Apuntes Depósitos Minerales-W.griem (2006)

8/18/2019 Apuntes Depósitos Minerales-W.griem (2006)

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Apuntes Depósitos Minerales

Dr. Wolfgang Griem

Contenido

[versión 9/2006]

1 Introducción

Definiciones Introducción: Ciclos de Enriquecimiento

oxidación - meteorización Historia Las unidades Clasificaciones de depósitos Concepto de la clasificación de depósitos por su forma Concepto de la clasificación por su ambiente de formación Algunos conceptos químicos

2 El sistema magmáticoIntroducción al ambiente magmático (Apuntes GeologíaGeneral)Procesos intramagmáticos Sudbury

3 El sistema hidrotermalProcesos en el sistema hidrotermal

Clasificación del sistema hidrotermal

4 Yacimientos en elambiente magmático -postmagmático

Depósitos Vetiformes Pórfidos Cupríferos Estructuras de Pórfidos Alteraciones Perfil de pórfido Sulfuros macizos (massive sulphide)

5 El ambiente sedimentario

Procesos de acumulación sedimentario (Lavaderos) Lavaderos de Oro Fe-brechas del ambiente litoral Bauxita - Laterita Banded Iron Formation (BIF) Esquistos de cobre Reemplazo Concordante Depósitos de Sal / Domo de Sal Petróleo

6 El ambiente metamórfico Skarn

Índice de palabras

Módulo de citas: " Depósitos Minerales"Bibliografía Depósitos Minerales

Capitulo 1:

Algunos definiciones:Depósito: Parte o fracción de la corteza terrestre donde por procesos geológicos se formarono forman (o acumulan) sustancias minerales útiles, que pueden ser explotados con beneficioeconómico, con los medios técnicos disponibles.>>Conjunto de minerales o rocas con un valor económico.Existe también una definición parecida, pero la frase "beneficio económico" se cambio por"beneficio para la humanidad". Este definición tiene la ventaja que incluye a todos losdepósitos que no dan un valor económico actual, pero tienen un valor social (subvención de laminería se carbón en Alemania por ejemplo), un valor histórico (Chañarcillo en la Región Atacama, Chile), valores turísticos de algunos depósitos etc.

Mena:

Las masas de agregados minerales o rocas de las se puede extraer uno o varios metales conbeneficio económico.

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Ley de Mena: El contenido de un determinado metal en la mena: En % en ppm (partes pormillón) o en gramos por tonelada gr/to. (véase unidades>>>)

Ley de un yacimiento:La distribución de una mineralización dentro de un yacimiento no es uniforme, existiendozonalidades, con menas de análogas o idénticas mineralogías pero distintas leyes. La ley de unyacimiento es la media ponderada de las leyes correspondientes a las menas de las distintaszonas del yacimiento.

Ley de Corte: Por debajo de cual un yacimiento no es económicamente explotable. Ganga: Sustancias minerales presentes en la mena que, al carecer de valor o utilidad,son eliminadas de acuerdo a especificaciones de mercado, con los medios técnicos

disponible. (Cuarzo, calcita, baritina...)

Estéril Sectores sin valor económico del yacimiento. Epigenético: El depósito se formó después de la roca de caja. Un ejemplo sería una

mineralización secundaria.

Singenético: El depósito se formó durante la formación de las rocas. Hoy día en su

forma pura casi en extensión - casi siempre se encuentran un fenómeno que provocó un

enriquecimiento secundario.

Tabla de Clarc

Concentración de algunos elementos químicos de valor económico en la corteza terrestre:

Elementoquímico

% de la corteza (depeso)

Factor deenriquecimiento

Aluminio 8,00 3-4

Fierro 5,8 5-10

Cobre 0,0058 80-100

Níquel 0,0072 150 Zinc 0,0082 300

Uranio 0,00016 1200

Plomo 0,0001 2000

Oro 0,0000002 4000

Mercurio 0,000002 100.000

Factor de enriquecimiento es la cantidad de enriquecimiento para obtener un depósito(rentable). Significa Aluminio se presenta como promedio en la corteza terrestre con 8%. Undepósito de aluminio contiene entre 3 hasta 4 veces más aluminio (=24%-32%).

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Esquema de distintos ciclos de enriquecimientos

Etapas de un ciclo de enriquecimiento

Acumulaciones y enriquecimientos:

El principio teórico es, a partir de una cortezageoquímicamente relativamente homogénea - se formabansectores de mayores contenidos de un o otro elementoquímico. Paulatinamente una movilización provocó en algunossectores enriquecimientos en otros empobrecimientos. Unfactor importante era la lenta diferenciación de la proto-tierra a

un planeta con núcleo - manto y corteza.Generalmente estos procesos general durante la formación dela tierra no forman parte de los modelos genéticos de losdepósitos.

Un ciclo de la formación de depósitos en la corteza terrestrecontempla teóricamente tres etapas. Pero la mayoría de losdepósitos se acumuló durante varios ciclos.

Las etapas de un ciclo:a) liberación: solución, lixiviación, fundiciónb) movilización - transportec) deposición - precipitación

a) Los procesos de liberación:Todos los procesos exógenos o endógenos que puedenproducir una salida de átomos específicos de una roca o unmineral. Especialmente procesos de meteorización, erosión yprocesos químicos como solución y lixiviación en aguastermales, metasomatismo o metamorfismo. Esta etapa liberaun elemento específico de su entorno y lo posiciona para unfuturo transporte.

b) movilización - transportePara acumular en un lugar específico una mayor cantidad deelementos iguales hay que contar con un medio de transporte.Este medio tiene dos funciones: transportar y tal vez separar.La movilización puede afectar la futura mena o el materialestéril y la mena se enriquece en el lugar mismo. El transportepor sí mismo muchas veces contempla con mecanismos deseparación entre diferente materiales.En este grupo caen muchos procesos sedimentarios, lacirculación de agua hidrotermal, agua subterránea,separaciones adentro de una cámara magmática etc.

c) deposición - precipitación:Sí los factores químicos o físicos lo permiten los elementosquímicos o minerales se depositan en lugares específicos. Eso

significa un aumento gradual en ese lugar o ambiente de unasustancia específica. Los mecanismos más importantes sonprecipitación química y la acumulación mecánica. Los factorespueden ser químicos (temperatura, pH, presión etc.), físicos(velocidad del flujo etc.) o biológico (actividad demicroorganismos).

Muchos yacimientos (posiblemente todos) tenían varios ciclosde enriquecimiento. Por ejemplo:1. ciclo: cámara magmática abajo del lomo central,2. acciones hidrotermales (fumarolas) cercanas del lomocentral,

3. ciclo procesos encima la placa oceánica en el fondo marino.4. procesos durante la subducción5. procesos hidrotermales en la corteza continental de unmargen activo con subducción.

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El ciclo de enriquecimiento: posibles mecanismos

liberación transporte deposición

exógenos meteorización lixiviación por agua agua, viento, gravedad acumulación sedimentaria

precipitación química

endógenos

procesos metamórficos

procesos metasomáticosfundición

migración hidrotermal,

neumatolítica, pegmatiticamovilización magmática

precipitación hidrotermal

diferenciación ycristalización

climatipo de roca

contenido inicial de lasustancia

velocidad del flujoactividad tectónica

velocidad del corrienteactividad tectónica

porosidad, mineralogía de laroca factores

pH, temperatura, presión, fugacidad de oxígeno, contenido de complejos orgánicos,actividad biológica, disponibilidad de agua, fuente del agua, ambiente de oxidación /

reducción

Oxidación de los depósitos:

La atmósfera de la tierra produce un fuerte cambio a las rocas cercanas de la superficie. Especialmente los minerales demena tienen una fuerte tendencia de disolverse en un ambiente de óxidos. Por ejemplo pirita se descompone y se formalimonita que es casi insoluble.En conclusión se forma una zona de óxidos y abajo del nivel freático una zona de sulfuros. La zona de óxidos estamarcada por una zona de lixiviación y una zona de enriquecimiento de óxidos. Además se forma un sombreo de hierro ogossan que destaca por su alta dureza y generalmente forma una zona morfológicamente elevada.

Se puede diferenciar tres zonas en los óxidos:sombrero de hierro, zona de lixiviación y menaoxidada. El límite hacia la zona de los sulfurosgeneralmente esta definida por el nivel freático.En varias ocasiones el límite no es abrupta, esdecir al primero se aumentan las inclusiones de

sulfuros. En un nivel la mineralización parecemás de un sulfuro - pero hay nivel de óxidoscuales se pierden paulatinamente haciamayores profundidades. Especialmente cambiosen el nivel freático - finalmente controlado por elclima del sector podría producir este fenómeno.La profundidad del límite entre óxidos y sulfurospuede ser entre 20 metros hasta 200 metros deprofundidad. En sectores desérticos ( Atacama)se ubica en una profundidad entre 70 y 110metros.En mayores profundidades sigue la zona deacumulación y la mena primaria.

