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ALTERACION SUPERGENICA EN EL YACIMIENTO RAUL-ALTERACION SUPERGENICA EN EL YACIMIENTO RAUL-
CONDESTABLECONDESTABLE
PRESENTADO AL X CONGRESO PERUANODE GEOLOGIA
Por el Ing° Julio Gonzales MirandaGeólogo Consultor
Jr. Asunción 163 - Ate - Lima Telf. 437-7641 - Lima
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ALTERACION SUPERGENICA EN EL YACIMIENTO RAUL -
CONDESTABLE
Por : Ing° Julio Gonzales Miranda *
INTRODUCCION
Como es conocido, un yacimiento cuando se expone a la influencia de
la superficie se meteoriza, es decir se fractura y se descompone
químicamente hasta alcanzar el equilibrio en su nuevo medio ambiente.
La meteorización puede lixiviar uno o más componentes de un
depósito empobreciéndolo o enriqueciéndolo, por ello puede generar un
depósito de menor o mayor valor. Ejemplos de este proceso son las
conocidas lateritas de niquel y las bauxitas, el enriquecimiento supergénico
de depósitos de pórfidos de cobre o los placeres de estaño, oro, magnetita,
ilmenita, concentrados naturalmente a partir de yacimientos o rocas que lo
contienen pero en menor cantidad.
El agua que se percola en profundidad, contiene oxígeno, ácido
carbónico y eventualmente ácido húmico y ácido sulfúrico; estas aguas
meteóricas convierten los sulfuros a sulfatos, o en óxidos más estables,
metales nativos y carbonatos.
La galena mediante las aguas meteóricas se tranforma en sulfato
estable, la anglesita; la esfalerita y la galena son transformados a carbonatos
en algunos ambientes. Los minerales de cobre, zinc y niquel pueden ser
retenidos como silicatos u óxidos.
El enriquecimiento supergénico de cobre depende de 3 factores:
* Geólogo Consultor: Asunción Nº 163 - Lima 03, Teléfono 437-7641
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a) Ambiente poroso y permeable a las aguas meteóricas.
b) Alto contenido de pirita y chalcopirita.
c) Y que exista un ambiente debajo que recepcione las soluciones.
En yacimientos de baja ley, el cobre depositado en niveles mas bajos,
en una capa que se enriquece con el aporte de esta solución cuprífera,
constituyendo cuerpos de mena. Muchos pórfidos de cobre del mundo deben
su viabilidad económica a este fenómeno.
Las aguas meteóricas cargadas de oxígeno y CO2 oxidan a los
sulfuros como la pirita, calcopirita, marcasita y pirrotita; estos sulfuros se
oxidan a iones metálicos, iones de sulfato y moléculas de S2 . Los iones
metálicos de cobre migran tanto horizontalmente como en profundidad, en
donde se depositan y a veces reemplazan a los sulfuros primarios formando
el enriquecimiento supergénico.
Tomemos como ilustración algunas ecuaciones del proceso de
meteorización en los yacimientos de cobre: *
2FeS2 + 7O2 + H2O 2FeSO4(aq) + 2H2SO4 (aq)
(1-1)
Pirita Sulfato Acido Sulfúrico Ferroso
2CuFeS2 + 8.5O2+2H2O Fe2 O3 + 2Cu+2 + 4SO4 -2 + 4H+ (1-2)
Calcopirita Hematita
CuFeS2 + CuSO4 2CuS + FeSO4 (1-3)
Covelita
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5CuFeS2 + 11CuSO4 + 8H2O 8Cu2S + 5FeSO4 + 8H2SO4
(1- 4)
Calcocita
2Cu2S + 8Fe+3 + 12SO4= + 6H2O + 1.5O2
Calcocita
2 Cuº + Cu2O + 8Fe+2 +12H+ + 14SO4 = (1- 5)
Cobre Nativo
Cuº + Cu2O + O2 3CuO (1- 6)
Cuprita Tenorita
2CuO + CO2 + H2O Cu2 (OH)2 CO3 (1-7)
Malaquita
2Cu+2 + CO3 = + 2(OH)- Cu2 (OH)2 CO3 (1- 8)
Malaquita
Cu+2 + SiO2 + 2H2O CuSiO3 .H2O + 2H+ (1-9)
Crisocola
* Tomado de Gilbert et al 1986 y otros autores
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ALTERACION SUPERGENICA EN EL YACIMIENTO RAUL-
CONDESTABLE
El yacimiento Raúl - Condestable, ubicado a 90 km al sur de Lima,
cerca al poblado de Mala (ver fig. N° 1), esta emplazado en rocas de
ambiente volcánico (andesítico) y sedimentario del Aptiano-Albiano (Grupo
Casma) de la costa central peruana e intruidas por rocas porfiríticas de
composición andesítica-diorítica-dacítica. Su altitud superficial varía de 60 a
300 msnm., pero la mineralización primaria profundiza por debajo de los 80
m.
