formadas por transformaciones en estado slido de
rocas preexistentes.
3. Sedimentarias: Originadas por alteracin superficial seguida generalmente
de sedimentacin en medio acuoso.
1.5.1. Rocas Eruptivas
De acuerdo a su origen gentico (condiciones de formacin), las rocas
eruptivas se pueden clasificar en tres grandes grupos:
a) Rocas Efusivas (Riolita, traquita, fonolita, latita, latita cuarcfera,
dacita, andesita, basalto).
Las rocas efusivas o volcnicas se originan por un rpido enfriamiento
del magma depositado como lava en la superficie terrestre. Bajo estas
condiciones, se forma una roca con cristales pequesimos no
distinguibles a simple vista. En algunos casos el enfriamiento se ha
producido tan rpidamente que no permite la separacin de ningnmineral y la roca resultante es un vidrio. Los minerales de este tipo de
rocas solo pueden reconocerse con el microscopio.
b) Rocas lntrusivas (granito-granodiorita, sienita-monzonita,
tonalita-grabo cuarzoso, diorita-grabo, peridotita).
Las rocas intrusivas o plutnicas se forman por un lentsimo enfriamiento
del magma en el interior de la corteza terrestre. En estas condiciones,las partculas de minerales tienen la oportunidad de crecer y alcanzar un
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tamao considerable debido a la cristalizacin lenta. Por lo tanto las
rocas de este tipo tienen una textura de cristales, de minerales grandes y
aproximadamente de las mismas dimensiones que pueden reconocerse
y diferenciarse a simple vista.
c) Rocas Filoneanas
Las Rocas Filoneanas se forman por intrusin del magma dentro de las
estrechas hendiduras de las rocas preexistentes. La textura de estas
rocas es por lo general ms fino que la plutnica y ms grande que la
volcnica.
Se han propuesto muchos esquemas para la clasificacin de las rocas
eruptivas, pero la ms prctica para el estudiante elemental es la que
hace uso del criterio mineralgico (composicin mineralgica). Los
minerales fundamentales de las rocas eruptivas son silicatos y
pertenecen a siete grupos que se pueden clasificar de acuerdo a su
color en dos grupos.
Grupo A: Minerales Leucocratos (de colores claros)
1. Cuarzo.
2. Feldespatos. (Ortosa, Microclina, Pagioclasa).
3. Feldespatoides. (Nefilina, Sodalita, Leusita).
Se llaman silicos por estar formados principalmente por cuarzo (SiO2) y
alumina (AI2O3).
Grupo B: Minerales Melanocratos (coloreados)
4. Olivino.5. Piroxenos. (Augita, Egerina, Hiperstena).
6. Anfiboles. (Hornblenda, Arfredsonita, Riedekita).
7. Micas. Moscovita, Biotita, flogopita.
Se caracterizan por la presencia de hierro y magnesio, por lo que se
denominan fmicos.
Los feldespatos (alcalinos o plagioclasas) representan por si solos mas de lamitad de la litosfera y prcticamente estn presentes en cualquier tipo de roca.
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Una primera clasificacin de las rocas eruptivas se puede fundar en el
porcentaje de los minerales fmicos:
Tipo de Roca % de FmicosRocas Leucocratas 0- 30%Rocas Intermedias 30- 60%
Rocas Melanocratas 60-100%
Otro criterio de clasificacin es el grado de saturacin con respecto a la
cantidad de slice (SiO2) presente en los componentes slicos. Se pueden tener
as cuatro grupos:
Tipo de Roca Saturado conSobresaturadas Cuarzo y Feldespatos
Saturadas FeldespatosSubsaturadas Feldespatos y FeldespatoidesSubsaturadas Feldespatoides
Finalmente, otra subdivisin se refiere a la naturaleza de los feldespatos:
1. Predominantemente feldespatos alcalinos.
2. Feldespatos alcalinos y plagioclasas en proporciones casi iguales.3. Predominantemente plagioclasas.
Las rocas son el producto de la cristalizacin del magma. El magma no es
directamente observable, por en sus productos, rocas, lavas y emanaciones
volcnicas, se ha determinado de que es un silicato fundido muy mvil con
temperaturas de unos 1000C, conteniendo muchas sustancias voltiles en
solucin, entre las cuales la principal es el agua.
1.5.2. Rocas Metamrficas
Con el nombre de metamrficas se agrupa a todas las rocas que en estado
slido han sufrido transformaciones en su composicin mineralgica y en su
estructura por haber estado sometidas a condiciones ambientales distintas de
lo que se haban formado originalmente. El metamorfismo puede afectar a
cualquier tipo de roca preexistente.
Es evidente la importancia que en el metamorfismo presentan los factores
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ambientales, sobre todo la temperatura, la presin y tambin la presencia de
fluidos circulantes. El aumento de la temperatura puede estar producido por el
hundimiento en la corteza terrestre o por la proximidad de material magmtico;
la presin puede ser de tipo hidrosttico, engendrada por el peso de las rocas
que estn encima (presin orientada), provocada por los movimientos
teutnicos; los fluidos qumicamente activos que pueden estar presentes son el
agua y otros componentes voltiles, frecuentemente provenientes de los
magmas. De acuerdo a las condiciones de formacin gentica, las rocas
metamrficas se dividen en los siguientes grupos.
Clasificacin Gentica de las Rocas Metamrficas
1 Rocas De Metamorfismo Regional: Originadas por hundimiento
de una parte de la corteza terrestre bajo la superficie a profundidades
variables que determinan valores especficos de los factores
metamrficos de presin y temperatura.
2. Rocas De Metamorfismo Trmico o De Contacto Producidas
esencialmente por un aumento de temperatura debido a la proximidad de
intrusiones o emanaciones magmticas.
3 Rocas De Metamorfismo Dinmico: Originadas en la superficie por
presiones orientadas.
4 Rocas De Metamorfismo Metasomtico o Hidrotermal: Cuando se
produce un cambio sustancial en la composicin qumica, generalmente a
causa de la circulacin de fluidos de origen magmtico.
Por lo tanto, se puede apreciar que, mientras en el metamorfismo regional
se tiene la accin combinada de todos los factores metamrficos, en losotros tres tipos, que se producen solo en zonas muy restringidas,
prevalecen sucesivamente uno de los factores principales: temperatura,
presin y accin qumica.
Estructura de las Rocas Metamrficas
La estructura de las diversas rocas metamrficas revela los factores
principales que han determinado su formacin. As, en el metamorfismoregional, a una profundidad media, a la que corresponden temperaturas y
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presiones hidrostticas bajas pero elevados valores de presiones
orientadas, la estructura se caracteriza por una tpica pizarrosidad, es
decir, una disposicin casi paralela de los constituyen mineralgicos,
algunos de los cuales muestran exfoliacin perfecta, que determinan una
divisin facilsima de la roca segn planos casi paralelos. A mayores
profundidades, la presin orientada es menor a la presin hidrosttica
unida a altas temperaturas y por tanto el grado de orientacin preferida es
muchsimo menor y se puede tener una disposicin en bandas (gnisica)
ms o menos marcadas hasta llegar a una estructura semejante a la de
las rocas intrusivas o plutnicas.
