capitulo iii procesos supergenos

8/17/2019 Capitulo III Procesos Supergenos

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ROCESOS SU ERGENOS

ROCESOS SU ERGENOS

Procesos supérgenos y enriquecimiento secundario

Alteración supérgena

Enriquecimiento secundario

Comportamiento de metales en ambiente supérgeno

Procesos supérgenos

Zonación supérgena y comportamiento geoquímico de

metales

Importancia de la pirita en procesos supérgenos

Factores condicionantes para el enriquecimiento supérgeno

Procesos supérgenos en yacimientos de plata

Procesos supérgenos en yacimientos de oro

Bacterias oxidantes


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rocesos supérgenos y

enriquecimiento secundario

• Erosión Exumación !eteori"ación

• !eteori"ación de depósitos mineralesipógenos – Cambio mineralógico

– #estrucción$empobrecimiento

– Concentración$enriquecimiento secundario


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Alteración supergena

• Proceso de reequilibrio de la mineralogíaipógena a las condiciones oxidantes en lascercanías de la super%icie &sobre el ni'el de

aguas subterr(neas) por la circulacióndescendente de soluciones supergenas*

• A%ecta a los silicatos generando mineralesde arcillas &alloysita+ smectita) y a los

sul%uros ipógenos que se trans%orman enminerales oxidados*


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Enriquecimiento secundario

• Proceso resultante de la meteori"ación &alteraciónsupergena) de depósitos minerales+ en el cual laoxidación produce soluciones (cidas que lixi'ianmetales transport(ndolos acia aba,o y re-

precipit(ndolos+ con el consecuenteenriquecimiento de los minerales sul%uradosoriginalmente presentes*

• !uy importante en pór%idos cuprí%eros


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Comportamiento de metales en

ambiente supérgeno

• Fe+ Al+ .i+ Cr+ !n+ /i+ Co+ Pb %orman óxidosestables Permanecen en la "ona de oxidación&sobre el ni'el de aguas subterr(neas)*

• Cu+ !o+ Zn+ Ag %orman sul%atos solubles 0on

lixi'iados de ni'eles super%iciales y transportadosen solución acia aba,o re-precipitando comosul%uros supérgenos deba,o del ni'el de aguassubterr(neas*

• Au no reacti'o químicamente

tiene apermanecer en "ona de oxidación+ aunque puedeser transportado si existe Cl o Br*


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rocesos supérgenos

• 1xidación destrucción de sul%uros

ipógenos

• 2ixi'iación remoción de metales

en solución como sul%atos• 3eacción con minerales de las rocas

o ganga minerales oxidados

estables

• Precipitación de sul%uros supergenos

&ba,o el ni'el de aguas subterr(neas


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rocesos supergenos

• 0e requiere que los depósitos sean exumados• #ataciones 4-Ar de alunita supergena de pór%idos

cuprí%eros cilenos &0illitoe y !c4ee+ 5667)mostraron que los procesos supergenos

comen"aron 855 !a después de la minerali"aciónipógena

• 2as dataciones 4-Ar re'elan un rango entre 9: y5: !a &1ligoceno ; !ioceno !edio) para los

procesos supergenos de oxidación yenriquecimiento en el norte de Cile


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Cuanto duran!

• 2as dataciones 4-Ar &alunita) de 0illitoe y !c4ee&5667) indican períodos de


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Limonita FeO*OH*nH2O

Hematita Fe2O3

Malaquita Cu2

CO3

(OH)2

Atacamita CuCl(OH)3

Azurita Cu3(CO3)2(OH2) Crisocola CuH4Si4O10(OH)Calcosina Cu2S

Co!elina CuS

Calco"irita CuFeS2#ornita Cu$FeS4%iriita FeS2


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• @our subtopic goes ere


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"onación supérgena y

comportamiento geoqu#mico de

metales


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Andacollo


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Zonación supergena en pórfidos cupríferos


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Etapa inicial de %ormación de un pór%ido cuprí%ero ligado a

una c(mara magm(tica en pro%undidad con minerali"ación

ipógena %orm(ndose sobre el (pice del intrusi'o y en rocas

de ca,a reacti'as*

2 ió l bi t d b l d ó it


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2a erosión remue'e la cubierta de rocas sobre el depósito

de cobre original* 2a meteori"ación y el agua meteórica

descendente produce la lixi'iación del cobre de la parte

superior y su re-depositación deba,o del ni'el de aguas

subterr(neas* Esto produce una "ona enriquecida en cobreusualmente de alta ley y bastante ori"ontal.


