1 Introducción Pórfidos

Introducción a los sistemas porfídicos

Dr. Víctor Maksaev

Pórfidos Cupríferos

Depósitos de minerales de cobre diseminados, en vetas y/o brechas ±uniformemente distribuidos en grandes volúmenes de rocas.

Depósitos magmático-hidrotermales en los cuales sulfuros y óxidos precipitaron desde una solución acuosa a altas temperaturas.


Alto tonelaje (50 a 500 Mt) Baja ley o tenor (<2% Cu;

mayoría 0.3–1.0% Cu, 0,02% Mo)

En Chile hay varios >1000 Mt y con >1% Cu

1 a 2 km2 en planta

Pórfidos cupríferosSistemas Porfídicos

Cu ± Mo ± Au Sn ± W ± Mo

Pórfido cuprífero: Depósito de baja ley de cobre que siempre está asociado a stocks, pero puede estar en esquistos, calizas silicificadas y rocas volcánicas. Los minerales cupríferos típicamente están en granos diseminados y/o en vetillas en un gran volumen de roca.

La característica distintiva, ausente en la definición de la AGI, es la alteración hidrotermal pervasiva, típicamente asociada con la mineralización de cobre y otros metales.

Definición del Glosario de la AGI

El tamaño del sistema hidrotermal relacionado a una intrusión es lo más impresionante de este grupo de depósitos (10-100 km3 de rocas alteradas)

Cº. PELADO

CAMPAMENTO ANTIGUO

Z-295

QUEBRADA M

SECTOR "O"

QUEBRADA

QUEBRADA TURQUESAGRANITO

26°15'

69°33'

Cº INDIO MUERTO

N

S

EW

Calcopirita - Bornita

Pirita

Calcopirita - Pirita

Trazas de Sulfuros

1000 m

Distribución de sulfuros en elDistrito Indio Muerto de El Salvador

Notar que el sistema hidrotermal es más grande que los cuerpos mineralizados

Gustafson et al., 2001

Depósitos de tipo pórfido cuprífero

Depósitos Epigenéticos: mineralización de sulfuros hipógenos (primarios) introducidos en las rocas por fluidos hidrotermales.

Depósitos relacionados espacial y temporalmente a intrusivos: stocks félsicos subvolcánicos, usualmente porfíricos y multifase.

Probablemente apófisis en cúpulas de batolitos.

Concentración de volátiles magmáticos en apófisis de cúpulas de batolitos

Candela & Piccoli, 2005

Pórfido Cuprífero

Plutones parentales compuestos (batolitos) en paleo-profundidades de 5 a 15 km

Extensión vertical de mineralización puede extenderse >2 km; Ej. Chuquicamata, La Escondida.


Menas: sulfuros hipógenos en una serie de vetillas polidireccionales o paralelas (stockwork o sheeted veins), matriz de brechas y diseminadas en rocas alteradas (1 a 2% vol. de las rocas).

Las rocas de caja están alteradas hidrotermalmente, forman asociaciones de minerales de ganga de alteración características (incluyendo óxidos).

Tamaño de los stocks

Stocks con diámetros y largos <1 km; pero, 14 km largo en Chuquicamata – Radomiro Tomic; 4 km Hugo Dummet (Oyu Tolgoi, Mongolia).

Pero…el tamaño de los stocks no tiene ninguna relación obvia con el tamaño del depósito porfídico relacionado y/o su contenido de Cu.

Corbett, 2008

Depósitos y metales asociados

Skarn: Cu, Fe, Au, Zn

Reemplazo: Ag-Pb-Zn-Cu-Aupolimetálico

Vetas: Au-Ag-Cu-Pb-Zn-Mn-Aspolimetálicas

Diseminación: Au, Agen rocas sedimentarias

Vetas epitermales:Baja sulf: Au-AgAlta sulf.: Au, Ag, Cu, As

Pórfidos cupríferos

Rocas encajadoras

Variadas, no tienen relación directa con la mineralización.

Pero, hay litologías que favorecen altas leyes en los pórfidos y depósitos periféricos relacionados.

Secuencias carbonatadas, especialmente mármol cerca de contactos, rocas impermeables (sello), ricas en Fe (Ej. El Teniente, Resolution, Oyu Tolgoi; reducción de S+6 S-2).

