Iocg Chile 2007

Aspectos geológicos, geoquímicos y

metalogenéticosFernando Tornos

Depósitos de tipo IOCG

2FTA - IOCG – Chile 2007

Índice

1. Aspectos generales2. Tipos de depósitos IOCG3. Relaciones con otros estilos4. El modelo IOCG5. Modelos genéticos de los IOCG6. Unas notas sobre exploración


¿Qué es eso de un IOCG?

Depósitos de óxidos de hierro-cobre-oro pobres en azufre

Importante fuente de Cu-Au (Fe) (world class Cu y Au) Cu: 0.5-4% Cu/Au x 1000 ≈ 2-4 Valor hasta 10000 mUS$ (Au ≈ 15-30%)

Ag, Co, U, LREE, Bi, F, P, Ni, As, Ba, Mo y otros muchos metales, (+Fe, Cu, Au)

Depósitos Co (Great Bear Lake, 0.1%Co) Depósitos REE (Bayan Obo, 40-100 Mt @ 6%RE2O3) Depósitos U (Wernecke Breccia, 7% U3O8)

Grandes depósitos (100-1000 Mt)

Fáciles de localizar Geofísica Metalúrgicamente interesantes (Au en concentrado Cu)

Medioambientalmente “simpáticos”


IOCG: Algunos problemas

Tipo definido por Hitzman et al. (1992)

¿Es un buen nombre? Confusión con sistemas similares No todos tienen Cu-Au o Feox ¿Es un único tipo o son variantes ricas en Feox de otros

tipos?

Grupo poco comprendido y controvertido ¿Todo lo que se llama IOCG es IOCG? ¿Cuales son sus características comunes? ¿Hay un modelo genético único?


Principales depósitos

Yacimiento Pais Tonelaje (Mt) %Fe %Cu %Co Au

Eloise Australia 3.10 5.5 1.4Ernest Henry Australia 167.00 1.1 0.54

Greenmont Australia 3.60 1.5 0.78Monacoff Australia 1.00 1.5 0.5Mt Elliot Australia 3.30 3.6 1.8Olympic Dam Australia 2600.00 1.2 0.5Osborne Australia 15.20 3 0.54Starra Australia 7.40 1.88 3.8Tennant Creek - White Devil Australia 0.90 21.2Aguas Claras Brasil 50.00 1.22 0.75Alemao Brasil 200.00 1.8 0.87Cristalino Brasil 500.00 1 0.3Igarapé Brasil 219.00 1.4 0.86Salobo Brasil 994.00 0.94 0.28Sossego Brasil 219.00 2.19 1.14Nico Canada 129.00 0.05 0.71 0.54Nico Canada 1500.00 35Sue Diane Canada 17.00 0.72 0.02Candelaria Chile 470.00 0.95 0.2El Laco Chile 500.00 60El Romeral Chile 193.00 47El Soldado Chile 200.00 1.5Manto Verde Chile 600.00 0.5 0.1Mantos Blancos Chile 400.00 1Punta del Cobre Chile 120.00 1.5 0.4Bayan Obo? China 1500.00 35Bourbon EEUU 200.00 40Iorn Mountain EEUU 30.00 35Pea Ridge EEUU 136.00 56Pea Ridge EEUU 120.00 57Pampa de Pongo Peru 953.00 44.7 0.12 0.09Cerro Lindo Perú 42.00 0.8Justa Perú 627.00 0.59Marcona Perú 1800.00 53.3 0.11Raúl-Condestable Perú 30.00 1Aitik Suecia 450.00 0.39 0.21Kiruna Suecia 3000.00 60Leveaniemi Suecia 300.00 60Mertainen Suecia 165.00 34Skokimjokk Suecia 65.00 36Tjarrojakka Suecia 52.60 51.5


Distribución mundial IOCG

Kiruna (1.88-1.75)

Aitik

Urales S

Bafq

Khetri (0.85-0.75)

Iberia SO(0.35)

Zambia O(0.7-0.5) Vergenoeg

Sin Quyen

Tennant Creek (1.83)Cloncurry(1.50)

Olympic Dam (1.50)Manxman

Wernecke (1.60)

Great Bear (1.87)

Durango

Iron Springs

Adirondacks

SE Missouri

Carajas

Marcona (0.14)El Laco (0.02)

CandelariaRomeral

Mantos BlancosManto Verde(0.12)

Bayan Obo

Raúl-Condestable (0.11)


No toda roca con mt+cp-(Au) es un IOCG!