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Después de la erosión y enriquecimiento el depósito puede ser cubierto

por rocas volcánicas y/o gravas, lo cual protege la zona enriquecida de

erosión posterior. En la superficie puede aber escasos indicios de la

riqueza geológica que yace en profundidad. E!. "!ina, #pence, $aby.

%ara encontrarlos se requiere de métodos especiales& E!.

geoqu'mica, geof'sica, arriesgar un n(mero de sonda!es,

persistencia y suerte.


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UJINA

Ignimbrita

ona oxidada - lixiviada

Zona enriquecida


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)onación supérgena en *erro *olorado


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La pirita (FeS2) es un sulfuro de hierro muy común que es

estable en condiciones anóxicas (sin oxígeno) Sin

embargo! expuesta al aire o a las condiciones oxidantes

en subsuperficie sobre el ni"el de aguas subterr#neas un

mol de pirita se oxida para formar 2 moles de #cido

sulfúrico en una reacción de tres pasos$

• (%q &) FeS2 ' 2*2 ' +2* , Fe2' ' 2S*-2. ' 2+'

• (%q 2) Fe2' ' &-*2 ' /2+2* , Fe**+ppt ' 2+'

• (%q /) FeS2 ' &0-*2 ' 2+2* , Fe(*+)/ppt ' 2S*-2. ' -+'


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$mportancia de la pirita en

procesos supérgenos

• El (cido sul%rico generado por la oxidación

de la pirita contribuye a la descomposición de

otros sul%uros ipógenos+ idrólisis de

minerales silicatados &alteración supérgena) y

a %ormar sul%atos solubles de algunos metales

como el cobre*

•0toes &56


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Ecuación de Sto%es

• DFe0= 5:Cu=

5:01:-=

5==1

pirita Cu disuelto como sul%ato

Cu=0 DFe= =: 501:

-=

calcosina

• El exceso de (cido se neutrali"a ba,o el ni'el de

aguas subterr(neas donde el ambiente esreductor y la calcosina permanece incrementandolas leyes de Cu en esta "ona*


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&inerales en 'ona de

enriquecimiento supergeno de Cu

• Calcosina Cu=0 6+>G Cu

• #igenita Cu60D >+5


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*ubiertas li+iviadas Anderson, -01


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Cubiertas lixi'iadas &Anderson+

56>91


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Cubiertas lixi'iadas &Anderson+ 56>91


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Gossan o sombrero de


29/53

)ona de o+idación& 2osario de *ollauasi


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)ona de o+idación& 2osario de *ollauasi


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La Escondida: Mineralización xidada


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La Escondida: Enriquecimiento Secundario


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)ona de enriquecimiento secundario& 2osario de *ollauasi


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36/53

.acimientos e/óticos de

cobre

1ineraliación exótica

por migración lateral

de soluciones

supergenas


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&inerali'ación e/ótica0 gra,as de 1uiquintipa2

3istrito Colla*uasi


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1igración lateral

de soluciones (mineraliación exótica )

0 3m

SUPERGENO

S4urquesa 5orte

6amiana

Sistema 7orfirico

%l Sal"ador

S&lice ' Arcilla

S&lice ' Hematita

S&lice ' Caol&n ' Sericita

eso ' Arcilla

Epoca metalogénica

#upegena 3ligoceno

#uperior 4 5ioceno

6nferior

*amus, 7880


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7rocesos sup8rgenos en yacimientos de plata

• La química en el ambiente supergeno de la plata es aproximadamente

similar a la del 9u! aunque el 9u forma carbonatos insolubles

(malaquita! aurita)! mientras que la :g no

• La plata se solubilia como sulfato y precipita ba;o el ni"el de guas

subterr#neas como acantita (:gS2< polimorfo de ba;a temperatura de la

argentita) y! por lo tanto! puede formar onas de enriquecimientosecundario de sulfuros

• %n el caso que existan elementos halógenos en el ambiente supergeno

la plata formar# haluros insolubles sobre el ni"el de aguas subterr#neas

(cerargirita! yodargirita! bromargirita)! minerales que son comunes en laona oxidada de muchos yacimientos argentíferos del norte de 9hile y

que producen un importante enriquecimiento de la ona de oxidación

de los mismos


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7rocesos supergenos en yacimientos de oro

• 2os minerales ipógenos de oro son Au nati'o+aurostibnita+ %iscerita y 'arios teluros de Au*2a pirita+ arsenopirita y pirrotina tambiénpueden incluirse debido a que aportan una gran

proporción de Au en mucos distritos*• Au nati'o es el nico mineral supergeno de oro

