Introducción a los Depósitos Porfídicos a los... · (diorita-monzonita-granodiorita-granito;...

Introducción a los Introducción a los Depósitos Depósitos PorfídicosPorfídicos

Dr. Víctor Maksaev

Profesor AsociadoDepartamento de Geología

Facultad de Ciencias Físicas y MatemáticasUniversidad de Chile

http://www.pdfcomplete.com/cms/hppl/tabid/108/Default.aspx?r=q8b3uige22

Depósitos Porfídicos• Son depósitos de Cu y otros metales producto de sistemas

hidrotermales (250-700°C) de derivación magmática, que son el resultado del enfriamiento y cristalización de magmas félsicos hidratados en niveles epizonales de la corteza.

• Depósitos magmático-hidrotermales en los cuales sulfuros y óxidos precipitaron desde una solución acuosa a altas temperaturas (~250-550°C).

• Constituyen notables anomalías geoquímicas en la corteza terrestre: pueden contener hasta:

• 1.000 Mt de Azufre (S)• 100 Mt de cobre (Cu)• 2,5 Mt de molibdeno (Mo) • 2.600 t de oro (Au)


Depósitos Porfídicos• Los ejemplos más ricos en Cu y Mo son El Teniente

y Río Blanco-Los Bronces en Chile y el más rico en Au es Grasberg en Irian Jaya, Nueva Guinea.

• En Chile existen los ejemplos de mayor volumen y ley en el mundo de depósitos porfídicos de Cu-Mo.

• Río Blanco – Los Bronces grupo de pórfidos Cu-Mo de clase mundial: Recurso Total, 159,4 Mt Cu fino (CODELCO-Andina: 106,4 Mt Cu; Anglo American-Codelco-Los Bronces: 53 Mt Cu).

• El Teniente concentración mayor de Mo en el mundo 2,5 Mt Mo y 94 Mt Cu.


• 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.

• Larga vida de las minas y gran producción.• La mayor parte de la producción cuprífera

chilena y toda la producción de molibdeno provienen de la explotación de pórfidos cupríferos.

Relevancia de los pórfidos Cu


65% de recursos de Cu en pórfidos


Ley Cu (%) y tonelaje

Geological Survey of Canada

Alto tonelaje y baja ley 0,3–1,0% Cu; promedio 2008 = 0.44% Cu


Ley Mo (%) y tonelaje


<0.01-0,04% Mo; promedio 2008 = 0.018% Mo


Ley Au (g/t) y tonelaje


0,0 a 1,5 g/t Au


Pórfidos CupríferosPórfidos Cupríferos•1 a 2 km2 en planta en general•Extensión vertical: mineralización puede extenderse >2 km; Ej. Chuquicamata, La Escondida

•Extensión de la mineralización determinada por una ley de corte arbitraria (ausencia de límite geológico)


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

Cº. PELADO

CAMPAMENTO ANTIGUO

Z-295

QUEBRADA M

SECTOR "O"

QUEBRADAQUEBRADATURQUESAGRANITO

26°15'

69°33'

Cº INDIO MUERTO

N

SEW

Calcopirita - Bornita

PiritaCalcopirita - Pirita

Trazas de Sulfuros

1000 m

Distribución de sulfuros en elDistrito Indio Muerto de El Salvador

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

Gustafson et al., 2001


Metales en sistemas porfídicos (Kirkham& Sinclair, 1995; Sinclair, 2007; Geological Survey of Canada)

• Cu (±Au, Mo, Ag, Re, PGE)• Cu-Mo (±Au, Ag)• Cu-Mo-Au (±Ag)• Cu-Au (±Ag, PGE)• Au (±Ag, Cu, Mo)• Mo (±W, Sn)• W-Mo (±Bi, Sn)• Sn (±W, Mo, Ag, Bi, Cu, Zn, In)• Sn-Ag (±W, Cu, Zn, Mo, Bi)• Ag (±Au, Zn, Pb)


Según Seedorff et al. 2005

•Porphyry Cu•Porphyry Au•Porphyry Mo •Porphyry W •Porphyry Sn


Depósitos PorfídicosDepósitos Porfídicos

•Cu ± Mo ± Au• Los de mayor volumen e importancia

económica

• Sn ± W ± Mo• De menor volumen e importancia

económica


Depósitos PorfídicosDepósitos Porfídicos• Depósitos relacionados espacial y

temporalmente a intrusivos: stocks y/o diques félsicos subvolcánicos, usualmente porfídicos y con múltiples fases de intrusión.

