Ing. Martin ZegarraIng. Martin Zegarra

Unc.ciclo2014@Gmail.cUnc.ciclo2014@Gmail.comom

MINERALOGÍA

INGENIERÍA DE MINAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

PROCESOS MAGMATICOS

11

4

33

(H2O, S, Cl, B) + (Cu, Mo, Au) ?

ARCO MAGMATICO

Modificado de Richards (2003)

5

Magma Primario

Magma Parental

PROCESOS DE DIFERENCIACIÓN MAGMÁTICA

En la cámara magmática, a medida que el magma se enfría ocurren diversos procesos de diferenciación que originan los diferentes tipos de rocas.

Fusión del Cpx

El producto líquido El producto líquido constituyen los constituyen los

diferentes tipos de diferentes tipos de Basaltos PrimariosBasaltos Primarios

Distribución de los elementos entre las fases: metálicas, sulfurada y silicatada

• Clasificación de Goldschmidt:– Atmófilos: Elementos volátiles (Gases y líquidos)– Litófilos: Afinidad por los líquidos silicatados (SiO2)– Calcófilos: Afinidad por los líquidos sulfurosos (S)– Siderófilos: Afinidad por los líquidos metálicos (Fe) Victor Goldschmidt (1888-1947)

Siderófilo

Calcófilo

Litófilo

Atmófilos H, C, N, Gases Nobles

Alcalis, Alcalino-térreos, Halógenos, B, O, Al, Si, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Y, Zr, Nb, Lantánidos, Hf, Ta, Th, U

Cu, Zn, Ga, Ag, Cd, In, Hg, Tl, As, S, Sb, Se, Pb, Bi, Te

Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Mo, Re, Au, C, P, Ge, Sn

Líquido Silicatado

Líquido Azufroso

Líquido Metálico

Fase Gaseosa

Corteza Terrestre y sus Corteza Terrestre y sus Particularidades de su ComposiciónParticularidades de su Composición

Elemento %

 

Compuesto %

O 44,8    

Si 21,5 SiO2 46

Mg 22,8 MgO 37,8

FeO 7,5Fe 5,8

Al 2,2 Al2O3 4,2

Ca 2,3 CaO 3,2

Na 0,3 Na2O 0,4

K 0,03 K2O 0,04

Total 99,7 Total 99,1

PARAGENESIS - ZONACIONPARAGENESIS - ZONACION

Un fluido mineralizador cambia gradualmente su composición mientras migra desde su fuente ya que reacciona con las rocas, cambiando su composición química, pH y otras propiedades; migra a sectores de menor presión y pierde calor al entrar en contacto con rocas más frías. Al ocurrir estos cambios físicos y químicos, los minerales de mena y ganga se proximan a sus respectivas constantes de equilibrio y son depositados en cierta secuencia. Esta depositación secuencial provee un registro detallado de la evolución en tiempo y espacio de una solución mineralizadora.

PARAGENESISPARAGENESIS

Paragenesis de los Minerales de Hierro y Cobre

los óxidos de Fe y Cu forman una serie predecible de asociaciones mineralógicas porque sistemas supérgenos están caracterizados por una serie consistente de reacciones geoquímicas que permiten solo el desarrollo de ciertas relaciones paragenéticas.

Pirita

Cc Cv

pH, [Fe]Gt+jar

hematita

pH ~, [Fe]

pH~, [Cu] ~ (baja)

pH~, [Cu]

Zonacion Skarn Cu

ZONACIÓN MINERALÓGICO DE ÓXIDOS DE Fe y Cu

Protolito con py, cp, +/- bn

cc py (arriba) cv cc; idaita cv cp (abajo)

Capa lixiviada dominada por goethita y/o jarosita; hematita reemplaza cc

Protolito con cp, bn >,>> py

CuOx bien desarollada; zona de enriquecimiento

(cc, cv) restringida

Capa lixiviada dominada por hematita roja >>

goethita, jarosita

1- SEGREGACIÓN MAGMÁTICA

Los minerales se forman al cristalizar el magma dependiendo los mismos de su sulubilidad y punto de fusión. Los primeros en cristalizar, son los más insolubles (platino, cromita, ilmenita, magnetita…); los últimos son las más solubles, es el caso de los minerales alcalínos y alcalinoterreos.

PROCESOS ENDÓGENOSPROCESOS ENDÓGENOS

TIPOS DE DEPÓSITOS LIGADOS A PROCESOS DE ORÍGEN ENDÓGENO:

2 - PEGMATITAS

Son fundidos residuales resultado de la cristalización fraccionada de los magmas ricos en silício, aluminio y álcalis (elementos litófilos) y altos contenidos en volátiles (boro, fluor, cloro).

La presión que estos ejercen obliga a inyectarse en las rocas circundantes.

Se caracterizan por:

- Su forma morfológica es de diques o de lentejones.

- La textura suele ser de grano muy grueso.

- Se forman a presión alta y temperaturas moderadas o altas.

- Las hay sencillas y complejas (Li, Be, Nb, Ta, W) según su mineralogía

3 – VENAS HIDROTERMALES

Los depósitos hidrotermales son más tardíos que las pegmatítas

y son ricos en sulfuros (elementos calcófilos). Las formas máscomunes de presentarse son en venas o filones.

Según Lindgren, hay tres tipos:

• Hipotermales → temp. entre 500° y 300° C (Sn-W-Mo)

• Mesotermales → temp. entre 300° y 200° C (Pb-Zn-Cu)

• Epitermales → temp. entre 200° y 100° C (Hg-Sb-Pb-Zn)

Buchanan/Morrison/Corbett & Leach

4 - METASOMATISMO DE CONTACTO

Se produce debido a las emanaciones gaseosas y líquidas que escapan del magma a elevada temperatura durante el proceso de consolidación, sobre todo cuando los magmas son ácidos (ricos en SiO2) o intermedios. Estas emanaciones al encontrarse con rocas reactivas (carbonatadas), reaccionan alterando totalmente su composición.