Origen del término pórfido cuprífero

El término de pórfido cuprífero (porphyry copper) surgió en Norteamérica a principios del siglo XX, como una denominación minera para referirse a depósitos de gran tonelaje y baja ley de cobre que comenzaron a explotarse en ese entonces.

El origen de la denominación proviene de la minería no selectiva, a gran escala que se desarrolló en estos depósitos cupríferos ligados a rocas porfídicas

No es un término de origen académico, ni estrictamente geológico.

Pórfido Cuprífero

Emmons (1918) en su libro Principles of Economic Geology fue el primero en usar el término Porphyry Copper Deposit en la literatura geológica.

Emmons en versiones posteriores los denominó Disseminated Copper Ores, pero el nombre Porphyry Copper o pórfido cuprífero el que perduró.

Parsons (1933, 1957; The Porphyry Coppers ) señaló las siguientes características como relevantes: Gran magnitud tridimensional (pórfido

<1 km2 en planta). Distribución relativamente uniforme de

minerales de cobre. Asociación con rocas intrusivas félsicas

porfídicas. Leyes relativamente bajas (<2% Cu). Explotación masiva (no selectiva; bulk

mining). Enriquecimiento supergeno. Extensión determinada por ley de

corte.

Pórfidos Cupríferos Estrecha relación espacial y temporal de la

mineralización de Cu (Mo) y otros metales con cuerpos intrusivos multifase, típicamente con textura porfírica, de tipo stock subvolcánico (epizonal) o diques, de composición félsica, generalmente de 0,2 a 0,5 km2 en planta.

Amplios sistemas de fracturas que tienden a estar centradas y concentradas en la porción apical de uno o más cuerpos intrusivos y sus rocas de caja adyacentes.

Una distribución de alteración hidrotermal centro-simétrica.

Una distribución de minerales de mena hipógenos dentro de los halos de alteración hidrotermal.

John Hunt (1977) definió los pórfidos cupríferos como: Grandes anomalías de azufre

conteniendo cobre y otros metales; destacando que mucho del azufre de estos depósitos está oxidado (presencia de sulfatos; anhidrita).

La alta concentración (anomalía) de azufre en estos depósitos también fue destacada por Gustafson (1979).

Efectivamente, tienen una relación azufre/metal muy alta (Ej.: S/Cu>10)

Hierro?

Calcopirita CuFeS2 30.43% Fe Bornita Cu5FeS4 11.13% Fe Pirita FeS2 46.55% Fe Magnetita Fe3O4 72.36% Fe Hematita Fe2O3 69.94% Fe Tetrahedrita (Cu,Fe)12Sb4S13 10.20% Fe Tenantita (Cu,Fe)12As4S13 3.80% Fe Los pórfidos cupríferos también son una

anomalía de Fe de origen hidrotermal

Mineralogía hipógena simple (Cu-Mo) Calcopirita CuFeS2 34.6% Cu Bornita Cu5FeS4 63.3% Cu Pirita FeS2 0% Cu Molibdenita MoS2 59.9% Mo Magnetita Fe3O4 0% Cu Hematita Fe2O3 0% Cu Calcosina Cu2S 79.8% Cu Tetrahedrita (Cu,Fe)12Sb4S13 34.8% Cu Tenantita (Cu,Fe)12As4S13 47.5% Cu Enargita Cu3AsS4 48.4% Cu

Einaudi et al., 2003

Minerales de ganga comunes

Cuarzo, pirita, sericita (mica potásica), clorita, epidota, biotita, feldespato-K, magnetita, anhidrita, turmalina, caolinita, alunita, pirofilita.

Oxidación supergena

malaquita, azurita, cuprita, tenorita, crisococola, Cu nativo, copper wad (MnOx), copper pitch (Silicato), atacamita y varios otros carbonatos, óxidos, silicatos y sulfatos en cantidades menores.

Relevancia de los pórfidos cupríferos Producción mundial

– 3/4 del Cu, ½ Mo, 1/5 Au provienen de la explotación de este tipo de depósitos minerales.

– Mucho del Re y cantidades menores de Ag, Pd, Te, Se. Bi, Zn y Pb.

La mayor parte de la producción cuprífera chilena y toda la producción de molibdeno provienen de la explotación de pórfidos cupríferos.