Roca ígnea remplazada por magnetita y con venas de cp+Au

No es un IOCG!!

Pórfido cuprífero

Basado en Williams (2005)


Características básicas

Depósitos de FeOx-(Cu-Au) pobres en azufre (FeOx [mt/hm] > 10%)

Dominados por óxidos de hierro pobres en Ti

Origen hidrotermal profundo o magmático

Remplazamientos, venas y brechas hidrotermales

Magmatismo I o A y/o estructuras crustales

Relacionados con estructuras regionales

Alteración hidrotermal alcalina-cálcica (Na, K)

En todos los continentes menos Antártida (?)

Arcaico Superior a actualidad


Clasificación de IOCG (Ghandi, 2003)

Tipo Olympic Dam•Brechas asociadas con granitos•Epizonal•Polimetálico•Poca mt

Tipo Kiruna•mt-(ap) con pocos sulfuros•Sincrónicos con rocas ígneas asociadas•Intensa alteración sódica y albititas

Tipo Cloncurry•Magnetita singenética o epigenética anterior o sincrónica•Control estructural•Intensa alteración sódica y/o potásica regional•Con sulfuros•Relación poco clara con granitoides

55

75

355

Tipo Cloncurry

Tipo Olympic Dam

Tipo Kiruna


Clasificación de IOCG

•Feox (mt o mt-ap) (Laco, Kiruna, Romeral)

•Feox con Cu-Au tardío (Starra, Tennant Creek)

•Feox-Cu-Au coetáneos (Ernest Henry, Candelaria)

•Brechas epizonales complejas (Olympic Dam)

•Cu-Au con poco Feox pero con silicatos de hierro (Eloise)

•Cu-Au sin Feox (Aitik, Tick Hill, Sultana…)


Mineralizaciones de magnetita-apatito

Cuerpos de magnetita masiva ± apatito

¿Los cuerpos de magnetita ± apatito son producto de la cristalización de un magma o son producto del remplazamiento?


Kirunavaara

Lentejón magnetita masiva de 4 km x 1.5 prof x 90 m potencia buz 60ºE3000 Mt 60%Fe31 Mt/año

Al menos 40 depósitos con 30-70%Fe, 0.05-5%P

Margen continental (1.89-1.75 Ma) encima basamento


Mapa geológico Kirunavaara

Secuencia 6 km potencia con Feox en toda ella Muro: Domos? y mass flows traquiandesíticos intruidos por

sienita Techo: mass flow y epiclastitas de grano fino riodacíticas Depositado en ambiente extensional en cratón o en margen

continental estructuras crustales

1880±3 MaIntrusivos: monzodiorita o granitos (mt) supracrustales


Kirunavaara: zonación

Zona superior: estratoide con hm>mt (tipo Haukivaara) con Q-ser-chl-ap-ba-fluo con ser-chl-cc. Pocos sulfuros

Zona intermedia: estratoide con brecha a muro y lateral (mt-Q-act) y poca alteración hidrotermal (ab-anf-bt-ser-esc-turm)

Zona profunda: brechas mt –(chl-act-ab), diseminación y venillas. Llegan a varios km bajo mineralización

Mineralización bandeada (poco deformada?)mt-(hm)-ap (LREE)-Q-cc-(skarn)-ankLentejones ahy, ba con algunos sulfuros (cp, py)

P: 1-4.5% V alto (300-500 ppm); Ti bajo (100-600 ppm); Co 20-200 ppm; Ni 50-300 ppm; Th: 1-110 ppm; U<10 ppm; Cu<100 ppm: Au<10 ppb


Kirunavaara: alteración hidrotermal

Techo: silicificación-sericitización (ser-bt-turm-ank)

Intermedio: alteración K (no visible Kiruna)

Muro: alteración Na (ab-esc(ser-ep-turm))


El Laco

•Término extremo sin Cu-Au (tipo Kiruna)•500 Mt mt masiva (60%Fe)•cuerpos estratoides mt masiva (300-700 m)•venas y diques ricos mt-ap-cpx

– px=rocas cercanas•intensa alteración ácida argilítica

– zonas ricas yeso-alunita•coladas, lapilli, escorias

•T=710-840ºC18Omt: 8‰•Pobre en TiO2 y rica en V y REE

•Complejo volcánico calcoalcalino– similar al resto en el área– Andesita-dacita

•2.1±0.1 Ma

•Debate magmático-hidrotermal


El Laco: ¿Magmático o hidrotermal?