Depósitos tal vez tienen su propia manera decomportamiento de erosión y meteorización. Síhay un contenido considerable en SiO2 se formauna zona de mayor dureza quemorfológicamente produce una elevación. Lossombreros de hierro se reconoce generalmentemuy fácil por su característica formamorfológica. Impregnaciones de Si finalmenteprotegen el yacimiento y no permiten elcomienzo de erosión y transporte en el depósitopropio tal. Pero sí la zona de sílice se ha

gastado la erosión avanza rápidamente: Losminerales arcillosos - un producto de laformación del yacimiento - son generalmentemuy blandos y muy fácil para atacar.

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Simonin (1867): "Accidente" - observa los dos minerosabajo!

otros accidentes

algunos datos

40.000 a.C. Swaziland, África Fe 3000 a.C. Carbón (escocia) 1400 a.C. Negev Mine (Israel) época debronce

Avoca mine (Cu) - Irlanda (Wicklow)

1000 a. C. Hallstadt -Alemania (sal) 700 a.C Carbón Alemania - celtas

500 a. C. Neuenburg (Württemberg) - Fe (Celtas

ImperioRomano

Minería en España, Inglaterra etc. engran estilo

550 d.C. Chuquicamata (Cu): "hombre de Cobre"

968 d.C. Rammelsberg (Alemania) 1199 d.C Mansfeld (Cu, Ag) (Alemania) 1185 d.C Minas de Freiberg (Alemania)

1545incaico

Potosí (Ag) Bolivia

1832 Chañarcillo (Ag) Chile

Historia: Desde hace el ser humano aprendió el uso de herramientastenía que preocuparse de adquirir la materia prima. Alprimero usó lo que podría encontrar en su entorno, pero enun momento era más conveniente empezar con unabúsqueda sistemática. Especialmente los recursos comogreda, chert, cuarzo, sal entre otros eran los primeros

objetivos en la búsqueda.La minería metálica empezó con el uso de cobre y despuésde aleaciones entre cobre y hierro. Alrededor de 5000 añosante Cristo se conoce los primeros intentos de extracción decobre.En en imperio Romano la minería llegó a niveles mástecnificados y las cifras de producción eran impresionantes.Por ejemplo en el sector "Las Médulas" en España todavía sequedan tremendas restos de un lavadero de oro explotadopor los Romanos. También los primeros trabajos escritos seconoce de está época: Especialmente los minerales y el orollamó atenciónEn los siglos siguientes Europa no alcanzó mantener este

nivel tecnológico. A partir del siglo 11/12 se conoce unafuerte actividad en la minería. A partir de 1500 empezó unnuevo "boom" en los metales.Especialmente los libros "de re metallica" de Georgius Agricola en 1556. Este obra era un "milestone" en lasciencias de la minería. Especialmente la descripción ydefinición de veta, dique, manto, mineral homogéneo, mineralheterogéneo (ojo: hoy roca), clasificación de yacimientos etc.-La minería tenía su auge en algunos lugares como el Harz(Alemania), Erzgebirge (Alemania), Cornwall (Inglaterra),Irlanda.También en América, especialmente Bolivia, Chile y México

la minería tenía sus raíces alrededor 4000 años atrás. Losincas tenían todo el conocimiento de extraer y purificar elcobre.

En el norte de Chile en los años 1832 el descubrimiento de lamina de plata "Chañarcillo" y después Tres Puntas se abrió laprimera puerta de una fuerte globalización. En 1850 ya losgrandes empresas europeas - principalmente inglesesinstalaron una minería tecnificada que antes no se han visto.El ritmo de producción llegó a cifras que solo par de añosatrás nadie se podría imaginarse. Pero todavía eso no era elfin. Después de la plata, el cobre llamó atención a lasimpresas europeos. Ferrocarriles, máquinas a vapor,

andariveles, telégrafos a Atacama impactó la globalización.Hasta los años alrededor de 1920 en Atacama y el resto delmundo el yacimiento preferido era la veta o el manto. Leyesaltas, pero muy limitados en sus extensiones. Un yacimientode cobre en 1870 tenía fácilmente una ley de 18% Cu.Pero a partir de los años 20 ganó un otro tipo de yacimiento:Grandes extensiones y leyes relativamente bajas. Un pórfidocuprífero como Chuquicamata tenía "solo" 2,5% en cobre.

Actualmente la producción es gigantesca - sí estamosrecordándonos a las cifras del pasado. La famosa minaChañarcillo (Ag) con una riqueza excepcional tenía unaproducción anual en plata actualmente corresponde a 3,5%que produce Chile anualmente.

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Simonin (1867)

Para profundizar véase el módulo "historia de la geología yminería". Ahí se publicaron algunos ejemplos visualesrelacionados a la geología, paleontología y minería

Unidades

Para expresar la cantidad de un elemento químico en una roca se puede usar porcientos (%), ppm (partes por millón) ogramos por tonelada (g/t). Todas estas medidas son razones entre "Elemento de Interés" / roca total. Es decir la roca total

será 100 en el caso de porcientos o 1.000.000 en el caso de ppm o tonelada. Además se puede expresar la cantidad enuna fracción por peso o por volumen.

Ejemplo: Una muestra con 100 partículas del mismo tamaño, donde 99 partículas son de cuarzo y una partícula es deoro. Expresada en %(volumen) será 1%(vól) de oro. Pero la misma distribución expresada en "% peso" llega a un6,85%(peso) en el caso de oro: Cuarzo tiene un peso especifico de 2,65 g/cm3, oro 19,3 g/cm3. La muestra total entoncescontiene 99 X 2.65 = 262,35 g cuarzo y 1 X 19,3 = 19,3 g de oro. En total la muestra tiene un peso de 281,65 g (262,35g+ 19,3g = 281,65 g). Entonces 281,65 g serán equivalente a 100 % y 19,3 g representan 6,85 % por peso.

Tabla: Unidades

relativamente

abundanteCu, Fe, Al, Si,

elementos de traza Au, Ag,

cantidad porpeso

porciento% (peso)

gramos/ tonelada

cantidad porunidades % (volumen)

ppm (Partes pormillones

Distribución de la leyGraficando 1 % ,2%, 3%, 4% y 5% en una matriz de 10.000 píxeles.

1 % 2 % 3 % 4 % 5 %

fino

mediano

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grueso

La estimación de contenidos en "%" es posible. Pero hay que entrenarlo. Algunos inconvenientes en terreno pueden bajarla validez de los resultados:a) Una distribución heterogenia por ejemplo en vetillas o acumulaciones puntuales.b) diferentes minerales de menac) diferente granulometría de la mena.d) parte de la mena se "esconde" en partículas pequeños, bajo de la resolución del ojo.

Visualización de valores en ppm Imágenes para graficar ppm (partes por millón): De 100.000 píxeles (totales):

10 ppm 100 ppm

corresponde a un píxel por 100.000 píxeles corresponde a 10 píxeles por 100.000 píxeles

Realmente la estimación de valores en el rango ppm en terreno es imposible. Por un lado (como se ve en las dos figurasarriba) la cantidad de puntos (minerales de mena) es muy poca, por otro lado probablemente las partículas son muypequeñas - bajo de la percepción de nuestro ojo.