Pórfidos mayor % Cu conocido

18°00'

69°00'

300Km1500

O CEANO PACIFICO

69°00'

30°00'

34°00'34°00'

30°00'

26°00'

22°00'

18°00'

AR EQ U IPALA PAZ

C ALAM A

SAN TIAG O

C O Q U IM BO

C O PIAPO

AN TO FAG ASTA

AR IC A

BARBA/FC AM US/RENO

Los pórfidos cupríferos

son losdepósitos minerales

más importantes

de Chile y PerúRío Blanco – Los Broncesconcentración mayor de Cuexplotable en el mundo203 Mt Cu fino

El Tenienteconcentración mayor de Moen el mundo 2,5 Mt Mo

Distribución en fajas paralelas a orógenos de centenas de km de largo; también grupos o clusters

FRANJAS MINERALIZADAS

Franja Pórfido Cu-Skarn Eoceno -Oligoceno Andahuaylas - Yauri

Franja Norte PórfidosCu-Au Miocenos

Franja Pórfidos Cu-Mo Paleoceno Sur Peru Tomado de Cardozo 2001

Cerro Corona 6Mt @1.4 g/t Au 40Mt @ 1.33 g/t Au, 0.7% Cu

Cañariaco 365 Mt @ 0.5% Cu

Galeno 430 Mt @ 0.6% Cu, 0.2 g/t Au

La Granja 800 Mt @ 0.61% Cu

Michiquillay 630 Mt @ 0.69% Cu

Minas Conga 641 Mt @ 0.3% Cu, 0.8 g/t Au,

Pórfidos Cu-Au Miocenos Norte Perú

Faja de pórfidos Cu-Mo Paleoceno Sur Peru

Quellaveco 213 Mt @ 0.94% Cu, 0.014% Mo, 1.74 g/t Ag 761 Mt @ 0.57% Cu, 0.023% Mo, 2.31 g/t Ag

Cerro Negro 64 Mt @ 0.56% Cu (óxidos)

Cerro Verde 175 Mt @ 0.6% Cu 420 Mt @ 0.6% Cu

Toquepala 770 Mt @ 0.74% Cu

Cuajone 61 Mt @ 0.49% Cu (oxides) 1,212 Mt @ 0.64% Cu

Eoceno-Oligoceno Faja pórfidos Cu – SkarnAndahuaylas-Yauri

Las Chancas 200 Mt @ 1% Cu

Antapaccay 390 Mt @ 0.83% Cu

Las Bambas 40Mt @ +2% Cu + potential porphyry

Tintaya +200 Mt @ +1.5% Cu

Perelló et al., 2003

Franja Pórfidos Cu-Au Paleoceno

Franja Pórfidos Cu-Au Mioceno

Franja PórfidosCu-Au Jurásicos

Colombia

Aspectos históricos

La revolución industrial y el uso de la electricidad hicieron que la demanda de cobre subiera fuertemente en el Siglo XIX.

Pero…a fines del Siglo XIX existía la preocupación por el agotamiento de los depósitos de alta ley.

Al mismo tiempo hubo grandes avances en la tecnología de perforación, carguío, transporte y procesamiento de minerales.

Aspectos históricos Los pórfidos cupríferos se descubrieron por

la explotación de depósitos periféricos de alta ley (vetas, skarns y otros depósitos).

Los pórfidos Cu no fueron importantes hasta que los avances tecnológicos en ingeniería a comienzos del siglo XX (extracción y metalurgia) permitieron su explotación masiva y no selectiva (a gran escala).

La explotación inicial de estos depósitos se hizo exclusivamente en menas enriquecidas por procesos supérgenos.


Ejemplo: hasta principios del Siglo XX Bingham Canyon era considerado como una ocurrencia mineral subeconómica en Utah, USA.

El Ingeniero norteamericano Daniel Jackling propuso la idea de explotar los minerales de baja ley de cobre a una tasa de 2000 t/d en Bingham a los hermanos Guggenheim.

Estos, después de ciertas dudas, invirtieron US$ 5 millones en una planta de 2000 t/d que entró en operación en 1905 y que por su éxito se amplío a 6000 t/d en 1907; posteriormente se expandió a 30.000 t/d y opera hasta la actualidad a una tasa de 110.000 t/d.


Bingham demostró que empleando minería y procesamiento a gran escala, los costos individuales podían reducirse y era posible explotar depósitos de cobre de baja ley en forma rentable.

Por lo que muchas ocurrencias minerales se transformarían en yacimientos rentables.

También hubo inversiones norteamericanas en los depósitos porfídicos chilenos.