La mineralización (primaria) es principalmente estrato-ligada (mantos)
y secundariamente en vetas; la edad de dicha metalización según Injoque,
1985 es de 127 Ma .
El presente estudio trata del proceso de meteorización que ha sufrido
la veta Gladys (Fig. Nº 2) del yacimiento Raúl-Condestable, pudiéndose
extrapolar sus conclusiones a todo el yacimiento en su conjunto. Dicho
estudio está basado en la observación microscópica y macroscopica de las
muestras.
La mineralización primaria de pirita, calcopirita, pirrotita y marcasita ha
sufrido el proceso de la meteorización oxidativa, produciendo los siguientes
minerales secundarios (Fig Nº 3):
1) En la Zona de Oxidos parcialmente lixiviada, que abarca desde
superficie hasta los 35 metros de profundidad tenemos: cuprita, crisocola,
calcita, hematita, goethita, malaquita, brochantita, calcantita y muy poca
calcocita, siendo el mineral más abundante la malaquita. Esta zona presenta
intenso fracturamiento, los primeros 10 m presenta un gossan con boxwork
celular cuyos espacios son angulares característicos, dejados por la
calcopirita al oxidarse.
2) En la zona de sulfuros secundarios, que abarca desde los 35
metros hasta los 38 metros de profundidad se encuentran como minerales
secundarios: covelita, calcocita, muy poca goethita y muy poca malaquita,
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acompañando a los minerales primarios: calcopirita, pirita, marcasita,
pirrotita; estos minerales primarios están afectados por un proceso de
meteorización oxidativa incipiente. Este es un delgado horizonte de sulfuros
secundarios principalmente covelita, donde se le observa reemplazando a la
calcopirita (ver foto N° 1). En los mantos esta zona de sulfuros secundarios
es menos profunda, alrededor de 18 m.
3) Zona hipógena, desde los 38 m y, a más profundidad, aparecen
los minerales primarios sin oxidarse.
La oxidación ha producido en superficie un gossan, que contiene
malaquita y también relictos de calcopirita y aún de pirita, según el estudio
realizado la distribución pirita-calcopirita no es uniforme; en la veta la
proporción pirita/ calcopirita es de 1:1 ó 1:15; es decir que en algunos casos
predomina la calcopirita. Por tanto con esta baja proporción pirita/calcopirita,
las soluciones producto de la meteorización no han sido lo suficientemente
ácidas como para lixiviar todo el cobre y óxido de fierro, quedando estos en
el gossan e inclusive en superficie (foto N° 2).
En la zona de óxidos parcialmente lixiviada (oxido de Cu, malaquita)
se han producido dos sub-zonas, 3 a 9 metros de profundidad y la segunda
desde los 21 a 28 metros de profundidad; se postula que la primera haya
sido una mesa de agua anterior.
En la zona de sulfuros secundarios se ha producido un ligero
enriquecimiento de sulfuros entre los 35 a 38 metros de profundidad.
Constituyendo el nivel de 35 m de profundidad la última mesa de agua, a
mayor profundidad sigue la zona de sulfuros primarios.
Es necesario recalcar que toda la zona del yacimiento ha sufrido
erosión, antes y después del proceso de meteorización.
