mineralurgia...capitulo 1 y 2
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CAPITULO I
MINERALES Y ROCAS
1.1. Definición de Mineral y Roca
Las formas en que los metales se encuentran en la corteza terrestre y en los
depósitos del lecho del mar depende de su reactividad con su ambiente,
particularmente con el oxigeno, azufre y bióxido de carbono. El oro y los
metales del grupo del platino se encuentran principalmente en forma metálica o
nativa. La plata, cobre y mercurio se encuentra en estado nativo y en la forma
de sulfuros, carbonatos y cloruros. Los metales más reactivos ocurren siempre
en la forma de compuestos, tales como los óxidos y sulfuros de hierro, los
óxidos y silicatos de aluminio y de berilio. Los compuestos que se encuentran
en la naturaleza se conocen como minerales.
Por definición, los minerales son sustancias inorgánicas naturales que tienen
composiciones químicas y estructuras atómicas definidas. Sin embargo, el
término mineral se usa con frecuencia con un significado mucho mas amplio
para incluir cualquier valor económico que es extraído de la tierra. Así, el
carbón, la tiza, la arcilla y el granito no cumplen con la definición de un mineral;
aunque los detalles de su producción se incluyen usualmente en las cifras de
producción de minerales de los países.
A los materiales naturales que no se ajustan a la definición de mineral se les
conoce como rocas. Por definición, una roca es un agregado de minerales, que
forma una parte esencial de la corteza terrestre.
Debido a la acción atmosférica y geológica, las rocas más antiguas han sufrido
alteraciones químicas y mecánicas para dar lugar a la formación de los
depósitos de minerales. Estos agentes de concentración de minerales y el
desarrollo de la demanda por un metal o material como resultado de la
investigación y de la tecnología hacen posible que los depósitos de minerales
se conviertan en menas. Por lo tanto, una mena es la parte de un depósito que
contiene minerales útiles y aptos para ser explotados y procesados para
obtener un metal en forma económica. En cambio se denomina ganga a la
parte del depósito del mineral no aprovechable, generalmente formada por
rocas.
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Una mena se puede describir como una acumulación de mineral en suficiente
cantidad como para justificar su extracción económica. El contenido mínimo de
metal (ley) requerido para calificar un depósito como de minerales mena varia
de metal a metal. La mayoría de menas no ferrosas contienen menos del 1%
de metal. El oro se puede recuperar provechosamente de menas que
contengan solo 5 partes por millón (ppm) del metal; mientras que las menas de
hierro que contengan menos del 15% de metal se consideran de baja ley.
Cada tonelada de material en el depósito tiene un contenido de valor
determinado, que es dependiente del contenido de metal y el precio actual del
metal contenido.
Por ejemplo, a un precio de cobre de 2000 $/ton y un precio de molibdeno de
30 $/Kg. un depósito que contiene 1% de cobre y 0,015% de molibdeno tiene
un contenido de valor de 24 $/ton. El depósito será económico para ser
explotado y se puede clasificar como un depósito de minerales mena si:
Contenido de valor > Costo Total de Procesamiento + Perdidas + Otros
Tonelada Tonelada
1.2. Nombre do los Minerales
Íntimamente unido al problema, de la clasificación de los minerales, se
presenta su denominación. Algunos nombres tienen un origen muy antiguo,
otros terminan en ita, según una terminología que procede de la antigüedad
grecolatina. Muchos nombres, incluso de origen griego o latino, suministran
indicaciones relacionadas con alguna característica física, como el color (albita,
del latín albus, blanco), la densidad (baritina, del griego, barys, pesado), la
exfoliación, (ortoclasa; del griego, klasis, fractura).
En ocasiones, los nombres derivan simplemente de la composición química
(calcita, del calcio). Actualmente se acostumbra a designar los minerales con
nombres de personajes ilustres (beringucita, de Beringuccio, wollastonita, del
químico ingles Wollaston, goethita, de Goethe, etc.).
También se emplea el nombre de la localidad donde el mineral se hallo por
primera vez (aragonito, de Aragón, España; estroncianita, de Strontian,
Escocia). A veces son distintos los nombres empleados por autores de
diferente nacionalidad (ZnS, en español blenda y en ingles esfalerita;
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CaTiOSiO4, en español titanita y en ingles esfena; Zn4(OH)2Si2O7.H20, en
español calamina, en ingles hemimorfita).
1.3. Clasificación de los Minerales
Para el estudio sistemático de los minerales se han propuesto varios sistemas
de clasificación de acuerdo a diversos criterios: químicos, cristalográficos, de
yacimientos, de uso, etc. La clasificación mas comúnmente aceptada es la
química que divide los minerales en 9 clases.
Clasificación Química de los Minerales
1°'Elementos nativos.
2° Sulfuros, seleniuros, teluros, arseniuros y sulfosales.
3° Halogenuros.
4° Óxidos e hidróxidos.
5° Carbonatos, nitratos, boratos (yodatos).
6° Sulfatos, cromatos, molibdatos, tungstatos.
7° Fosfatos, arseniatos, vanadatos.
8° Silicatos.
9° Compuestos orgánicos.
Las clases pueden dividirse en subclases y grupos, pero tales subdivisiones no
son aceptadas universalmente.
Los minerales también se pueden clasificar de acuerdo a las aplicaciones
particulares de cada especie mineralógica.
Clasificación por el Uso de los Minerales
Minerales preciosos o gemas minerales. Caracterizados por su
inatacabilidad química, minerales de alta dureza, ciertas propiedades
ópticas (color, depresión, brillo).
Minerales semipreciosos u ornamentales. No tienen las características de
los minerales preciosos, pero por su belleza pueden ser empleados con
fines decorativos.
Abrasivos. Su caracteristica principal es la dureza.
Fundentes. Usados en las fundiciones para disminuir los puntos de fusión
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y hacer mas fluida la escoria.
Cal, cemento y yeso.
Refractarios.
Loza, vidrio y esmalte.
Fertilizantes.
Aparatos ópticos y científicos.
Colores naturales.
Menas metálicas.
Industria química.
Desde el punto de vista metalúrgico, la clasificación de los minerales de
acuerdo a su composición química es más general y simple.
Clasificación Metalúrgica de los Minerales
Minerales Nativos. El metal esta presente en forma elemental.
Minerales Sulfurados. El metal esta como sulfuro.
Minerales Oxidados. El mineral valioso puede estar presente como óxidos,
sulfato, silicato, carbonato o alguna forma hidratada de estos.
Minerales Complejos. Menas que contienen cantidades útiles de varios
minerales valiosos.
Los minerales mena también se pueden clasificar por la naturaleza de sus
gangas.
Clasificación de los Minerales por su Tipo de Ganga
1° Minerales básicos o calcáreos (ricos en cal)
2° Minerales ácidos o silicosos (ricos en sílice)
Asimismo, los minerales se pueden clasificar de acuerdo al uso metalúrgico del
metal contenido en la mena.
Clasificación de los Minerales por su Tipo de Mena:
Los minerales de valor económico se pueden clasificar de acuerdo al tipo de
mena del mineral.
1° Minerales Metálicos.
2° Minerales No Metálicos.
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Por ejemplo, ciertos minerales se pueden minar y procesar para más de una
aplicación; en una categoría el mineral puede ser una mena metálica, es decir,
cuando se usa para obtener un metal, como la bauxita (oxido de aluminio
hidratado) que se usa para obtener aluminio. Cuando la bauxita se usa para
producir ladrillos refractarios o abrasivos se clasifica como mena no metálica.