¿Remplazamiento?

•Remplazamiento completo de coladas

•Es difícil que magmas tan densos suban tan alto en la corteza

•Bajo contenido en Ti

•Intensa alteración hidrotermal

•Presencia de tubos y chimeneas


Origen de los óxidos de hierro

Cuerpos de oxFe anteriores Volcanosedimentarios BIF Remplazamientos epigenéticos

oxFe sincrónicos Magmas exsueltos anortositas Magmas exsueltos toleitas (Bushveld) Magmas exsueltos albitita Parte del sistema hidrotermal IOCG

Asociados a magmatismo intermedio calcoalcalino (Norbotten, Chile)

Removilización de mineralizaciones anteriores por magmatismo

Asociado con carbonatitas (Palabora)

• ¿Parte profunda del sistema?• Intrusivo vs extrusivo

Sherman Mine (CA)

Rosh Pinah (NAM)

Aurora (ES)


Conclusiones

•Parece haber magmas ricos en magnetita ± apatito– ¿Se generan a partir de cualquier magma rico en Fe?– ¿Asimilación de rocas ricas Fe?

•No se sabe la relación con sistemas IOCG pero están asociados– Son contemporáneos y coespaciales (Cloncurry, Escandinavia, Iberia)– Misma alteración alcalina asociada– Fluidos equivalentes a los que forman los IOCG se exsuelven de estos

magmas– Misma suite de elementos (volátiles)– Localmente mt-ap tienen mineralización de Cu– Podrían ocupar la parte profunda de los sistemas

•¿La fase fluida se separa de estos magmas o del magma parental?


Índice

1. Aspectos generales2. Tipos de depósitos IOCG

1. FeOx-apatito2. IOCG ss3. Mineralizaciones de Cu-Au (FeOx)

3. Relaciones con otros estilos4. El modelo IOCG5. Modelos genéticos de los IOCG6. Unas notas sobre exploración


Zonación vertical

Mesonal a epizonal

Sistemas con importante extensión vertical (3-5 km) y alteración hidrotermal variable

Continuum vertical? albitización + mt

profunda alteración K + mt

intermedia sericitización –

silicificación –argilitización + hm-mt somera

¿Y los óxidos de Fe en profundidad?


El distrito de Cloncurry: Alteración hidrotermal

•Alteración regional a escala de 100 km2 (20% área) (1.55-1.52 Ga)•Alteración polifásica 400-500ºC: ab, ab-act (mt-esf-clpx-Q-bt-esc)•La roca de caja abundante escapolita (evaporitas?) •Afecta rocas ígneas, RSC, metabasitas y metapelitas•Fuerte control estructural (alteración máxima corte estructuras)•Lava K, Fe, Cu, Mn, Rb, Ba, Sr y quizás U, Th

•Mineralizacióncc-Q-clpx-act-cp-py-po en zonas albitizadasmt-bt±cp en venas y brechasgr-all-anf (Mary Kathleen)Muy abundantes depósitos mt-ap estratoide o pipas mt>Q>ab>esc, act,di (sedimentario/metasomático)


Ernest Henry: Encuadre geológico y minero

Secuencia de rocas volcánicas porfídicas félsicas y máficas (secuencia 3)Muro: Rocas volcánicas máficas con alteración carbonatada y argilitas Nivel caliza brechoide rico act-bt-ap-mtTecho: Rocas volcánicas félsicas alteradas

Williams (2005)

Explotación: 1997-2012? (MIM-Xstrata)10 Mt/año167 Mt @ 1.1%Cu y 0.54 g/t AuAlto Co-MoModerado U, REE, Ba, F


Ernest Henry: corte geológico


Ernest Henry: mineralización

Brecha dúctil-frágil (30-50ºSE) monomíctica polifásica con fragmentos roca volcánica félsica en matriz con mt (20-25%), sulfuros (9%) y cc-Q-bt-gr-chl

Potencia 250 m, anchura 300 m. Abierto en profundidad

Cuerpo mineralizado con contacto neto y limitado por la brecha

Única zonación: Incremento py/cp hacia el borde

mt, cp, py, Au (invisible en cp)