Por otra parte, el proceso de oxidación y el enriquecimiento
supergénico estuvo limitado por el grado de fracturamiento de las rocas, a
más profundidad que los 38 m el grado de fracturamiento de las rocas se
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reduce drásticamente, al considerar la profundidad actual de la
meteorización es necesario tener en cuenta la erosión de la superficie,
ocurrida con posterioridad al proceso de la meteorización.
El proceso de la meteorización oxidativa y enriquecimiento supergénico
en el yacimiento Raúl-Condestable ocurrió entre los 34 - 14 Ma (Oligoceno
Inferior a Mioceno Medio). Esta datación está tomada por la similitud
climática con los yacimientos de cobre del norte de Chile y sur del Perú,
cuyos procesos de meteorización oxidativa han sido datados debidamente
por el método K/Ar (Sillitoe et al 1996 y Clark et al 1990). Se afirma que en
este lapso el clima de la costa sur peruana y norte de Chile fue templado y
húmedo, condición suficiente como para producir la meteorización oxidativa
de los yacimientos metálicos.
Según Sillitoe et al 1996, este proceso supergénico tuvo su fin cuando
se sobreimpuso el proceso de desertificación, debido al levantamiento de los
Andes y al enfriamiento de la Corriente de Humboldt, este último debido a la
formación del casquete de hielo de la Antártida.
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CONCLUSIONES
1.- El gossan en el yacimiento Raúl-Condestable es mayormente
formado in situ, contiene malaquita y relictos de pirita-calcopirita,
presentado boxwork celular con espacios angulares (foto N° 3),
observables tanto en una muestra de mena y el microscópico y fueron
producidos por la oxidación de la calcopirita, estos indicios nos
indican que en profundidad existe un yacimiento de cobre.
2.- El grado de fracturamiento constituye un control importante en el
yacimiento Raúl-Condestable. En los primeros 35 m de profundidad
las rocas están muy fracturadas y constituye la zona aireada; por
debajo de los 35 m hasta los 38 m de profundidad las rocas están
poco fracturadas y constituye la zona de saturación; el límite es la
mesa de agua (a los 35 metros), y por debajo de los 38 m de
profundidad la porosidad - permabilidad es casi nula.
3.- El proceso de oxidación en el yacimiento Raúl-Condestable ocurrió
entre los 34 - 14 Ma (Oligoceno inferior a Mioceno medio).
4.- A diferencia de los yacimientos de pórfidos de cobre, el yacimiento
Raúl-Condestable presenta un muy delgado horizonte de sulfuros
secundarios (< 3 m) contra un potente horizonte (20-40 m) de sulfuros
secundarios que presentan los yacimientos de pórfidos de cobre del
Sur del Perú.
El yacimiento Raúl-Condestable presenta una zona de
lixiviación con abundantes óxidos (malaquita) muchas veces
constituyendo menas; esto debido a que originalmente la proporción
pirita / calcopirita habría sido muy baja, mientras que los porfidos de
cobre presentan una zona de lixiviación esteril.
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BIBLIOGRAFIA
BLANCHARD R. (1968).- Interpretation Of leached outcrops: Nevada Bureauof Mines - Bulletin 66.CLAK A.H.O., R.M. TOSDAL, E. FARRAR & A. PLAZOLLES (1990).-Geomorphologic Environmet and Age of supergene Enrichment of theCuajone, Quellaveco, and Toquepala Porphyry Copper Deposits,Southeastern Perú: Econ. Geology Vol. 85 pp. 1604-1628.GILBERT J.M. et.al. (1986).- The Geology or ore deposits: W.H. Freemanand Company/New York.INJOQUE J. (1985).- Geochemistry of the Cu-Fe-Amphibole Skarn depositsof the Peruvian Central Coast, thesis submited to the university ofNottingham U.K. for the Degre of Ph. D.LACY W.C. (1949).- Oxidation processes and formation of oxide ore atYauricocha: Volumen Jubilar XXV Aniversario, S.G.P.MANRIQUE C.J. & A. PLAZOLLES (1975).- Geología de Cuajone: Boletín 46de la S.G.P.OSTERMANN G., CARDOSO M. & WAUSCHKUHN A. (1983).- Descripcióny correlación de los depósitos volcánicos - sedimentarios del CretáseoInferior en la región Lima-Cañete: Boletín 70 de la S.G.P.SILLITOE R. & E.H. MCKEE (1966).- Age of Supergene Oxidation andEnrichment in the Chilean Porphyry Copper Province: Vol 91, Econ. Geologypp. 164-179.SMIRNOV (1976).- Geología de Yacimientos Minerales; Ed. Mir-Moscú.TITLEY S.R. (1978).- Geologic History, Hypogene Features, and Processesof Secondary Sulfide Enrichment at Plesyumi Copper Prospect, New Britain,Papua New Guinea: Economic Geology, Vol. 73, 1978, pp. 768 - 784.WAUSCHKUHN A. & R. THUM (1982).- The Condestable mine, a volcane-exalative deposit in the Mesozoic Coastal belt of Central Perú. In AmstutGC., El Goresy a., Frenzel G., Kluth C., Moh G., Waschkuhn, A. ZimmemannR.A. (eds) Ore genesis. The state of the art. Springer, Berlin Heildelberg,New York.