• 0e presenta en pepitas+ barritas irregulares+laminillas+ dendritas+ alambres+ ramitas+

agregados+ pelos+ %ilamentos+ %iligramas+l(minas y metal %inamente di'idido llamadopintura o mosta"a de oro*


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7rocesos supergenos en yacimientos de oro

• El oro es liberado en la "ona de oxidación por ladescomposición de sul%uros y es incorporado enminerales y compuestos amor%os que cenemtanlos gossans+ donde el Au est( intimamente

me"clado con limonita+ ad &óxidos de !n) y otrosagregados*

• En "onas de oxidación permeables el oro %inopuede mo'erse %ísicamente acia aba,o por

gra'edad o por las aguas percolantes*• Jran parte de la explotación aurí%era en Cile se

a restringido a la porción oxidada de losyacimientos donde las leyes son m(s altas y el oro

est( libre*


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El rol de las bacterias

•Las bacterias a menudo tienen participación directa enla alteración química de minerales en el ambientesupergeno

• :lgunos minerales o productos intermedios de la

descomposición de los mismos pueden ser necesariosdirecta o indirectamente para su metabolismo

• La disolución de sulfuros en condiciones #cidas(drena;e #cido de rocas o minas)! la precipitación de

minerales ba;o condiciones anaeróbicas! la adsorciónde metales por bacterias u algas! la formación ydestrucción de comple;os met#licos.org#nicos sone;emplos de participación directa o indirecta de micro.

organismos


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El ciclo del a'u)re y acción

bacterial


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5acterias o/idantes

•

Thiobacillus ferrooxidans, Leptospirillum ferrooxidans, Thiobacillus thiooxidans,Thiobacillus organoparus y Thiobacillusacidophilus

•

Bacterias que son capaces de deri'arenergía de la oxidación de mineralessul%urados e ión %erroso y producen (cidosul%rico &E,* iones ydrogeno+ + e ionessul%ato+ 01:

=-) como producto de su

metabolismo*

• #escomponen los sul%uros+ liberan losmetales y acidi%ican las aguas &drena,e (cidode rocas y minas)


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• La oxidación de sulfuros cataliada por acción

bacterial puede tener raones de reacción de seis

ordenes de magnitud mayores (&====== de "eces) que

las mismas reacciones en ausencia de las bacterias

• 6e ahí su uso en biolixi"iación


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Condiciones )a,orables para o/idación

r-pida de sul)uros

•Ión %erroso para la oxidación de sul%uros*

• Thiobacillus ferrooxidans y oxígeno para la

oxidación del ión %erroso a %érrico*

• p compatible con el abitat de las T.

ferrooxidans+ tipicamente p 5*D-9*D

• 2a acti'idad metabólica de las T. ferrooxidans es

dependiente de la temperatura+ siendo m(xima a

K9


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5iominerali'ación

• %xisten algunas bacterias que pueden cristaliar en sussuperficies celulares una "ariedad de metales como Fe! 1n!>n! 9a y :u

• 1inerales de 9a constituyen ?0=@ de los biomineralesconocidos

• Southam y Ae"eridge! &BB- mostraron experimentalmenteque Bacillus subtilis! una bacteria común en suelos! es capade acumular oro por difusión a tra"8s de la membrana celulary su precipitación en el citoplasma

• %llos sugieren que el oro es estabiliado internamente comoun comple;o org#nico y luego es precipitado como unasolución coloidal una "e que se ha alcanado unaconcentración crítica


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5iominerali'ación

•%xisten algunas bacterias que pueden cristaliar en sussuperficies celulares una "ariedad de metales como Fe!1n! >n! 9a y :u

• 1inerales de 9a constituyen ?0=@ de los biomineralesconocidos

• Southam y Ae"eridge! &BB- mostraron experimentalmenteque Bacillus subtilis! una bacteria común en suelos! escapa de acumular oro por difusión a tra"8s de lamembrana celular y su precipitación en el citoplasma

• %llos sugieren que el oro es estabiliado internamentecomo un comple;o org#nico y luego es precipitado comouna solución coloidal una "e que se ha alcanado unaconcentración crítica


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5iominerali'ación

• 2a diagénesis posterior de sedimentos quecontienen bacterias enriquecidas en Auresultaría en recristali"ación y coalescenciadel Au para %ormar pepas de oro*

• En ciertos depósitos de Au se a postuladoque en la concentración del metal preciosoan participado bacterias*

• In'estigacioones de Placer #ome enplaceres aurí%eros de Cerro Pelado+ Brasilsugieren que las pepas de oro an crecidopor acción bacteriana y no correspondenexclusi'amente a una concentracióngra'itacional alu'ial*


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