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

• Los stocks porfídicos o enjambres de diques se consideran apófisis sobre cúpulas de batolitos.


Concentración de volátiles magmáticos en apófisis de cúpulas de batolitos

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


Depósitos PorfídicosDepósitos Porfídicos• Se forman en un ambiente subvolcánico

(epizonal) asociados con magmatismo.• Los fluidos que los forman derivan

fundamentalmente de procesos de degasificación magmática.

• Están ligados a los mismos procesos que generan el volcanismo, excepto que en las erupciones volcánicas la mayor parte de los volátiles (y metales) se pierde.


Erupciónvolcánica

Piroclastosexpulsados por unenorme volumen devvolátiles olátiles mmagmáticosagmáticoseen expansiónn expansiónemitidos ala atmosfera


Tamaño de los stocks• Stocks y conjuntos de diques con

diámetros y largos <1 km en planta.• Excepto, 14 km largo en Chuquicamata

– Radomiro Tomic; 4 km Hugo Dummet(Oyu Tolgoi, Mongolia).

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


Depósitos PorfídicosDepósitos Porfídicos• Tanto los intrusivos, como las rocas de caja

muestran típicamente un fracturamientofuerte y pervasivo.

• Las fracturas muestran variadas características físicas y temporales respecto a la alteración y mineralización.

• Desde escalas megascópicas, como fallas, fracturas ocupadas por diques, vetas-fallas, vetillas, hasta microfracturas que permean la porción central de los depósitos.


Depósitos PorfídicosDepósitos Porfídicos• Desde el punto de vista estructural la única

condición para la mineralización es que la roca sea rígida o frágil en estos depósitos.

•• Lo anterior implica que al nivel donde Lo anterior implica que al nivel donde precipitaron los minerales de mena los precipitaron los minerales de mena los intrusivos ya estaban cristalizados.intrusivos ya estaban cristalizados.

• La mineralización es introducida por fluidos hidrotermales liberados de magmas en cristalización a niveles más profundos.


Concentración de volátiles magmáticos en apófisis sobre cúpulas de batolitos

Candela & Piccoli, 2005

Pórfido Cuprífero

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


Efectos mecánicos de la exsolución de fluidos del magma• Un fluido acuoso restringido a la zona del techo de

una cámara magmática félsica tendrá poco efecto en la concentración de metales, a menos que pueda circular eficientemente dentro y alrededor del complejo intrusivo del que deriva.

• Sin embargo, la aparición de un fluido acuoso exsuelto de un magma está también acompañada de la liberación de energía mecánica, ya que el volumen por unidad de masa del fundido silicatado más el fluido acuoso es mayor que el de la del magma saturado en agua (Burnham, 1979).


La capacidad del magma en cristalización para producir fracturamiento hidráulico está condicionada

por la presión litostática (profundidad).


Efectos mecánicos de la exsolución de fluidos del magma• A niveles someros de la corteza el cambio

volumétrico que acompaña la liberación de un fluido acuoso puede ser de hasta un 30% (a una Ptotal de 1 kbar).

• Eso genera una sobrepresión en la cámara magmática y puede causar el fracturamiento frágil de las rocas circundantes.

• El fracturamiento hidráulico que resulta tiende a formar fracturas con manteos fuertes (sub-verticales), ya que la expansión de la masa rocosa ocurre en la dirección del menor stress, el cual usualmente está en el plano horizontal.


Depósitos PorfídicosDepósitos Porfídicos• Hay tres miembros extremos, no excluyentes,

de estilos estructurales en los pórfidos:• Dominado por stockwork (diseminado) en los que

la mayor parte de la mineralización ocurre predominantemente en vetillas finas.