Zona superior oxidada (hasta 150 m pot.) e incluye 12% recursos (rico Cu-Au)

1. Alteración Na y Na-Ca pervasiva y destructiva (Na2O >5%) y alto Na/K. ab-(di-act-mt) rica en brechas y venas. 12 km

2. Alteración K-Fe-Mn: bt-gr (alm-sp)-mt-kf. Centrada depósito 1-2 km

3. Alteración K-Ba4. Alteración K-Fe-Mn directamente asociada a

la brecha5. Carbonato


Osborne

En explotación hasta 2008 (Barrick)15.2 Mt @ 3%Cu y 0.54 g/t Au

Areniscas feldespáticas y pizarra con niveles ironstone.

Alteración albíticaAlteración potásica (bt+mt) (ser-chl-cc)

Zona O: Mineralización en ironstones en contacto tectónico con arenisca ftica

Zona E: Albitita y pegmatita en esquistos: mineralización po-mt lejos ironstones

En ambas mineralización controlada por zonas extensionales en cizallas y ligada a alteración biotítica


Depósitos proximales profundos: La Berrona


Depósitos intermedios: Colmenar


Depósitos someros: Mina de Cala


La Mina de Cala


Raul-Condestable: geología

•90 km al S de Lima•32 Mt 1.7%Cu, 0.3 g/t Au, 6 g/t Ag

•andesita-dacita – Cr3-J1 (117-

115 Ma)– cuenca tras

arco a arco volcánico

•Intruido Batolito Costa

•Pórfido Qdiorítico 117-116 Ma

Haller et al. 2006


Raúl-Condestable: mineralización y alteración

•diseminaciones, remplazamientos en cuerpos estratoides en rocas volcánicas

•alteración en cuerpos estratoides (mantos) de rocas volcanoclásticas

•controlado por fallas

•bt -> act -> (mt) -> ser -> ser + chl•cp-py-po (mt)


Olympic Dam

2600 Mt @ 1.2%Cu, 0.5%AuLas mayores reservas de U (1.4 Mt) y las 4ª de Cu (42.7 Mt) y Au (55.1 Moz)7 km largo x 1 km prof Descubierto 1975 Western Mining CoAbierto 1988 bajo cobertera 300 mAsociación Co-U-REE-Ba-F

Williams (2005)

Depósito ciego, descubierto por gravimetría y magnetometríaModelo erróneo buscaban vmsYacimiento atípicoDepósitos de magnetita-apatito en las cercanías


Olympic Dam: Geología

Zona de brecha polifásica tubular de 7x5 km con un maar-diatrema en el núcleo (<100 m prof.). Fragmentos mayoritariamente granito pero en zonas someras roca caja

xNúcleo rico hm-Q y borde fragmentos granito hm y halo de granito poco alterado y brechado

Control estructural

Granito (1588±4 Ma) en ambiente intracontinental extensional

Abundantes diques máficos, ultramáficos y félsicos coetáneos con diatrema-alteración-mineralización


Olympic Dam: alteración

Alteración: a. mt-chl-ser-sid (py-cp)b. ser ± chl ± hm ± Q ± sid ± (s.Fe-Cu – ur –

REE)ba-fluo abundante mt profunda tempranaREE en batnaesita, florencita y monacita

Zonación intensaHm estéril (techo-núcleo)Cu+ hmcc + hmbn + hmcp + hmpy (cp-hm)mt

Fotos: M. Schwarzprof


Aitik

Explotada por Boliden (1968-2030?). Descubierta 1932 sobre anomalía geofísica606 Mt @ 0.38%Cu, 0.21 g/t Au y 4.5 g/t Ag

Esquistos y gneis bajo esquistos Q-ms (hidrotermales) adyacentes al plutón con mineralización en venillas y brechas (alta ley) y diseminada. La intrusión tiene solo miner. diseminada

Alteración hidrotermal zonada: esc+bt+gr -> kf -> ser+py -> turm ab solo local esc y anf-px muro kf+ep techo y muro

Mineralización py-cp-mt-(bn-mo)

Wanhainen & Martinsson (1999)


Tick Hill

•0.65 Mt @ 25 g/t (1991-1994)