Clasificación de depósitos

Existen varios conceptos para clasificar los depósitos minerales. Todos estos conceptos tienenventajas y desventajas. No hay ninguna clasificación completamente satisfactoria. En generalclasificaciones tienen que ser aplicables, con base científico y útil. El objetivo de clasificar esordenar elementos en grupos. Lamentablemente los depósitos minerales muchas veces nocumplen solo un criterio, cumplen dos o tres, que provoca problemas fuertes en unaclasificación.

a) Clasificación por ambiente de formación: En este tipo de clasificación los ambientes geológicos donde de formó un yacimiento definen el

grupo. Por ejemplo: Sedimentario, Magmático y metamórfico. Además hay que agregar sub-facies como hidrotermal, intramagmatico. Véase >>> listado de los depósitos de acuerdo deeste clasificación.

http://www.geovirtual.cl/depos/deplist02.htmhttp://www.geovirtual.cl/depos/deplist02.htm


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El problema de esta clasificación es que muchos depósitos se formaron en varias etapas condiferentes factores. Existen fases de distintos tipos de enriquecimientos.Lo otro es que casi siempre una mineralización se forma por un conjunto de factores, que nonecesariamente dependen del mismo ambiente. Por ejemplo un yacimiento vetiforme dependemucho de la roca de caja.

b) Clasificación por forma o simetría del yacimiento:La simetría o la forma de un depósito da grupos bien definidos de diferentes yacimientos. Ellistado (>>véase) muestra una separación relativamente perfecta entre los grupos. Losmétodos de explotación dependen mucho de la forma del yacimiento. Grupos comoconcordante, discordante, regular, irregular definen bastante exacto una situación. La critica espor primero existen también simetrías no tan claras ("semi-irregular"; "casi concordante"), por

otra este clasificación es poco científica. La forma de un yacimiento es una característicasecundaria y no tiene automáticamente una relación con su mineralización. Pero es unagrupamiento bastante lógico y tiene algunas ventajas didácticas.

c) Clasificación por contenido en elementos qu ímicosPosiblemente la manera más científica en agrupar diferentes depósitos. Los problemas son,que casi todos los yacimientos son polimetálicos, es decir más de un elemento químico convalor económico hay que tomar en consideración. Además el mismo yacimiento puedecambiarse del grupo de acuerdo de los elementos más importantes (Ejemplo: En un rincón esun yacimiento Au-Ag, en el otro un yacimiento Ag-Au), simplemente depósitos songeneralmente bastante heterogéneos. También muy inconveniente es el fenómeno que lasmismas contenidos aparecen en facies o ambientes de formación bastante distintas. Al fin unaclasificación por elementos químicos da como resultado un sin número de grupos, que no es

muy útil en su uso.

Existe además la diferenciación de yacimientos metalíferos y "no-metálicos". En la primera vistaes bastante bien y útil. Pero geológicamente existen muchos yacimientos metálicos y no-metálicos que se forman en mismas condiciones.

Listado de los depósitos por forma:Este clasificación divide al primero entre depósitos discordantes y concordantes. En el segundoplano como se ve: regular o irregular. Los depósitos intramagmáticos están generalmenteadentro del grupo "concordante". La razón es la apariencia de este tipo de yacimientos en unaforma "estratificada" o "leyered" que da un aspecto general de concordancia.

vetas[>] tabulares -vetiformes zona de falladiatremas (pipes) 1 discordantes - regulares tubulares chimeneas (S)

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Pórfidos cupríferosImpregnaciones Alteraciones

Flats 2 discordantes - irregulares Reemplazo Skarn

Sulfuros (Cu) en caja sedimentaria

Banded Iron Formation

Hierro oolítico Sal, EvaporitasFosfatos Calizas

Sedimentarios

simples,autóctonos (dellugar mismo)

Energéticos: Carbón, Hulla, Turba fluvialeseólicos coluviales Lavaderoslitorales:Fe-brechas Arenas, Areniscas

Gravas

Sedimentariosalóctonos(transportadas)

acumulacionesclásticas Arcillas

reemplazo concordante [>] Bauxitas

estrato -ligados

depósitosresiduales Lateritas

Tipo Besshi Tipo Cipre

Tipo Kuroko caja volcánica -(sedimentaria)

Sulfuros macizos

Tipo primitivo

3

concordantes

concordantes

concordantes

concordantes

concordantes

concordantes

concordantes

roca / caja metamórfica Caja ígnea magmáticos primarios

Listado de los depósitos minerales por su ambiente de formación

diatremas

chimeneas

cámara magmáticaintramagmático

Alteraciones hidrotermales

Porfidos Cupríferos

pegmatitas

neumatoliticos

hidrotermales Vetas

teletermales

Metasomatismo

relacionados almagmatismo

Tipo Besshi

Tipo Cipre

Ambiente magmático

volcano-sedimentario

sulfurosmacizos

Tipo Kuroko

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Tipo primitivo

lavaderos fluviatilesfluviátil

acumulaciones clásticas

eólico lavaderos eólicos

acumulación litoral: Fe-brechaslitoral

lavadero litoral

ambienteterrestre

meteorización depósitos residuales

evaporitas / sal, domos de sal

calizas evaporación,precipitación

Fierro Oolitico

BIFacumulación

sulfuros marinos (Kupferschiefer)

Ambiente sedimentario

ambienteoceánico

Ambiente metamórf ico metamorfismode contacto

Skarn

Algunos conceptos químicos generales

Energía de activación o porque minerales no se descomponenautomáticamente

Cada reacción química que llega a un producto estable necesita una energía de activación. Esdecir para iniciar la reacción hay que ingresar energía. Los átomos participantes llegan a unnivel energético mas alto y eso permite un arreglo nuevo entre los átomos. La composiciónnueva estable se cambia a un nivel energético bajo - es decir para cambiar este arreglo deátomos hay que poner de nuevo energía. En este caso la composición nueva (el mineralnuevo) es estable, porque sin grandes cantidades de energía no se cambiará nada.

Un mineral "A" que es estable necesita una energía de activación para cambiarse a un otromineral (Mineral "B"). La "colina" de la energía libre protege que el mineral "B" se descomponey se cambia a mineral "A". Sí la "colina" de la energía libre es baja sería muy fácil que secambia el mineral. Por ejemplo la luz solar o la calor ambiental pueden cambiar un mineraldébil (= mineral con "colina" baja) a un otro mineral.

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El tamaño y la carga de los elementos químicos:

El comportamiento de un elemento químico en el ambiente geológico depende mucho de sutamaño y de su carga. Los elementos incompatibles (Cs, K, Rb, Ba ... :grande con carga baja opequeños con carga alta) no se pueden cristalizarse con gran facilidad en el ambientemagmático. Gran parte de estos elementos químicos tienen que esperar hasta las fases post-magmáticas / hidrotermales (> véase).Lo otro es que elementos químicos de igual tamaño y/o de igual carga pueden reemplazarse(Por ejemplo Ca por Sr). Por eso, sí el ambiente geológico lo permite, los puestos de Ca en unaestructura cristalina pueden ser ocupadas por un átomo de Sr.

4 / 1a Las rocas ígneas Introducción I

Geología General Contenido

Contenido de la página: Introducción / Lava / Volátiles / Gradiente Geotérmico / Fundición

/Tipos de rocas ígneas / Origen de las rocas ígneas / Diferenciaciónmagmática

W.Griem & S.Griem-Klee(1999, 2003)

geovirtual.cl

1. El Magma - una introducción

El magma se puede definir como una mezcla de componentes químicos formadores de

los silicatos de alta temperatura, normalmente incluye sustancia en estado sólido,líquido y gaseoso debido a la temperatura del magma que es por encima de los puntos

de fusión de determinados componentes del magma. En esta mezcla fundida los iones

metálicos se mueven más o menos libremente. En la mayoría de los magmas algunos

cristales formadores durante las fases previas de enfriamiento de magma se encuentran

suspendidos en la mezcla fundida. Una porción alta de cristales suspendidos y material

líquido imprime al magma algunas de las propiedades físicas de un sólido. Además de

líquidos y sólidos el magma contiene diversos gases disueltos en el.

El punto de fusión del magma se ubica en profundidades entre 100 y 200km, es decir en

el manto superior. Se supone que sólo una porción pequeña del material del manto está

fundida, lo demás está en estado sólido. Este estado se llama la fusión parcial. La

porción fundida es un líquido menos denso en comparación con la porción sólida. Porconsiguiente tiende a ascender a la corteza terrestre concentrándose allí en bolsas y

cámaras magmáticas.

Por ejemplo el magma máfico, que asciende continuamente a lo largo de los bordes de

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expansión en los océanos se reúne en cámaras magmáticas cerca de la base de la corteza

oceánica en profundidades entre 4 y 6 km por debajo del fondo oceánico.

El magma emplazado en alta profundidad en la corteza terrestre enfría lentamente.

En la formación del magma la presión juega un papel importante. A alta presión las

temperaturas de cristalización de los minerales son altas también. Una disminución de la

presión tiene en consecuencia una disminución en la temperatura de fusión o

cristalización de los minerales. De este modo en altas profundidades en la corteza

terrestre y en el manto superior puede producirse el magma a partir de material sólido.Comparamos el material sólido rocoso situado en altas profundidades es decir en el

manto superior con un volumen de agua encerrado en una olla de presión hirviéndose

por ejemplo a una temperatura de T = 120°C. ¿Cómo el agua se convierte en vapor? ¿O

es decir cómo el material rocoso se convierte en un magma? Hay dos posibilidades:

1. Se puede intensificar el fuego o es decir aumentar la temperatura hasta que el agua

está en ebullición.

2. Se puede abrir la olla de presión o es decir disminuir la presión, el agua saldrá de la

olla en forma explosiva y gaseosa.

En el caso del material rocoso situado en el manto superior la disminución de la presión

(la segunda alternativa) es la más probable para la fundición del material rocoso y lageneración del magma.