Clasificación de los Minerales por su Tipo de Metal Contenido
1. Minerales de los metales no ferrosos
2. Minerales de los metales fusibles
3. Minerales de los metales refractarios
4. Minerales de los metales ligeros
5. Minerales de los metales nobles
6. Minerales de los metales tierras raras
7. Minerales de los metales alcalino-térreos
8. Minerales de los metales uránicos
9. Minerales no metàlicos
1.4. Métodos de Procesamiento de los Minerales
El procesamiento de los minerales, que se emplea después de la explotación
minera, prepara a la mena para la extracción del metal valioso, en el caso de
minerales metálicos, y produce un producto comercial final de minerales no
metálicos y de carbón.
Existen dos operaciones fundamentales iniciales del procesamiento de
minerales a saber:
a) La Liberación
Es la liberación de los minerales mena (valiosos) de sus minerales ganga por
comminuciòn (que comprende el chancado y la molienda) a un tamaño de
partícula tal que el producto es una mezcla de partículas relativamente limpias
de mineral mena y mineral ganga.
b) La Concentraciòn
Es un proceso de separación física de los granos de mineral valioso de los
minerales ganga para producir una porción enriquecida, conocido como
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concentrado, que contiene la mayor parte de los minerales valiosos; y otra
porción sin valor que es descartado, denominada colas o relaves, que tiene
predominantemente minerales ganga.
Después que el mineral ha sido concentrado, se puede aplicar los siguientes
métodos de procesamiento del mineral para obtener el metal puro.
1.- Métodos Físicos
a) Separación dependiente de propiedades ópticas y radiactivas
principalmente, conocido como clasificación.
b) Separación dependiente de la diferencia de la gravedad
especifica, denominado gravimetría.
c) Separación que utiliza las diferentes propiedades de superficie
de los minerales, conocido como Flotación, que sin duda es el método
más importante de concentración. La flotación aprovecha el grado de
afinidad de los minerales hacia las burbujas de aire ascendentes dentro
de una pulpa agitada (con la adición de reactivos adecuados a la pulpa es
posible hacer que los minerales valiosos tengan preferencia de unirse con
el aire y los minerales ganga tengan inclinación para unirse con el agua).
d) Separación dependiente de las propiedades magnéticas.
e) Separación dependiente de las propiedades de la conductividad
eléctrica.
2.- Métodos Químicos
a) Pirometalurgia: Usa la acción del calor para descomponer los
minerales mena para producir metales.
b) Hidrometalurgia Utiliza soluciones acuosas para disolver y
recuperar metales.
c) Electrometalurgia: Se emplea la electricidad con el mismo
objetivo.
Los métodos químicos se usan solos o combinados. El método mas
común es el proceso pirometalurgico de fundición. Por otro lado, estos
métodos también se pueden aplicar a concentrados y a minerales de baja
ley en forma directa.
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1.5.- Clasificación de las Rocas
Se puede comprobar fácilmente la formación de muchos tipos de rocas: la de
una roca eruptiva formada por enfriamiento de lava que se desliza a lo largo de
la pendiente de un volcán; la de una roca metamórfica después del paso de la
lava incandescente sobre la roca preexistente; la de un roca sedimentaria por
evaporación del agua de mar. Se tiene así tres tipos de rocas en la corteza
terrestre:
1. Eruptivas (denominadas también ígneas o magmáticas): Formadas
por cristalización de los minerales procedentes de un silicato fundido (magma).
2. Metamórficas: Formadas por transformaciones en estado sólido de rocas
preexistentes.
3. Sedimentarias: Originadas por alteración superficial seguida generalmente
de sedimentación en medio acuoso.
1.5.1. Rocas Eruptivas
De acuerdo a su origen genético (condiciones de formación), las rocas
eruptivas se pueden clasificar en tres grandes grupos:
a) Rocas Efusivas (Riolita, traquita, fonolita, latita, latita cuarcífera,
dacita, andesita, basalto).
Las rocas efusivas o volcánicas se originan por un rápido enfriamiento
del magma depositado como lava en la superficie terrestre. Bajo estas
condiciones, se forma una roca con cristales pequeñísimos no
distinguibles a simple vista. En algunos casos el enfriamiento se ha
producido tan rápidamente que no permite la separación de ningún
mineral y la roca resultante es un vidrio. Los minerales de este tipo de
rocas solo pueden reconocerse con el microscopio.
b) Rocas lntrusivas (granito-granodiorita, sienita-monzonita,
tonalita-grabo cuarzoso, diorita-grabo, peridotita).
Las rocas intrusivas o plutónicas se forman por un lentísimo enfriamiento
del magma en el interior de la corteza terrestre. En estas condiciones,
las partículas de minerales tienen la oportunidad de crecer y alcanzar un
tamaño considerable debido a la cristalización lenta. Por lo tanto las
rocas de este tipo tienen una textura de cristales, de minerales grandes y
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aproximadamente de las mismas dimensiones que pueden reconocerse
y diferenciarse a simple vista.
c) Rocas Filoneanas
Las Rocas Filoneanas se forman por intrusión del magma dentro de las
estrechas hendiduras de las rocas preexistentes. La textura de estas
rocas es por lo general más fino que la plutónica y más grande que la
volcánica.
Se han propuesto muchos esquemas para la clasificación de las rocas
eruptivas, pero la más práctica para el estudiante elemental es la que
hace uso del criterio mineralógico (composición mineralógica). Los
minerales fundamentales de las rocas eruptivas son silicatos y
pertenecen a siete grupos que se pueden clasificar de acuerdo a su
color en dos grupos.
Grupo A: Minerales Leucocratos (de colores claros)
1. Cuarzo.
2. Feldespatos. (Ortosa, Microclina, Pagioclasa).
3. Feldespatoides. (Nefilina, Sodalita, Leusita).
Se llaman siálicos por estar formados principalmente por cuarzo (SiO2) y
alumina (AI2O3).
Grupo B: Minerales Melanocratos (coloreados)
4. Olivino.
5. Piroxenos. (Augita, Egerina, Hiperstena).
6. Anfiboles. (Hornblenda, Arfredsonita, Riedekita).
7. Micas. Moscovita, Biotita, flogopita.
Se caracterizan por la presencia de hierro y magnesio, por lo que se
denominan fémicos.
Los feldespatos (alcalinos o plagioclasas) representan por si solos mas de la
mitad de la litosfera y prácticamente están presentes en cualquier tipo de roca.
Una primera clasificación de las rocas eruptivas se puede fundar en el
porcentaje de los minerales fémicos:
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Tipo de Roca % de FémicosRocas Leucocratas 0- 30%Rocas Intermedias 30- 60%
Rocas Melanocratas 60-100%
Otro criterio de clasificación es el grado de saturación con respecto a la
cantidad de sílice (SiO2) presente en los componentes sálicos. Se pueden tener
así cuatro grupos:
Tipo de Roca Saturado conSobresaturadas Cuarzo y Feldespatos
Saturadas FeldespatosSubsaturadas Feldespatos y FeldespatoidesSubsaturadas Feldespatoides
Finalmente, otra subdivisión se refiere a la naturaleza de los feldespatos:
1. Predominantemente feldespatos alcalinos.
2. Feldespatos alcalinos y plagioclasas en proporciones casi iguales.
3. Predominantemente plagioclasas.
Las rocas son el producto de la cristalización del magma. El magma no es
directamente observable, por en sus productos, rocas, lavas y emanaciones
volcánicas, se ha determinado de que es un silicato fundido muy móvil con
temperaturas de unos 1000°C, conteniendo muchas sustancias volátiles en
solución, entre las cuales la principal es el agua.