Primeros pórfidos cupríferos en producción Año Nombre País Ley

cabeza original

Cu% 1905 Bingham USA 1,07 1906 El Teniente Chile 2,18 1907 Morenci USA 1.02 1908 Ruth USA 1,48 1910 Miami USA

0,95 1911 Ray USA 1,65 1912 Santa Rita USA 1,40 1912 Inspiration USA 1,40 1915 Chuquicamata Chile 2,12 1917 Ajo USA 1,26 1923 Bisbee USA

1,63 1927 Potrerillos Chile 1,51

El Teniente comenzó a explotarse en 1906

Chuquicamata en 1915 Los Bronces en 1916 Potrerillos comenzó en 1926 El Salvador comenzó en 1959 Río Blanco en 1969

Aspectos históricos en Chile

En los noventas hubo un fuerte aumento en la producción de cobre por el inicio de la explotación de: La Escondida (1990) Quebrada Blanca (1994) Cerro Colorado (1994) Zaldivar (1995) Radomiro Tomic (1996) El Abra (1996) Andacollo (1996) Ujina (1998) Lomas Bayas (1998) Los Pelambres (1999)

Adiciones recientes

Rosario de Collahuasi (Doña Inés; 2004)

Spence (2006; BHP-Billiton) Gabriela Mistral (Codelco ex Gaby;

2008) Proyecto Esperanza (Antofagasta M.;

2011) Proyecto El Morro (Goldcorp) Proyecto Caserones (Jogmeg ex

Regalito) Proyecto Relincho (Teck Chile) Inca de Oro (PanAust) Cluster de San Felipe / Pimentón (West

Wall, Pimentón, Novicio y otros).

Es un conjunto diverso de depósitos, asociados con intrusivos y alteración hidrotermal. Pórfidos Cu-Mo (los de mayor

tamaño) Pórfidos Cu-Au Pórfidos Au Pórfidos Mo

– Tipo Climax (granito-molibdenita)– Tipo Endako; Bajo F (calco-alcalino)

Pórfidos Sn-W (los más pequeños)

Ley Cu (%) y tonelaje

Geological Survey of Canada

Ley Mo (%) y tonelaje Geological Survey of Canada

Ley Au (g/t) y tonelaje


Pórfidos cupríferos en el mundo

Fajas de depósitos principalmente en Márgenes convergentes actuales o pasados

Subducción Control de primer orden

Principalmente en cadenas orogénicas calcoalcalinas Mz-Cz (diorita-monzonita-granodiorita-granito; andesita-latita-dacita-riolita)

Edades de los pórfidos cupríferos conocidos (datos de Singer et al., 2008)

Tosdal et al., 2009

No hay mineralización de tipo porfídico

No habría mineralización de tipo porfídico

Favorecería mineralización de tipo porfídico

Tectonismo compresivo

Sillitoe (1998) destacó que el engrosamiento cortical asociado a tectónica compresiva fue sincrónico con la formación de sistemas porfídicos en Chile central y norte, SW de Arizona, Irian Jaya e Irán.

Existe una relación empírica de pórfidos Cu grandes y de alta ley con marcos tectónicos compresivos con engrosamiento cortical, alzamiento, exhumación rápida.

Sillitoe (1998) indicó que:

La compresión impide que los magmas asciendan en la corteza superior e inhibe el volcanismo.

Las cámaras magmáticas someras resultantes en marcos compresivos son más grandes que en arcos extensionales.


No pudiendo alcanzar superficie el magma, se produciría el fraccionamiento en esas cámaras magmáticas, con la consecuente saturación de volátiles y generación de un gran volumen de fluidos magmático-hidrotermales.


La compresión restringiría el número de apófisis que se pueden formar en el techo de una gran cámara magmática (posiblemente por la ausencia de fallas extensionales de alto ángulo) y permitiría que el flujo de fluido se focalice mejor y más eficientemente en un solo stock que en un grupo de intrusiones.


El alzamiento rápido y erosión promovería la extracción y transporte eficiente de fluidos magmático-hidrotermales debido a una abrupta descompresión.

Sobre todo existen remociones en masa, las que pueden ser inducidas por la presión de fluidos hidrotermales (Ej. Reid, 2004)

Histograma de rocas en pórfidos cupríferos, comp. de Singer et al. (2008)

Composición normativa de rocas relacionadas a pórfidos cupríferos USGS, 2010

Composición química de rocas ígneas relacionadas a pórfidos cupríferosDe Seedorff et al. (2005). Rocas subalcalinas (calcoalcalinas y calcoalcalinasRicas en potasio) y rocas alcalinas.

