PRFIDOS CUPRFEROS

Sistemas del tipo Prfido CuprferoGeneralidades Los depositos del tipo prfido cuprfero comprenden yacimientos

de gran volumen de mineralizacin primaria de sulfuros de cobre-fierro y fierro, en general hospedados y directamente asociados acuerpos intrusivos porfricos, pero en ningn caso estrictamente restringidos a roca intrusiva.

Depsitos Epigenticos: mineralizacin de sulfuros hipgenos (primarios) introducidos en las rocas.

Estos yacimientos estn asociados a arcos magmticos demargenes continentales y a magmatismo calcoalcalino decomposicin intermedia.

La roca huesped es tpicamente granodiorita, cuarzo-monzonita yprfido andestico, asociado a sistemas intrusivos multifasticos ycomunmente relacionado con etapas tardas de la evolucin magmtica.

Probablemente representan apfisis en cpulas de batolitos.

Generalidades Alteracin hidrotermal penetrativa asociada: aproximadamente

centri-simtrica (concntrica) dentro y alrededor del complejo intrusivo.

La mineralizacin ocurre en forma diseminada, en vetillas yenjambres de vetillas (stockwork), en columnas de brecha: sulfuros primarios de cobre y molibdeno dentro de los halos de alteracinhidrotermal; en el intrusivo y/o rocas encajadoras.

Amplios sistemas de fracturas que tienden a estar centrados en la porcin apical de uno o ms cuerpos intrusivos y sus rocas de caja adyacentes.

Los cuerpos de prfido cuprfero tienden a ser grandes (cientos a miles de metros de diametro), de forma concentrica a elongada, concontornos regulares a irregulares en planta.

En secciones verticales estos yacimientos tienen forma tubular o deembudo (muela), con ejes casi verticales.

Normalmente se observa mayor diseminacin horizontal quevertical, hasta 6 Km2.

Concentracin de voltiles magmticos en apfisis de cpulas de batolitos

Depsitos de Cu y Mo en el mundo

Mrgenes convergentesactuales o pasados

Prfidos de Cu-Mo, Cu-Au y Au en el borde del Pacfico

Magmatismo calcoalcalino relacionado a convergencia de placas

Prfidos Cu-Mo

Prfidos Cu-Au

1800'

6900'

300Km1500

OCEANO PACIFICO

6900'

3000'

3400'3400'

3000'

2600'

2200'

1800'

AREQUIPALA PAZ

CHILE

ARGENTINA

CALAMA

SANTIAGO

COQUIMBO

COPIAPO

ANTOFAGASTA

ARICA

BARBA/FCAMUS/RENO

Los prfidos Los prfidos cuprferos cuprferos

son losson losdepsitosdepsitosmineralesminerales

ms ms importantes importantes

de Chilede Chiley existeny existen

varias fajasvarias fajasde ellos.de ellos.

Estilos de mineralizacin en prfidos

Mineralizacin diseminada Mineralizacin en enrejados de venillas

(stockwork). Mineralizacin en brechas hidrotermales. Estos estilos son los miembros extremos de

un continuo y normalmente estos estilos de mineralizacin estn presentes en los yacimientos.

Stockwork de venillas en rocas con alteracin cuarzo serictica

Stockwork de venillas enprfido biotitizado

Brecha hidrotermal con matriz de turmalina

Distribucin de sulfuros enEl Salvador

Notar que el sistemahidrotermal es ms

grande que los cuerposmineralizados

1000 m

C. PELADO

CAMPAMENTO ANTIGUO

Z-295

QUEBRADA M

SECTOR "O"

QUEBRADA

QUEBRADA TURQUESAGRANITO

2615'

6933'

C INDIO MUERTO

N

S

EW

Calcopirita - Bornita

PiritaCalcopirita - Pirita

Trazas de Sulfuros

Aspectos histricos Bingham Canyon (Utah, USA) primero en

produccin en 1905 y luego Morenci (Arizona, USA) en 1907, los que todava se explotan.

En Chile El Teniente comenz a explotarse en 1906 y Chuquicamata en 1915 (ambos todava en explotacin)

Potrerillos comenz en 1926 y paraliz en 1958; se extrajeron 210 Mt @ 1.1% Cu y 0.25 g/t Au (todava hay ~170 Mt @ 1% Cu en menas mixtas (sulfuros + xidos) que constituyen en Proyecto San Antonio de Codelco.