•Rocas feldespáticas cizalladas

•Ausencia cuarzo-sulfuros


Mina Sultana

Filones N45ºE 20-40ºS Q-ank-(cp-bm-mald) Alteración ab-ank-turm-ser


Índice



Relaciones con otros estilos

estratoides Fe

REE en rocas

carbonat.

magnetita-apatito (IOA)

nelsonitas

BIF

carbonatitas

pórfidos

skarns de hierro

IOCG Palabora

YeringtonAitik

El LacoKiruna

CalaKiruna

Tránsito gradual pórfidos ricos mt a IOCG

¡¡Hay transición a muchos tipos de depósitos!! Bushveld

Tennant CreekStarra

Bayan Obo


El depósito de Aguablanca


Índice



El problema de las relaciones entre FeOx y los sulfuros-Au

Siempre cerca de granitoides variscos o en zonas de cizalla

Diseminaciones o remplazamientos

py+cp+po+(mill+ cob+Co-Ni-As-S +bm) + (Au)


Encuadre geotectónico

Arcos volcánicos continentales sobre zonas de subducción

Cuencas de trasarco continentales en etapas de extensión o transpresión

Magmatismo alcalino o máfico por rifting incipiente, hot spot o mantle underplatting

Cualquier ambiente que implique fusión parcial corteza y génesis de magmas ácidos o intermedios

Eventos extensionales preferentemente transpresivos Con sedimentos oxidados? (evaporitas, red beds, depósitos

lacustres?)


Relación con rocas ígneas

Plutonismo félsico

Plutonismo máfico

Magmatismo alcalino (albititas)

Diorita a sienogranito

Alcalino a subalcalino

Siempre oxidado: granitos con mt o tipo I

Casi todo rico en K2O excepto Copiapó

Mantélicos (Copiapó) o fusión de corteza inferior

Similares geoquímicamente a pórfidos (aunque más básicos)

0

1

2

3

4

5

45 55 65 75

SiO2 wt%

K2O

wt%

daci

te &

rhy

olite

ande

site

basa

ltic

ande

site

basa

lt

high K

medium K

low K

¡¡¡Poco claro!!!


Encuadre estructural

Relación con estructuras mayores en la corteza superior

Cizallas de desgarre o zonas extensionales locales Pull apart Giro de estructuras

Intersección de estructuras


Secuencia de caja

Muy variada: rocas volcánicas, siliciclásticas (a veces derivadas de rocas volcánicas), sedimentos químicos (carbonatos, evaporitas, secuencias ricas en grafito), granitoides anteriores

A veces protolitos ricos en hierro


Estructura y textura

Variada: Brechas, venas, cuerpos remplazamiento discordantes o estratoide, diseminaciones

Contactos graduales a netos con roca de caja


Estructura y textura: brechas

Diques, sills y cuerpos irregulares o subcirculares de hasta 100 m potencia o 3 km diámetro (1-10 km2)Mono- o polifásicasHeterolíticas con clastos generalmente angulosos/subangulosos de <1 cm a centenares de m.Brechas matriz-soportadas a crackle y stockworks en el borde


Actividad hidrotermal I

Hidrotermalismo importante, volumétricamente significativo y generalizado

Actividad hidrotermal explosiva (brechas) y pasiva (remplazamientos)

Muy variable pero dominada por Na-Ca-Fe-(K) ab-act-mt y/o bt-kf

Distinta de los skarns: albita vs anortita Si hay protolito carbonatado: skarn férrico

Alteración temprana (regional o local) Na-Ca-Fe-(K) ab + act + mt + cpx (hd-di) (esc)

Típica de sistemas magmáticos alta temperatura ricas en plag-ftos

La brechificación puede estar ligada a exsolución de fluidos magmáticos, especialmente si son ricos en CO2

Etapa Na-Ca o K-Ca de dimensiones variablesCuando superimpuestas K posterior a NaZonada vertical y temporalmente

ftos + bt + (gr + esc) ser + chl + carb + Q venas tardías

Lo que es característico de los IOCG es la alteración alcalino-cálcica


Alteración hidrotermal II

Alteración intermedia (mas restringida y no siempre presente)

bt + fk (K-Fe) anf-chl-bt-Q-mt (K-Ca-Fe)