Magmas calcoalcalinos de arco y pórfidos cupríferos Inherentemente “fértiles”Alto estado de oxidaciónAlto contenido de H2O, Cl y

SContenido de metal

suficiente, si los procesos mineralizadores son eficientes (Ej. Cline & Bodnar, 1991)

Magmas calcoalcalinos de arco y pórfidos cupríferos Sillitoe (1973) consideró

originalmente a los sistemas porfídicos como parte normal del magmatismo de arco.

Sin embargo, los pórfidos cupríferos son excepcionales en el magmatismo de arco.

Se desarrollan en épocas metalogénicas bien definidas de 10 a 20 millones de años de duración.

MagmatismoTectónica yMineralización

Subducción ymagmatismo± contínuo enlos últimos200 Ma…

Sin embargola formaciónde depósitosminerales hasido¡discontínua!

Magmas calcoalcalinos de arco y pórfidos cupríferos Cada época de pórfidos cupríferos

esta asociada a un evento magmático del mismo período de tiempo.

Alguna perturbación en el régimen tectónico promueve la generación de sistemas porfídicos durante esos períodos de 10 a 20 millones de años.

Asociación magmática y mineralización en pórfidos de Cu-Mo Fuente máfica sub-continental

que genera magmas calco-alcalinos tipo I oxidados (margen continental activo).

Fusión parcial con especies sulfuradas residuales que retienen elementos calcófilos (Au, PGE) (Richards, 2003).

Gammons & Williams-Jones (1997) movilidad del Au determinada por concentración de H2S en el fluido.

Pórfidos de Cu-Mo

Stockwork y/o brechas y/o vetas con Qtz-Cpy-Mo en intrusivo aproximadamente porfídico y rocas encajadoras adyacentes.

Au(ppm)/Mo%<30 (Cox & Singer, 1996).

Pórfidos de Cu-Au y Au

Pórfidos ricos en Oro >0.4 ppm Au (Sillitoe, 1993) o Au(ppm)/Mo%>30 (Cox & Singer, 1996).

Pórfidos Cu-Au o Au: Fuente máfica sub-cortical que genera magmas calco-alcalinos tipo I oxidados (arco de islas y márgenes continentales activos).

Aumento de la fO2 o del % de fusión parcial o re-fusión del manto ⇒ Au

Magmas hidratados subsaturados en S enriquecidos en Au (Richards , 2003).

Pórfidos de Cu-Au y Au

Stockwork con Cpy-Bo-Magnetita en intrusivo porfídico y rocas volcánicas contemporáneas.

Stockwork de venillas bandeadas de Qtz-Mgt±sulfuros en intrusivo porfídico en el caso de pórfidos Au.

Pórfidos de Mo asociación magmática y mineralización Tipo Climax: stockwork con Qtz-

Mo asociado con fluorita en pórfido granítico altamente diferenciado.

Fuente cortical con biotita (gneisses) que genera magmas tipo I más alcalinos (granito-molibdenita).

Tipo Endako: stockwork con Qtz-Mo pórfido félsico y rocas circundantes.

Fuente magmática subcortical.

Pórfidos de Sn-W asociación magmática y mineralización Fuente cortical con muscovita

(pelítica) que genera magmas peraluminosos reducidos, tipo S (tras-arco).

Complejos intrusivos subvolcánicos con venillas y brechas con casiterita en pórfido cuarcífero y rocas adyacentes.

Magmatismo calcoalcalino relacionado a convergencia de placas

Pórfidos Cu-Mola mayor parte delos depósitos deChile son de estetipo.

Pórfidos Cu-Aulos ejemplos típicos están enel Pacífico SW,en Chile; Ej. CerroCasale.

Pórfidos de Cu-Mo, Cu-Au y Au en el borde del Pacífico

Marco geotectónico de losDistintos tipos de pórfidos


Pórfidos de Arizona

Ampliamente estudiados (Ej. Titley, 1983)

Ocurren en y sobre una cobertura Pz-Mz sobre un basamento antiguo de arco de islas.

En la porción distal de una cuenca sedimentaria cretácica.

Encima de una subducción cretácica.


Asociados con plutones silíceos epizonales y ausencia de volcanismo.