En el metamorfismo trmico generalmente se conserva la estructura
originaria: en las rocas de origen sedimentario la recristalizacin suele
conducir a un mayor grado de compatibilidad y, en especial en las rocas
de grano fino, a la formacin de nuevos cristales en grnulos de mayores
dimensiones que confieren a la roca una estructura porfiblstica. El
metamorfismo dinmico conduce, a la facturacin de la roca preexistente:
las dislocaciones resultantes dejan una huella tambin en cada uno de los
minerales que muestran la estructura cataclstica debida a la trituracin
con deformaciones en los retculos cristalinos.
Clasificacin Zonal de las Rocas Metamrficas.
Se ha dicho ya que el metamorfismo puede conducir a la formacin de
nuevos minerales estables en las nuevas condiciones qumico-fsicas en
las cuales llega a encontrarse la roca preexistente. Puesto que la
temperatura y la presin, principales agentes del metamorfismo, varan
con la profundidad y asociaciones mineralgicas en las rocas; entonces,debe existir una zonacin en la intensidad del metamorfismo. Por lo tanto,
las rocas metamrficas se pueden agrupar en grandes zonas
metamrficas. Se pueden distinguir tres zonas principales:
1.- Epizona
Zona ms superficial. La epizona esta caracterizada por una temperatura
y una presin hidrosttica escasa, pero la presin orientada puede sermuy elevada. Los minerales tpicos son esencialmente filosilicatos, como
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sericita, clorita y talco, con disposicin pizarrosa.
2.- Mesozona
Zona intermedia. . Las caractersticas intermedias de la mesozona estn
manifestadas por los minerales tpicos (micas y anfboles) y por la
disposicin estructural que participa de ambos tipos extremos.
3.- Catazona
Zona ms profunda que limita con las regiones magmticas. En la
catazona la presin orientada es prcticamente nula, mientras que la
temperatura y la presin hidrosttica alcanzan valores tan elevados que la
estructura de determinados minerales metamrficos (como las
sillimanitas) es semejante a la de las rocas intrusivas.
Los tipos ms comunes de rocas metamrficas son: gneis, esquistos,
cuarcita, pizarra, mrmol y serpentina.
1.5.3. Rocas Sedimentarias
Se define como sedimentarias las rocas originadas por erosin fsica y qumica
de cualquier roca preexistente en condiciones superficiales de bajas
temperaturas y presiones y por un ambiente hidratado oxidante.
A) Clasificacin Gentica de las Rocas Sedimentarias
Las rocas sedimentarias se pueden dividir en dos clases de acuerdo a su
origen.
1.- Rocas Sedimentarias de Origen Mecnico
Estas rocas estn formadas por partculas de minerales arcillosos ogranos de minerales que han resistido los ataques qumicos y que han
sido originadas por la alteracin de rocas pre-existentes debido a la
accin de los agentes atmosfricos.
Los materiales as formados, como la grava, arena, arcilla o barro,
llamados sedimentos detrticos, han sido transportados por las aguas o
por los glaciares o por los vientos para depositarse en capas por
sedimentacin mecnica. Las rocas sedimentarias de origen mecnicoson: conglomerados, areniscas, pizarras arcillosas.
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2.- Rocas Sedimentarias de Origen Qumico
Son las rocas formadas por sedimentos qumicos originados por la
disolucin de rocas preexistentes por accin del agua y reunidos en
mares o lagos, donde fueron precipitados por algn proceso de
sedimentacin qumica o biolgica.
Los tipos de rocas sedimentarias de origen qumico de acuerdo a su
formacin se dividen en dos grandes grupos:
a) Por Precipitacin: Constituidos por caparazones calcreos de
los organismos que habitan el mar. Estos caparazones se han
originado por el uso del carbonato de calcio del agua de mar. Las
principales rocas sedimentarias formadas por precipitacin son:
caliza, travertino, dolomita, magnesita, geyserita, diatomita.
b) Evaporitos: Por evaporacin de una parte del agua de mar se
han formado los siguientes minerales: yeso, anhidrita, halita.
B) Clasificacin Mineralgica de las Rocas Sedimentarias
De acuerdo a la presencia de un determinado mineral, las rocas
sedimentarias pueden ser:
1 Carbonatos
2 Cuarzo
3 Arcilla
4 Slice
C) Clasificacin Granulomtrica de las Rocas SedimentariasPor el tamao de grano, las rocas sedimentarias se pueden clasificar
como:
1 Cantos rodados.
2 Arena
3 Limo
4 Arcilla
1.6. Ocurrencia De Los Minerales En La Corteza Terrestre
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Los estimados de la abundancia de los metales se presentan en la Tabla 1.1.
junto con cantidades reales de algunos de los metales ms tiles hasta una
profundidad de 3.5Km.
Tabla 1.1. Abundancia De Metales En La Corteza Terrestre
Elemento Abundancia
Cantidad en
3.5 Km. De Elemento Abundancia
Cantidad en
3.5 Km. De
% corteza (TM) (%) corteza (TM)
Oxigeno 46.4 Vanadio 0.014 1014-1015
Silicio 28.2 Cromo 0.010Aluminio 8.2 1016-1018 Niquel 0.0075
Hierro 5.6 Zinc 0.0070
Calcio 4.1 Cobre 0.0055 1013-1014
Sodio 2.04 Cobalto 0.0025
Magnesio 2.3 1016-1018 Plomo 0.0013
Potasio 2.1 Uranio 0.00027
Titanio 0.57 Estano 0.00020
Manganeso 0.095 1015-1016 Wolframio 0.00015 1011-1013
Bario 0.043 Mercurio 8x10-6
Estroncio 0.038 Plata 7x10-6
Tierras raras 0.023 Oro
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para el futuro por medio de los denominados "ndulos de manganeso", que son
ricos en una variedad de metales, adems del manganeso. Estos ndulos se
estn formando continuamente en aguas con alto contenido de oxigeno,
particularmente en el Ocano Pacfico.
De la Tabla 1.1. Se puede deducir de que el porcentaje de abundancia de 8
elementos ascienden a mas del 99% de la corteza de la tierra; 74,6% esta
constituido por silicio y oxigeno y, solo 3 de los metales industrialmente
importantes (aluminio, hierro y magnesio) estn presentes en cantidades
superiores al 2%. De todos los otros metales tiles ocurren en cantidades
menores al 0,1%; por ejemplo el cobre, que es el metal no ferroso ms
importante, se encuentran en un porcentaje del 0,0055%. Es interesante
observar de que los denominados metales comunes, zinc y plomo, son menos
abundantes que los metales de tierras raras (cerio, terbio, etc.)