Alteración tardía Ser/kf + chl + ab + Q + fluo + ba +

carb + ep + turm + REE Hm/mt + bn + cp + cc + py…

Alteración póstuma con redistribución de estos elementos

ahy-cc-sulf (Starra) Q-carb-chl-ba-sulf

Poco clara la relación entre alteración hidrotermal y mineralización


Mineralogía

Magnetita-hematites dominantes (mt -> hm)

Pobres en V (<1000 ppm), Ti (<3000 ppm) y Cr (<500 ppm)

Paragénesis pobre en azufre

Sulfuros Cu (cp, bn, cv-cs)

Au nativo (libre) Cu/Au=2-4

U-REE-F-Co-As

F-apatito


Origen de los metales y azufre

Metales Fuente juvenil/magmática Asimilación magmática de rocas favorables y posterior

exsoluciónGran contaminación crustal implica mucho calor

Lavado hidrotermal de rocas “convencionales”¿Durante alteración sódica”? (Cloncurry)

Disolución de preconcentraciones anterioresExplicaría anomalía Fe-Ca en sistemas relacionados con

rocas ácidas

Azufre Generalmente valores magmáticos (0±2‰)

Exsolución (bajo SO4)?Lavado rocas ígneas

Lavado rocas encajantes … o combinaciones de ambos


Transporte de los metales

•Fluidos iguales a Feox• A altas temperaturas

(>400ºC) los sulfuros son muy solubles

•Temperatura algo más baja (350-300ºC)

• Generalmente Cu-Au posterior a magnetita

•Es el mismo fluido?• Con modificaciones?

•Son distintos fluidos?

Los datos de if sugieren que el Cu y Fe pueden ser transportados por el mismo fluido (<1% y <10% respectivamente)

Skirrow (2004)


Precipitación de los metales: reacción con roca de caja

•Fracturación frágil•Reacción con la magnetita (alcalinización + sulfidización)mt + 6H2S = 3py + 4H2O + 4H+

Cu(HS)- + 2mt + 6H2S = 6cp + 8H2O + 10H+

6Au(HS)- + mt = 6Au0 + 3py + H2O + H+

•Carbonatización

H2CO3,aq + (CaO, MgO, FeO)r = carb + H2O


Precipitación de los metales: mezcla de fluidos

•Evidencia inclusiones fluidas

•Mezcla con fluidos meteóricos– Produce oxidación y dilución

•Mezcla con fluidos ricos en H2S– Satura en metales

Olympic Dam:Mezcla de•fluido profundo 350-500ºC oxidación intermedia (+mt) rico en Fe (tipo Kiruna) (Fe, K, Cu, Au, Ba, H2S)

•agua meteórica o connata fría (150-250ºC) muy oxidante (+hm) con derivada de evaporitas que han interacionado con rocas básicas (U, Au?, Cu?)

Skirrow (2004)


Precipitación de los metales: inmiscibilidad

Inmiscibilidad de fluidos•Presencia de brechas•Evidencias de desmezcla

– Inclusiones fluidas

•Cu(HS)- + FeCl+ + H2S = cp + HCl + 2H+

•Au(HS)- + H+ = Au0 + H2S


Dataciones

•Relación con rocas ígneas

•Relación con eventos tectónicos

•Cronología relativa Feox y Cu-Au

•Relación con otros sistemas

Son FUNDAMENTALES en IOCG

•Re-Os– Isocrona (py-mt)– Punto único (mo)

•Ar-Ar: mica, anfíbol•U-Pb: ur, zr, mon, esf


Condiciones de formación de los IOCG: inclusiones fluidas

Fluidos (hiper)-salinos NaCl-(CaCl2) ricos en CO2

Frecuentemente coexisten inclusiones hipersalinas y ricas en CO2

Magmáticos: Exsolución temprana Fluidos poco salinos Inmiscibilidad profunda Saturados Fe-Cu

Grandes volúmenesOxidados y pobres en S reducido

NaCl

KClv

H2O

CO2 vCO2 l

H2O

Temperatura y composición Escandinavia:300-500ºC (30-45%NaCl + CO2) Olympic Dam: ≈ 400ºC (<42% peso) (+CO2) Cloncurry: ≈ 40-450ºC (>23%NaCl + CO2 local) SO Iberia: >400ºC. Hipersalinos (+CO2)

4-6 km profundidad Mas profundo que pórfidos (excepto Olympic Dam)


Isótopos estables

Todos los sistemas tienen valores de 18Ofl pesados: >5‰ (5-12‰) Origen profundo o connato

Valores de D coherentes con rocas magmáticas, metamórficas o mezcla entre ellasPoca influencia de fluidos superficiales

Baker et al. (2001)


¿Qué son los IOCG?