1.1 Lava Lava se denomina la porción del magma, que aparece en la superficie terrestre y que entra encontacto con el aire o con el agua respectivamente. La lava enfría rápidamente. (>> véaseRocas volcánicas)

1.2 Volátiles Volátiles son sustancias químicas líquidas y gaseosas que mantienen el estado líquido ogaseoso a una temperatura (temperatura de fusión o de condensación respectivamente) másbaja que la de los silicatos caracterizados por temperaturas de fusión relativamente altas.

El magma contiene entre otros los componentes volátiles siguientes: Agua como gas disuelto: 0,5 - 8% del magma y 90% de todos los volátiles.Carbono en forma de CO2, Azufre S2, Nitrógeno N2, Argón Ar, Cloruro Cl2, Flúor F2 y HidrógenoH2.

Durante la cristalización del magma los volátiles son separados del magma en consecuenciade su temperatura de fusión o condensación respectivamente mucho más baja que la de lossilicatos.Los volátiles se liberan junto con el magma emitido por un volcán por ejemplo. La liberación delos volátiles es responsable de la formación de nuestra atmósfera y de la hidrosfera.

1.3 Gradiente geotérmico El gradiente geotérmico en la corteza o es decir la subida de la temperatura con la profundidades como promedio 1°/30m o 30°/1km. En una zona de subducción a lo largo de la placahundida el gradiente geotérmico es menor, aproximadamente 5°C a 10°C/1km. En un arcomagmático el gradiente geotérmico es mayor y puede alcanzar 90° a 100°/km.

1.4 Como se funde una roca en la naturaleza Cada mineral tiene su propia temperatura de fusión para definidas condiciones (como presión,composición química).

En lo siguiente se presenta la temperatura de fusión (Tf) de algunos minerales y rocas parapresiones definidas.

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Mineral o roca Formula estructural Presión en kbar Profundidad

correspondiente en km Temperatura defusión Tf en °C

Olivino (Mg, Fe)2SiO4 0,001 (= 1 bar) 0 1600-1800

Anorti ta CaAl2Si208 0,001 0 1200-1400

Fierro Fe 0,001 0 1500

Fierro Fe 40 100 1650

Roca básica seca 60% de piroxeno, 40%de anortita

8 20 1360-1400

Roca básica con unaproporción substancial de

agua

60% de piroxeno, 40%de anortita, agua

8 20 700-1000

Se concluye,- que en ausencia de agua un aumento en la presión tiene un aumento en la temperatura defusión como consecuencia o viceversa una baja de la presión resulta en una disminución de latemperatura de fusión de una sustancia.- que la temperatura de fusión de una roca seca es mayor en comparación a la temperatura defusión de la misma roca con la presencia substancial de agua.

Por consiguiente la presencia de agua disminuye la temperatura de fusión de los silicatos en elmagma. Un magma ascendente, que contiene agua y que está expuesta a una disminuciónprogresiva de la temperatura al subir desde la corteza puede llegar a profundidades someras eincluso a la superficie terrestre antes de solidificarse.

2. Tipos de las rocas ígneas

Tipos de rocas ígneas y su reconocimiento:

Rocas ígneas o magmáticas

Rocas intrusivas o rocasplutónicas

Rocas subvo lcánicas ohipabisales

Rocas extrusivas ovolcánicas

Rocas volcanoclásticas

Cristalización en altasprofundidades

Cristalización en bajaprofundidades

Cristalización a lasuperficie

Cristalización superficial o enla atmósfera

Enfriamiento lento enfriamiento mediano enfriamiento rápido enfriamiento muy rápido

cristales grandes cristales grandes o

pequeños cristales pequeños y tal

vez fenocristales cristales pequeños

sin minerales amorfos casi sin minerales amorfos con minerales amorfos con minerales amorfos

sin porosidad casi sin porosidad con porosidad tal vez textura espumosa textura equigranular

textura equigranular oporfídica

grano fino o texturaporfídica

grano fino con bombas oclastos

cristales hipidiomórfico cristales hipidiomórficos

o/y fenocristales idiomorf.fenocristales idiomorficos

cristales con contornosfundidas

Las rocas ígneas o magmáticas se puede subdividir en 2 o mejor en 4 subgrupos. Los dos másimportantes serían las rocas intrusivas (cristalización en altas profundidades, adentro de latierra), las rocas extrusivas o volcánicas (cristalización a la superficie de la tierra). Ademásexiste el grupo de las rocas subvolcánicas o hipabisales (cristalización adentro de la tierra peroen sectores cercanos de la superficie y el grupo de las rocas piroclasticas cuales se forman enconjunto de procesos atmosféricos como el viento.

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3. Origen de las rocas ígneas

Un cuerpo de rocas cristalizado en altas profundidades se llama intrusión. Cuerpos intrusivosmuy grandes se llaman batolito. Intrusiones y batolitos tienen un techo, es el sector delcontacto arriba a las rocas de caja. Algunas veces se caen rocas de la caja al magma cualesno se funden. Estos trozos extraños se llaman xenolitos. Un cuerpo intrusivo con un ancho dealgunos kilómetros contiene una energía térmica tremenda y va a afectar las rocas de caja enuna zona de contacto. Las rocas de este zona se convierten a causa de la temperatura a rocas

metamórficas (metamorfismo de contacto).

Generalmente un magma tiene un peso especifico menor como una roca sólida, por eso unmagma puede subir hacia arriba apoyado por la alta presión y por los gases adentro delmagma y como factor muy importante por un régimen tectónico de expansión. Sí el magmasube hacia la superficie se va a formar un volcán. Pero algunas veces no alcanza para subirhacia la superficie por falta de presión, entonces se van a formar diques (foto), stocks olacolitos cuales pertenecen a las rocas hipabisales.

3.1 Diferenciación por cr istalización -Cristalización de un magma desilicatos

Términos y Definiciones: Diferenciación : formación de magmas parciales de distintas composiciones.Fraccionamiento: separación de los minerales cristalizados del magma restante porgravitación por ejemplo.

A partir del magma los cristales de silicatos se forman sucesivamente cuando la temperaturadel magma llega a la temperatura de fusión típica para cada tipo de cristal. Los primeroscristales formados a altas temperaturas después pueden cambiar su composición o puedendisolverse nuevamente. De tal modo los cristales ya formados contribuyen con sus iones,moléculas y átomos al magma y se combinan nuevamente formando nuevos cristales cuyatemperatura de fusión es más baja que la de los primeros cristales formados. Se dice que losnuevos cristales son estables a las temperaturas más bajas establecidas ahora. Estosprocesos de cambio se llaman reacciones. Como ocurren varias reacciones sucesivasconforme disminuye la temperatura del magma la serie ordenada de reacciones se llama laserie de BOWEN en honor al científico estadounidense que formuló este concepto. Sedistingue dos tipos de reacciones, la reacción continua y la reacción discontinua.Por reacción continua un cristal formado a altas temperaturas como una plagioclasa rica en elcomponente Ca2+ varía gradualmente su composición reemplazando una porción de los ionesde Ca2+ por los iones de Na+ y una porción de los iones Al3+ por los iones de Si4+. Paramantener su neutralidad el reemplazo de Ca2+ por Na+ está acoplado con el reemplazo de Al3+ por Si4+. La serie de reacción continua parte de la plagioclasa rica en Ca2+, pasa porvarias plagioclasas de composición intermedia hacia la plagioclasa rica en Na+.Por reacción discontinua un cristal máfico formado a alta temperatura reacciona con el liquidorestante, una porción de los cristales formados a alta temperatura se disuelve y sus ionesconstituyen juntos con otros iones del magma otro mineral más rico en Si y estable a unatemperatura más baja que la del primero mineral cristalizado. La serie de reacción discontinuainicia con la cristalización de olivino pasa hacia el piroxeno seguido por el anfíbol seguido por la

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biotita.La serie de BOWEN incluye las dos ramas convergentes de las series continua y discontinua.La plagioclasa rica en Na+ cristaliza casi simultáneamente con la biotita. Ambos siguen elfeldespato alcalino, la moscovita y el cuarzo en el orden de la temperatura disminuyéndose.Considerando la estructura cristalina de los minerales máficos de la serie de reaccióndiscontinua se observa a altas temperaturas la cristalización de las estructuras de tetraedros de(SiO4)

4 - sencillas y con la temperatura sucesivamente disminuyéndose las estructuras detetraedros de (SiO4)

4 - se vuelven más complejos. El olivino, cuya estructura se constituye delos tetraedros de (SiO4)

4- independientes cristaliza al primero a las temperaturas más altas,seguido por el piroxeno con cadenas simples de tetraedros de (SiO4)4-, seguido por el anfíbolcon cadenas dobles de tetraedros de (SiO4)

4 - y al final se forma la biotita con su estructuracompleja de láminas de tetraedros de (SiO4)

4 -.