Tabla 1.2. Abundancia de Metales en los Ocanos
Elemento
Abundancia en el
Agua de mar
(toneladas) Elemento
Abundancia en el
agua de mar
(toneladas)
Magnesio 1015-1016 Vanadio 109-1010
Silicio 1012-1013 Titanio
Aluminio Cobalto
Hierro Plata 108-109
Molibdeno 1010-1011 Wolframio
Zinc Cromo
Estao Oro
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ejemplo, la casiterita ocurre asociado principalmente con rocas tipo
granito.
1.7. Ocurrencia De Los Minerales En El Per
1.7.1. De Acuerdo A La Morfologa Y Estructura del Per
La ocurrencia de los minerales en el Per de acuerdo a sus rasgos morfo-
estructurales segn la Fig. 1.1 (E. Bellido y L. De Montreuil) es:
1 Cordillera de la costa: Con yacimientos de minerales de hierro y el
oro como subproducto.
2. Faja Costanera: En las llanuras y depresiones de la costa se
encuentran yacimientos de minerales de cobre, en donde el oro esta
como subproducto.
3. Cordillera Occidental: En su vertiente del Pacifico tiene minas de
oro entre Nazca y Ocona. En el resto de su rea aflora depsitos de
minerales de cobre (al oeste) y yacimientos polimetalicos (zinc, cobre,
plomo y plata) en las altas cumbres y hacia el Este, donde el oro se
encuentra como subproducto.
4. Cadena de volcnicos del sur: Sin yacimientos de minerales
importantes.
5. Valles interandinos: Sin yacimientos de importancia.
6. Cuenca del Titicaca Con yacimientos polimetalicos, con oro como
subproducto
7. Cordillera Oriental: Con ubicacin de importantes yacimientos
de oro de origen primario en el sur (Marcapata-Sandia), al norte en
Pataz-Buldibuyo.
8. Cordillera Sub-Andina: No esta estudiada geolgicamente,
motivo por el cual se requiere de una sistemtica exploracin. El roHuallaga en su curso inicial entre la Cordillera Oriental y Cordillera Sub-
Andina tiene lavaderos de oro; asimismo existen lavaderos de oro en
los ros Chinchipe, Cnepa y Santiago, en el lmite con Ecuador.
9. Llanuras del Amazonas. Sin yacimientos detectados hasta la
fecha.
10. Montaas de Shira .Vetillas de oro entre los ros Ucayali y
Pachitea, por lo cual se tiene la presencia de lavaderos de oro en losmismos ros.
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11. Llanura de Madre de Dios, Depsitos de oro aluvial en los ros
Inambari, Tambopata y Madre de Dios.
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Fig 1.1. Rasgos Morfo-estructurales del Per
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1.7.2. De Acuerdo Las Provincias Mtalo genticas
Segn el estudio sobre los Aspectos Generales de la Metalogenia del
Per (Bellido y de Montreuil, 1972), el Per se divide en las siguientes
Provincias Mtalo genticas (Fig. 1.2):
1 Provincia Mtalogentica del hierro (Cordillera de la Costa)
La Cordillera de la Costa esta constituida mayormente por rocas del
Precmbrico y los intrusivos mineralizadores del Paleozoico aflora en
menor proporcin a los intrusivos del Jursico-Cretcico.
Zona de Paracas-Chala: minas de hierro con oro como subproducto
(Marcona).
Zona de Mollendo-Tacna: Depsitos de hierro de poca importancia.
2 Provincia Mtalogentica del cobre (Faja Costanera y Batolito de
la Costa)
La Faja Costanera tiene rocas sedimentarias del Mesozoico y
sedimentarias del Neozoico, paralelo a esta faja aflora de manera
continua y discontinua roca intrusiva intermedia a cida del Cretcico
Superior al Terciario Inferior (Batolito de la Costa) en la vertiente del
Pacifico del Cordillera Occidental.
Zona Chiclayo-Mala: minas cobre con oro como subproducto.
Zona Mala-Acari: minerales de cobre en el Batolito y oro como
subproducto.
Zona Nazca-Ocona: Vetas de oro con cobre en el Batolito de la costa.
Zona Cerro Verde-Toquepala: porfidos de cobre de baja ley con oro como
subproducto
3 Provincia Mtalogentica Polimetlica En Rocas Volcnicas del
Cretcico Superior a Terciario Inferior
Zona de la Cordillera Negra: plata y oro como electrum; minerales de zinc,
plomo, plata y oro como subproducto.
Zona Canta-Huarochiri: minerales de plata y oro como electrum en
mnima cantidad.Zona de Castrovirreyna: minerales de plata, plomo, zinc; el oro se
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recupera como subproducto en los concentrados.
Zona San Juan de Lucamas-Caylloma: minerales de plata y el oro es un
subproducto de los concentrados.
Zona de Condoroma-Palca y Zona de Santa Lucia: en las dos zonas se
encuentra minerales plata y presencia de oro como subproducto, adems
de minerales de tungsteno.
4 Provincia Mtalogentica Polimetlica En Rocas Sedimentarias
Del Mesozoico,
Zona Hualgayoc-Michiquillay: con minas de cobre, zinc, plata, plomo y oro
como subproducto.
Zona de Sayapullo-Michiquillay: con minerales de zinc, plomo, plata,
cobre; el oro como subproducto.
Zona de Huallanca (Hunuco)-Oyon: minerales de zinc y de plata con oro
como subproducto.
Zona de Cerro de Pasco: minerales de polimetalicos con presencia de
oro.
Zona de Huaron-Carhuacayan: similar a los anteriores.
Zona de Morococha-Yauricocha: el oro como subproducto.
Zona de Cercapuquio-Tinyaclla: con minerales de plomo, zinc, plata; el
oro como subproducto.
Zona de Andahuaylas-Yauri.
Zona del Desaguadero: las dos ltimas zonas tienen el oro como
subproducto.
5 Provincia Mtalogentica Polimetlica De La Cordillera OrientalLa Cordillera Oriental esta constituido principalmente por rocas del
Precmbrico y Paleozoico, el intrusivo mineralizador es del Paleozoico,
Jursico y en menor proporcin del Cretcico Superior al Terciario
Inferior.
Zona Pataz-Buldibuyo: es una zona muy importante de oro en vetas de
rocas intrusivas del paleozoico, cuyo contenido de cobre aumenta con la
Profundidad.Zona Tapo-Ricrn: presencia anmala de minerales de cromo. Vetas con
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presencia de oro
Zona Concepcin-Cobriza: minerales de cobre y oro como impureza.
Zona Vilcabamba: con presencia anmala de minerales de uranio
Zona Chimboya-Aricoma: oro como subproducto.