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ANEXO :A continuación se presenta el Estudio Microscópicode Algunas Muestras
MUESTRA : M31 A 72 m de profundidad (MICROSCOPIA DE MINERALES OPACOS)
MINERALES PRIMARIOS : DESCRIPCIÓN
MINERAL % FORMA TAMAÑO(mm)
OCURRENCIAS ASOCIACIÓN
Pirita 1 Euhedral aAnhedral
<0.42 - Como relleno de microfracturas.- Están parcialmente circundados y
reemplazados por la calcopirita
Con lacalcopirita
Rutilo Trz Anhedral <0.15 - Diseminados, como producto de lasegregación después de laalteración de los mineralesferromagnesianos.
- En algunas áreas están comorelleno de microfracturas.
- Algunos cristales están incluidosen algunas piritas
Con la Pirita
Ilmenita 2 subhedral aanhedral
<0.21 - Cómo producto de la segregación,después de la alteración de losminerales ferromagnesianos.
- Ha reemplazado a algunos rutilos.- También se les encuentra dentro
de las microfracturas.- Dentro de algunos
ferromagnesianos alterados, seencuentran algo concentrados,formando pequeños núcleos
Con el Rutilo
Calcopirita 5 Anhedral <0.96 - Como relleno de microfracturas.- En algunas áreas circunda a la
asociación de rutilo con ilmenita(los ha reemplazadoparcialmente).
- Circunda y reemplaza a algunaspiritas.
- Presenta dos etapas de generación,la primera se encuentra enexsolución, con la esfalerita, y lasegunda es la que se halla enmayor porcentaje.
Con la Pirita
Esfalerita Trz Anhedral <0.03 - Se encuentra como remanentesdentro de las playas de calcopiritay presenta exsolución decalcopirita.
- Reemplaza parcialmente a lapirita.
- A su vez es reemplazada por lacalcopirita
Con la Pirita ycalcopirita
Roca (ganga) 92
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MICROSCOPIA DE MINERALES OPACOS
MUESTRA: M-5 A 37 m de profundidad
DESCRIPCION:
MINERALES PRIMARIOS:
MINERAL % FORMA TAMAÑO
(mm)
OCURRENCIAS ASOCIACIO-
NES
Ilmenita 2 subhedral
anhedral
<0,06 - Como remanentes esqueléticos.
- Reemplazada por los leucoxenos a
los cuales ha dado origen por
alteración.
Calcopirita 10 Anhedral <0,505 - Intersticial
- Como remanentes reemplazados por
los carbonatos.
- Como relleno de las microfacturas.
- A la marcasita
Marcasita 1 Anhedral <0,160 - Como relleno de las microfacturas.
- Intersticial
- Reemplazada y englobada por la
calcopirita.
- A la calcopirita
MINERALES SECUNDARIOS:
MINERAL % FORMA TAMAÑO
(mm)
OCURRENCIAS ASOCIACIO-
NES
Covelita Trz Anhedral <0,045 - Como producto de alteración de la
calcopirita.
- Conforma halos circundantes a los
cristales de calcopirita.
- A la calcopirita
Leucoxeno 2 Anhedral <0,110 - Como alteración de la Ilmenita
- En forma de halos o coronas.