• Dominado por vetas en los que hay vetas de metales base zonadas, caracterizadas por minerales de alta sulfuración (enargita) y con silicificación y/o alteración argílica avanzada. Ej. Butte, La Grande de Collahuasi, MMH.

• Dominado por brechas magmático-hidrotermales. Ej. Los Bronces o Agua Rica.


Prospecto Pórfido Cu-Au Carmen (Inca de Oro)

Stockwork


Boric et al., 2009

MMH somero: dominado por vetas brechosas de alta sulfuración: enargita, pirita, calcosina, tenantita; alteración argílica avanzada.


Brecha Donoso, Los Bronces

Brechas magmático-hidrotermales


Tipos de alteración hidrotermalpórfidos Cu-Mo

• Potásica• Sericítica (fílica)• Propilítica• Argílica• Argílica avanzada• Sódico-cálcica

Modelo clásico de Lowell & Gilbert (1970) de zonación de alteración hidrotermal en pórfidos Cu-Mo con agregados posteriores de alteración argílica avanzada ysódico-cálcica.


Hehnke et al., 2012

Geometría de cuerpos de mena de Cu


• La porción superior de alteración argílicaavanzada (lithocap) puede tener una extensión mayor que un pórfido Cu y eventualmente cubrir a más de un depósito porfídico.

Alteración argílica avanzada


Profundidad de emplazamiento


Rocas encajadoras del complejo intrusivo porfídico

•• Variadas, no tienen relación directa con la Variadas, no tienen relación directa con la mineralización.mineralización.

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

• Ej. Secuencias carbonatadas, sobre todo mármol cerca de contactos è rocas impermeables (sello), Ej. Grasberg, Indonesia.


Rocas encajadoras favorables para altas leyes• Rocas máficas ricas en Fe;

proporcionan Fe+2 para la precipitación de calcopirita y contribuye a la reducción de S+6 a S-2 è ppt sulfuros

• Se ha planteado que rocas máficas de El Teniente, Resolution, Arizona y OyuTolgoi, Mongolia tienen leyes más altas por este motivo.


Corbett, 2009

Depósitos porfídicos y depósitos asociados

Skarn: Cu, Fe, Au, Zn

Reemplazo: Ag-Pb-Zn-Cu-Aupolimetálico

Vetas sub-epitermales:Au-Ag-Cu-Pb-Zn-Mn-As

Diseminación: Au, Agen rocas sedimentarias

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

Pórfidos cupríferos


Zonación de metales en torno a pórfido cuprífero

Kouzmanov & Pokrovski, 2012


Depósitos porfídicos• Son un conjunto diverso de depósitos,

asociados con intrusivos epizonales y alteración hidrotermal asociada.

• Son depósitos que pueden contener distintos metales y que en detalle pueden tener diferencias entre sí, pero que comparten características geológicas comunes.


Pórfidos cupríferos en el mundo

Fajas de depósitos mayores principalmente en márgenes convergentes de placas actuales o pasados

Richards, 2013


Subducción è 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)


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 oxidación•Alto contenido de H2O, Cl y S•Contenido de metal suficiente, si los procesos mineralizadores son eficientes (Ej. Dilles, 1987; Cline & Bodnar, 1991).


Magmas calcoalcalinos de arco y pórfidos cupríferos

• Sillitoe (1972) originalmente consideró 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 Se desarrollan en épocas metalogénicas bien definidas de 10 a 20 millones de años de definidas de 10 a 20 millones de años de duración.duración.


MagmatismoTectónica yMineralización

Subducción ymagmatismo± continuo en

los últimos200 Ma…

…pero la formación

de depósitosporfídicos ha

sido¡discontinua!en el tiempo


Sillitoe (2012)

También lala formaciónde depósitosporfídicos ha

sido¡discontinua!en el espacio.


Magmas calcoalcalinos de arco y pórfidos cupríferos• Cada época de pórfidos cupríferos esta asociada a

un evento magmático del mismo período de tiempo en un segmento tectónico determinado.

• Pero… no hay generación de sistemas porfídicos todo el tiempo que existe actividad magmática.

• 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 ± Au (Sillitoe, 1996)

• Fuente máfica sub-continental que genera magmas calco-alcalinos, tipo I, oxidados (magmas de arco típicos de margen continental activo o de arco de islas).

