iocg
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depositos IOCGTRANSCRIPT
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1Aspectos geolgicos, geoqumicos l i
Depsitos de tipo IOCG
Fernando Tornos
y metalogenticos
QueesunIOCG?
Depsitos de FeOx-(Cu-Au) pobres en azufre (FeOx [mt/hm] > 10%)
Asociacin mineral caracterstica Los xidos de hierro son pobres en Ti Proporcin variable (accesoria) de sulfuros Contenidos elevados de Ag, REE, Co, Bi, U, F, Ba, Mo Presencia de apatito, minerales REE-U Poco cuarzo
Alteracin hidrotermal alcalina-clcica (Na, K) (pinkstone belts) Al i di / i l i ( li ) i bl
2
Alteracin sdico/potsica-clcica (escapolita) tamao variable A veces escala regional Poca alteracin retrgrada Protolitos especficos?
En cinturones magmtico-metamrficos Relacionados con estructuras transcrustales o regionales Magmatismo oxidado alcalino o calco-alcalino (no causativo?) (causativo?)
Remplazamientos, venas y brechas (mono o polignicas) Origen magmtico-hidrotermal (mt-ap)? Origen hidrotermal Formanuntipoindependiente?
Tienenunagnesiscomn?
Aspectosgeoqumicos
Fluidos acuosos hipersalinos (>30 wt% NaCl equiv.), a veces ricos en CO2
Los fluidos hidrotermales se caracterizan por: Valores altos de 18O (5-12) y variables de D
consistentes con un origen magmtico/metamrfico Los istopos de Nd, Pb, Sr y Os indican mezcla de
fuentes juveniles y crustalesAzufre de origen diverso
3
Azufre de origen diverso
Ricos en fundentes y voltiles (P, F, B), muy variables entre los distintos depsitos
La magnetita indica temperaturas de precipitacinelevadas (>500C)
Aspectos econmicos
Importante fuente de Fe-Cu-Au (Fe) (world class Cu y Au) Depsitos muy grandes (103-104 Mt) Cu: 0.5-4% Cu/Au x 1000 2-4 Valor hasta 10000 mUS$ (Au 15-30%)
Ag, Co, U, LREE, Bi, F, P, Nb, Bi, Ba, Mo y otros muchos metales Depsitos Co (Great Bear Lake, 0.1%Co) Depsitos REE (Bayan Obo, 40-100 Mt @ 6%RE2O3)
Subproductos PGE, Ni, Se, Te, ZrEl t i d A B Cl M W (Pb Z )
Kiruna, Algarrobo, El Romeral, El Laco, Kiruna,
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Elementos asociados As, B, Cl, Mn, W, (Pb, Zn).
Grandes depsitos (100-1000 Mt) y subexplorado
En todos los continentes menos Antrtida (?)
Arcaico Superior a actualidad
Fciles de localizar Geofsica Metalrgicamente interesantes (Au en concentrado Cu)
Medioambientalmente simpticos
Marcona, Mina Justa Olympic Dam, Mantoverde Candelaria Palabohwra
Leyes-tonelaje IOCG
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Autor?
Leyes-tonelaje IOCG
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2Algunosproblemas(2010)
Tipo definido recientemente (Hitzman et al., 1992) Definicin emprica
No todo el mundo de acuerdoEs un buen nombre?
Confusin con sistemas similares No todos tienen Cu-Au o Feox
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Es un nico tipo o son variantes ricas en Feox de otros tipos?Modelo gentico, encuadre tectnico y asoc. rocas gneas problemticoGrupo poco comprendido y controvertido
Todo lo que se llama IOCG es IOCG? Cuales son sus caractersticas comunes? Hay un modelo gentico nico?