- Intersticial entre las cloritas.
- Está ampliamente dispersada.
- A la ilmenita
roca(ganga) 85
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MICROSCOPIA DE MINERALES OPACOS
MUESTRA : M-51 A 35 m de profundidad
DESCRIPCIÓN :
MINERALES PRIMARIOS:
MINERAL % FORMA TAMAÑO(mm)
OCURRENCIAS ASOCIACION
Calcopirita 78 Anhedral <18.0 - En forma de playas irregulares.- Se hallan moderadamente
fracturadas.- Ha sido reemplazada intensamente
por algunas gangas (cuarzo),motivo por el cual se hallan enforma de remanentes dentro de éste.
- Rellena algunas microfracturas delas piritas.
- Como exsolución en la Esfalerita,en éste caso responde a la primerageneración y su hábito es en formade gotas de lluvia.
Pirita 10 Subhedralanhedral
<3.15 - Se encuentra como remanentesdespués de haber sido reemplazadapor las gangas en primer término yen mayor intensidad y luego por lacalcopirita en menor proporción.
- Están microfracturadas.- Como remanentes esqueléticos
están dentro de algunas calcopiritas.
Pirrotita Trz Anhedral <0.048 - Como remanentes muydiseminados dentro de las playas decalcopirita, como consecuencia delreemplazamiento que ha sufrido poracción de la calcopirita.
Con la calcopiritay la esfalerita
Esfalerita Trz Anhedral <0.15 - Se encuentra como remanentesesqueléticos dentro de las playas decalcopirita.
- Presenta exsoluciones decalcopirita.
Con la calcopiritay pirrotita.
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Sigue M-51
MINERALES SECUNDARIOS:
MINERAL % FORMA TAMAÑO(mm)
OCURRENCIAS ASOCIACION
Covelita 1 Anhedral <0.14 - Como producto de alteración de lascalcopiritas, tanto de la primeracomo de la segunda generación; enel primer caso está asociada con laesfalerita, y en el segundo caso estáasociada con la calcopirita,habíendose iniciado la alteración apartir de las microfracturas yclivajes.
- Como relleno de microfracturas enla calcopirita.
- Como relleno en microfracturas enla ganga (silicatos).
Con lacalcopirita,esfalerita y pirita.
Goethita 1 Anhedral <0.84 - Como microplayas irregulares queestán rellenando algunas oquedadesde la muestra y también comorelleno de microfracturas de lacalcopirita, en este caso, asociada ala covelita.
- Originada en el proceso de laalteración supérgena tanto de lapirita como de la calcopirita.
Calcocita Trz Anhedral <0.015 - Como producto de la alteración dela covelita.
- Se encuentra ubicada en lasmicrofracturas de la calcopirita.
Con la covelita ycalcopirita
Gangas 10 - Constituída por la asociación delcuarzo y otros silicatos del tipoferromagnesiano, como latremolita, deduciéndose éstasúltimas por la presencia deminerales aciculares que tienen elhábito propio de esos minerales
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MICROSCOPIA DE MINERALES OPACOS
MUESTRA: M-6 A 31 m de profundidadDESCRIPCION:
MINERALES PRIMARIOS:
MINERAL % FORMA TAMAÑO(mm)
OCURRENCIAS ASOCIACIONES
Calcopirita Trz Anhedral <0,050 - Como remanentes esqueléticos,dentro de la goethita.
- Están dispersados en los silicatos.- Intersticial entre los cristales de
cuarzo.
con la goethitacon el cuarzo
Ilmenita Trz Subhedral <0,100 - Asociada a los ferromagnesianosalterados.
- Están parcialmente reemplazados porlos carbonatos.
con los carbonatos
Marcasita Trz Anhedral <0,020 - Como remanentes esqueléticos dentrode los carbonatos.
Pirita Trz Anhedral <0,005 - Como remanentes esqueléticos dentrode la hematita y goethita.
- A la hematita- A la goethita
MINERALES SECUNDARIOS:
MINERAL % FORMA TAMAÑO(mm)
OCURRENCIAS ASOCIACIONES
Hematita Trz Subhedralanhedral
<0,100 - Como producto de alteración de lapirita.