1.5.2. Rocas Metamórficas
Con el nombre de metamórficas se agrupa a todas las rocas que en estado
sólido han sufrido transformaciones en su composición mineralógica y en su
estructura por haber estado sometidas a condiciones ambientales distintas de
lo que se habían formado originalmente. El metamorfismo puede afectar a
cualquier tipo de roca preexistente.
Es evidente la importancia que en el metamorfismo presentan los factores
ambientales, sobre todo la temperatura, la presión y también la presencia de
fluidos circulantes. El aumento de la temperatura puede estar producido por el
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hundimiento en la corteza terrestre o por la proximidad de material magmático;
la presión puede ser de tipo hidrostático, engendrada por el peso de las rocas
que están encima (presión orientada), provocada por los movimientos
teutónicos; los fluidos químicamente activos que pueden estar presentes son el
agua y otros componentes volátiles, frecuentemente provenientes de los
magmas. De acuerdo a las condiciones de formación genética, las rocas
metamórficas se dividen en los siguientes grupos.
Clasificación Genética de las Rocas Metamórficas
1 Rocas De Metamorfismo Regional: Originadas por hundimiento
de una parte de la corteza terrestre bajo la superficie a profundidades
variables que determinan valores específicos de los factores
metamórficos de presión y temperatura.
2. Rocas De Metamorfismo Térmico o De Contacto Producidas
esencialmente por un aumento de temperatura debido a la proximidad de
intrusiones o emanaciones magmáticas.
3 Rocas De Metamorfismo Dinámico: Originadas en la superficie por
presiones orientadas.
4 Rocas De Metamorfismo Metasomático o Hidrotermal: Cuando se
produce un cambio sustancial en la composición química, generalmente a
causa de la circulación de fluidos de origen magmático.
Por lo tanto, se puede apreciar que, mientras en el metamorfismo regional
se tiene la acción combinada de todos los factores metamórficos, en los
otros tres tipos, que se producen solo en zonas muy restringidas,
prevalecen sucesivamente uno de los factores principales: temperatura,
presión y acción química.
Estructura de las Rocas Metamórficas
La estructura de las diversas rocas metamórficas revela los factores
principales que han determinado su formación. Así, en el metamorfismo
regional, a una profundidad media, a la que corresponden temperaturas y
presiones hidrostáticas bajas pero elevados valores de presiones
orientadas, la estructura se caracteriza por una típica pizarrosidad, es
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decir, una disposición casi paralela de los constituyen mineralógicos,
algunos de los cuales muestran exfoliación perfecta, que determinan una
división facilísima de la roca según planos casi paralelos. A mayores
profundidades, la presión orientada es menor a la presión hidrostática
unida a altas temperaturas y por tanto el grado de orientación preferida es
muchísimo menor y se puede tener una disposición en bandas (gnéisica)
más o menos marcadas hasta llegar a una estructura semejante a la de
las rocas intrusivas o plutónicas.
En el metamorfismo térmico generalmente se conserva la estructura
originaria: en las rocas de origen sedimentario la recristalización suele
conducir a un mayor grado de compatibilidad y, en especial en las rocas
de grano fino, a la formación de nuevos cristales en gránulos de mayores
dimensiones que confieren a la roca una estructura porfiblàstica. El
metamorfismo dinámico conduce, a la facturación de la roca preexistente:
las dislocaciones resultantes dejan una huella también en cada uno de los
minerales que muestran la estructura cataclàstica debida a la trituración
con deformaciones en los retículos cristalinos.
Clasificación Zonal de las Rocas Metamórficas.
Se ha dicho ya que el metamorfismo puede conducir a la formación de
nuevos minerales estables en las nuevas condiciones químico-físicas en
las cuales llega a encontrarse la roca preexistente. Puesto que la
temperatura y la presión, principales agentes del metamorfismo, varían
con la profundidad y asociaciones mineralògicas en las rocas; entonces,
debe existir una zonación en la intensidad del metamorfismo. Por lo tanto,
las rocas metamórficas se pueden agrupar en grandes zonas
metamórficas. Se pueden distinguir tres zonas principales:
1.- Epizona
Zona más superficial. La epizona esta caracterizada por una temperatura
y una presión hidrostática escasa, pero la presión orientada puede ser
muy elevada. Los minerales típicos son esencialmente filosilicatos, como
sericita, clorita y talco, con disposición pizarrosa.
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2.- Mesozona
Zona intermedia. . Las características intermedias de la mesozona están
manifestadas por los minerales típicos (micas y anfíboles) y por la
disposición estructural que participa de ambos tipos extremos.
3.- Catazona
Zona más profunda que limita con las regiones magmáticas. En la
catazona la presión orientada es prácticamente nula, mientras que la
temperatura y la presión hidrostática alcanzan valores tan elevados que la
estructura de determinados minerales metamórficos (como las
sillimanitas) es semejante a la de las rocas intrusivas.
Los tipos más comunes de rocas metamórficas son: gneis, esquistos,
cuarcita, pizarra, mármol y serpentina.
1.5.3. Rocas Sedimentarias
Se define como sedimentarias las rocas originadas por erosión física y química
de cualquier roca preexistente en condiciones superficiales de bajas
temperaturas y presiones y por un ambiente hidratado oxidante.
A) Clasificación Genética de las Rocas Sedimentarias
Las rocas sedimentarias se pueden dividir en dos clases de acuerdo a su
origen.
1.- Rocas Sedimentarias de Origen Mecánico
Estas rocas están formadas por partículas de minerales arcillosos o
granos de minerales que han resistido los ataques químicos y que han
sido originadas por la alteración de rocas pre-existentes debido a la
acción de los agentes atmosféricos.
Los materiales así formados, como la grava, arena, arcilla o barro,
llamados sedimentos detríticos, han sido transportados por las aguas o
por los glaciares o por los vientos para depositarse en capas por
sedimentación mecánica. Las rocas sedimentarias de origen mecánico
son: conglomerados, areniscas, pizarras arcillosas.
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2.- Rocas Sedimentarias de Origen Químico
Son las rocas formadas por sedimentos químicos originados por la
disolución de rocas preexistentes por acción del agua y reunidos en
mares o lagos, donde fueron precipitados por algún proceso de
sedimentación química o biológica.
Los tipos de rocas sedimentarias de origen químico de acuerdo a su
formación se dividen en dos grandes grupos:
a) Por Precipitación: Constituidos por caparazones calcáreos de
los organismos que habitan el mar. Estos caparazones se han
originado por el uso del carbonato de calcio del agua de mar. Las
principales rocas sedimentarias formadas por precipitación son:
caliza, travertino, dolomita, magnesita, geyserita, diatomita.
b) Evaporitos: Por evaporación de una parte del agua de mar se
han formado los siguientes minerales: yeso, anhidrita, halita.
B) Clasificación Mineralógica de las Rocas Sedimentarias
De acuerdo a la presencia de un determinado mineral, las rocas
sedimentarias pueden ser:
1° Carbonatos
2° Cuarzo
3° Arcilla
4° Sílice
C) Clasificación Granulométrica de las Rocas Sedimentarias
Por el tamaño de grano, las rocas sedimentarias se pueden clasificar
como:
1° Cantos rodados.
2° Arena
3° Limo
4° Arcilla
1.6. Ocurrencia De Los Minerales En La Corteza Terrestre
Los estimados de la abundancia de los metales se presentan en la Tabla 1.1.
junto con cantidades reales de algunos de los metales más útiles hasta una
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profundidad de 3.5Km.