TipologadelosIOCG
Tipomagnetita(apatito)(Kiruna,Romeral,ElLaco)
Albititaconmagnetita(Lightning Creek,Valuengo)
Depsitosdemagnetita(CuAu) Pipasdemagnetita(CuMoAu)conturmalina(Taltal) Brechas/remplazamientosconalteracinalcalina(+act)ymtCu
Au (Ral Ernest Henry Candelaria)
(Ghandi,2003)
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Au(Ral,Ernest Henry,Candelaria) Remplazamientosdemt(CuAu)ligadosaalteracinserictica
(Cala)
Depsitosdehematites(CuAu) BrechasligadasaestructurasopipashidrotermalesconhmCu
Au(Mantoverde,Olympic Dam)
Asociadosacarbonatita,tipoBayan Obo yotrosmuchossinclasificar
Distribucin mundial IOCG
Kiruna (1.88-1.75)
Aitik
Urales S
Bafq
Khetri (0.85-0.75)
Iberia SO(0.35)
Sin Quyen
Wernecke (1.60)
Great Bear (1.87)
Durango
Iron Springs
Adirondacks
SE Missouri
Carajas
Bayan Obo
Ral Condestable (0 11)
9
Zambia O(0.7-0.5) Vergenoeg
Tennant Creek (1.83) Cloncurry(1.50)
Olympic Dam (1.50)Manxman
Marcona (0.14)El Laco (0.02)
CandelariaRomeral
Mantos BlancosManto Verde(0.12)
Ral-Condestable (0.11)
Tipo magnetita-apatito: Kirunavaara
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Lentejn magnetita masiva de 4 km x 1.5 prof x 90 m potencia buz 60E3000 Mt 60%Fe31 Mt/aoAl menos 40 depsitos con 30-70%Fe, 0.05-5%P
Mapa geolgico Kirunavaara
Secuencia 6 km potencia con Feox en toda ella Muro: Domos? y mass flows traquiandesticos intruidos por sienita Techo: mass flow y epiclastitas de grano fino riodacticas Depositado en ambiente extensional en cratn o en margen
continental estructuras crustales
18803 Ma
Intrusivos: monzodiorita o
i ( )
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granitos (mt) supracrustales
Kirunavaara: zonacin
Zona superior: estratoide con hm>mt (tipo Haukivaara) con Q-ser-chl-ap-ba-fluo. Pocos sulfuros. Silicificacin-sericitizacin (ser-bt-turm-ank)
Zona intermedia: estratoide con brecha a muro y lateral (mt-Q-act) y poca alteracin hidrotermal (ab-anf-bt-ser-esc-turm)
Zona profunda: brechas mt (chl-act-ab), diseminacin y venillas. Llegan a varios km b j i li i
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bajo mineralizacin
Mineralizacin 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
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3IOCGenlosAndesCentrales
ElLaco
RalCondestable
13Sillitoe 2003
CarmenCu CarmenFeTaltal
FresiaMantoverde
Romeral
cuerpos lentejonares masivos (Romeral, Algarrobo, Marcona)
pegmatita (diques hectomtricos) (Carmen, Fresia)
sistemas extrusivos (El Laco)
Losdepsitosdemagnetita(apatito)
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magnetita-(apatito) con pocos sulfuros sincrnicos con rocas gneas cercanas alteracin sdica y potsica (no proporcional al
volumen de mineralizacin)
Cuerposlentejonaresmasivos
Grandescuerposdedimensioneskmy>100Mtdemagnetitamasivaconcantidadesaccesoriasdeactap
Encajadoendiorita
Poca alteracin hidrotermal (clanf-kf)
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Estructuraspullapartconzonasdealimentacin
Desconectadasdeotrasmineralizaciones
Mineralizaciones de magnetita-apatito
m.i.
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Cuerpos lensoidales Poca alteracin hidrotermal Estructuras pegmatticas Gradan a filones mt, venas ap-anf o lentejones hm Zonas enriquecidas Cu-Au
Inclusionesenapatito
VL
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Fluidoinmiscibleseparadodeunmagmasaturadoenfluidoabajapresin
L H V
hm LV
H
G
mt
El Laco
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4El Laco
Complejo volcnico calcoalcalino (2.10.1 Ma) andesita-dacita similar al resto en el rea?
500 Mt mt masiva (60%Fe) cuerpos estratoides (300-700 m) venas y diques ricos mt-(ap-cpx)remplazamientos intensa alteracin cida argiltica
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zonas ricas yeso-alunita
T=710-840C 18Omt= 8 mt pobre en TiO2 y rica en V y REE
La clave del debate magmtico-hidrotermal!
Remplazamiento completo de coladas
Intensa alteracin hidrotermal
Es difcil que magmas tan densos suban tan alto en la corteza
Bajo contenido en Ti
Presencia de tubos y chimeneas
El Laco: Evidencias remplazamiento hidrotermal
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ElLaco:Evidenciasmineralizacinmagmtica
texturalmente distinta a todas las lavas cercanas (coladas, lapilli, escorias)
px = rocas cercanas
no es incompatible con alteracin hidrotermal
magmas densos pueden ascender
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El Laco: Rocas volcanoclsticas
22
El Laco: Chimeneas
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Inclusionesvtreas
Inclusionesvtreasindicaninmiscibilidadmagmticaenprofundidad
G
Smt
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S
G
mtvidrioinmiscibles?