- Presenta formas pseudomórficas.- Están circundadas por la goethita.
- A la pirita- A la goethita
Goethita 5 Subhedral <0,700 - Como pequeños núcleos dentro de lamalaquita.
- Como microvenillas.- Como microestructura celular- Pseudomórfico después de la
alteración de la pirita.
- A la pirita- A la goethita
Carbonatos(calcita)
5 Anhedral <0,750 - Reemplazando y circundando a lailmenita.
- A la ilmenita
Malaquita 2 Anhedral <0,850 - Intersticial- Como relleno de microfracturas.
- A la goethita- A la crisocola
Crisocola Trz Anhedral <0,850 - Intersticial- Rellena microfacturas
- A la goethita- A la malaquita
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Roca (ganga) 88
MICROSCOPIA DE MINERALES OPACOS
MUESTRA: M-71 A 17 m de profundidad
DESCRIPCION:
MINERALES PRIMARIOS:
MINERAL % FORMA TAMAÑO
(mm)
OCURRENCIAS ASOCIACIO -
NES
Ilmenita 1 Euhedral
a
anhedral
<0,300 - Como producto de deposición de las
soluciones mineralizadas.
- Alterada en el cuarzo.
- Al leucoxeno
Calcopirita Trz Anhedral <0,008 -
Inclui
da en
el
cuarzo
.
- Al cuarzo
Oro Trz Anhedral <0,016 - Como seudoinclusión en la goethita
después de la alteración sufrida por
la pirita que originó a la goethita.
- Adyacente al ferromagnesiano
alterado.
- A la goethita
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MINERALES SECUNDARIOS:
MINERAL % FORMA TAMA -
ÑO
(mm)
OCURRENCIAS ASOCIACIONES
Goethita 10 Anhedral <0,875 - Con hábito coloforme distribuidas
concéntricamente.
- Como parte del fenocristal de
ferromagnesiano que está
reemplazada parcialmente por la
goethita.
- Con microestructuras celulares
entrecruzadas.
- Como relleno de microfracturas.
- Está como parte integrante de la
masa fundamental que engloba a
los fragmentos de la roca y a los
fenocristales, de tal manera que en
algunos casos los circunda a éstos
- Como pseudomorfo de la pirita.
- A lacalcopirita
- A la pirita
Hematita 3 Anhedral <0,890 - Como relleno de las microfracturas.
- Presenta microestructura celular
entrecruzada.
- Circunda los fragmentos de roca y
a los fenocristales.
- Como pseudomorfo de la pirita.
- A lacalcopirita
- A la pirita
Rutilo 5 Anhedral <0,570 - Como producto de alteración de la
ilmenita.
- Como producto de segregación
después de la alteración de los
ferromagnesianos.
- Está como relleno de las
microfracturas y de la ilmenita.
- A la ilmenita
Rca (ganga) 81
MICROSCOPIA DE MINERALES OPACOS
MUESTRA : M-25 Muestra de superficieDESCRIPCION:
MINERALES PRIMARIOS:
MINERAL % FORMA TAMAÑO
(mm)
OCURRENCIAS ASOCIACIONES
Calcopirita Trz Anhedral < 0,010 - Diseminada en la roca
- Como remanente esqueléticos
Pirita Trz Anhedral < 0,040 - Diseminada en la roca
- Como remanentes esqueléticos
MINERALES SECUNDARIOS:
MINERAL % FORMA TAMAÑO
(mm)
OCURRENCIAS ASOCIACIONES
Hematita 20 Anhedral < 0,400 - Intersticial
- Diseminación con textura
“apimentada”.
- Reemplaza a algunos
minerales ferromagnesianos
alterados.
- Sectorialmente presenta
hábito acicular, tabular.
- Con microestructuras
celulares.
- A la goethita
Goethita 15 Anhedral < 0,250 - Intersticial
- Se halla intercrecida con la
hematita
- Presenta micro estructura
celular.
- A la hematita
Leucoxeno 2 Anhedral < 0,150 - Como producto de alteración
del rutilo e ilmenita
preexistentes.
- A la hematita y
goethita.
Malaquita - Vista macroscópicamente.
Roca (ganga) 63