Zona de Marcapata-Sandia: con presencia de vetillas de oro en rocas
Metamrficas del ordovicino de un gran potencial, pero tiene una capa de
morena producto de la erosin glacial con contenido de oro. La erosin
por accin de la lluvia y de los deshielos de esta zona ha dado lugar a los
depsitos sedimentarios de placeres en los ros Inambari, Tambopata y
Madre de Dios.
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Fig. 1.2. Mapa Metalognico del Per
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1.8. Importancia Econmica De Los Minerales
El enorme crecimiento de la industrializacin desde el siglo XVIII a la fecha ha
conducido a un incremento dramtico en la produccin anual de los metales,
particularmente de los metales base (Cu, Pb, Zn y Sn). La produccin del cobre
creci 250 veces en relacin a hace 150 aos, mientras que el Al experimento
una expansin en su produccin aun mucho mayor; en trminos de bauxita. La
produccin de inicios del siglo XX ha crecido 900 veces ms.
El precio de casi todos los metales esta determinado por el suministro y la
demanda. El precio de la mayora de los metales comunes, particularmente del
cobre, que varia con la inflacin, tiene un efecto drstico en la economa de
muchas minas y pases, como Zambia, Chile y Per; que dependen
principalmente de sus industrias mineras.
Las variables que afectan al suministro y demanda de los metales, y por lo tanto
el precio de los minerales, se pueden agrupar en dos clases.
1.- Variables Estructurales:
a. Evolucin de la demanda de los pases industrializados que utilizan los
metales como insumos y materias primas.
b. Crecimiento de los pases asiticos (Japn, China, India, etc.) y de
Amrica Latina.
c. Explotacin de grandes yacimientos minerales.
d. Innovaciones tecnolgicas, que tienden a sustituir materiales caros y
escasos por otros mas baratos, abundantes duraderos y mas prcticos.
e. Crecimiento poblacional que da lugar a la creacin y desarrollo de
nuevas ciudades.
2.- Variables coyunturales:
a. Variacin del precio del petrleo, como por ejemplo cuando la O.P.E.P
de 1973-4 cuadriplico el precio; porque se ha estimado de que el costo de
energa en la produccin de cobre es de casi el 35% del precio internacional
del metal.
b. Especulacin del mercado.
c. Guerras y revoluciones.d. Cierre de minas.
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e. Movimientos de reservas (stook).
En relacin a Latinoamrica, la minera y el procesamiento de minerales es
la industria relativamente mejor desarrollada. As, el cobre de Chile y Per, el
estao de Bolivia, el mineral de hierro de Brasil y un gran nmero de
minerales representan un porcentaje muy importante del P.B.I y de las
exportaciones de la regin.
1.9.- Aporte Econmico de la Minera en el Per
TABLA 1.3. PRODUCCION MINERA METALICA POR PRODUCTOS EN EL
PERU, 2001-2010
VARIACIN PORCENTUAL PRODUCCIN MINERO METLICA 2001-2010
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TABLA 1.4. PRODUCCION DE MINERALES NO METALICOS EN EL PERU (t) 2001-2010
TABLA 1.5.- INVERSIONES TOTAL ANUAL POR EMPRESA 2010
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TABLA 1.6. PER: RANKING DE PRODUCCIN MINERA, 2010
MINERAL MUNDO LATINOAMERICA
TABLA 1.7. RESERVAS MUNDIALES DE MINERALES
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MINERALRESERVAS PROBADAS Y
PROBABLES EN MILLONES DETM
% DE RESERVASMUNDIALES
RANKING A NIVELMUNDIAL
COBRE 60,000 11% 2
ORO 14,000 3% 5
PLATA 36,000 14% 1
ZINC 18,000 10% 3
PLOMO 3,500 5% 4
ESTAO 710,000 12% 3
TABLA 1.8 .- RANKING DE INVERSIN MINERA POR REGIN 2010
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CAPITULO 2
DEPOSITOS Y YACIMIENTOS
DE MINERALES
2.1. Depsitos de Minerales
Se conoce como deposito de mineral a toda concentracin natural de una
o mas especies de minerales metlicos o no metlicos. Los depsitos de
minerales se pueden subdividir de manera general en dos tipos:
1 Depsitos Comunes
Formados por rocas, de las cuales se ocupa la petrografa2 Depsitos Especiales
Formados por minerales tiles, objeto de estudio de la geologa
econmica
La mayora de depsitos de minerales, especialmente los que son de
importancia econmica, se pueden presentar en masas lenticulares o
tabulares que se conoce con el nombre de filones. Los filones son fisuras
en rocas preexistentes rellenadas con masas procedentes de
cristalizacin magmtica. Los filones de pequeas dimensiones se llaman
vetas, y cuando se interrumpen para formar cmulos de forma lenticular,
se denominan lentes.
De acuerdo a los procesos formadores, los depsitos de minerales se
pueden clasificar como:
1 Depsitos de minerales formados por procesos magmticos.
2 Depsitos de minerales formados por procesos de intemperismo o
Meteorizacin
3 Depsitos de minerales formados por procesos de sedimentacin.
2.1.1. Depsitos De Minerales Formados Por Procesos Magmticos
Actualmente es casi universal admitir que los minerales de los filones
fueron depositados por soluciones acuosas. Sin embargo, los depsitos
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de minerales de mayor importancia economica se supone han sido
depositados por soluciones magmticas en proceso de enfriamiento y
cristalizacin. Dado que dichas soluciones termales son ascendentes, la
presin y temperatura son cada vez menos intensas, condicionado la
deposicin del material disuelto. Se ha demostrado que ciertos minerales
se forman en condiciones de presin y temperatura determinadas.
Esta clase de depsitos se forman como consecuencia de la cristalizacin
del magma a profundidades y temperaturas variables y altas. De acuerdo
a las etapas de la cristalizacin magmtica, los depsitos de minerales se
pueden clasificar corno:
1 Ortomagmticos
Son los depsitos formados por concentracin o cristalizacin magmtica
de los minerales accesorios en cantidades y volmenes variables. Se
presentan los siguientes tipos:
a. Diseminado
El mineral til ocurre en forma diseminada en el cuerpo de las rocas.
Por ejemplo, los depsitos de diamantes de Sudfrica.
b. De segregacin
Los minerales econmicos al diferenciarse en el magma por
cristalizacin pueden trasladarse o segregarse hacia el interior del
magma o hacia las zonas perifricas.
c. De inyeccin
Los minerales econmicos son concentrados por diferenciacin y no
permanecen en el lugar de acumulacin original, sino que son
inyectados en las rocas adyacentes.
2 Pegmtiticos-Neumatolticos
Originados por cristalizacin de fluidos magmticos residuales con alto
contenido de gases. Las pegmatitas son rocas de granos
excepcionalmente gruesos, compuestas por cuarzo, feldespatos y micas.
Algunas pegmatitas pueden contener minerales que contienen elementos
raros como los lantnidos o tierras raras. Entre los yacimientos tpicos
neumatolticos, se destaca los yacimientos bolivianos de casiterita.