• Aumento de la fO2 o del % de fusión parcial o re-fusión del manto generaría magmas hidratados subsaturadosen S enriquecidos en Au (Richards , 2003).

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

• Stockwork de venillas bandeadas de Qtz-Mgt±sulfurosen intrusivo porfídico en el caso de pórfidos Au chilenos (Maricunga).


Asociación magmática y mineralización en pórfidos de Sn ± W ± Mo (Sillitoe, 1996)

• Fuente cortical ígnea con biotita (gneisses) que genera magmas tipo I más alcalinos con alto silicio >75% en peso SiO2.

• Pórfidos Mo “tipo Climax” enriquecidos en W, Sn, Ta, Nb y F.

• Stockwork con Qtz-Mo asociado con fluorita en pórfido granítico alcalino altamente diferenciado.


Asociación magmática y mineralización en pórfidos de Sn ± W ± Mo (Sillitoe, 1996)

• 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. Franja estannífera Boliviana.

• Depósitos más pequeños y con menor relevancia económica.


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 Cu-MoEn los Himalayas enChina hay pórfidos Cupost-subducción del Eoceno – Oligocenoy del Mioceno

Magmatismo calcoalcalino relacionado a convergencia de placas

Márgenes continentales

Arcos de islas

Orógenos colisionales


Richards, 2009, 2011


Fusión de corteza inferior máfica juvenil por engrosamiento en zona colisional

Fusión de corteza inferior máfica juvenil por delaminación litosférica


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).• Temporalmente asociados a orogenia

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

• 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.


Pórfidos de Arizona

• Formados sobre de una zona de subducción cretácica.

• Asociados con plutones silíceos epizonales y período con ausencia de volcanismo.

• Subsecuente tectónica extensional con desarrollo de relieve local por estructuras y fallas de despegue (Basinand Range Province).


Pórfidos de Arizona• Relativamente antiguos, por lo que es

difícil saber que características son exclusivas de los pórfidos cupríferos o son particulares de la geología de Arizona.

• Consecuentemente, para comprender controles de la mineralización hay que analizar la situación de los pórfidos cupríferos mayores y 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 su contenido de Cu, como de Au.

• Centrándose en identificar el marco geológico/ geotectónico de los más recientes.

• 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

Cooke et al. (2005)


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

Cooke et al. (2005)


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



13 de los mayores pórfidos por contenido de Au son del Mioceno Medio a Reciente



Los pórfidos gigantes Cu-Mo se han formado en:

• Paleógeno – Eoceno Temprano (73-53 Ma); SW Arizona y México (Provincia Larámica): 6 depósitos gigantes. También pórfidos de S Perú y N Chile.

• Eoceno – Oligoceno (44-31 Ma) (Norte Grande de Chile): 7 depósitos gigantes. También Bingham Canyon, USA

• Mioceno Medio – Plioceno (12-4 Ma) (Andes de Chile Central): 3 depósitos gigantes. También Cerro Colorado, Panamá y Sar Chesmeh, Iran.


Los pórfidos gigantes en contenido de Au se han formado en:• Pacífico SW: 9 depósitos gigantes de los

cuales 7 son del Mioceno tardío a Reciente.• 3 Eoceno – Oligoceno (Bingham,

Chuquicamata, La Escondida)• 2 Paleoceno Eoceno (Atlas, Prosperity)• 13 de los pórfidos ricos en Au mayores se

han formado en el Mioceno Medio a Reciente.


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 causó 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 desde el Plioceno

Cooke et al., 2005


Marco geotectónico de pórfidos cupríferos más recientes en Chile

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

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

n Depósitos epitermales miocenos de alta sulfuración sobre la zona de subducción plana. El Indio, Pascua-Lama.