Se distinguen algunos pocos tipos primarios de magmas como por ejemplo el magma basáltico.Entre otras causas la diferenciación magmática se debe al descenso de los cristalesprecipitados temprano y de mayor densidad en comparación con el magma restante, talesminerales como olivino, piroxeno y espinela. El descenso de estos cristales es en gran parte unefecto de la gravitación. Por esto se habla de una diferenciación gravitativa. Los cristalesprecipitados temprano se acumulan en el fondo de la cámara magmática. La acumulación delos cristales se denomina cúmulos. Los cúmulos son ricos en los elementos Mg, Fe, Cr y Ni. Elmagma restante es rico en los elementos Si, Al, Na y K. Ocasionalmente algunos minerales

relativamente livianos precipitados tempranos se separan del magma restante más denso ysuben hacia arriba. Este proceso se ha observado en la chimenea del volcán Vesuvio, Italia,donde los cristales menos denso de leucita se precipitaron temprano, se separaron del magmarestante más denso y subieron.Durante un enfriamiento paulatino del magma el proceso de la diferenciación gravitativa entreel cúmulo de cristales y el magma restante puede ocurrir varias veces supuesto que loscristales sean separados del magma restante.Las fábricas de cúmulo están realizadas principalmente en los cuerpos plutónicos máficos yultramáficos y se las llaman 'layered intrusions' o es decir intrusiones estratificadas. La 'layeredintrusion' la más grande es el complejo de Bushveld, África del Sur y es un cuerpo magmáticode 450 x 350km2 de 9 km de espesor, compuesto de estratos de peridotita, piroxenita, gabro,norita y anortosita. En su parte inferior se sitúan 15 bandas de cromita de espesores hasta 1msuprayacentes por 25 bandas de magnetita. Otros cúmulos son la intrusión de Skaergard en

Groenlandia y el complejo de Stillwater en Montana, EE.UU..

La formación de magmas parciales se explica pora) La diferenciación gravitativab) El principio de reacción de BOWEN (véase figura izquierda):Las reacciones de los minerales cristalizados temprano con el magma restante se puededescribir esencialmente con los dos siguientes sistemas sencillos de modelo:Forsterita (Mg2SiO4) - SiO2 apropiado para los minerales máficos como olivino y piroxeno:Cristalización del olivino → separación parcial del magma restante por gravitación (acumulación del olivino en el fondo dela cámara magmática) o por la formación de una aureola de piroxeno alrededor del olivino, lacual funciona como un escudo de protección impidiendo que el olivino reaccione con el magma→ magma restante enriquecido en SiO2 y en Fe

2+, más pobre en MgO respecto al magmaoriginario → descenso de la temperatura → formación de (Mg, Fe) piroxeno → (Mg, Fe) Ca-piroxeno→ hornblenda→ biotita.Los minerales cristalizados relativamente tarde como hornblenda y piroxeno incorporan gruposde OH en su estructura.

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Fig. Serie reacciones de Bowen

Factores importantes de la diferenciación del magma son:- la temperatura,- la composición del magma restante variándose,- la presión parcial del gas de H2O a partir de la cristalización de los minerales caracterizadospor grupos de OH.

El contenido mineral modal de las magmatitas varia ampliamente con los contenidos en losóxidos.La variabilidad de las rocas magmáticas se basa en los procesos de su formación mencionadosen lo siguiente:

a) Formación de magmas primarios diferentes en el manto superior . b) Formación de magmas en la corteza oceánica profundamente hundida. c) Diferenciación de estos magmas por cristalización fraccionada.

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a) El agua es bipolar: por su simetría tiene un lado positivo y un lado negativo.b) Agua tiene un rango amplio (entre 0° hasta 100°C ,bajo condiciones atmosféricas) de ser unliquido.c) El peso específico del agua se cambia con la temperatura. Agua de 4°C es el más pesado.arriba y abajo de 4°C es más liviano.d) Hielo es mucho más liviano que agua liquido: este fenómeno es muy raro, porquenormalmente el liquido es más liviano que su sólido. Por eso los fondos del mar o lagos nuncase congelan - porque el hielo se va hacia arriba y flota en el agua.e) El punto de ebullición del agua depende de la presión: En ambientes de alta presión elpunto de ebullición se aumenta. Eso significa que en ambientes geológicos con presión el aguapuede tomar temperaturas mayores de 100°Cf) Con una temperatura de 374°C llega el punto crítico: Arriba de este temperatura solo existeun líquido supercrítico, que tiene propiedades de un liquido y de un vapor.g) La curva entre líquido y sólido tiene un pendiente negativo: El aumento de la presión cambiael hielo a agua. (Ejemplo: Eso ayuda mucho en la patinaje sobre hielo. La presión de la cuchillaaumenta la presión, el hielo se cambia a agua abajo de la cuchilla y por eso se avanza casi sinfricción.)h) Agua tiene una grande capacidad térmica. (Puede almacenar una gran cantidad de energíatérmica). Menos de 3 metros de agua tiene la misma capacidad térmica que todo la atmósferaencima. Por eso el agua del mar mantiene su temperatura entre día y noche.i) Agua puede disolver iones y transportar a otros lugares. El vapor no tiene este capacidad.

Figura 1: Diagrama de presión / temperatura del agua>>figura grande

P-T trayecto normal: (figura derecha)>>

Sin "problemas" en el sistema hidrotermal el liquido se enfría gradualmente y pierde durante su

camino hacia arriba su presión. Por eso no entra al campo de vapor. La carga iónica seprecipita de acuerdo de la temperatura. Al final de queda agua teletermal.

Ebullición retrograda: (figuras abajo:): Sí hay discontinuidades en la presión, es decir la presión se disminuye en una formaespontánea todo el liquido tiene que transferirse en un vapor. El diagrama p/Temp. del aguamuestra este fenómeno muy bien: La flecha roja marca el trayecto de la presión y de latemperatura. Donde la línea roja se baja verticalmente se bajo la presión y se paso al campodel vapor. Todo el agua se evapora en una forma instantánea, es decir en una explosión. Todala carga iónica tiene que precipitarse - porque vapor es incapaz de tener iones en solución. Seforma una brecha hidrotermal con un cemento del precipitado del agua evaporada. ( véase fotobrecha hidrotermal)

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Fig. 3a) detalle de la figura 3.

Fig. 2: Trayecto del enfriamiento normal.

Figura 3: enfriamiento con perdidas bruscas de la presión.

Fases Post magmáticas y hidrotermales

temp. en °C nombres minerales

comunes mineralizaciones

mayor de 650º fase magmáticaprincipal

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> de 500° C pegmatitica Feldespatos, cuarzoBerilMonacita

400-500° neumatolitica cuarzo, piritaSnO2(Fe,Mn)WO4

300-400°C katatermal

cuarzo, pirita,epidota, biotita,granate, diopsita,actinolita, tremolita

FeAsSBi2S3CuFeS2 (Calcopirita)

200-300° mesotermal cuarzo, pirita,epidota,

ZnSCaCO3 PbS

100-200°C

Hidro

ter mal

epitermal cuarzo, pirita,montmorillonita

(CaMg)CO3Sb2S3FeCO3

0-100° C fase teletermal cuarzo, pirita

HsS AsS, AS2S3CaF2Baritina

De acuerdo de la temperatura se diferencian las fases post- magmáticas: Pegmatitica,Neumatolitica, Hidrotermal (con kata-, meso-, epitermal) y bajo de 100°C teletermal. Cada fasetiene normalmente su paragénesis de minerales características. Pero hay otros factores quepueden cambiar considerablemente la cristalización en dichos fases: El pH, el Eh, la fugacidaddel oxígeno, la presencia de complejos y la evaporación instantánea.En terreno hay que tomar en cuenta que en una muestra existen minerales primarias (formadosdurante la génesis de la roca) y minerales secundarios (formados durante una fase post-magmática. Significa el cuarzo en una muestra puede ser primario (por ejemplo en un granito ogneiss) o secundario, sí hubiera actividad hidrotermal. Hay que tomar precaución - tambiénepidota o granate tienen un ambiente de formación primario: El metamorfismo. Entonces esmuy importante de diferenciar entre una formación primaria o secundaria.