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5El Laco: modelo geolgico
25
Unmodeloparalosdepsitosdemtap
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Magmasmuydensos Ascensoestructuras
Pocacristalizacinfraccionada Contenidoaguaesel
inicial Noenriquecimientoen
metales
Magmas inmiscibles
Hay rocas ricas en magnetita producto de magmas inmiscibles
1. Rocas intrusivas profundas ligadas a anortositas o complejos gneos alcalinos a intermedios
2. Magmas toleticos3. Carbonatitas
Mltiples experimentos (Lled, 2003) indican amplio campo de inmiscibilidad andesita - magnetita+apatito
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de inmiscibilidad andesita - magnetita+apatito
Magmas fraccionan voltiles, Fe, Mn y son poco viscosos (poca SiO2) pero muy densos. Altos contenidos en voltiles y fundentes bajan la solidus
Estos magmas son equivalentes a los magmas que dan lugar a los sulfuros masivos magmticos (Ni-Cu) pero a mayor fO2 o menor fS2
Bushveld
Costabona
Los plutones de albitita
Intrusiones mesozonales de albitita con abundantes roof pendants de caliza (ca. 520 Ma; U-Pb circn)
Skarns granatferos estriles
Jalonan el contacto de un core l d d d b
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complex de edad Cmbrica con metamorfismo de alta T/baja P
La geoqumica isotpica (87Sr/86Sri& Ndi) sugiere derivacin de rocas crustales
En la zona superior abundantes brechas hidrotermales
Los diques de albita-magnetita
Venas ab-mt con textura magmtica pero sin alteracin hidrotermal
Gradan en sistemas hidrotermales Poca importancia econmica (no Cu-Au) Datadas en 340 Ma Incluyen dos magmas inmiscibles
ab-mt y kf-ab-Q (mnimo eutctico) 640-730C
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640 730 C
Techo y muro de los diques de albita-magnetita
30
Techo: Brechas hidrotermales y remplazamiento
Muro: Esquistos con escapolita ricos en magnetita intercalados con mrmol
Evidencias generalizadas de anatexia sin a post-tectnica y generacin de magma de albita-magnetita
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6La gnesis de los diques?
b
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ap
abab+mt
protolito(Qbtmtamphab)
Remplazamientos hidrotermales
La albitita (primaria y sin magnetita) tiene abundantes evidencias de exsolucin de fluido
Mineralizacin situada en el endo- y exocontactode intrusiones de albitita o asociada a diques de albita-magnetita
La mineralizacin remplaza rocas de silicarosclcicos, esquisto y pizarra
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Muestra una grosera zonacin con una zona externa de ab-act-mt que grada en act-mt y mtmasiva
Irregularmente enriquecida en fluorita (hasta 50%) pero con pequeos contenidos en apatito. Ricos en U, REE, Ni, y Co. Leyes irregulares y bajas en Cu.
Pipas de magnetita-Cu-Mo-Au
Alteracin anfiblica en zonas apicales plutones epizonales Cortada por pipas turmalinita Mineralizacin mt-cp-mo-py-Au Envuelta en zonas alteracin potsica Gradan a (y son cortados por) sistemas hm-cp
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Depsitos de magnetita-Cu-Mo-Au
Brechas de turmalina en zonas apicales de plutones epizonales de diorita-tonalita con intensa alteracin potsica
Alteracin anfiblica superimpuesta con mineralizacin mt-cp-mo-py-Au
Gradan a (y son cortados por) sistemas hm-cp ligados a brechas hidrotermales
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turm
clanf+Q++py+cp
012cm
La evolucin hidrotermal
turmIIVIII
012cm
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turm
mt
tonalitaaltK
mochl+cc+Q+ep
clanf+Q++py+cp
III
IV
Relaciones con los prfidos?
Formados a mayores profundidades Brechas accesorias relacionadas con inmiscibilidad de fluidos Mineralizacin remplazante Inclusiones fluidas
Relacionados con rocas gneas ms bsicas Enriquecimiento en Fe & Ca
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Enriquecimiento en Fe & Ca Elevados contenidos en Mo, presencia de turmalina? Contaminacin crustal?
Poca alteracin cida
Sistemas mas pobres en agua?