Tipos de metales asociados

Prfidos Cu-Mo; Ej. Chile: Margen continental activo

Prfidos Cu-Au; Ej. Pacfico Suroeste: Arcos de Islas

Prfidos Mo; USA, Canad; Parte interna (lado continental) de arcos magmticos

Prfidos Sn-W; Ej. Bolivia: Intracontinental

Modelo de prfido Cu de Lowell y Guilbert (1970)

Relacionados a intrusiones (stocks multifase)

Sistema hidrotermal activado por el calor de la intrusin

Procesos hidrotermales causan alteracin hidrotermal y mineralizacin

Distintos tipos de alteracin y de mineralizacin se encuentran en reas especficas

Alteracin

Mineralizacin

Estilos deMineralizacin

Modelo Clsico (basado en Prfido San

Manuel - Kalamazoo) Lowell y Guilbert (1970)

Modelo de alteracin y mineralizacin de Lowell y Guilbert, 1970

Mineralizacin y Alteracin La mineraloga primaria de los prfidos cuprferos consiste principalmente en

pirita y calcopirita (aprox. 90% de los sulfuros), con menor bornita, enargita,tetrahederita y trazas de molidebnita y esfalerita.

La alteracin hidrotermal es normalmente zonada, pero de acuerdo a los discutido previamente en estos apuntes, los tipos de alteracin son tambin dependientes del tipo de roca huesped. Siendo esto el caso, la zonacin idealmuchas veces no ocurre.

En el caso del modelo ideal, existe una raz con alteracin sdica calcica, un ncleo de alteracin potsica, sobrepuesto un halo de alteracin flica conbordes laterales de alteracin arglica y un halo externo de alteracin propiltica.

Por sobre los sistemas de este tipo es comn tambin una zona de alteracin arglica avanzada.

Tipos de alteracin hidrotermal

Potsica Flica Propiltica Arglica Arglica avanzada Sdico-clcica

Alteracin potsicaAlteracin potsica

Alteracin potsicaAlteracin potsica

Dominada por biotita

Dominada por feldespato-K

Alteracin flica o cuarzoAlteracin flica o cuarzo--sericticaserictica

Alteracin arglica

Distribucin de sulfuros hipgenos

Calcopirita CuFeS234,6% Cu

Bornita Cu5FeS463,3% Cu

Molibdenita MoS2 Pirita FeS2 Magnetita Fe3O4 Hematita Fe2O3

Alteracin Suprgena y Enriquecimiento Secundario

En el caso de sistemas de prfido cuprfero expuestos a procesos de alteracin suprgena en ambientes ridos ocurren procesos de enriquecimiento secundario,superpuestos a la mineralizacin y alteracin primaria.

El perfil de alteracin/ mineralizacin descendente desde superficie corresponde auna zona lixiviada, con abundantes xidos e hidrxidos de fierro, arcillas y cuarzo, con valores de Cu normalmente por debajo del 0.1-0.2%. Esta zona alcanza profundidades de 20 a 25 m, en algunos casos hasta 400 m.

Le sigue en profundidad una zona oxidada con xidos e hidrxidos de fierro ymineralizacin oxidada de cobre (crisocola, malaquita, atacamita, antlerita,brochantita, etc.), con leyes que pueden superar el 1%. Esta zona ocurre normalmente entre los 25 a 50 m, bastante variable en todo caso.

La zona ms profunda corresponde a la de enriquecimiento secundario, conmineralizacin principalmente de calcosina y covelina, con leyes entre 1 y 2% Cu.Esta zona ocurre normalmente bajo los 50 metros, alcanzando espesores en algunos casos de hasta 200 m.

Zona primaria, mineralizacin hipgena.

Escondida

Escondida: Mineralizacin Oxidada

Escondida: Enriquecimiento Secundario

Escondida: Mineralizacin Primaria

Gaby: Mineralizacin Oxidada

Gaby: Afloramiento de descubrimiento (Lagarto)

Gaby: Horizonte de muestreo para extraccin parcial

Gaby: Vista de zona cubierta

Chuquicamata: Vista general del rajo

Chuquicamata: Falla Oeste

Procesos de Formacin Los sistemas del tipo prfido cuprfero son sin ninguna duda de

origen netamente magmtico hidrotermal, asociados alemplazamiento multifase de rocas intrusivas de composicin intermedia.

En muchos casos puede existir una asociacin espacial con estructuras, tanto del emplazamiento de rocas igneas como de lacirculacin de fluidos hidrotermales y mineralizacin.

Teniendo en cuenta una relacin directa entre magmatismo y lageneracin de yacimientos del tipo prfido cuprfero, es conveniente entender los procesos genticos desde el momentoen que se particiona la fase hidrotermal desde un magma encristalizacin en adelante.