Los IOCG son muy variados Varían desde términos ricos en mt a Cu-Au

¿Tienen características comunes? En cinturones magmático-metamórficos Asociación mineral característica

>10% magnetita o hematites Proporción variable (accesoria) de sulfuros Contenidos elevados de Ag, REE, Co, Bi, U, F, Ba, Mo Presencia de apatito, minerales REE-U

Alteración sódico/potásica-cálcica (±escapolita) tamaño variable Paragénesis pobre en azufre (reducido) Evolución similar a pórfidos cupríferos Relación con grandes estructuras transcrustales Asociación (no siempre evidente) con plutonismo coetáneo (oxidado alcalino-

calcoalcalino) Tránsito a otros tipos de depósitos (skarns, mt-ap…) En cualquier tipo de rocas ígneas o metamórficas Remplazamientos (bandeados), brechas

… y unas características geoquímicas comunes


Índice



Clasificación de IOCG?

•Magmáticos: Kiruna, Laco (mt-ap)

•Magmático-hidrotermales: Cloncurry, Ossa Morena

•Amagmáticos (lavado evaporitas): Wernecke, EEUU

•Híbridos: Yerington, Candelaria


Fuentes de fluidos y metales: Modelos genéticos

Estas rocas con alteración alcalino-cálcica y magnetita asociadas a la circulación de fluidos hipersalinos ricos en CO2 y enriquecidos en 18O pueden formarse por la circulación de tres tipos de fluidos (o sus combinaciones)

1. Fluidos magmáticos

2. Fluidos de cuenca derivados de secuencias evaporíticas

3. Fluidos metamórficos que pueden involucrar metaevaporitas

4. Fluidos ligados a anatexia profunda de series evaporíticas


Modelo 1: Fuente solutos y calor de rocas ígneas

Evidencias de exsolución magmáticaRelación espacial con tres tipos de rocas ígneasFluidos H2O-NaCl-CO2 con procesos de inmiscibilidadFluidos enriquecidos en metalesMineralización mt-ap profunda

La alteración sódica implica grandes volúmenes fluidoNo siempre relación directa espacio temporal con magmatismoProblema ascenso salmueras por Pf>>Pl

Ascenso forzado No lavado rocas encajantes


Fluidos magmáticos

Fluido magmáticoNa-Ca-(K)-CO2

Inmiscibilidad primariabrechas

Precipitación albita-actinolita

Alteración K

Caída t (y pH)Alteración ser-ank-chl-Q

Separación fluidosCO2 y H2O-NaCl

K/K+Na y Fe/Fe+Ca

Na/Na+K

Alta temperatura (600-700ºC)Relación espacial y temporal con rocas ígneasIsótopos e inclusiones fluidasTípico alteración Na-KCoherente con modelos

NB: El hecho de que los fluidos sean magmáticos no implica que todos los metales o solutos lo sean

e.g. Cloncurry K, Fe, Cu lavado de rocas por alteración sódica


Tipos de rocas ígneas

I. Magmatismo calcoalcalino intermedio*Zona de subducción (Andes) o complejos máficos (Iberia)*Explica elevado contenido en CO2, Fe y Ca*No explica elevados contenidos en volátiles

II. Albititas (+mt)*Fusión corteza continental?*Relación espacial directa con mineralizaciones (Iberia, Canadá, Kiruna)*Explica alta salinidad, CO2 y volátiles*Necesita fuente extra de Ca y Fe (calizas, miner. Feox)

III. Granitos alcalinos•Relación con mineralizaciones (Cloncurry) •Evidencia exsolución fluidos Na-K•Necesita modelo híbrido para Fe, Ca?


Modelo 2: Fuente evaporítica y calor de rocas ígneas

Evaporitas (típico zona extensional y clima árido) o secuencias con evaporitas

Fluidos salinos y oxidados Relación muy frecuente con IOCG?