Cooke et al., 2005


Marco geotectónico de pórfidos cupríferos más recientesen Perú

n Zona de subducción plana se extiende por cerca de 1500 km, la mayor conocida actualmente. Plateau Inca subductado y dorsal Nazca en subducción.

n Volcanismo adakítico 6 a 3 Ma, pero ausencia de volcanismo actual.

n 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 pórfidos Galeno (16-17 Ma) y Michiquillay (20 Ma)

Cooke et al., 2005


Marco geotectónico de pórfidos cupríferos más recientesen Perú

n También hay yacimientos epitermalesde alta sulfuración miocenos sobre la zona de subducción plana; Ej. Yanacocha (10.9 Ma) el depósito epitermal HS más grande del mundo, además Pierina (14,5 Ma) y Lagunas Norte (Alto Chicama).

n En la zona donde se está subductandola dorsal Nazca no hay depósitos gigantes, peor hay pórfidos más chicos como Toromocho (7.4 Ma) y depósitos epitermales.

Cooke et al., 2005


Rosenbaum et al., 2005; EPSLSegmentación tectónicaSegmentación 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

n Subducción plana de 250 km; la más corta conocida

n Mioceno medio a Superior: magmatismo calcoalcalino.

n 5 Ma colisión de la dorsal de Cocos (cadena de hotspot).

n Plioceno: Cese de volcanismo calcoalcalino y cierre del istmo entre norte y centro América.

n Desde el Plioceno: engrosamiento cortical y alzamiento de la cordillera de Talamanca sobre zona de subducción plana (1,4 km/Ma).

Pórfido gigante Cu-Au Cerro Colorado (4,3 Ma).


Cooke et al., 2005


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 asociada con dorsales asísmicas, cadenas montañosas o plateau oceánicos (resultando en engrosamiento cortical, alzamiento rápido y exhumación).

•è 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 mayor acoplamiento entre las placas

convergentes en zonas de subducción plana generaría tectonismo compresivo, acortamiento y engrosamiento de la corteza.

• 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.


Tosdal et al., 2009


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 y Perú.

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


No hay mineralización de tipo porfídico


¿Mineralización?


Favorecería mineralización de tipo porfídico


Sillitoe (1998) indicó que:

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

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

• La compresión también 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 difuso de intrusiones.


Tectonismo compresivo

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

• 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)


(Audétat & Simon, 2012)

Pórfido Cu±Mo±AuEpitermales Au-Ag

Tectonismo compresivofavorecería el desarrollode cámaras magmáticascorticales someras y su degasificación


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).


Factores requeridos para formar pórfidos cupríferos (Richards, 2005)

• Subducción por un período considerable (>10 Ma ?) para acumular magmas máficos en la base de la corteza (zona MASH o zona caliente; 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, 2005)

• Las estructuras pre-existentes en la corteza (fallas mayores) 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.


Distritos de pórfidos Cu y fallas (Lang & Gregory, 2012)


Procesos o factores requeridos para formar pórfidos cupríferos(Richards, 2005)• 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, 2005)

• 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.


¿Qué factor es más relevante?Se necesitan:• Magmas que contengan volátiles y metales.• Liberación de las fases volátiles del magma en

cristalización causando efectos mecánicos en las rocas y extrayendo y transportando componentes para depositar algunos a niveles más someros.

• Estructuras en la corteza y cúpula de cámara magmática que focalicen la inyección de magma y del flujo hidrotermal.

• Que el proceso se desarrolle a niveles epizonales de la corteza, pero se evite la erupción que haría que los volátiles o el sistema completo se perdiera.


¿Qué factor es más relevante?

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

• Ninguno de los factores es único para la formación de sistemas porfídicos, ni gigantes versus pequeños.

• Cualquier factor que no ocurra en forma óptima desde la generación del magma en profundidad, hasta la precipitación de minerales de mena a niveles someros de la corteza inhibirá la formación de depósitos gigantes o de alta ley.


Referencias• Anglo American 2008 Annual report. (http://ar08.angloamerican.solutions.investis.com).

• Audétat, A. & Simon, A.C., 2012. Magmatic Controls on Porphyry Copper Genesis. Society of Economic Geologists, Inc. Special Publication 16, pp. 553–572.

• Boric, R.; Díaz, J.; Becerra, H.; Zentilli, M., 2009. Geology of the Ministro Hales Mine (MMH), ChuquicamataDistrict, Chile. XII Congreso Geológico Chileno, Abstract S11_055.

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