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3 Hidrotermales
Originados por deposicin de soluciones acuosas en los diversos tipos de
fisuras de las rocas. Estos depsitos se dividen normalmente de acuerdo
a la temperatura de las soluciones acuosas, en:
a. Depsitos de Alta Temperatura o Hipotermales
Formados a gran profundidad, a altas presiones y temperaturas (300 a
500C). Existen varios tipos de filones de alta temperatura definidos
porque contienen minerales caractersticos: filones de casiterita,
wolframita y molibdenita; filones de cuarzo y oro; filones de turmalina y
cobre; filones de turmalina y plomo.
Los minerales econmicamente importantes son: la casiterita, wolframita y
scheelita, molibdenita, oro nativo, calcopirita y galena. Los minerales
asociados a este tipo de filones son: pirita, pirrotita, arsenopirita, bismutita
y magnetita. El cuarzo es la ganga ms corriente y esta frecuentemente
acompaado por fluorita, turmalina, topacio, axinita y otros minerales que
contienen voltiles. Los metales ms importantes que se obtienen de los
depsitos hipotermales son: estao, wolframio, oro, molibdeno, cobre y
plomo.
b. Depsitos de Temperatura Media o Mesotermales
Formados a profundidades medias, a altas presiones y temperaturas (200
a 300C). Los principales minerales menas son: pirita, calcopirita,
arsenopirita, galena, blenda, tetraedrita y oro nativo. El cuarzo es el
principal mineral ganga, pero tambin son comunes los carbonatos
(calcita, anquerita, siderita y rodocrosita). Los principales metales que seobtienen de estos depsitos son: oro, plata, cobre zinc y plomo.
c. Depsitos de Baja Temperatura o Epitermales
Formados a poca profundidad, a presin moderada y temperatura de 50 a
200C. Los minerales tpicos de depsitos epitermales son: oro nativo,
marcasita, pirita, cinabrio y estibina. Entre las gangas se encuentran el
cuarzo, palo, calcedonia, calcita, aragonito, fluorita y baritina. Losmetales ms importantes que se encuentran en estos depsitos son oro,
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plata y mercurio.
Como los constituyentes voltiles y/o lquidos de las soluciones
hidrotermales son los responsables de la mineralizacin, entonces de
acuerdo a la forma de como se han depositado estos elementos en la
corteza terrestre, los depsitos hidrotermales se pueden clasificar tambin
en los siguientes tipos:
a. Depsitos Metasomticos de Contacto
Formados debido a que los elementos voltiles residuales reaccionan en
la zona de contacto con las rocas encajonantes. Originan importantes
depsitos de hierro, tungsteno, molibdeno, cobre, plomo, zinc, etc.
b. Depsitos por Relleno de Fractura
Son formados cuando las soluciones hidrotermales que ascienden
rellenan las fracturas de las rocas. Por Io general tienen forma tabular, por
Io que tambin se les denomina depsitos filoneanos o de veta.
c. Depsitos de Remplazamiento
Originados cuando las soluciones hidrotermales entran en reaccin
qumica con determinadas rocas, por ejemplo caliza, y tienen formas
irregulares.
De los dos ltimos depsitos se extrae la mayor cantidad de minerales
metlicos de cobre, plomo, zinc, plata, oro, tungsteno, molibdeno, estao,
bismuto, arsnico, uranio, etc.
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FIG. 2.1. Depsitos de Minerales: a. Por segregacin, b. Metasomtico de
contacto, c. Relleno de fisura, d. De remplazamiento
2.1.2. Depsitos De Minerales Formados Por Procesos De
Intemperismo
Son los depsitos formados por el intemperismo fsico y principalmente
qumico de las rocas preexistentes. Los principales procesos de
intemperismo formadores de depsitos de minerales son:
1 La alteracin qumica en climas tropicales de los minerales que forman
las rocas producen los llamados suelos laterticos. La bauxita que es el
mineral ms importante de aluminio tiene este origen.2 El traslado de minerales no resistentes a la meteorizacin qumica y
concentracin en el lugar de los minerales resistentes como el cuarzo,
oro, platino, etc. formando los depsitos residuales.
3 La disolucin por lixiviacin de minerales y la posterior redeposicin de
minerales tiles en zonas de oxidacin cuyo limite es el nivel de aguas
subterrneas - nivel fretico, dando como resultado un enriquecimiento
secundario. Los residuos remanentes en la superficie de oxidacin formanel sombrero de hierro.
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FIG. 2.2. Depsitos de mineral originado por intemperismo y pordeposicin residual.
Los minerales de los depsitos filoneanos, especialmente los sulfuros,
son fcilmente alterables, por lo que en un mismo filn se encuentran los
minerales primarios (es decir, los depositados originariamente por las
soluciones ascendentes en las fisuras) y los minerales secundarios,
formados por alteracin qumica de los primarios.
Los sulfuros son fcilmente oxidables en sulfatos, sobre todo los solublesen las aguas descendentes saturadas de oxigeno. Sin embargo, dado que
el oxigeno se pierde a una distancia relativamente breve de la superficie,
los minerales secundarios se encuentran solo en la parte superior del
filn. A menudo, la zona elevada es tambin una zona de enriquecimiento
secundario; as mientras la parte superior es gradualmente rebajada por
la erosin, su contenido metlico desciende al filn por accin del agua,
concentrndose, cuando esta pierde su oxigeno, en una zona mas baja.Este proceso es valido para muchos sulfuros (a-excepcin los de hierro).
La pirita es el ms abundante de los minerales filoneanos primarios. Al
oxidarse forma el oxido ferrico hidratado insoluble (o limonita) que
permanece en la superficie, por lo tanto, la parte superior del filn se
transforma en una masa limontica, mas conocida con el nombre montera
de hierro o gossan. El color pardo amarillento, y el aspecto oxidado del
afloramiento de muchas vetas, sirven de gua para encontrar un
determinado mineral.
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FIG. 2.3. Zonacin de alteracin hidrotermal en un prfido cuprfero tpico, como la sintetizaraLowell y Gilbert (1970); la compilacin estuvo basada principalmente en ejemplos del suroeste
de Estados Unidos. Ligeramente modificada de Lowell y Gilbert (1970) agregando una zona
poco profunda de alteracin arglica avanzada (AA). Otras abreviaturas: K = potsica; A =
arglica; QSP = cuarzosericita- pirita; P = propiltica.
