iocg chile 2007
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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
3FTA - IOCG – Chile 2007
¿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”
4FTA - IOCG – Chile 2007
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?
5FTA - IOCG – Chile 2007
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
6FTA - IOCG – Chile 2007
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)
7FTA - IOCG – Chile 2007
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)
8FTA - IOCG – Chile 2007
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
9FTA - IOCG – Chile 2007
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
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75
355
Tipo Cloncurry
Tipo Olympic Dam
Tipo Kiruna
10FTA - IOCG – Chile 2007
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…)
11FTA - IOCG – Chile 2007
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?
12FTA - IOCG – Chile 2007
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
13FTA - IOCG – Chile 2007
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
14FTA - IOCG – Chile 2007
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
15FTA - IOCG – Chile 2007
Kirunavaara: alteración hidrotermal
Techo: silicificación-sericitización (ser-bt-turm-ank)
Intermedio: alteración K (no visible Kiruna)
Muro: alteración Na (ab-esc(ser-ep-turm))
16FTA - IOCG – Chile 2007
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
17FTA - IOCG – Chile 2007
El Laco: ¿Magmático o hidrotermal?
18FTA - IOCG – Chile 2007
¿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
19FTA - IOCG – Chile 2007
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)
20FTA - IOCG – Chile 2007
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?
21FTA - IOCG – Chile 2007
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
22FTA - IOCG – Chile 2007
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?
23FTA - IOCG – Chile 2007
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)
24FTA - IOCG – Chile 2007
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
25FTA - IOCG – Chile 2007
Ernest Henry: corte geológico
26FTA - IOCG – Chile 2007
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
27FTA - IOCG – Chile 2007
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
28FTA - IOCG – Chile 2007
Depósitos proximales profundos: La Berrona
29FTA - IOCG – Chile 2007
Depósitos intermedios: Colmenar
30FTA - IOCG – Chile 2007
Depósitos someros: Mina de Cala
31FTA - IOCG – Chile 2007
La Mina de Cala
32FTA - IOCG – Chile 2007
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
33FTA - IOCG – Chile 2007
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)
34FTA - IOCG – Chile 2007
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
35FTA - IOCG – Chile 2007
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
36FTA - IOCG – Chile 2007
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
37FTA - IOCG – Chile 2007
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)
38FTA - IOCG – Chile 2007
Tick Hill
•0.65 Mt @ 25 g/t (1991-1994)
•Rocas feldespáticas cizalladas
•Ausencia cuarzo-sulfuros
39FTA - IOCG – Chile 2007
Mina Sultana
Filones N45ºE 20-40ºS Q-ank-(cp-bm-mald) Alteración ab-ank-turm-ser
40FTA - 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
41FTA - IOCG – Chile 2007
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
42FTA - IOCG – Chile 2007
El depósito de Aguablanca
43FTA - 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
44FTA - IOCG – Chile 2007
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)
45FTA - IOCG – Chile 2007
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?)
46FTA - IOCG – Chile 2007
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!!!
47FTA - IOCG – Chile 2007
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
48FTA - IOCG – Chile 2007
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
49FTA - IOCG – Chile 2007
Estructura y textura
Variada: Brechas, venas, cuerpos remplazamiento discordantes o estratoide, diseminaciones
Contactos graduales a netos con roca de caja
50FTA - IOCG – Chile 2007
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
51FTA - IOCG – Chile 2007
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
52FTA - IOCG – Chile 2007
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
53FTA - IOCG – Chile 2007
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
54FTA - IOCG – Chile 2007
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
55FTA - IOCG – Chile 2007
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)
56FTA - IOCG – Chile 2007
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
57FTA - IOCG – Chile 2007
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)
58FTA - IOCG – Chile 2007
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
59FTA - IOCG – Chile 2007
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
60FTA - IOCG – Chile 2007
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)
61FTA - IOCG – Chile 2007
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)
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¿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
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Índice
1. Aspectos generales2. Tipos de depósitos IOCG3. Relaciones con otros estilos4. El modelo IOCG5. Modelos genéticos de los IOCG6. Unas notas sobre exploración
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Clasificación de IOCG?
•Magmáticos: Kiruna, Laco (mt-ap)
•Magmático-hidrotermales: Cloncurry, Ossa Morena
•Amagmáticos (lavado evaporitas): Wernecke, EEUU
•Híbridos: Yerington, Candelaria
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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
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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
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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
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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?
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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
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Modelo fluidos connatos/superficiales
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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
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Modelo 4: magmático-metamórfico
oxFecc
Rocas básicas
fusiónparcial
albitita
Alt. Na-Ca
Alt. K
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Modelos genéticos en los Andes
Sillitoe (2003)
Marschik & Fontboté (2001)
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Índice
1. Aspectos generales2. Tipos de depósitos IOCG3. Relaciones con otros estilos4. El modelo IOCG5. Modelos genéticos de los IOCG6. Unas notas sobre exploración
75FTA - IOCG – Chile 2007
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
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¿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
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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– …
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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?
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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
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