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7Depsitos IOCG de Australia
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Williams (2005)
Ernest Henry
Explotacin: 1997-2012? (Xstrata)
10 Mt/ao
167 Mt @ 1.1%Cu y 0.54 g/t Au
Alto Co-MoModerado U, REE, Ba, F
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Ernest Henry: corte geolgico
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Ernest Henry encuadre tectnico
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Ernest Henry: brecha
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1. Alteracin 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. Alteracin K-Fe-Mn: bt-gr (alm-sp)-mt-kf. Centrada depsito 1-2 km3. Alteracin K-Ba4. Alteracin K-Fe-Mn directamente asociada a la brecha5. Carbonato
Ernest Henry: mineralizacin
Brecha dctil-frgil (30-50SE) monomctica polifsica con fragmentos roca volcnica flsica 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
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Cuerpo mineralizado con contacto neto y limitado por la brecha
nica zonacin: 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)
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8Los Andes Centrales - Candelaria
Distrito complejo y enigmtico 800 Mt @ 1%Cu
Encajado en andesita y rocas volcanoclsticas y caliza superiores encima de un batolito complejo
112-110 Ma
Mineralizacin y alteracin irregularesAlt i bt b hl di t l ( lbitfi )
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Alteracin bt or ab-chl distal (albitfiro) Clinoanfbol (+kf+ep) Brechas feldespato K (+ep) Skarn accesorio en caliza/andesita Remplazamientos estratoides, diseminaciones,
venas y stockworks mt (hm) cp py (po sph mo-apy)
(REE -alanita) Local anhidrita y turmalina en la mineralizacin
Geologa de Punta del Cobre
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(Marschik y Fontbot, 2001)
Raul-Condestable: geologa
andesita-dacita Cr3-J1 (117-115
Ma) cuenca tras arco
a arco volcnico
Intruido Batolito Costa
Prfido Qdiortico 117-
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90 km al S de Lima 32 Mt 1.7%Cu, 0.3 g/t Au, 6 g/t Ag
Q116 Ma
Haller et al. 2006
Ral-Condestable: mineralizacin y alteracin
diseminaciones, remplazamientos en cuerpos estratoides (mantos) en rocas volcnicanicas y volcanoclsticas
controlado por fallas por donde intruye prfido tonaltico
bt -> act -> (mt) -> ser -> ser + chl cp-py-po (mt)
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Ral-Condestable
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Depsitos IOCG de Australia
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Williams (2005)
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9Olympic Dam
11 Bt @ 1.2%Cu, 0.5%AuLas mayores reservas de U (1.4 Mt) y las 4 de Cu (42.7 Mt) y Au (55.1 Moz)7 km largo x 1 km profDescubierto 1975 Western Mining CoAbierto 1988 bajo cobertera 300 m
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300 mAsociacin Co-U-REE-Ba-F
Williams (2005)
Depsito ciego, descubierto por gravimetra y magnetometraModelo errneo buscaban vmsYacimiento atpicoDepsitos de magnetita-apatito en las cercanas
Olympic Dam: Geologa
Granito (15884 Ma) en ambiente intracontinental extensional
Control estructural
Zona de brecha polifsica tubular de 7x5 km con un maar-diatrema en el ncleo (
-
10
Brechas de hematites-(Cu)
55
Sistemas someros I
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EXCO
Sistemas someros II
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Washan
Zonacin vertical
Mesonal a epizonal
Sistemas con importante extensin vertical (3-5 km) y alteracin hidrotermal variable
Continuum vertical? albitizacin + mt
profunda
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profunda alteracin K + mt
intermedia sericitizacin
silicificacin argilitizacin + hm-mt somera
Y los xidos de Fe en profundidad
Hitzman et al. (1992)
Zonacin vertical en depsitos andinos
No observados trnsitos entre tipos
Cul es el trnsito magmtico-hidrotermal?
??
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Sillitoe (2003)
??
??
??
Fuentes de fluidos y metales: Modelos genticos
Rocas hidrotermales con alteracin alcalino-clcica (fk + clanf ab bt) y magnetita estn asociadas a la circulacin de fluidos hipersalinos (ricos en CO2) y enriquecidos en 18O. Se pueden formar por la circulacin de tres tipos de fluidos (o sus combinaciones)
Fluidos magmticos
Fluidos derivados de secuencias evaporticas
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Fluidos metamrficos que involucran metaevaporitas
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Modelo I: Fluidos, metales y calor derivado de rocas gneas
Hay una relacin espacial y cronolgica con, al menos, dos tipos de rocas gneas que forman sistemas magmtico-hidrotermales tpicos
Las inclusiones fluidas y los istopos estables y radiognicos son consistentes con sistemas magmtico-hidrotermales
La alteracin alcalino-clcica es tpica de sistemas magmtico-hidrotermales y zonada en intrusiones
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La alteracin alcalina implica a veces muy grandes volmenes de fluido
No siempre hay una relacin espacial y temporal con el magmatismo
Pueden las salmueras alejarse mucho de las intrusiones?