Tabla 1.1. Abundancia De Metales En La Corteza Terrestre
Elemento Abundancia
Cantidad en
3.5 Km. De Elemento Abundancia
Cantidad en
3.5 Km. De
% corteza (TM) (%) corteza (TM)
Oxigeno 46.4 Vanadio 0.014 1014-1015
Silicio 28.2 Cromo 0.010
Aluminio 8.2 1016-1018 Niquel 0.0075
Hierro 5.6 Zinc 0.0070
Calcio 4.1 Cobre 0.0055 1013-1014
Sodio 2.04 Cobalto 0.0025
Magnesio 2.3 1016-1018 Plomo 0.0013
Potasio 2.1 Uranio 0.00027
Titanio 0.57 Estano 0.00020
Manganeso 0.095 1015-1016 Wolframio 0.00015 1011-1013
Bario 0.043 Mercurio 8x10-6
Estroncio 0.038 Plata 7x10-6
Tierras raras 0.023 Oro <5x10-6
Circonio 0.017 1014-1016
Metales del
grupo del
platino
<5x10-6 <1011
La abundancia de los metales en los océanos esta relacionada en algún grado
a la abundancia en la corteza terrestre debido a la alteración de las rocas por
acción de los agentes atmosféricos, sobre todo a los efectos de la lluvia acida
que causan la lixiviación de los minerales. Por lo tanto, la disponibilidad de
metales en los océanos que se muestra en la Tabla 1.2. No es un reflejo a la de
la corteza terrestre.
El lecho del mar esta siendo considerado como recurso explotable de metales
para el futuro por medio de los denominados "nódulos de manganeso", que son
ricos en una variedad de metales, además del manganeso. Estos nódulos se
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están formando continuamente en aguas con alto contenido de oxigeno,
particularmente en el Océano Pacífico.
De la Tabla 1.1. Se puede deducir de que el porcentaje de abundancia de 8
elementos ascienden a mas del 99% de la corteza de la tierra; 74,6% esta
constituido por silicio y oxigeno y, solo 3 de los metales industrialmente
importantes (aluminio, hierro y magnesio) están presentes en cantidades
superiores al 2%. De todos los otros metales útiles ocurren en cantidades
menores al 0,1%; por ejemplo el cobre, que es el metal no ferroso más
importante, se encuentran en un porcentaje del 0,0055%. Es interesante
observar de que los denominados metales comunes, zinc y plomo, son menos
abundantes que los metales de tierras raras (cerio, terbio, etc.)
Tabla 1.2. Abundancia de Metales en los Océanos
Elemento
Abundancia en el
Agua de mar
(toneladas) Elemento
Abundancia en el
agua de mar
(toneladas)
Magnesio 1015-1016 Vanadio 109-1010
Silicio 1012-1013 Titanio
Aluminio Cobalto
Hierro Plata 108-109
Molibdeno 1010-1011 Wolframio
Zinc Cromo
Estaño Oro <108
Uranio Circonio
Cobre 109-1010 Platino
Niquel
La ocurrencia de los minerales en la naturaleza esta regulada por las
condiciones geologicas de formación de los minerales. Un mineral
particular se puede encontrar en asociación con algún tipo de roca por
ejemplo, la casiterita ocurre asociado principalmente con rocas tipo
granito.
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1.7. Ocurrencia De Los Minerales En El Perú
1.7.1. De Acuerdo A La Morfología Y Estructura del Perú
La ocurrencia de los minerales en el Perú de acuerdo a sus rasgos morfo-
estructurales según la Fig. 1.1 (E. Bellido y L. De Montreuil) es:
1 Cordillera de la costa: Con yacimientos de minerales de hierro y el
oro como subproducto.
2. Faja Costanera: En las llanuras y depresiones de la costa se
encuentran yacimientos de minerales de cobre, en donde el oro esta
como subproducto.
3. Cordillera Occidental: En su vertiente del Pacifico tiene minas de
oro entre Nazca y Ocona. En el resto de su área aflora depósitos de
minerales de cobre (al oeste) y yacimientos polimetalicos (zinc, cobre,
plomo y plata) en las altas cumbres y hacia el Este, donde el oro se
encuentra como subproducto.
4. Cadena de volcánicos del sur: Sin yacimientos de minerales
importantes.
5. Valles interandinos: Sin yacimientos de importancia.
6. Cuenca del Titicaca Con yacimientos polimetalicos, con oro como
subproducto
7. Cordillera Oriental: Con ubicación de importantes yacimientos
de oro de origen primario en el sur (Marcapata-Sandia), al norte en
Pataz-Buldibuyo.
8. Cordillera Sub-Andina: No esta estudiada geológicamente,
motivo por el cual se requiere de una sistemática exploración. El río
Huallaga en su curso inicial entre la Cordillera Oriental y Cordillera Sub-
Andina tiene lavaderos de oro; asimismo existen lavaderos de oro en
los ríos Chinchipe, Cénepa y Santiago, en el límite con Ecuador.
9. Llanuras del Amazonas. Sin yacimientos detectados hasta la
fecha.
10. Montañas de Shira .Vetillas de oro entre los ríos Ucayali y
Pachitea, por lo cual se tiene la presencia de lavaderos de oro en los
mismos ríos.
11. Llanura de Madre de Dios, Depósitos de oro aluvial en los ríos
Inambari, Tambopata y Madre de Dios.
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Fig 1.1. Rasgos Morfo-estructurales del Perú
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1.7.2. De Acuerdo Las Provincias Métalo genéticas
Según el estudio sobre los Aspectos Generales de la Metalogenia del
Perú (Bellido y de Montreuil, 1972), el Perú se divide en las siguientes
Provincias Métalo genéticas (Fig. 1.2):
1° Provincia Métalogenética del hierro (Cordillera de la Costa)
La Cordillera de la Costa esta constituida mayormente por rocas del
Precámbrico y los intrusivos mineralizadores del Paleozoico aflora en
menor proporción a los intrusivos del Jurásico-Cretácico.
Zona de Paracas-Chala: minas de hierro con oro como subproducto
(Marcona).
Zona de Mollendo-Tacna: Depósitos de hierro de poca importancia.
2° Provincia Métalogenética del cobre (Faja Costanera y Batolito de
la Costa)
La Faja Costanera tiene rocas sedimentarias del Mesozoico y
sedimentarias del Neozoico, paralelo a esta faja aflora de manera
continua y discontinua roca intrusiva intermedia a ácida del Cretácico
Superior al Terciario Inferior (Batolito de la Costa) en la vertiente del
Pacifico del Cordillera Occidental.
Zona Chiclayo-Mala: minas cobre con oro como subproducto.
Zona Mala-Acari: minerales de cobre en el Batolito y oro como
subproducto.
Zona Nazca-Ocona: Vetas de oro con cobre en el Batolito de la costa.
Zona Cerro Verde-Toquepala: porfidos de cobre de baja ley con oro como
subproducto
3° Provincia Métalogenética Polimetálica En Rocas Volcánicas del
Cretácico Superior a Terciario Inferior
Zona de la Cordillera Negra: plata y oro como electrum; minerales de zinc,
plomo, plata y oro como subproducto.
Zona Canta-Huarochiri: minerales de plata y oro como electrum en
mínima cantidad.
Zona de Castrovirreyna: minerales de plata, plomo, zinc; el oro se
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recupera como subproducto en los concentrados.
Zona San Juan de Lucamas-Caylloma: minerales de plata y el oro es un
subproducto de los concentrados.
Zona de Condoroma-Palca y Zona de Santa Lucia: en las dos zonas se
encuentra minerales plata y presencia de oro como subproducto, además
de minerales de tungsteno.