En las vetas que contienen minerales de elementos diversos
(especialmente hierro y cobre), se pueden producir numerosas
reacciones, incluso oxidorreducciones que contribuyen a la formacin deminerales secundarios, a veces mas ricos, por ejemplo en cobre (covelita,
calcosita) que el primario (calcopirita). La oxidacin de la pirita y de los
sulfuros de cobre produce sulfato ferrico y acido sulfrico el cual
reacciona con el cobre para dar sulfato de cobre soluble. A medida que
esta solucin de sulfato de cobre desciende, a travs de una capa
reductora, reacciona con los sulfuros presentes en ella, recubrindolos
con una capa de sulfuros de cobre secundarios, principalmente calcita o
reemplazndolos por ellos. Cuando la oxidacin penetra ms
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profundamente, esos minerales reaccionan a su vez y originan una
emigracin descendente del valioso metal en los filones. En
consecuencia, cerca de las aguas freticas puede haber una zona de
enriquecimiento secundario, una concentracin de cobre derivada de los
minerales primarios de la capa superior original. Por debajo de las zonas
de enriquecimiento secundario la mena varia gradualmente hacia los
minerales primarios. El enriquecimiento secundario es muy importante
desde el punto de vista econmico, ya que puede convertir en
aprovechable un depsito primario de bajo contenido.
Otros casos comunes de la alteracin de minerales primarios son: la
blenda se transforma en hemimorfita y smithsonita; la galena en anglesita
y cerusita; los sulfuros de cobre en malaquita, azurita, cuprita y cobre
nativo.
2.1.3. Depsitos De Minerales Formados Por Procesos
Sedimentarios
Son los depsitos que se han originado en medios acuosos como los ros,
lagos o mares. Se pueden formar por sedimentacin mecnica o qumica.
a. Por sedimentacin mecnica
Originados cuando las aguas en circulacin, arrastran, depositan y
acumulan en sus valles a los minerales mas pesados y
qumicamente estables. Se forman as los llamados depsitos de
placer, como por ejemplo los depsitos de placer de oro, platino,
casiterita, etc.
b. Por sedimentacin qumica
Son los depsitos que se han formado de preferencia en los lagos y
mares. De acuerdo a los diferentes minerales que contenga el agua
en solucin se pueden originar depsitos de sales, depsitos de
hierro sedimentario, de manganeso sedimentario, de sedimentacin
orgnica, etc.
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2.2. Afloramiento de los Depsitos de Minerales
As como un animal o una planta dejan una huella particular distinta de otros
animales o plantas, los minerales colorean los cerros y alteran en distintas
formas los lugares donde se encuentran. Adems, as como el barro al secarse
deja grietas por el agua evaporada, los minerales dejan huella en las rocas al
ser oxidados por el intemperismo. Por ejemplo, la galena (mineral de plomo)
deja aberturas cbicas, la chalcopirita (mineral de cobre) los deja alargados, la
pirita (mineral que acompaa a otros) deja huecos como si hubieran tenido
dados.
Los lugares ms favorables para buscar depsito de mineral son:
1 Los cerros que presentan dos rocas de contacto, distintas, en especial
cuando una de ellas es caliza.
2 Los cerros vecinos a otros que presenten vetas.
3 Las quebradas opuestas a otras que tengan mineralizacin.
4 Las quebradas o sitios de roca descubierta.
5 Los sitios que presentan cambios en el color o caractersticas distintas de las
rocas vecinas.
6 En general se debe observar los rodados de cerros y quebradas, ya que si
muchos de ellos tienen chispas de mineral o rasgos de xidos, debe existir
mineralizacin en la parte alta.
7 Tambin hay que observar a las arenas de los ros y mares, examinar el
color del agua de los ros, lagunas o charcos.
Los afloramientos del mineral pueden ser claros y perfectamente visibles o
pueden estar enmascarados por depsitos detrticos. Si el filn es mas fuerteque la roca encajonante, el afloramiento se ve como un faralln que sobresale
de la superficie del terreno (Fig. 2.4a). Si la roca encajonante es mas blanda
que la veta, entonces se ve como una zanja (Fig. 2.4b). Los afloramientos que
tienen cavidades o depresin con minerales cristalizados en su interior, son un
buen indicio para efectuar algunos cateos.
En la actualidad son muy importantes los colores de los afloramientos porque
indican el mineral primario probable que ha sido alterado por fenmenosgeolgicos. Por ejemplo, el cobre presenta generalmente una oxidacin verde y
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otras veces morado, color "concho de vino"; el hierro se altera a rojo o amarillo
fuerte; la plata y el plomo, amarillo plido. Las muestras frescas y oxidadas que
se encuentren deben ser analizadas por el elemento principal y por posibles
elementos que estn asociados. Ejemplo: una muestra de plomo adems del
anlisis del plomo debe analizarse por zinc, oro, plata, cadmio y otros, pues
muchas veces los elementos que no se ven a simple vista hacen provechoso
un depsito de mineral.
Fig. 2.4. Tipos de afloramiento de vetas de mineral, (a) afloramiento tipo
faralln. (b) Afloramiento tipo zanja
2.3. Yacimientos De Minerales
Los yacimientos de minerales para la obtencin de metales se caracterizan por
una gran variedad de formas. La forma mas comn es la del tipo de un cuerpo
mineralizado cuyas superficies laterales son aproximadamente paralelas. Las
rocas que encierran a la veta se llaman rocas "encajonantes".
Los depsitos de minerales, especialmente las vetas de menas tiles, que si
son econmicamente aprovechables reciben el nombre de yacimiento. Es
importante sealar que existen diferentes tipos de yacimientos mineros, los
cuales tienen que ser explotados utilizando tcnicas y procedimientos
diferentes para cada caso. Los yacimientos de minerales se pueden clasificar
de acuerdo a la forma como se encuentran en la naturaleza de la siguientemanera:
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a. Vetas
Una veta es una grieta de la corteza terrestre rellenada con minerales.
Por lo tanto, el cuerpo mineral es de forma alargada, limitado por planos
irregulares de rocas denominadas "encajonantes" (Fig. 2.5a).
Generalmente la veta es vertical. Cuando el cuerpo mineral aparece
tendido o echado se le llama "manto". Las vetas, conocidos tambin como
filones, es el tipo de yacimientos mas comn del Per. Las vetas son de
dimensiones muy variables, tanto en espesor (desde pocos centmetros a
centenares de metros) como de extensin (de pocos centmetros a
centenares de kilmetros).
b. Diseminados
Se llama as al cuerpo mineral que aparece en forma de hilos que
atraviesan la roca en todos las direcciones, o bien como puntos o motas
de mineral que cubren grandes extensiones (Fig. 2.5b). En el Per
Toquepala, Michiquillay, Cerro Verde, Yanacocha son yacimientos de esta
clase.
FIG. 2.5. Yacimiento tipo veta y tipo diseminado
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FIG. 2.6. Yacimiento tipo contacto
c. Aluviales
Es un yacimiento formado por granos, placas o pepas de mineral de
diferentes formas y tamaos que estn depositados en las arenas o
lechos de los ros o de los mares. Generalmente son de oro, tungsteno y
titanio Como ejemplos de estos yacimientos se tienen los lavaderos deSandia en Puno; de Pallasca en Ancash y del ro Madre de Dios.
d. Contacto
Es un depsito mineral formado a lo largo del encuentro entre dos rocas
de distinto origen, casi siempre una de ellas es caliza (Fig. 2.6). Ejemplos
de este tipo de yacimientos se tiene en Antamina, Milpo y Atacocha.