Bingham, Utah

Seccin esquemtica Sistema Prfido Cuprfero

Separacin de la fase Hidrotermal El proceso de segunda ebullicin ocurre invariablemente en algn

momento de la evolucin de un sistema multifase intrusivo, pudiendoser de mayor o menor intensidad, volumen y velocidad.

En el caso de magmas silicatados la incorporacin de metales a los minerales formadores de roca ocurre a nivel de retculo cristalino ocomo cristalizacin de sulfuros en forma de microinclusiones en los minerales formadores de roca.

Bajo condiciones normales, una roca andestica calcoalcalina tendr valores de contenido de cobre entre 20 y 100 ppm.

La cristalizacin de sulfuros por otra parte es dependiente del contenidode SiO2 del magma, directamente proporcional a mayores concentraciones de SiO2.

De esta forma un magma flsico no tiene mayores posibilidades degenerar mineralizacin metlica.

Bingham, Utah

El secuestro de metales desde un magma por parte de la separacinde una fase hidrotermal debe ocurrir antes de la cristalizacin desulfuros, indicando la necesidad de magmas ms mficos como fuente de metales.

La separacin de la fase hidrotermal durante segunda ebullicin ser la encargada de secuestrar metales desde el magma previo a su incorporacin a los minerales formadores de roca.

La fase hidrotermal consiste fundamentalmente en una hidrosalmuera y una fase vapor, particionandose metales a lahidrosalmuera principalmente en forma de complejos clorurados y a la fase vapor.

A la fecha no existen datos que indiquen la profundidad dentro delsistema magmtico interconectado de la zona donde ocurre lasegunda ebullicin y separacin masiva de la fase hidrotermal, pero diversos modelos coinciden en profundidades del orden de 5 a 6 Km.

Bingham, Utah

Ascenso y acumulacin de fluidos hidrotermales

Separada la fase hidrotermal est ascendera por medio del mismo sistema magmtico hasta profundidades del orden de 2 a 2.5 Km.

Tanto el ascenso como la acumulacin/ dispersin de fluidos hidrotermales estar controlado por condiciones de permeabillidad tanto primaria como secundaria.

Cabe destacar que en etapas tempranas de intrusin subvolcnica el contrastede temperatura entre intrusin y roca huesped es grande, comportandose laroca huesped inicialmente en forma frgil.

En la medida que la roca huesped es afectada por sucesivas intrusiones latemperatura asciende, provocando una anomala isotrmica y desplazandose deesta forma las isotermas hacia superficie.

El lmite de la isoterma 400 C marca en buena medida la zona de transicin entre roca frgil y roca ductil.

De esta forma, la transicin frgil/ductil queda cercana a superficie. Esta transicin constituye tambin una barrera inpermeable, capaz de contener yacumular fluidos hidrotermales, ubicandose normalmente en la zona apical delsistema intrusivo relacionado. Bingham, Utah

Desarrollo de dosFluidosmineralizadoresa alta temperaturaa partir de un fluido magmticocon salinidad de 8.5% NaCl

BAJODE LA ALUMBRERA,ARGENTINA

Ulrich (1998)

Evolucin de los sistemasEvolucin de los sistemas porfricosporfricos: modelo clsico: modelo clsico

Intrusivos y Rocas Asociadas Direcciones de flujo hidrotermal

DiatremaDiques tardos

Prfido Tardo

Prfido TempranoZona de sulfurosCu - MoArglica

FilicaPropiltica

Potsica

MetericoMagmtico

Fluido magmtico

Etapa tardaArglica avanzada

Etapa principalde alteracin ymineralizacin

Etapa tempranade alteracin ymineralizacin

Emplazamiento decomplejo intrusivo

subvolcnico

Son sistemas dinmicos

Comportamiento reolgico de roca huesped y acumulacin de fluidos hidrotermales

Acumulacin de presin y brechizacin Sellamiento y repeticin de eventos Celdas convectivas de fluidos metericos Rpido enfriamiento del sistema Enfriamiento de zona de transicin Cambios en comportamiento de roca Fracturamiento, vetillas y vetas Aumento de razn agua roca Sistema se retroalimenta Evolucin de sistema prfido en funcin de

procesos integrados (comportamiento reolgico, fracturamiento, permeabilidad, alteracin, permeabilidad, etc.)

Evolucin de Alteracin Hidrotermal

Etapas sucesivas de alteracin a temperaturas progresivamente menores (alteracin prograda y retrograda).

Mineralizacin metlica(desde 400 a 300 C).

Evolucin reolgica asociada a enfriamiento.

Evolucin de fracturamiento. Evolucin de permeabilidad. Evolucin de razn agua roca.