4° Provincia Métalogenética Polimetálica En Rocas Sedimentarias
Del Mesozoico,
Zona Hualgayoc-Michiquillay: con minas de cobre, zinc, plata, plomo y oro
como subproducto.
Zona de Sayapullo-Michiquillay: con minerales de zinc, plomo, plata,
cobre; el oro como subproducto.
Zona de Huallanca (Huánuco)-Oyon: minerales de zinc y de plata con oro
como subproducto.
Zona de Cerro de Pasco: minerales de polimetalicos con presencia de
oro.
Zona de Huaron-Carhuacayan: similar a los anteriores.
Zona de Morococha-Yauricocha: el oro como subproducto.
Zona de Cercapuquio-Tinyaclla: con minerales de plomo, zinc, plata; el
oro como subproducto.
Zona de Andahuaylas-Yauri.
Zona del Desaguadero: las dos últimas zonas tienen el oro como
subproducto.
5° Provincia Métalogenética Polimetálica De La Cordillera Oriental
La Cordillera Oriental esta constituido principalmente por rocas del
Precámbrico y Paleozoico, el intrusivo mineralizador es del Paleozoico,
Jurásico y en menor proporción del Cretácico Superior al Terciario
Inferior.
Zona Pataz-Buldibuyo: es una zona muy importante de oro en vetas de
rocas intrusivas del paleozoico, cuyo contenido de cobre aumenta con la
Profundidad.
20
Zona Tapo-Ricrán: presencia anómala de minerales de cromo. Vetas con
presencia de oro
Zona Concepción-Cobriza: minerales de cobre y oro como impureza.
Zona Vilcabamba: con presencia anómala de minerales de uranio
Zona Chimboya-Aricoma: oro como subproducto.
Zona de Marcapata-Sandia: con presencia de vetillas de oro en rocas
Metamórficas del ordovicino de un gran potencial, pero tiene una capa de
morena producto de la erosión glacial con contenido de oro. La erosión
por acción de la lluvia y de los deshielos de esta zona ha dado lugar a los
depósitos sedimentarios de placeres en los ríos Inambari, Tambopata y
Madre de Dios.
21
Fig. 1.2. Mapa Metalogénico del Perú
22
1.8. Importancia Económica De Los Minerales
El enorme crecimiento de la industrialización desde el siglo XVIII a la fecha ha
conducido a un incremento dramático en la producción anual de los metales,
particularmente de los metales base (Cu, Pb, Zn y Sn). La producción del cobre
creció 250 veces en relación a hace 150 años, mientras que el Al experimento
una expansión en su producción aun mucho mayor; en términos de bauxita. La
producción de inicios del siglo XX ha crecido 900 veces más.
El precio de casi todos los metales esta determinado por el suministro y la
demanda. El precio de la mayoría de los metales comunes, particularmente del
cobre, que varia con la inflación, tiene un efecto drástico en la economía de
muchas minas y países, como Zambia, Chile y Perú; que dependen
principalmente de sus industrias mineras.
Las variables que afectan al suministro y demanda de los metales, y por lo tanto
el precio de los minerales, se pueden agrupar en dos clases.
1.- Variables Estructurales:
a. Evolución de la demanda de los países industrializados que utilizan los
metales como insumos y materias primas.
b. Crecimiento de los países asiáticos (Japón, China, India, etc.) y de
América Latina.
c. Explotación de grandes yacimientos minerales.
d. Innovaciones tecnológicas, que tienden a sustituir materiales caros y
escasos por otros mas baratos, abundantes duraderos y mas prácticos.
e. Crecimiento poblacional que da lugar a la creación y desarrollo de
nuevas ciudades.
2.- Variables coyunturales:
a. Variación del precio del petróleo, como por ejemplo cuando la O.P.E.P
de 1973-4 cuadriplico el precio; porque se ha estimado de que el costo de
energía en la producción de cobre es de casi el 35% del precio internacional
del metal.
b. Especulación del mercado.
c. Guerras y revoluciones.
d. Cierre de minas.
23
e. Movimientos de reservas (stook).
En relación a Latinoamérica, la minería y el procesamiento de minerales es
la industria relativamente mejor desarrollada. Así, el cobre de Chile y Perú, el
estaño de Bolivia, el mineral de hierro de Brasil y un gran número de
minerales representan un porcentaje muy importante del P.B.I y de las
exportaciones de la región.
1.9.- Aporte Económico de la Minería en el Perú
TABLA 1.3. PRODUCCION MINERA METALICA POR PRODUCTOS EN EL
PERU, 2001-2010
VARIACIÓN PORCENTUAL PRODUCCIÓN MINERO METÁLICA 2001-2010
24
TABLA 1.4. PRODUCCION DE MINERALES NO METALICOS EN EL PERU (t) 2001-2010
TABLA 1.5.- INVERSIONES TOTAL ANUAL POR EMPRESA 2010
25
TABLA 1.6. PERÚ: RANKING DE PRODUCCIÓN MINERA, 2010
MINERAL MUNDO LATINOAMERICA
TABLA 1.7. RESERVAS MUNDIALES DE MINERALES
MINERALRESERVAS PROBADAS Y
PROBABLES EN MILLONES DE TM
% DE RESERVAS MUNDIALES
RANKING A NIVEL MUNDIAL
COBRE 60,000 11% 2
ORO 14,000 3% 5
PLATA 36,000 14% 1
ZINC 18,000 10% 3
PLOMO 3,500 5% 4
ESTAÑO 710,000 12% 3
26
TABLA 1.8 .- RANKING DE INVERSIÓN MINERA POR REGIÓN 2010
27
CAPITULO 2
DEPOSITOS Y YACIMIENTOS
DE MINERALES
2.1. Depósitos de Minerales
Se conoce como deposito de mineral a toda concentración natural de una
o mas especies de minerales metálicos o no metálicos. Los depósitos de
minerales se pueden subdividir de manera general en dos tipos:
1° Depósitos Comunes
Formados por rocas, de las cuales se ocupa la petrografía
2° Depósitos Especiales
Formados por minerales útiles, objeto de estudio de la geología
económica
La mayoría de depósitos de minerales, especialmente los que son de
importancia económica, se pueden presentar en masas lenticulares o
tabulares que se conoce con el nombre de filones. Los filones son fisuras
en rocas preexistentes rellenadas con masas procedentes de
cristalización magmática. Los filones de pequeñas dimensiones se llaman
vetas, y cuando se interrumpen para formar cúmulos de forma lenticular,
se denominan lentes.
De acuerdo a los procesos formadores, los depósitos de minerales se
pueden clasificar como:
1° Depósitos de minerales formados por procesos magmáticos.
2° Depósitos de minerales formados por procesos de intemperismo o
Meteorización
3° Depósitos de minerales formados por procesos de sedimentación.
2.1.1. Depósitos De Minerales Formados Por Procesos Magmáticos
Actualmente es casi universal admitir que los minerales de los filones
fueron depositados por soluciones acuosas. Sin embargo, los depósitos
28
de minerales de mayor importancia economica se supone han sido
depositados por soluciones magmáticas en proceso de enfriamiento y
cristalización. Dado que dichas soluciones termales son ascendentes, la
presión y temperatura son cada vez menos intensas, condicionado la
deposición del material disuelto. Se ha demostrado que ciertos minerales
se forman en condiciones de presión y temperatura determinadas.