Modelo II. Solutos y calor de metamorfismo
Series evaporticas antiguas ricas en esc-ab-turm-bt
Metamorfismo de grado medio-alto destruye escapolita
Lavado hidrotermal por fluidos metamrficos
Explica fluidos salinos, oxidados y ricos en voltiles
Explica altas temperaturas
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Explica altas temperaturas
Explica alteracin sdica
Sistemas profundos relacionados con anatexia y posible gnesis albititas
Encuadre geolgico poco comn
Egeroy Fyr
Modelo III: Fuente evaportica y calor de rocas gneas
Evaporitas (tpico zona extensional y clima rido) o secuencias con evaporitas Fluidos salinos y oxidados Relacin frecuente con IOCG?
Explica gran volumen e intensidad de alteracin sdica y elevadas relaciones Na/(Na+K)
Fluidos hipersalinos con S no magmtico y elevados contenidos en voltiles (F, B) y P
Alto Cl/S y muchas veces metales>>S
Ausencia de relaciones directas claras con magmatismo
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Las rocas gneas no siempre muestran evidencias de exsolucin magmtica
Bajo contenido en Ti de las magnetitas
Gnesis de fluidos ricos en CO2 y mecanismo miscibilidad-inmiscibilidad
Presencia de mineralizaciones profundas
No explica temperaturas magmticas ni mineralizaciones mt-ap
Conservacin de evaporitas en series antiguas
El sistema IOCG
Los sistemas IOCG implican muchos estilos/modelos de mineralizacin
Magnetita-apatito Zonas apicales intrusivos Remplazamiento de andesita
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Sistemas ricos en hm en diatremas/cizallas Sistemas exhalativos
Skarns
Conclusiones
Hay una relacin espacial, geoqumica y temporal entre depsitos de tipo IOCG y de magnetita-(apatito)
Las mineralizaciones de magnetita apatito parecen ser magmticas Inmiscibilidad de magmas contaminados por asimilacin de sedimentos ricos
en hierro intercalados con evaporitas?
Las mineralizaciones de magnetita-apatito parecen mostrar una cierta zonacin dependiente de la profundidad
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zonacin dependiente de la profundidad
Hay una relacin entre depsitos de tipo IOCG y diversos tipos de magmas: mt-ap, diortico y albitita
Los depsitos de magnetita-apatito no suelen tener Cu-Au asociado La fase fluida se separa de estos magmas o del magma parental?
Conclusiones?
Por lo tanto
No hay un modelo definitivo de IOCG Los datos geoqumicos y geolgicos son coherentes con tres
posibles ambientes Magmtico (y distintos magmas!!) Evaportico
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p Metamrfico
O sus combinaciones
Se dan las tres situaciones? convergencia de especies
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Aplicacionesparalaexploracin?
LosIOCGparecenformarsistemashidrotermalesindependientessimilaresalosprfidos,conlosquecompartenalgunosrasgos
Seformanenambientesmasprofundos,conmenosfluidoshidrotermales
Estnligadosaplutonesintermediosconcontaminacincrustal
Los IOCG se pueden formar en relacin con distintas rocas gneas
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LosIOCGsepuedenformarenrelacincondistintasrocasgneas
LosdepsitosdeCuAuestnligadosasistemasdefallascortantesoplutonesconimportantecristalizacinfraccionada
Losdepsitosdemagnetitaapatitotienenmenosprobabilidadesdedesarrollarmineralizacin
Lossistemasmagmticohidrotermalesdesarrollangrandesaureolasdealteracinpotsica(+mt)
Exploracin: criterios geolgicos
Explorar en provincias IOCG independientemente de modelos genticos Necesita definicin preliminar de IOCG
Presencia de amplias zonas de alteracin alcalina-clcica con magnetita diseminada
Decenas a centenas de km2 de alteracin
Grandes estructuras transcrustales, preferentemente zonas extensionales en orgenos transpresivos
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Presencia albititas y rocas magmticas intermedias-mficas
Zonas de brecha con intensa alteracin hidrotermal
Magnetita bajo Ti (