2.3.1. Elementos de Yacimiento
La dimensin y la posicin de una veta esta determinada por sus
elementos del yacimiento, que son: rumbo, buzamiento y potencia.
1 El Rumbo o la Direccin de Buzamiento
Esta determinado por la "lnea de direccin" formada por la
interseccin del estrato con el plano horizontal.
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2 Angulo de Direccin
Es el ngulo que forma la lnea de direccin del yacimiento. Seala
la posicin de ste con respecto a los puntos cardinales.
FIG. 2.7. Zonamiento de una veta de un yacimiento polimetllico de Zn, Cu, Pb,
Ag y Au emplazado en el flanco Oriental del batolito de la costa. La
mineralizacin se produjo de NE (lugar de mayor temperatura) a SW Lugar de
menor temperatura.
3 Lnea de Buzamiento
Es la lnea que corre en el plano del estrato perpendicularmente a
la lnea de rumbo.
4 ngulo de Buzamiento
Es el ngulo diedro formado por la lnea de buzamiento y el piano
horizontal de la veta; equivale al ngulo plano que forman la lnea
de mxima pendiente de una veta y su proyeccin en el plano
horizontal. El buzamiento de una veta se designa por un valor
angular, medido por el clinmetro y por la direccin de buzamiento.
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5.Potencia
Es el espesor de una veta medido como la distancia mas corta
entre sus superficies laterales.
Por lo general la potencia, ngulo de buzamiento y ngulo de
direccin de las vetas varan con la profundidad y el rumbo.
Los procesos de formacin de las cordilleras han alterado la posicin
primitiva de los yacimientos, ocasionando variaciones en el ngulo de
buzamiento, pliegues y desgarramientos de los cuerpos mineralizados,
acompaados de desplazamiento subsiguientes de sus partes, unas
respecto de otras, dando lugar a las fallas laterales y normales.
2.4. Prospeccin y Exploracin de Yacimientos de Minerales
La prospeccin tiene por finalidad el descubrimiento de yacimientos nuevos de
minerales y la descripcin preliminar de su forma, dimensiones y composicin
mineralgica. En cambio el objetivo de la exploracin es el estudio detallado de
la calidad del mineral, determinar las reservas y su orientacin geolgica. No
existe un lmite definido entre prospeccin y exploracin.
2.4.1. Prospeccin de Yacimientos de Minerales
Para la determinacin de los recursos minerales se emplea en la
actualidad los siguientes mtodos:
a. Interpretacin de imgenes creadas por la energa radiante y
captada por percepcin remota a travs de satlites.
b. Aerofotografa, para ubicar las estructuras ms favorables.c. Geoqumica, permite detectar la presencia o no de minerales
deseables al comparar anlisis qumicos de la corteza terrestre de zonas
seleccionadas y referirlos al promedio general que presenta la zona
escogida para el estudio.
d. Geobotnica, es la bsqueda de yacimientos de minerales
realizada mediante anlisis qumicos de las plantas o estudios botnicos.
e. La geofsica, ubicacin de yacimientos en base a las diferentespropiedades fsicas de los minerales. Es el mtodo ms utilizado para la
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deteccin de minerales. Las tcnicas de prospeccin geofsica que se
pueden emplear son:
- La magnetometra; que esta basa da en la medicin de la
distribucin del campo magntico normal de la tierra por la presencia
de rocas con propiedades electromagnticas mediante
magnetmetros.
- La electrometra; el diferente comportamiento de los materiales
frente al paso de la corriente electrnica es conocido como
conductividad elctrica. La prospeccin geoelctrica se fundamenta
en la distinta conductividad elctrica de las rocas al aplicarles una
fuente controlada de energa elctrica.
- Sismometra: La diferencia de velocidad de propagacin de las
hondas ssmicas depende de los distintos tipos de rocas presentes
en el terreno. La generacin de impulsos cortos de energa ssmica
por el impacto de cargas explosivas son registradas por sismgrafos
que miden el intervalo entre el momento de la explotacin y la
llegada de las ondas a distancias preestablecidas.
- La gravimetra: Determina la distribucin desigual de la fuerza de
gravedad entre las rocas y minerales ms pesados o muy livianos.
- Radiometra: Detecta y mide las radiaciones radiactivas,
principalmente los rayos gamma.
Todas estas tcnicas permiten reducir al rea de estudio a las zonas
anmalas, en otras palabras aquellas zonas que no presentan las mismas
caractersticas de la regin en general, razn por el cual es de presuponerla existencia de minerales.
2.4.2. Exploracin de Yacimientos de Minerales
Despus de la prospeccin minera, es necesario realizar la exploracin
para delimitar la dimensin del yacimiento. Es importante conocer si es
que existe un volumen tal de mineral que garantice la recuperacin de las
inversiones, adems de un excedente significativo que lo haga atractivopara los inversionistas. Para definir al yacimiento tanto en su extensin
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lateral como longitudinal y en profundidad, es necesario realizar un
programa de sondajes sistemticos y de labores mineras, como tneles y
piques (labores verticales a profundidad).
2.4.2.1. Sondajes
El sondaje o sondeo, es el mtodo de exploracin ms ampliamente
utilizado. La tcnica actual de sondeo permite perforar los pozos
profundos de hasta 6 Km. y se estima que en el futuro se podrn
realizar sondajes de hasta 15-18 Km. En el proceso de sondeo se
extraen de los pozos muestras, denominados testigos, de rocas con
el objetivo de realizar:
- Anlisis qumicos.
- Anlisis petrogrfico y mineragrfico.
- Estudio metalrgico.
Los pozos de sondeo son perforaciones cilndricas de pequeo
dimetro efectuadas en la roca mediante instrumentos especiales de
perforacin, fundamentalmente por rotacin y percusin. Los
dimetros de los pozos de sondaje varan desde 16 mm hasta los
1500 mm. Las partes fundamentales de un pozo de sondeo son:
1Boca
2 Tajo
3 Pozo
4 Superficies laterales o paredes
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FIG. 2.8. Partes de un pozo de sondaje: (a) 1 boca; 2 tajo, 3 pozo; 4 paredes.
(a) Tajo continuo, (b) tajo circular.
Los sondajes que se perforan desde la superficie pueden ser:
- Verticales
- Inclinados
Si se los perfora desde labores subterrneas pueden tomar las
direcciones:
- Vertical
- Inclinada
- Horizontal
- Ascendente
Los tipos de sondeo pueden ser:
1 Tajo continuo, que se realiza por toda la superficie del fondo para
pozos de explotacin, ventilacin, etc.2 Tajo circular, que se realiza por un espacio anular; quedando
intacta una columna de material rocoso, testigo.