Esta clase de depósitos se forman como consecuencia de la cristalización
del magma a profundidades y temperaturas variables y altas. De acuerdo
a las etapas de la cristalización magmática, los depósitos de minerales se
pueden clasificar corno:
1° Ortomagmáticos
Son los depósitos formados por concentración o cristalización magmática
de los minerales accesorios en cantidades y volúmenes variables. Se
presentan los siguientes tipos:
a. Diseminado
El mineral útil ocurre en forma diseminada en el cuerpo de las rocas.
Por ejemplo, los depósitos de diamantes de Sudáfrica.
b. De segregación
Los minerales económicos al diferenciarse en el magma por
cristalización pueden trasladarse o segregarse hacia el interior del
magma o hacia las zonas periféricas.
c. De inyección
Los minerales económicos son concentrados por diferenciación y no
permanecen en el lugar de acumulación original, sino que son
inyectados en las rocas adyacentes.
2° Pegmátiticos-Neumatolíticos
Originados por cristalización de fluidos magmáticos residuales con alto
contenido de gases. Las pegmatitas son rocas de granos
excepcionalmente gruesos, compuestas por cuarzo, feldespatos y micas.
Algunas pegmatitas pueden contener minerales que contienen elementos
raros como los lantánidos o tierras raras. Entre los yacimientos típicos
neumatolíticos, se destaca los yacimientos bolivianos de casiterita.
29
3° Hidrotermales
Originados por deposición de soluciones acuosas en los diversos tipos de
fisuras de las rocas. Estos depósitos se dividen normalmente de acuerdo
a la temperatura de las soluciones acuosas, en:
a. Depósitos de Alta Temperatura o Hipotermales
Formados a gran profundidad, a altas presiones y temperaturas (300 a
500°C). Existen varios tipos de filones de alta temperatura definidos
porque contienen minerales característicos: filones de casiterita,
wolframita y molibdenita; filones de cuarzo y oro; filones de turmalina y
cobre; filones de turmalina y plomo.
Los minerales económicamente importantes son: la casiterita, wolframita y
scheelita, molibdenita, oro nativo, calcopirita y galena. Los minerales
asociados a este tipo de filones son: pirita, pirrotita, arsenopirita, bismutita
y magnetita. El cuarzo es la ganga más corriente y esta frecuentemente
acompañado por fluorita, turmalina, topacio, axinita y otros minerales que
contienen volátiles. Los metales más importantes que se obtienen de los
depósitos hipotermales son: estaño, wolframio, oro, molibdeno, cobre y
plomo.
b. Depósitos de Temperatura Media o Mesotermales
Formados a profundidades medias, a altas presiones y temperaturas (200
a 300°C). Los principales minerales menas son: pirita, calcopirita,
arsenopirita, galena, blenda, tetraedrita y oro nativo. El cuarzo es el
principal mineral ganga, pero también son comunes los carbonatos
(calcita, anquerita, siderita y rodocrosita). Los principales metales que se
obtienen de estos depósitos son: oro, plata, cobre zinc y plomo.
c. Depósitos de Baja Temperatura o Epitermales
Formados a poca profundidad, a presión moderada y temperatura de 50 a
200°C. Los minerales típicos de depósitos epitermales son: oro nativo,
marcasita, pirita, cinabrio y estibina. Entre las gangas se encuentran el
cuarzo, ópalo, calcedonia, calcita, aragonito, fluorita y baritina. Los
metales más importantes que se encuentran en estos depósitos son oro,
30
plata y mercurio.
Como los constituyentes volátiles y/o líquidos de las soluciones
hidrotermales son los responsables de la mineralización, entonces de
acuerdo a la forma de como se han depositado estos elementos en la
corteza terrestre, los depósitos hidrotermales se pueden clasificar también
en los siguientes tipos:
a. Depósitos Metasomáticos de Contacto
Formados debido a que los elementos volátiles residuales reaccionan en
la zona de contacto con las rocas encajonantes. Originan importantes
depósitos de hierro, tungsteno, molibdeno, cobre, plomo, zinc, etc.
b. Depósitos por Relleno de Fractura
Son formados cuando las soluciones hidrotermales que ascienden
rellenan las fracturas de las rocas. Por Io general tienen forma tabular, por
Io que también se les denomina depósitos filoneanos o de veta.
c. Depósitos de Remplazamiento
Originados cuando las soluciones hidrotermales entran en reacción
química con determinadas rocas, por ejemplo caliza, y tienen formas
irregulares.
De los dos últimos depósitos se extrae la mayor cantidad de minerales
metálicos de cobre, plomo, zinc, plata, oro, tungsteno, molibdeno, estaño,
bismuto, arsénico, uranio, etc.
31
FIG. 2.1. Depósitos de Minerales: a. Por segregación, b. Metasomático de
contacto, c. Relleno de fisura, d. De remplazamiento
2.1.2. Depósitos De Minerales Formados Por Procesos De
Intemperismo
Son los depósitos formados por el intemperismo físico y principalmente
químico de las rocas preexistentes. Los principales procesos de
intemperismo formadores de depósitos de minerales son:
1° La alteración química en climas tropicales de los minerales que forman
las rocas producen los llamados suelos lateríticos. La bauxita que es el
mineral más importante de aluminio tiene este origen.
2° El traslado de minerales no resistentes a la meteorización química y
concentración en el lugar de los minerales resistentes como el cuarzo,
oro, platino, etc. formando los depósitos residuales.
3° La disolución por lixiviación de minerales y la posterior redeposición de
minerales útiles en zonas de oxidación cuyo limite es el nivel de aguas
subterráneas - nivel freático, dando como resultado un enriquecimiento
secundario. Los residuos remanentes en la superficie de oxidación forman
el sombrero de hierro.
32
FIG. 2.2. Depósitos de mineral originado por intemperismo y por
deposición residual.
Los minerales de los depósitos filoneanos, especialmente los sulfuros,
son fácilmente alterables, por lo que en un mismo filón se encuentran los
minerales primarios (es decir, los depositados originariamente por las
soluciones ascendentes en las fisuras) y los minerales secundarios,
formados por alteración química de los primarios.
Los sulfuros son fácilmente oxidables en sulfatos, sobre todo los solubles
en las aguas descendentes saturadas de oxigeno. Sin embargo, dado que
el oxigeno se pierde a una distancia relativamente breve de la superficie,
los minerales secundarios se encuentran solo en la parte superior del
filón. A menudo, la zona elevada es también una zona de enriquecimiento
secundario; así mientras la parte superior es gradualmente rebajada por
la erosión, su contenido metálico desciende al filón por acción del agua,
concentrándose, cuando esta pierde su oxigeno, en una zona mas baja.
Este proceso es valido para muchos sulfuros (a-excepción los de hierro).
La pirita es el más abundante de los minerales filoneanos primarios. Al
oxidarse forma el oxido ferrico hidratado insoluble (o limonita) que
permanece en la superficie, por lo tanto, la parte superior del filón se
transforma en una masa limonítica, mas conocida con el nombre montera
de hierro o gossan. El color pardo amarillento, y el aspecto oxidado del
afloramiento de muchas vetas, sirven de guía para encontrar un
determinado mineral.
33
FIG. 2.3. Zonación de alteración hidrotermal en un pórfido cuprífero típico, como la sintetizara Lowell y Gilbert (1970); la compilación estuvo basada principalmente en ejemplos del suroeste
de Estados Unidos. Ligeramente modificada de Lowell y Gilbert (1970) agregando una zona poco profunda de alteración argílica avanzada (AA). Otras abreviaturas: K = potásica; A =
argílica; QSP = cuarzosericita- pirita; P = propilítica.