Integracin de todos estos parmetros en funcin de evolucin dinmica acoplada.

Variaciones al Modelo Las variaciones y complicaciones a este modelo por cierto son

muchas. El hecho de que estos sistemas estn asociados a procesos magmticos multifacticos, implica que pueden repetirse varios eventos, uno sobre otro durante toda la vida magmtica del sistema intrusivo, por cierto de mucho mayor duracin que el caso de unprfido cuprfero (ej. 10 Ma versus 0.2 a 0.5 Ma, respectivamente).

Por otra parte, desarrollo de mega brechas hidrotermales, por ejemplo diatremas en ambiente volcnico, cambian las condiciones depermeabilidad en la zona de transicin, sirviendo como canales depermeabilidad a los fluidos hidrotermales y permitiendo un ascenso aniveles ms epizonales para desarrollo de alteracin y mineralizacin.

Estos son solo algunos ejemplos de casos particulares, pudiendo existir toda una gama de otros casos.

Prfidos Cuprferos: Gigantes vs. Normales Tericamente, cualquier magma calco-alcalina del tipo I es un productor

potencial de prfidos cuprferos. Sin embargo, la optimizacin de los procesos conducentes a la particin masiva de los metales, desde la fase magmtica a lahidrotermal, previo a ser incorporados en los minerales formadores de roca, slo ocurrir bajo ciertas condiciones y con la convergencia de parmetros especficos.

La segunda ebullicin, o exsolucin voltil, permite la particin de una fase hidrotermal (salmuera o vapor) capaz de secuestrar metales desde la fase magmtica. Los siguientes procesos y factores, gatilladores de la segunda ebullicin son, entre otros, aquellos que pueden optmizar los procesos desegunda ebullicin antes de que los metales sean retenidos en los minerales formadores de roca:

Presin y Temperatura Velocidad de Cristalizacin Porcentaje de Cristalizacin al momento de ocurrir Segunda Ebullicin Profundidad y velocidad de emplazamiento de magmas Composicin magmtica Mezcla de Magmas

Profundidad de emplazamiento y Porcentaje de Cristalizacin

Tipos de emplazamientos de magma Un magma de emplazamiento lento (diaprico) tender a

cristalizar lentamente, en zonas profundas.

Emplazamiento Forzado de Magmas

Emplazamiento forzado de magmas en ambiente compresional (Saint Blanquat et al., 1997)

Un magma forzado hacia superficieen un campo compresional permitirel ascenso de magmas ms mficos,poco cristalizados a niveles ms superficiales, muchas veces intruyendo sus propias camaras interconectadas ms felsicas superiores.

Este tipo de emplazamiento permitira segunda ebullicin en magmas mficos poco cristalizados cercanos a superficie.

Gigantismo: Comentarios Finales Todo factor que contribuya a la optimizacin de

segunda ebullicin masiva desde un magma mfico contribuyen a la posibilidad de generar un sistemadel tipo prfido cuprfero, a mayor convergencia deparmetros favorables, ms grande el depsito.

Por otra parte, el factor tiempo tambin juega un rolfundamental, mientras ms larga la evolucin delsistema magmtico, ms largo puede ser una serie deeventos de mineralizacin, los cuales de estar superpuestos uno sobre otro, contribuyen a lageneracin no solo de un gigante, sino que ademsde un gigante de alta concentracin de cobre.

Prfidos Cu-Au filipinos (Sillitoe y Gappe, 1984)

Esquema similar en prfidos ricos en oro Chilenos y del Pacfico SW

Prfido Cu-Au Cerro Casale

PRFIDOS CUPRFEROSSistemas del tipo Prfido CuprferoGeneralidadesGeneralidadesMineralizacin y AlteracinAlteracin Suprgena y Enriquecimiento SecundarioEscondidaEscondida: Mineralizacin OxidadaEscondida: Enriquecimiento SecundarioEscondida: Mineralizacin PrimariaGaby: Mineralizacin OxidadaGaby: Afloramiento de descubrimiento (Lagarto)Gaby: Horizonte de muestreo para extraccin parcialGaby: Vista de zona cubiertaChuquicamata: Vista general del rajoChuquicamata: Falla OesteProcesos de FormacinSeparacin de la fase HidrotermalAscenso y acumulacin de fluidos hidrotermalesVariaciones al ModeloPrfidos Cuprferos: Gigantes vs. NormalesProfundidad de emplazamiento y Porcentaje de CristalizacinTipos de emplazamientos de magmaEmplazamiento Forzado de MagmasGigantismo: Comentarios Finales