Conceptos:Se puede pensar en dos conceptos diferentes: primero en el concepto "fijo". Significa la fuentedel calor se queda estable y no se disminuye la cantidad de energía. Significa las fases

termales se quedan en el mismo lugar. Es la situación más simple pero muy teórico. Larealidad es más complejo: El plutón puede disminuir su temperatura, simplemente durante unlapso de 4 hasta 9 millones de años se enfría. Significa las zonas hidrotermales también secambiarían su posición. Significa donde en el comienzo se ubico la fase katatermal ahora seencuentran fluidos de una temperatura correspondiente a mesotermal. En conclusión se

http://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap04f.html#peghttp://www.geovirtual.cl/Mineral/402mincuarzo.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/402mincuarzo.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/210minpirita.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/402mincuarzo.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/210minpirita.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/819minepidot01.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/812mingranate.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/818minactin.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/402mincuarzo.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/210minpirita.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/819minepidot01.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/501min.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/402mincuarzo.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/210minpirita.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/402mincuarzo.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/210minpirita.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/604minbarit.htmhttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap04f.html#peghttp://www.geovirtual.cl/Mineral/819minepidot01.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/812mingranate.htmhttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap06.htmhttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap06.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/812mingranate.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/819minepidot01.htmhttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap04f.html#peghttp://www.geovirtual.cl/Mineral/604minbarit.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/210minpirita.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/402mincuarzo.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/210minpirita.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/402mincuarzo.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/501min.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/819minepidot01.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/210minpirita.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/402mincuarzo.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/818minactin.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/812mingranate.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/819minepidot01.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/210minpirita.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/402mincuarzo.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/210minpirita.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/402mincuarzo.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/402mincuarzo.htmhttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap04f.html#peg


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superponen las fases (la roca muestra minerales formados secundariamente en un ambientekatatermal y una paragenesis de minerales mesotermales). Este fenómeno se llama"telescoping". La superposición de diferentes fases hidrotermales.

Definic ión Metasomatosis - Alteración:

Metasomatosis:La palabra metasomatosis es la palabra más tradicional, lamentablemente actualmente un

poco olvidado. Metasomatosis es el proceso de reemplazo de iones en un mineral o una roca.Una solución en un sistema abierto puede provocar dos fenómenos en una forma simultanea:disolver y precipitar iones. Es decir un mineral puede cambiar su formula: Un ejemplo es elproceso de seudomorfismo (Piroxeno a Anfíbol). La metasomatosis entonces es un proceso dereemplazo, sin destruir la forma original del mineral. Otro ejemplo (no tan ligado a lametalógenesis) es la petrificación. Un reemplazo sin destruir la forma original.En la formación de depósitos metalíferos la metasomatosis puede jugar un papel muyimportante - es la manera para "implementar" los iones de Cu, Fe, Ag etc a las rocas y llevarlos elementos que sobran.Ojo: La palabra metamorfiso en su forma estrecha se refiere solamente a la acción detemperatura y presión (sin la acción de aguas) en un sistema cerrado.

Alteración: (fotos en el museo Virtual>>)

La palabra un poco más moderno en el ámbito de la metalogenesis. Es la acción de aguas(aguas termales, aguas hidrotermales) en las rocas - mejor en la roca de caja. Las aguaslevemente ácidas entran a la roca por fracturas y microfracturas y producen fuertes cambiosmineralógicos, cristalográficos y en la textura. Generalmente el proceso de la alteraciónproduce minerales arcillosos y silificaciones entre otros. Los alteraciones pueden formargrandes yacimientos de oro, cobre etc. (véase>>)

Depósitos Vetiformes o tabulares

Fig.: La mineralización de una veta puede serinternamente heterogénea. Existen sectores de medianaley o de alta ley o sectores estériles.

Yacimientos vetiformes tienen una simetría tabular. Elorigen de la estructura tabular puede ser una vetahidrotermal, un dique magmático o una zona de falla

mineralizada.Diques son estructuras de formación magmática(cristalización magmática) con un ancho entre 1 mhasta 200 m. Diques muestran frecuentemente unasalbanda en los límites a la roca de caja. La salbanda se forma por un comportamiento diferente durante lacristalización especialmente al respeto al enfriamientoen comparación de sectores interiores del dique. LaSalbanda se nota en terreno como dos líneas paralelasde rocas de mayor o menor resistencia a lameteorización (Se ve como líneas de ferrocarril).Diques sufren después de la cristalización magmática muchas veces una metasomatosis por las propias

aguas hidrotermales del sistema. Se habla de unaautometasomatosis.(véase >> formación de Diques, Apuntes GeologíaGeneral)Vetas son estructuras de formación post-magmática,en la mayoría hidrotermal. Los minerales se cristalizande una fase acuática de acuerdo de la temperatura ypresión (entre otros factores véase más información).Zonas de Fallas también pueden mostrar unamineralización de forma tabular a causa de unametasomatosis de las rocas fracturadas en la zona defalla. El fracturamiento dio espacio para los líquidosascendentes o descendentes.

En conclusión las diferencias entre los tres grupos noson tan marcado, es decir tal vez existen estructurastransitorias entre los grupos por ejemplo entre veta yzona de falla mineralizada.

http://www.geovirtual.cl/Museovirtual/083ageo.htmhttp://www.geovirtual.cl/depos/ftermal00.htmhttp://www.geovirtual.cl/depos/02porfcu10.htmhttp://www.geovirtual.cl/Geoestructural/gestr06.htmhttp://www.geovirtual.cl/Geoestructural/gestr04.htmhttp://www.geovirtual.cl/Geoestructural/gestr04.htmhttp://www.geovirtual.cl/Museovirtual/0212ageo.htmhttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap04.htmhttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap04e.htmhttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap04e.htmhttp://www.geovirtual.cl/depos/ftermal00.htmhttp://www.geovirtual.cl/depos/ftermal00.htmhttp://www.geovirtual.cl/depos/ftermal00.htmhttp://www.geovirtual.cl/depos/ftermal00.htmhttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap04e.htmhttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap04e.htmhttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap04.htmhttp://www.geovirtual.cl/Museovirtual/0212ageo.htmhttp://www.geovirtual.cl/Geoestructural/gestr04.htmhttp://www.geovirtual.cl/Geoestructural/gestr04.htmhttp://www.geovirtual.cl/Geoestructural/gestr06.htmhttp://www.geovirtual.cl/depos/02porfcu10.htmhttp://www.geovirtual.cl/depos/ftermal00.htmhttp://www.geovirtual.cl/Museovirtual/083ageo.htm


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Por supuesto estructuras vetiformes siempre muestranuna relación a la geología estructural del sector. Laestructura tabular por si mismo es una estructuratectónica. La mineralización interna de una vetadepende también de estructuras en intersección.Depende de la secuencia de los fases tectónicos:

Fases más jóvenes en comparación de la estructura noafectan la veta, fases de la misma edad controlanfuertemente la mineralización. Los fases después de laformación de la veta provocan principalmentedesplazamientos en la estructura. (véase: análisis decronología)

Fig.: Ejemplo de vetas subparalelas con impacto deestructuras syn-genéticos.

Vetas o estructuras vetiformes generalmente aparecen

en "sets" es decir estructuras paralelas o subparalelasque se pierden después de algunos cienes de metros. Además las fallas syn-genéticos muestran unamineralización.

Conclusión para yacimientos vetiformes:a) fuerte impactó tectónicob) estructuras tectónicas syn- y postgenéticasc) Factores de formación: mineralizacióncorrespondiente a la temperatura, presión, pH,fugacidad de Oxígeno del sistema hidrotermal,porosidad de la roca, fracturamiento de la roca, tipo de

mineralesc) cambios de la mineralización hacia la profundidad, ala corrida y al ancho de la estructura.d) Comportamiento no-lineal de la distribución de lamineralización.


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Los depósitos del tipo pórfido hoy día juegan un papel muy importante en la minería del cobre,molibdeno y estaño. Los pórfidos se conoce bajo muchos nombres, que complica un poco lasituación. En general los yacimientos diseminados (disseminated molybdenums), losyacimientos "stockwerk" hoy día pertenecen al grupo de los pórfidos.

Generalmente los porfídos o porphyries tienen leyes relativamente bajos y cubren un sectorbastante amplio. Tienen una relación con una roca intrúsiva que en partes muestra una texturaporfídica. También existe una relación con rocas extrusivas - volcánicas que marcan fuertescambios secundarios por actividades hidrotermales. Se nota una gran variedad de alteracionesde las rocas de caja y de la intrusiva. Existen minerales secundarios en una forma diseminadoes decir en una distribución fina. Además existen vetillas, venillas y rellenos de diaclasas envarias formas y densidades. Los yacimientos del tipo pórfido afloran generalmente enmárgenes continentales destructivos - especialmente en zonas de subducción.

Los pórfidos cupríferos más grande del mundo se ubican en Chile, Estados Unidos, Canadápero también en Panamá, México Nuevo Guinea e Irán.