En las vetas que contienen minerales de elementos diversos
(especialmente hierro y cobre), se pueden producir numerosas
reacciones, incluso oxidorreducciones que contribuyen a la formación de
minerales secundarios, a veces mas ricos, por ejemplo en cobre (covelita,
calcosita) que el primario (calcopirita). La oxidación de la pirita y de los
sulfuros de cobre produce sulfato ferrico y acido sulfúrico el cual
reacciona con el cobre para dar sulfato de cobre soluble. A medida que
esta solución de sulfato de cobre desciende, a través de una capa
reductora, reacciona con los sulfuros presentes en ella, recubriéndolos
con una capa de sulfuros de cobre secundarios, principalmente calcita o
reemplazándolos por ellos. Cuando la oxidación penetra más
34
profundamente, esos minerales reaccionan a su vez y originan una
emigración descendente del valioso metal en los filones. En
consecuencia, cerca de las aguas freáticas puede haber una zona de
enriquecimiento secundario, una concentración de cobre derivada de los
minerales primarios de la capa superior original. Por debajo de las zonas
de enriquecimiento secundario la mena varia gradualmente hacia los
minerales primarios. El enriquecimiento secundario es muy importante
desde el punto de vista económico, ya que puede convertir en
aprovechable un depósito primario de bajo contenido.
Otros casos comunes de la alteración de minerales primarios son: la
blenda se transforma en hemimorfita y smithsonita; la galena en anglesita
y cerusita; los sulfuros de cobre en malaquita, azurita, cuprita y cobre
nativo.
2.1.3. Depósitos De Minerales Formados Por Procesos
Sedimentarios
Son los depósitos que se han originado en medios acuosos como los ríos,
lagos o mares. Se pueden formar por sedimentación mecánica o química.
a. Por sedimentación mecánica
Originados cuando las aguas en circulación, arrastran, depositan y
acumulan en sus valles a los minerales mas pesados y
químicamente estables. Se forman así los llamados depósitos de
placer, como por ejemplo los depósitos de placer de oro, platino,
casiterita, etc.
b. Por sedimentación química
Son los depósitos que se han formado de preferencia en los lagos y
mares. De acuerdo a los diferentes minerales que contenga el agua
en solución se pueden originar depósitos de sales, depósitos de
hierro sedimentario, de manganeso sedimentario, de sedimentación
orgánica, etc.
35
2.2. Afloramiento de los Depósitos de Minerales
Así como un animal o una planta dejan una huella particular distinta de otros
animales o plantas, los minerales colorean los cerros y alteran en distintas
formas los lugares donde se encuentran. Además, así como el barro al secarse
deja grietas por el agua evaporada, los minerales dejan huella en las rocas al
ser oxidados por el intemperismo. Por ejemplo, la galena (mineral de plomo)
deja aberturas cúbicas, la chalcopirita (mineral de cobre) los deja alargados, la
pirita (mineral que acompaña a otros) deja huecos como si hubieran tenido
dados.
Los lugares más favorables para buscar depósito de mineral son:
1° Los cerros que presentan dos rocas de contacto, distintas, en especial
cuando una de ellas es caliza.
2° Los cerros vecinos a otros que presenten vetas.
3° Las quebradas opuestas a otras que tengan mineralización.
4° Las quebradas o sitios de roca descubierta.
5° Los sitios que presentan cambios en el color o características distintas de las
rocas vecinas.
6° En general se debe observar los rodados de cerros y quebradas, ya que si
muchos de ellos tienen chispas de mineral o rasgos de óxidos, debe existir
mineralización en la parte alta.
7° También hay que observar a las arenas de los ríos y mares, examinar el
color del agua de los ríos, lagunas o charcos.
Los afloramientos del mineral pueden ser claros y perfectamente visibles o
pueden estar enmascarados por depósitos detríticos. Si el filón es mas fuerte
que la roca encajonante, el afloramiento se ve como un farallón que sobresale
de la superficie del terreno (Fig. 2.4a). Si la roca encajonante es mas blanda
que la veta, entonces se ve como una zanja (Fig. 2.4b). Los afloramientos que
tienen cavidades o depresión con minerales cristalizados en su interior, son un
buen indicio para efectuar algunos cateos.
En la actualidad son muy importantes los colores de los afloramientos porque
indican el mineral primario probable que ha sido alterado por fenómenos
geológicos. Por ejemplo, el cobre presenta generalmente una oxidación verde y
36
otras veces morado, color "concho de vino"; el hierro se altera a rojo o amarillo
fuerte; la plata y el plomo, amarillo pálido. Las muestras frescas y oxidadas que
se encuentren deben ser analizadas por el elemento principal y por posibles
elementos que estén asociados. Ejemplo: una muestra de plomo además del
análisis del plomo debe analizarse por zinc, oro, plata, cadmio y otros, pues
muchas veces los elementos que no se ven a simple vista hacen provechoso
un depósito de mineral.
Fig. 2.4. Tipos de afloramiento de vetas de mineral, (a) afloramiento tipo
farallón. (b) Afloramiento tipo zanja
2.3. Yacimientos De Minerales
Los yacimientos de minerales para la obtención de metales se caracterizan por
una gran variedad de formas. La forma mas común es la del tipo de un cuerpo
mineralizado cuyas superficies laterales son aproximadamente paralelas. Las
rocas que encierran a la veta se llaman rocas "encajonantes".
Los depósitos de minerales, especialmente las vetas de menas útiles, que si
son económicamente aprovechables reciben el nombre de yacimiento. Es
importante señalar que existen diferentes tipos de yacimientos mineros, los
cuales tienen que ser explotados utilizando técnicas y procedimientos
diferentes para cada caso. Los yacimientos de minerales se pueden clasificar
de acuerdo a la forma como se encuentran en la naturaleza de la siguiente
manera:
37
a. Vetas
Una veta es una grieta de la corteza terrestre rellenada con minerales.
Por lo tanto, el cuerpo mineral es de forma alargada, limitado por planos
irregulares de rocas denominadas "encajonantes" (Fig. 2.5a).
Generalmente la veta es vertical. Cuando el cuerpo mineral aparece
tendido o echado se le llama "manto". Las vetas, conocidos también como
filones, es el tipo de yacimientos mas común del Perú. Las vetas son de
dimensiones muy variables, tanto en espesor (desde pocos centímetros a
centenares de metros) como de extensión (de pocos centímetros a
centenares de kilómetros).
b. Diseminados
Se llama así al cuerpo mineral que aparece en forma de hilos que
atraviesan la roca en todos las direcciones, o bien como puntos o motas
de mineral que cubren grandes extensiones (Fig. 2.5b). En el Perú
Toquepala, Michiquillay, Cerro Verde, Yanacocha son yacimientos de esta
clase.
FIG. 2.5. Yacimiento tipo veta y tipo diseminado
38
FIG. 2.6. Yacimiento tipo contacto
c. Aluviales
Es un yacimiento formado por granos, placas o pepas de mineral de
diferentes formas y tamaños que están depositados en las arenas o
lechos de los ríos o de los mares. Generalmente son de oro, tungsteno y
titanio Como ejemplos de estos yacimientos se tienen los lavaderos de
Sandia en Puno; de Pallasca en Ancash y del río Madre de Dios.
d. Contacto
Es un depósito mineral formado a lo largo del encuentro entre dos rocas
de distinto origen, casi siempre una de ellas es caliza (Fig. 2.6). Ejemplos
de este tipo de yacimientos se tiene en Antamina, Milpo y Atacocha.
2.3.1. Elementos de Yacimiento
La dimensión y la posición de una veta esta determinada por sus
elementos del yacimiento, que son: rumbo, buzamiento y potencia.