De acuerdo con los esfuerzos generados y el tipo de herramientas
empleadas los mtodos de sondeo se dividen en:
1Rotativos
2 De percusin
3 De rotacin y percusin.
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2.4.2.2. Labores Mineras
Por labores mineras se entiende a las excavaciones de diferente
forma y direccin, practicados por el hombre en la corteza terrestre y
ligadas con la superficie directamente a travs de otras galeras. Las
labores mineras se realizan con ayuda de explosivos, utilizando
medios de mecanizacin y a mano.
Fig. 2.9. Labores mineras: 1. Pozo de sondeo. 2. Calicata. 3. Zanja.
4. Crucero.5. Galeria 6. Pozo de mina. 7. Cortaveta. 8. Recorte.
9. Contracielo. 10. Veta de mineral
Las partes de una labor minera son:
1 Boca o abertura
Es el lugar de salida a la superficie o de unin con otra excavacin.
2 Frente de arranque o ataque (tajo)
Es el extremo de la excavacin que se desplaza a medida que estaavanza.
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3 Paredes
En los socavones o galeras, horizontales, adems de las paredes
debe tomarse en cuenta el techo y el suelo (base, piso).
Los tipos de labores mineras que se pueden desarrollar son:
4 Zanjas
Las zanjas son labores a cielo abierto, de gran con corte transversal
trapezoidal (con menos frecuencia) con corte transversal recto, cuya
profundidad va desde 1 - 3 hasta 5 m, siendo su ancho por la base
superior de hasta 2 - 2,5 m y por la inferior (por el fondo) desde 0,4
hasta 1 m.
Las zanjas con paredes verticales suelen ser denominadas
trincheras. A fin de evitar el desmoronamiento, las paredes de las
zanjas pueden apuntalarse. Para ello se las suele reforzar con
costeros u otros materiales del lugar, a los que se asegura con
travesaos Para la excavacin de las zanjas se usan por regla
general, palas, picos, barretas y a veces palas neumticas o
martillos picadores.
5 Calicata o Pozo de Cateo
El pozo de cateo sirve para la exploracin del yacimiento,
ventilacin, descenso de materiales y para otros fines auxiliares. Las
calicatas son excavaciones realizadas verticalmente o en forma casi
vertical, de seccin transversal rectangular, cuadrada o circular, de
0,9-2,0 m2 de superficie y hasta 30 m. de profundidad (raramentems) comunicadas directamente con la superficie.
6 Cruceros
Son pequeas excavaciones horizontales subterrneas que
interconectan calicatas.
7 Pozo de Mina o de ExploracinEs una excavacin vertical o inclinada con acceso directo a la
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superficie destinada a facilitar los trabajos relacionados con la
exploracin de minerales tiles. La profundidad de los pozos de
exploracin alcanza los 150-250 m. y la superficie de su corte
transversal (por lo comn, rectangular) va desde 6 hasta 14m2. Estas
labores mineras se emplean fundamentalmente para reconocer
vetas de buzamiento vertical o casi vertical en superficies planas. El
trabajo de excavacin de un pozo requiere de operaciones similares
a las de las calicatas.
A partir del pozo se practican las labores subterrneas horizontales.
Las principales labores subterrneas horizontales son:
- Los socavones
- Las cortavetas
- Las galerias
A estas excavaciones se hallan unidades, otras labores auxiliares
horizontales o verticales, como:
- Recortes
- Contracielos
- Tiros ciegos
Durante la explotacin el pozo de mina se usa para la extraccin del
mineral, al descenso y ascenso del personal y los materiales. En el
pozo de mina van canalizados los cables elctricos, las tuberas de
conduccin de agua y aire comprimido; a travs de los pozos se
efecta la aireacin de todas las labores subterrneas.
La parte superior del pozo se llama "boca" o "bocamina" y la inferior
se conoce como "sumidero" o "fosa colector".
La seccin transversal de los pozos de mina de explotacin puede
tener una forma redonda o rectangular, a veces elptica. Los pozos
de seccin redonda son entibados con un revestimiento de hormign
u hormign armado. El dimetro de estos pozos suele ser de 4 a 8m.Los pozos de forma rectangular son provistos de un estibado de
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madera o metlico; el rea de su seccin es de 8 a 25m2. La
profundidad de los pozos esta determinado por la del yacimiento,
alcanzando en ocasiones de 2 3 Km.
8 Socavn
Es la labor subterrnea horizontal, directamente comunicada con la
superficie, de seccin transversal rectangular, cuadrada, en forma de
trapecio o abovedada. El rea de seccin transversal es de 3 a 4m 2
y se los excava en las condiciones de un relieve plano, durante los
trabajos de reconocimiento y explotacin de yacimientos de
minerales tiles. Se usa para la extraccin de mineral a la superficie,
el acarreo de materiales, y a veces tambin para el transporte del
personal por medio de carriles o sin carriles. En funcin de la
ubicacin de las vetas de minerales tiles, los socavones se dividen
en:
- Socavones longitudinales, cuando se hacen a lo largo de la veta.
- Socavones transversales, cuando cortan las vetas.
- Tneles, socavones que atraviesan el macizo de parte a parte.
9 Cortaveta
Es la labor minera subterranea horizontal y transversal cuya entrada
comunica con otra labor minera, practicada en las rocas estriles y
por las vetas de mineral en sentido transversal al rumbo con un
ngulo determinado, ms comnmente cruzado su rumbo.
Excavndose solo en la roca.
10 Galera
Es la labor minera subterrnea horizontal, cuya entrada comunica
con otra excavacin subterrnea y que es practicada en direccin de
las capas de mineral til, cuando la posicin de la veta es inclinada o
vertical; o en cualquier direccin cuando la veta se encuentra en
posicin horizontal. Una galera de mina es excavada segn elrumbo del cuerpo mineralizado.
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Las galenas horizontales excavadas en rocas desmoronables son
entibadas con madera, hormign o metal; en tanto que las galeras
excavadas en rocas firmes, muchas veces prescinden de
fortificacin. Segn el tipo de entibado, las galeras tienen una
seccin de forma trapezoidal, abovedada o rectangular.
11 Recorte
Labor subterrnea horizontal orientada por la potencia horizontal de
la veta practicada a partir de galeras y socavones en forma
transversal al rumbo de la veta, excavndose en el mineral.
12 Contracielo y Tiro Ciego (Contrapozos)
El contracielo es la labor practicada desde otras labores
subterrneas horizontales hacia arriba; en cambio, el tiro ciego o
contrapozo se efecta hacia abajo siguiendo el buzamiento de la
veta.
El contracielo es una galera minera vertical o inclinada, sin salida
directa a la superficie y destinadas a la bajada del mineral
arrancado, circulacin de la gente, levantamiento, descanso de
materiales, ventilacin. A diferencia de un contrapozo, el contracielo
no se utiliza para elevar estriles o mineral. El contracielo o realce
son excavaciones de abajo hacia arriba.