Suelen ser yacimientos de pequeño tamaño y ley alta lo que les hace ser muy valiosos, terminan súbitamente, tienen una distribución en forma de aureola, contienen óxidos y sulfuros, y reciben en nombre de skarn.

Modelo formación skarn

SKARN

CALCAREAS CalizasDolomíasLimolitas calcár.Lutitas calcár.margas

Prograda: Grt, pix, woll

Retrograda: Ep, cl, cab, anf MármolHornfels

Calco alcalino

StockINTRUSIVO

Fluidos magmáticos

Aguas meteóricas

Mineralización:Py, cp, ef, gn.

Fuente:

5 - DEPÓSITOS DE FUMAROLAS Y FUENTES TERMALES

FUMAROLAS

Al atravesar el magma, tanto los líquidos como los gases, van

reduciendo metales; al final los fluidos residuáles son expedidos a

gran presión llegando a la superficie como fumarolas o geíseres.

FUENTES TERMALES

Las aguas calientes alcanzan en ocasiones la superficie de la tierra

y dan lugar a las fuentes termales. Tanto se han diluido en las aguas

subterraneas que su contenido en minerales es muy bajo; uno de los

ejemplos más frecuentes es el ópalo

PROCESOS EXÓGENOSPROCESOS EXÓGENOS

Se origínan mediante procesos :

- Clásticos o detríticos. Acumulación de granos individuales.

- Químicos o bioquímicos .Producto de precipitaciones químicas

a partir de soluciones.

Cemento (más frecuente): carbonatado, siliceo o ferruginoso

Paso de sedimento a roca sedimentaria:

Erosión –Transporte – Sedimentación:

Deshidratación

Compactación

Litificación

Rocas Sedimentárias:

Areniscas - Pizarras - Calizas

(de los 16 Km superficiales, sólo ocupan el 5%)

Se producen por evaporación de las aguas de cuencas cerradas sometidas a elevadas temperaturas. Al evaporarse, los componentes menos solubles comienzan a precipitar.Se dividen en dos grupos atendiendo a su génesis :

- MARINOS. El orden de precipitación es:

Calcita – Dolomita – Yeso* – Anhidrita – Halita** – Silvina

* Se separa cuando la temperatura es de 30° y la concentración es 3,35 veces superior a la normal; a la mitad, lo hace la Anhidrita.

** Se separa cuando la concentración es 10 veces superior a la normal; por último, lo hace la Silvina-Carnalita.

- NO MARINOS: Son más escasos y de menor interés económico: Boratos - Nitratos

1 - EVAPORÍTICOS

TIPOS DE DEPÓSITOS DE ORIGEN SEDIMENTARIO:

2 - DE CONCENTRACIÓN MECÁNICA Y RESIDUAL

- MECÁNICA

Están formados por minerales primarios que han resistido la meteorización sin haberse alterado.

Es el caso del cuarzo (presente en el 99% de los sedimentos),

Otros ejemplos son: oro, plata, cobre (yacimientos tipo placer).

- RESIDUALES

Se forman por meteorización química intensa de los silicatos, normalmente, se forman en climas tropicales dando nuevos minerales que quedan depositados en el mismo sitio donde seproduce la meteorización.

Los más abundantes son las arcillas (aluminosilicátos ):

caolinita – montmorillonita – illita – clorita

Otros minerales muy importantes son los hidróxidos de aluminio:

bauxitas (gibbsita, diásporo y boehmita)

3 – ENRIQUECIMIENTO SECUNDARIO

Los minerales primarios o hipogénicos de muchos depósitos filonianos hidrotermales de sulfuros, sufren alteraciónes cerca de la superficie transformandose en minerales secundarios o supergénicos, ya que con facilidad se oxidan pasando a sulfatos, muchos de ellos solubles en agua.

Entre la superficie del suelo y la capa freática hay una zona relativamente poco profunda donde el agua circula activamente. Los sulfuros se oxidan pasando a sulfatos. Es la zona de oxidación.

Por debajo del nivel freático de las aguas se encuentra la zona de reducción, en ella, hay poco oxigeno y los metales tienden afinidad por el azufre.

La parte superior de un filón se convierte a menudo en una masa nodular oxidada rica en minerales de hierro llamada gossan.

PROCESOS METAMORFICOSPROCESOS METAMORFICOS

Se define el metamorfismo como el conjunto de procesos que, actuando por debajo de la zona de meteorización a considerable profundidad de la corteza terrestre, provoca por efecto de la presión de los sedimentos la recristalización de las rocas preexistentes (ígneas y sedimentarias). Durante el metamorfísmo, las rocas permanecen fundamentalmente en estado sólido. Las causas de los procesos metamórficos son los cambios de temperatura y elevada presión. Los cristales aparecen deformados (aplastados) por efecto de la presión de los sedimentos.

HAY DOS TIPOS FUNDAMENTALES DE METAMORFISMO:

CONTACTOCONTACTO: está relacionado con una intrusión y la recristalización es lenta.

REGIONALREGIONAL: se produce a gran escala con progresivos aumentos de P. y T.;

estos, están asociados a grandes geosinclinales y orogéneas.

Hay tres zonas desde la más externa a la más interna:

epizona - mesozona – catazona

METAMORFÍSMO REGIONALMETAMORFÍSMO REGIONAL