De edad larámica (73-53 Ma), que también es la edad de la subducción.

Fueron seguidos por tectónica extensional con desarrollo de relieve local por estructuras y fallas de despegue (Basin and Range Province)


Antiguos, por lo que es difícil saber que características son exclusivas de los pórfidos cupríferos o son particulares de la geología de Arizona.

Consecuentemente, hay que analizar la situación de los pórfidos cupríferos más nuevos, donde el marco geológico es más claro.

Pórfidos gigantes en el mundo

Cooke et al. (2005) compilaron las características de los 25 depósitos porfídicos más grandes a nivel mundial, tanto por contenido de Cu, como de Au.

Intentando encontrar respuesta a ¿Por qué son gigantes y de alta ley?

Los Pelambres-PachónRío Blanco-LosBroncesEl Teniente

Co ColoradoRosario

Radomiro TomicChuquicamataLa EscondidaEscondida N

El SalvadorToki

CananeaLone StarMorenci-MetcalfPimaRay

Sar Cheshmeh

Aktogay-Aiderly Kal’makyr

Oyu Tolgoy

GrasbergLa GranjaCuajone

ButteBingham

25 depósitos porfídicos más grandes en cuanto a contenido de Cu

25 depósitos porfídicos más grandes en cuanto a contenido de Au

GrasbergOk TediPangunaFriedaRiver

Far SouthEast-LepantoTampakanAtlasSipilay

Cadia

Batu Hihau

Peschanka

Oyu TolgoiKal’makyr

Sar Cheshmeh

Reko Diq

Dal’neye

Pebble Copper

Prosperity

Bingham

Minas Conga

La EscondidaChuquicamata

Cerro CasaleBajo La Alumbrera

Contenido de cobre de pórfidos gigantes Cu-Mo, Cu-Au-Mo, Cu-Au

(Cooke et al., 2005)

Contenido de oro de pórfidos gigantes Cu-Mo, Cu-Au-Mo, Cu-Au


Contenido de cobre de pórfidos según edad


Los pórfidos gigantes se han formado en: Paleógeno – Eoceno Temprano

(73-53 Ma); SW Arizona y México (Provincia Larámica).

Eoceno – Oligoceno (44-31 Ma) (Norte Grande de Chile).

Mioceno Medio – Plioceno (12-4 Ma) (Andes de Chile Central).

Marco geotectónico de pórfidos cupríferos más recientesNorte de Chile

550 km de subducción plana Mioceno Tardío a Plioceno: peak

compresivo temporal (Fase Quechua) por subducción de la Dorsal de Juan Fernández. Esto causo un menor ángulo de la subducción, engrosamiento cortical, alzamiento rápido y exhumación.

El Cerro Aconcagua (6962 m) es producto de este proceso.

Volcanismo prácticamente extinto

Cooke et al., 2005

Marco geotectónico de pórfidos cupríferos más recientes en Chile

Depósitos Cu-Mo en la flexura sur de la subducción (plana a normal).

Depósitos ricos en Au en la Franja de Maricunga desde el Mioceno (con el inicio de la subducción de la Dorsal Juan Fernández).

Depósitos epitermales miocenos de alta sulfuración sobre la zona de subducción plana

Cooke et al., 2005

Marco geotectónico de pórfidos cupríferos más recientes en Perú

Zona de subducción plana se extiende por cerca de 1500 km

El Norte de Perú tiene un arreglo espectacular de depósitos Miocenos dos gigantes formados hace 10 -20 Ma; La Granja (Cu–Mo), Minas Conga (Cu-Au).

También hay yacimientos epitermales de alta sulfuración aproximadamente de la misma edad; Yanacocha (10.9 Ma) y Pierina (14,5 Ma).

Cooke et al., 2005

Rosenbaum et al., 2005; EPSLSegmentación tectónica

Depósitos de Cu y Au de <18Ma

PortoveloLa GranjaYanacochaPierinaAntaminaToromocho

Lobo-MarteCerro CasaleAgua RicaBajo de la AlumbreraPascua-LamaEl IndioLos PelambresRío Blanco - Los BroncesEl Teniente

Rosenbaum et al., 2005; EPSL

Cooke et al., 2005

Marco geotectónico de pórfidos cupríferos más recientes en Panamá y Costa Rica

Subducción plana de 250 km Pórfido gigante Cu-Au Cerro

Colorado (4,3 Ma). Mioceno medio a Superior:

magmatismo Calco – Alcalino. Colisión de la Dorsal de Cocos. Plioceno: Cese de volcanismo

Calco-alcalino y cierre del istmo entre norte y centro América.