Explica gran volumen e intensidad de alteración sódica y elevadas relaciones Na/Na+KElevados contenidos en volátiles (P, B, F)Fluidos hipersalinos con S no magmáticoAlto Cl/S y muchas veces metales>>SAusencia de relaciones directas claras con magmatismoLas rocas ígneas no siempre muestran evidencias de exsolución magmáticaBajo contenido en Ti de las magnetitas

Génesis de fluidos ricos en CO2 y mecanismo miscibilidad-inmiscibilidadPresencia de mineralizaciones profundasNo explica temperaturas magmáticas ni mineralizaciones mt-apConservación de evaporitas en series antiguas


Modelo fluidos connatos/superficiales


Modelo 3. Solutos y calor de metamorfismo

Series evaporíticas antiguas ricas en esc-ab-turm-btMetamorfismo de grado medio-alto destruye escapolitaLavado hidrotermal por fluidos metamórficosExplica fluidos salinos, oxidados y ricos en volátilesExplica altas temperaturasExplica alteración sódicaSistemas profundos relacionados con anatexia y posible génesis albititas

Encuadre geológico poco común

Sistemas dominados por convección Lavado rocas encajantes

Egeroy Fyr


Modelo 4: magmático-metamórfico

oxFecc

Rocas básicas

fusiónparcial

albitita

Alt. Na-Ca

Alt. K


Modelos genéticos en los Andes

Sillitoe (2003)

Marschik & Fontboté (2001)


Índice



Exploración: criterios geológicos

Explorar en provincias IOCG independientemente de modelos genéticos (pero sí geológicos)

Necesita definición preliminar de IOCG

Presencia de amplias zonas de alteración alcalina-cálcica con magnetita diseminada Decenas a centenas de km2 de alteración (Australia)

Grandes estructuras transcrustales, preferentemente zonas extensionales en orógenos transpresivos

Presencia albititas y/o rocas magmáticas intermedias-máficas

Zonas de brecha con intensa alteración hidrotermal

Magnetita bajo Ti (<3000ppm) y V (<1000 ppm)

Presencia de anomalías radiactivas (U>Th>K)

Anomalías geoquímicas de F, LREE, Cu, Co, U

Anomalías magnéticas

Suele haber muchos cuerpos de mt+ap y de ellos algunos con mineralización Cu-Au


¿Puede la investigación teórica ayudar en algo o eso son tonterías inútiles?

Desarrollo de modelos generales (pórfidos, IOCG, …)

Desarrollo de modelos locales

¿Qué es lo que se busca realmente?

Apoyo interpretativo

Apoyo estructural, petrográfico y geoquímico Petrografía Litogeoquímica: alteraciones hidrotermales Dataciones Inclusiones fluidas Geoquímica isotópica

Definición de zonas “teóricamente” interesantes

Intercambio de opiniones


Nuestro Proyecto I

•Estudio de IOCG en ambientes poco deformados/metamorfizados– Zona de Ossa Morena– Andes (Chile- Perú) (Bolivia-Argentina)

•Buscamos yacimientos no necesariamente grandes pero que muestren relaciones geológicas claras

– Necesitamos apoyo de empresas mineras

•Financiado DGI-FEDER (2007-2010) y proyecto interno IGME– Posibilidad de extensión

•Consorcio IGME-UPV-UCM en colaboración con:– ETH Zürich– Universidad de Ginebra– Universidad de Colorado – Servicio Geológico Noruego– Rio Narcea Gold Mines– INGEMMET– …


Nuestro proyecto II

•Relación con rocas ígneas– albititas– rocas intermedias (diorita?)

•Relaciones Cu-Au y Fe– Fluidos– Geocronología– Papel oxFe en la mineralización

•Encuadre regional– ¿Ocupan el nicho de los pórfidos?


Agradecimientos

Jorge Carriedo, Susana Cuervo, Carmen Conde (becarios IGME)

Francisco Velasco (UPV), Carmen Galindo (UCM), César Casquet (UCM)

Luis Rodríguez Pevida, Casimiro Maldonado, Lorena Luceño, Juan Carlos Videira (Rio Narcea)

Nick Badham, Lluis Fontboté, Chris Heinrich, Massimo Chiaradia, Larry Meinert, Nick Oliver, Mike Solomon, Pär Weihed

Thomas Bissig, Diego Morata, Mario Arrieta, Verónica Herrera

Basado en estudios financiados por el IGME y los proyecto DGI-FEDER 2003-290 y 2006-378

Iocg Chile 2007

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Transcript of Iocg Chile 2007