Caracterización de pórfidos:

Característica detalles

Cu: entre 0,3 % hasta 1,4 % Mo entre 0,01 hasta0,06%Leyes de metal Au 0 hasta 0,6 g/ton Intrusivas: Granitos, granodioritas, tonalitas, monzonitas cuarcíferos,dioritas Subvolcanicas: stocks dioriticos - granodioríticos con textura porfídica

Rocasexistentes

Volcánicas: +/-dacitas

Al teraciones Alterción potásica, sericítica, argílica, propilítica y silificación (LOWELL &GUILBERT ; SILLITOE) diseminación: la mena aparece en finas partículas distribuidas stockwork: rellenos de diaclasas, vetillas venillas, vetas con mena, u otrosminerales de formación hidrotermal como yeso, calcita y baritina.

Pebble dykes: Brechas hidrotermales de diferentes tamaños Estructuras Estructuras tectónicas expansivas (fallas, diques) con-genéticas de laformación del yacimientos

Estructuras relacionadas a pórf idos cupríferos:

a) Stockwerk

> véase foto Museo Virtual <

Stockwerk son vetillas pequeñas que interceptan toda laroca. Existen varias formas de simetrías y tamaños. Elrelleno se compone de mena especialmente de mineralesde formación hidrotermal.Caracterización del stockwerk:a) por la frecuencia de vetillasb) por el ancho de las vetillasc) por la simetríad) tipo de mineral como relleno

stockwork también se puede encontrar en macizos sulfuros(véase>>)

b) Diseminado

http://www.geovirtual.cl/MVgeo/081stockworkalt01.htmhttp://www.geovirtual.cl/depos/04MasivSulf01.htmhttp://www.geovirtual.cl/depos/04MasivSulf01.htmhttp://www.geovirtual.cl/MVgeo/081stockworkalt01.htm


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Varias muestras contienen la mena en una formadiseminado, es decir en partículas finas aisladas.Las partículas pueden ser pequeño (no visible conel ojo), o pueden ser del tamaño mayor, pero raravez superan 2 mm. El diseminado muchas vecesse junta con vetillas.

Caracterización del diseminado:a) tamañob) frecuenciac) tipo de mineral

b) Pebble Dyke - brecha hidrotermal

Fotos: de una brecha hidrotermal / Pebble Dyke

En algunos sectores existen brechashidrotermales. Estas rocas aparecen en forma deuna veta o en sectores elipsoides.La roca contiene clastos blanqueados - alterados,de diferentes tamaños (común entre 0,5 cm hasta10 cm). Los clastos son en la mayoría angulosospero tal vez llegan hasta subredondeado. Seencuentra leves interacciones entre clasto ymatriz. Los clastos en varios sectores cumplen elcriterio del puzzle (es decir los contornos dediferentes clastos se puede juntar igual que enuna rompecabezas). La distribución de los clastospuede ser heterogéneo: Los sectores centralestienen menos clastos, los sectores marginalestienen mayores cantidades de clastos a respetode matriz. En los sectores marginales se puedeobservar que los clastos casi todavía están juntos.La matriz normalmente es de color negro hastaverdoso y generalmente duro. Se compone deminerales de Fe y/o de Cu, además se encuentragel o vidrio.

Como veta se llama "Pebble Dyke": Tienen unancho entre 10 cm hasta 2 m. Paredes irregularespero lisos, tal vez existen apófisis a la roca decaja. Generalmente marcan una actividadtectónica durante la actividad hidrotermal.

Caracterización de brechas hidrotermales:a) tipo de clastos

b) apariencia de clastos: redondez, tamaño, frecuencia, alteracionesc) matriz: tipo de minerales, color, dureza,d) simetría del cuerpo: vetiforme, irregular, tamaño, zonacionese) Estructuras tectónicas: pre-, con-, y postgenético.

Tipos de Al teraciones:

El modelo de LOWELL & GUILBERT[x] (1970) muestra los tipos de diferentes alteracioneshidrotermales de la roca de caja y las simetrías en el sector alterado. Además el modelocontempla con la ubicación de las mineralizaciones de sulfuros más importantes. Las zonasalteradas se diferencian por su contenido en minerales secundarios. (Que pueden ser igual odiferente de los minerales de origen primario). Entonces para determinar en terreno y seccióntransparente la zona de alteración hay que diferenciar al primero entre minerales primarios ysecundarios y después se analiza la paragenesis de minerales secundarios.Generalmente LOWELL & GUILBERT diferencian cuatro zonas de alteraciones hidrotermales:

a) Zona Potásica (ingl.: potassic zone): La zona más a dentro de la alteraciónLas ortoclasas, plagioclasas y minerales máficos primarios se cambian por procesos

http://www.geovirtual.cl/Museovirtual/081ageo.htmhttp://www.geovirtual.cl/Museovirtual/081ageo.htmhttp://www.geovirtual.cl/Museovirtual/081ageo.htmhttp://www.geovirtual.cl/Museovirtual/081bgeo.htmhttp://www.geovirtual.cl/depos/02porfcu10.htm#litzithttp://www.geovirtual.cl/depos/02porfcu10.htm#litzithttp://www.geovirtual.cl/Museovirtual/081bgeo.htmhttp://www.geovirtual.cl/Museovirtual/081ageo.htm


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hidrotermales a ortoclasa (kfeld) y biotita, ortoclasa (kfeld) y chlorita, o tal vez a Ortoclasa ybiotita y clorita (chl) algunas veces con sericita, anhidrita, cuarzo (qz) en stockwerk. El núcleode este zona puede ser pobre en mena.Conclusión:kfeld+biokfeld+chlkfeld+bio+chl+/-ser+/-anh+/-qz (en stockwerk)

b) Zona filítica (inglés: phyllic zone) o zona sericíticaEl límite entre la zona potásica y la zona filítica no es bien definida. Se trata de una zona detransición entre 2 hasta 30 metros.Biotita primaria y los feldespatos se descomponen a sericita y rutilo. Además se conoce laparagenesis de cuarzo-sericita-pirita con poco clorita (chl), Illita, rutilo y pirofilita (pyfi).Carbonatos y anhidrita son muy escasos en este zona.

Conclusión:q+ser+pyser,

+/-rut+/-chl+/-Illita+/-pyfi

c) Zona argílica: (inglés argillig zone): Zona no siempre bien desarrollada. Principalmente corresponde a la formación de mineralesarcillosos. como caolín, montmorillonita y pirita en vetillas pequeñas. Los feldespatos alcalinosno muestran fuertes alteraciones, biotita primaria se cambió parcialmente a clorita.

d) Zona propilítica: (inglés: propylit ic zone): La zona más afuera del sistema sin contacto definido a la roca de caja. Las alteraciones sedisminuyen paulatinamente hasta desaparecen completamente. Las características de esta

zona son los minerales clorita, pirita, calcita y epidota. Los plagioclasas no siempre muestranalteraciones. Biotita y Hornblenda se cambiaron parcialmente o total a clorita y carbonatos.

http://www.geovirtual.cl/depos/02porfcu05.htm#Stockwerkhttp://www.geovirtual.cl/depos/02porfcu05.htm#Stockwerkhttp://www.geovirtual.cl/depos/02porfcu05.htm#Stockwerkhttp://www.geovirtual.cl/depos/02porfcu05.htm#Stockwerk


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Sulfuros macizos (massive sulphide), vulcanogénico- exhalativo:

Sulfuros macizos o "massive sulphide" en inglés generalmente pertenecen a depósitosestratiformes, pero con origen hidrotermal oceánico. Están asociados a una roca magmática -generalmente volcánica. Los yacimientos contienen una gran cantidad de minerales del grupo

de los sulfuros por ejemplo pirita. Su génesis coincide a un ambiente marino, entonces unfondo del mar con actividades intensas hidrotermales. Las "black smokers" o fumarolas negrasque existen en algunos sectores del fondo marino forman obviamente parte de su génesis. Ladiscusión actual (como siempre) apunta a una definición entre el rol de aguas magmáticasversus aguas del océano.El grupo de los sulfuros macizos nació en los años cincuenta/sesenta. Antes ya existió la ideade un fenómeno de "reemplazo concordante" y de los depósitos exhalativos. Estudios en el marrojo (DEGENS et al. (ed.), 1969) aclararon los procesos de la formación de dichos yacimientospor observaciones de procesos "en vivo".Los factores más importantes durante la formación de los depósitos son la temperatura delagua del black smoker, los contenidos y la salinidad. Generalmente (como se puede observarhoy día) el agua caliente de los black smokers contiene una cantidad enorme de sales ensolución. Significa rápidamente este agua asciende y la carga iónica (los sulfuros) se precipitan

en un amplio sector.

Lo común es que tienen una fuerte alteración en clorita en su zona zentral-inferior, un sector demena maciza en el centro y zonas laterales de chert. Frecuentemente la mena se ve bandeadacon orientación concordante.