Desde el Plioceno: engrosamiento cortical y alzamiento de la cordillera de Talamanca sobre zona de subducción plana.

Pórfidos gigantes; Cooke et al., 2005

7 de los 25 pórfidos Cu-Mo y 13 de los 25 pórfidos Cu-Au se formaron en los últimos 20 Ma.

De los anteriores 6 de Cu y 9 de Au se formaron bajo un régimen de subducción plana con dorsales asísmicas, cadenas montañosas o plateau oceánicos (resultando en engrosamiento cortical, alzamiento rápido y exhumación).

la flotabilidad de la placa subductada puede proveer ambientes tectónico-magmáticos que son favorables para la formación de pórfidos gigantes.

Pórfidos gigantes; Cooke et al., 2005

En arcos de islas oceánicos, la subducción de una dorsal puede llevar a un aplanamiento de la subducción o a inversiones episódicas del arco y en arcos continentales a subducción plana.

Los volátiles liberados de la dorsal pueden causar metasomatismo en la cuña astenosférica, posiblemente acompañado de un incremento en el flujo de azufre por subducción de sedimentos metalíferos (=> fundidos oxidados que pueden transportar: Cu, Au y SO2 del manto a la corteza).

También puede ocurrir engrosamiento y deshidratación de la corteza, llevando a un aumento en el flujo de fluidos.

Subducción de dorsales El tectonismo compresivo

asociado, con alzamiento rápido y exhumación (conduciendo potencialmente a la superposición de ambientes de pórfido y epitermales), reactivación de fallas del basamento y un hiatus en el volcanismo asociado con engrosamiento cortical favorecería la formación de pórfidos cupríferos.

Factores requeridos para formar pórfidos cupríferos (Richards, 2004)

Subducción por un período considerable (>10Ma ?)para acumular magmas máficos en la base de la corteza (zona MASH; fusión, asimilación, almacenamiento, homogenización).

Magmas calcoalcalinos altamente oxidados con alto contenido de H2O, Cl y S (contenido metálico normal).

Condiciones tectónicas compresivas que permitan acumular grandes cámaras magmáticas en la corteza (>100 km3).

Procesos o factores requeridos para formar pórfidos cupríferos (Richards, 2004) Las estructuras pre-existentes en la

corteza permiten focalizar y facilitar el ascenso magmático e hidrotermal.

El flujo o aporte de magma desde la corteza inferior debe ser suficiente para que se forme una cámara magmática voluminosa (>100 km3) y al menos parcialmente fundida en la corteza media-superior.

Procesos o factores requeridos para formar pórfidos cupríferos (Richards, 2004) La exsolución de volátiles debe

comenzar dentro de esa cámara magmática a profundidades >5–6 km.

La geometría de la cámara magmática debe tener una zona de cúpula en la cual magma rico en burbujas ascienda y circule, liberando su carga de volátiles en la cubierta o caparazón.

La dinámica de fluidos permite una partición eficiente de metales desde un gran volumen de magma a los fluidos hidrotermales y su transporte y precipitación en la cubierta.

Procesos o factores requeridos para formar pórfidos cupríferos (Richards, 2004)

La recarga de magma caliente en la cámara magmática (Ej. magmas máficos) prolongará y maximizará el proceso de intercambio magmático-hidrotermal y puede aportar componentes al sistema.

Los volátiles deben ser liberados en forma controlada, focalizada y durante un tiempo suficiente para acumular concentraciones de minerales económicos en los sitios de precipitación.

Tectónica compresiva

Las condiciones severamente compresivas pueden impedir la erupción de los magmas y favorecer el almacenamiento en grandes cámaras someras confinadas, de las cuales pueden liberarse cantidades inusualmente grandes de fluidos magmáticos para formar pórfidos cupríferos (Sillitoe & Perelló, 2005; Sillitoe, 2010)

¿Qué factor es más relevante? Ninguno de los factores es único

para la formación de sistemas porfídicos, ni gigantes versus pequeños.

Solo la conjunción de muchos factores geológicos favorables desde la escala de la corteza a la del depósito, es capaz de producir la formación de depósitos gigantes.

1 Introducción Pórfidos

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