Ejemplos de sulfuros macizos: Destrito Noranda en Canadá, mina Rosebery en Tasmania,Minas de Kuromono (Kuroko) en Japón, Northqueensland en Australia y Punta de Cobre en laRegión Atacama (Chile).

Generalmente de diferencia entre 4 grupos de depósitos del tipo "sulfuros macizos":a) Cypros type: con rocas volcánicas básicas (ofiolitas); lomos centrales oceánicos (ojo:también spreading de un back arc). Mineralización: cobre - pirita.b) Besshi type: rocas volcánicas máficos y grauvacas, asociados a un ambientetemprano/inicial "back-arc". Mineralización: Zinc y cobrec) Kuroko type: rocas volcánicas félsicas; fase tardía de un desarrollo "back-arc" .Mineralización: Cobre-Zinc-Plomo, talvez Oro y plata. Existen estructuras del tipo stockwork. Además se encuentra frecuentemente baritina, cuarzo y yeso asociado. La roca mineralizadase caracteriza por su grano fino.d) Primiti ve type

http://www.geovirtual.cl/depos/03reempconc01.htmhttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap02d.htm#2.7.4%20Variedadeshttp://www.geovirtual.cl/depos/02porfcu05.htm#Stockwerkhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/604minbarit.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/402mincuarzo.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/601minyeso.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/601minyeso.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/402mincuarzo.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/604minbarit.htmhttp://www.geovirtual.cl/depos/02porfcu05.htm#Stockwerkhttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap02d.htm#2.7.4%20Variedadeshttp://www.geovirtual.cl/depos/03reempconc01.htm


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Origen del agua del black smoker: puede ser juvenil, significa de la cámara magmática, puedeser agua del mar que ingresó por fracturas al sistema hidrotermal.

El sector donde sube el agua hidrotermal puede ser una zona homogénea como un conductoúnico o puede ser una zona de fracturas y microfracturas que dan el camino para subir. En elsegundo caso se forma un stockwork, una estructura de vetillas y venillas intensamentemineralizadas. (véase)

Lavaderos

Lavaderos (inglés: placer) son acumulaciones de sustancias en el ambiente sedimentario.Especialmente los minerales pesados y/o muy duros pueden acumularse en algunos sectores.Especialmente los lavaderos de oro se conoce en todo el mundo. Pero también existenacumulaciones de otros minerales como diamantes, granates, zircón, cromita, cobre nativo yotros. Generalmente el transporte del agua y del viento pueden provocar una acumulaciónsedimentaria. También en casos especiales la gravedad sola puede generar un lavadero. Perolo más conocido son las lavaderos fluviatiles (ambiente del río) de oro y los lavaderos litorales de oro y de diamantes.

El mineral acumulado tiene que contar con algunos propiedades químicas y físicas para seracumulado::Peso específico: Peso específico elevado es decir mas que un mineral normal (cuarzo = 2,65g/cm3).

Resistencia física: Especialmente dureza y comportamiento de fracturarseResistencia química: No se disuelve, no se oxida, en general un mineral inerte contra todos losataques químicos especialmente en el ambiente del agua.Resumen de los lavaderos:

lavaderos del río: fluviátil Muy importantes: Oro ydiamantes

lavadero de la playa: litoral Importante: Oro, Diamantes,Zircón

Lavaderos con agua

lavadero del mar: ambientemarino

poca importancia

Movimiento en

masa

Lavaderos coluviales

(gravedad)

poca importancia

Lavaderos eólicos generalmente poca importanciaMagnetita

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Lavaderos de Oro

Los lavaderos (placers en inglés) más importantes y conocidos son las lavaderos fluviales deoro. Las propiedades del oro favorecen una acumulación por el agua bastante. Se conoceLavaderos de oro en Montana (EEUU), Sibiria (Rusia), España (Las Medulas), Alpes - Suiza,Brasil y muchos otros países. En Chile se conoce solamente pequeños depósitos por ejemploen Inca de Oro o históricamente en la salida sur de Copiapó. (véase Minería histórica en Atacama)

Propiedades de Oro: (véase foto en Módulo Minerales)a) Oro tiene un peso específico de 19,3 g/cm3. En comparación de un mineral común comocuarzo con 2,65 g/cm3 el oro tiene un comportamiento sedimentario totalmente diferente que elcuarzo.b) Oro casi no se disuelve en agua, no se oxida y no entra en reacciones con otros minerales(solo con plata).c) Oro es blando y se comporta plástico: Pequeños granos de oro pueden juntarse para formarun grano más grande (Nugget).

Para formar un lavadero de oro se necesitan un sector donde aflora el oro en yacimientosprimarios, puede ser con leyes muy bajas. Normalmente se encuentra este sector en lasmontañas. Los procesos sedimentarios transportan las partículas de oro hacia río abajo y de

acuerdo de la energía del agua en un momento se descantan. Donde la velocidad (la energía)del agua es suficiente para transportar granos de cuarzo (y otros minerales comunes) ensuspensión posiblemente el peso elevado del oro no permite eso. Las partículas se descantany se acumulan.

Generalmente hay que diferenciar entre lavaderos activos - los que la acumulación ocurre hoy,por ejemplo en ríos actuales. Lo otro son lavaderos fósiles que pertenecen a un sistema fluvialantigua, que hoy en este forma no existe o es inactivo. Los lavaderos fósiles son de gran partedel terciario.

Fe-Brechas, Fe-oolítico, Fe-aglomerado o Truemmereisenerz:

Estos tipos de depósitos se formaban por un conjunto de procesos sedimentológicos. Laclasificación de estos yacimientos depende de la magnitud de un proceso específico.Las Fe-Brechas con Fe-oolítos son (o eran) importantes fuentes de hierro hasta los añossetenta. Las leyes eran relativamente bajas, alrededor de 30 %, la mena principal es limonita.Se discute siguiente modelo genético:

a) Meteorización y erosión de rocas ricas en Fe de un continente. Geodas de siderita formadosdurante los procesos de la meteorización fueron transportadas con detritus. Puede ser que setrató a paleo-lateritas, paleo-bauxitas.

b) Transporte hacía al océano: Durante del transporte las partículas pequeños, el detritus, fueseparado de las geodas relativamente grandes por las acciones del agua. Además eltransporte en solución jugó un papel sumamente importante. La deposición del material se

manifestó en los sectores litorales - hemipelágicos.

c) Procesos en el sector litoral: El hierro llegó en forma de geodas o clastos de siderita al sectorlitoral, también no se puede excluir una precipitación del hierro del agua proveniente de lossistemas fluviales. Pero muchos sectores confirman un procesamiento directo en el sector litoral. Es decir que lospuntos anteriores (a) y (b) no eran de gran importancia - las fuerzas de oleaje por sí mismoatacaron las rocas existentes ricas en geodas de Fe y la separación entre las geodas y eldetritus fino de arena ocurrió ahí mismo. Es la razón porque algunas veces este tipo deyacimiento figura en el grupo de "residuales - concordantes - autóctonos".De todo manera siempre los procesos destructivos/erosivos en el sector litoral eran de mayormagnitud. Adicionalmente se puede observar una formación de oolitos (pequeñas esferasformadas en un ambiente de Ca, agua tibia y oleaje) que es típica para un sector litoral conoleaje y un superávit en Ca, Fe o Mg.

http://www.geovirtual.cl/Museovirtual/tur050.htmhttp://www.geovirtual.cl/minas/000intro-esp.htmhttp://www.geovirtual.cl/minas/000intro-esp.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/101minoro.htmhttp://www.geovirtual.cl/Mineral/101minoro.htmhttp://www.geovirtual.cl/depos/03strati-lavadero01.htmhttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap05a.htmhttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap08b.htm#Terciariahttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap05e.htm#oolitoshttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap05.htm#Meteorizaci%C3%B3nhttp://www.geovirtual.cl/depos/05Bauxita01.htmhttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap05c.htm#distanciahttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap05c.htm#hemipelagicohttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap05c.htm#distanciahttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap05a.htm#Ambiente%20fluvial%20%28R%C3%ADos%29http://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap05e.htm#oolitoshttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap05e.htm#oolitoshttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap05a.htm#Ambiente%20fluvial%20%28R%C3%ADos%29http://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap05c.htm#distanciahttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap05c.htm#hemipelagicohttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap05c.htm#distanciahttp://www.geovirtual.cl/depos/05Bauxita01.htmhttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap05.htm#Meteorizaci%C3%B3nhttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap05e.htm#oolitoshttp://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap08b.htm#Terciariahttp://www.geovirtu

Apuntes Depósitos Minerales-W.griem (2006)

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