1° El Rumbo o la Dirección de Buzamiento
Esta determinado por la "línea de dirección" formada por la
intersección del estrato con el plano horizontal.
39
2° Angulo de Dirección
Es el ángulo que forma la línea de dirección del yacimiento. Señala
la posición de éste con respecto a los puntos cardinales.
FIG. 2.7. Zonamiento de una veta de un yacimiento polimetlálico de Zn, Cu, Pb,
Ag y Au emplazado en el flanco Oriental del batolito de la costa. La
mineralización se produjo de NE (lugar de mayor temperatura) a SW Lugar de
menor temperatura.
3° Línea de Buzamiento
Es la línea que corre en el plano del estrato perpendicularmente a
la línea de rumbo.
4° Ángulo de Buzamiento
Es el ángulo diedro formado por la línea de buzamiento y el piano
horizontal de la veta; equivale al ángulo plano que forman la línea
de máxima pendiente de una veta y su proyección en el plano
horizontal. El buzamiento de una veta se designa por un valor
angular, medido por el clinómetro y por la dirección de buzamiento.
40
5°.Potencia
Es el espesor de una veta medido como la distancia mas corta
entre sus superficies laterales.
Por lo general la potencia, ángulo de buzamiento y ángulo de
dirección de las vetas varían con la profundidad y el rumbo.
Los procesos de formación de las cordilleras han alterado la posición
primitiva de los yacimientos, ocasionando variaciones en el ángulo de
buzamiento, pliegues y desgarramientos de los cuerpos mineralizados,
acompañados de desplazamiento subsiguientes de sus partes, unas
respecto de otras, dando lugar a las fallas laterales y normales.
2.4. Prospección y Exploración de Yacimientos de Minerales
La prospección tiene por finalidad el descubrimiento de yacimientos nuevos de
minerales y la descripción preliminar de su forma, dimensiones y composición
mineralógica. En cambio el objetivo de la exploración es el estudio detallado de
la calidad del mineral, determinar las reservas y su orientación geológica. No
existe un límite definido entre prospección y exploración.
2.4.1. Prospección de Yacimientos de Minerales
Para la determinación de los recursos minerales se emplea en la
actualidad los siguientes métodos:
a. Interpretación de imágenes creadas por la energía radiante y
captada por percepción remota a través de satélites.
b. Aerofotografía, para ubicar las estructuras más favorables.
c. Geoquímica, permite detectar la presencia o no de minerales
deseables al comparar análisis químicos de la corteza terrestre de zonas
seleccionadas y referirlos al promedio general que presenta la zona
escogida para el estudio.
d. Geobotánica, es la búsqueda de yacimientos de minerales
realizada mediante análisis químicos de las plantas o estudios botánicos.
e. La geofísica, ubicación de yacimientos en base a las diferentes
propiedades físicas de los minerales. Es el método más utilizado para la
41
detección de minerales. Las técnicas de prospección geofísica que se
pueden emplear son:
- La magnetometría; que esta basa da en la medición de la
distribución del campo magnético normal de la tierra por la presencia
de rocas con propiedades electromagnéticas mediante
magnetómetros.
- La electrometría; el diferente comportamiento de los materiales
frente al paso de la corriente electrónica es conocido como
conductividad eléctrica. La prospección geoeléctrica se fundamenta
en la distinta conductividad eléctrica de las rocas al aplicarles una
fuente controlada de energía eléctrica.
- Sismometría: La diferencia de velocidad de propagación de las
hondas sísmicas depende de los distintos tipos de rocas presentes
en el terreno. La generación de impulsos cortos de energía sísmica
por el impacto de cargas explosivas son registradas por sismógrafos
que miden el intervalo entre el momento de la explotación y la
llegada de las ondas a distancias preestablecidas.
- La gravimetría: Determina la distribución desigual de la fuerza de
gravedad entre las rocas y minerales más pesados o muy livianos.
- Radiometría: Detecta y mide las radiaciones radiactivas,
principalmente los rayos gamma.
Todas estas técnicas permiten reducir al área de estudio a las zonas
anómalas, en otras palabras aquellas zonas que no presentan las mismas
características de la región en general, razón por el cual es de presuponer
la existencia de minerales.
2.4.2. Exploración de Yacimientos de Minerales
Después de la prospección minera, es necesario realizar la exploración
para delimitar la dimensión del yacimiento. Es importante conocer si es
que existe un volumen tal de mineral que garantice la recuperación de las
inversiones, además de un excedente significativo que lo haga atractivo
para los inversionistas. Para definir al yacimiento tanto en su extensión
42
lateral como longitudinal y en profundidad, es necesario realizar un
programa de sondajes sistemáticos y de labores mineras, como túneles y
piques (labores verticales a profundidad).
2.4.2.1. Sondajes
El sondaje o sondeo, es el método de exploración más ampliamente
utilizado. La técnica actual de sondeo permite perforar los pozos
profundos de hasta 6 Km. y se estima que en el futuro se podrán
realizar sondajes de hasta 15-18 Km. En el proceso de sondeo se
extraen de los pozos muestras, denominados testigos, de rocas con
el objetivo de realizar:
- Análisis químicos.
- Análisis petrográfico y mineragráfico.
- Estudio metalúrgico.
Los pozos de sondeo son perforaciones cilíndricas de pequeño
diámetro efectuadas en la roca mediante instrumentos especiales de
perforación, fundamentalmente por rotación y percusión. Los
diámetros de los pozos de sondaje varían desde 16 mm hasta los
1500 mm. Las partes fundamentales de un pozo de sondeo son:
1°Boca
2° Tajo
3° Pozo
4° Superficies laterales o paredes
43
FIG. 2.8. Partes de un pozo de sondaje: (a) 1 boca; 2 tajo, 3 pozo; 4 paredes.
(a) Tajo continuo, (b) tajo circular.
Los sondajes que se perforan desde la superficie pueden ser:
- Verticales
- Inclinados
Si se los perfora desde labores subterráneas pueden tomar las
direcciones:
- Vertical
- Inclinada
- Horizontal
- Ascendente
Los tipos de sondeo pueden ser:
1° Tajo continuo, que se realiza por toda la superficie del fondo para
pozos de explotación, ventilación, etc.
2° Tajo circular, que se realiza por un espacio anular; quedando
intacta una columna de material rocoso, testigo.
De acuerdo con los esfuerzos generados y el tipo de herramientas
empleadas los métodos de sondeo se dividen en:
1°Rotativos
2° De percusión
3° De rotación y percusión.
44
2.4.2.2. Labores Mineras
Por labores mineras se entiende a las excavaciones de diferente
forma y dirección, practicados por el hombre en la corteza terrestre y
ligadas con la superficie directamente a través de otras galerías. Las
labores mineras se realizan con ayuda de explosivos, utilizando
medios de mecanización y a mano.
Fig. 2.9. Labores mineras: 1. Pozo de sondeo. 2. Calicata. 3. Zanja.
4. Crucero.5. Galeria 6. Pozo de mina. 7. Cortaveta. 8. Recorte.
9. Contracielo. 10. Veta de mineral
Las partes de una labor minera son:
1° Boca o abertura
Es el lugar de salida a la superficie o de unión con otra excavación.
2° Frente de arranque o ataque (tajo)
Es el extremo de la excavación que se desplaza a medida que esta
avanza.
45
3° Paredes
En los socavones o galerías, horizontales, además de las paredes
debe tomarse en cuenta el techo y el suelo (base, piso).
Los tipos de labores mineras que se pueden desarrollar son:
4° Zanjas
Las zanjas son labores a cielo abierto, de gran con corte transversal
trapezoidal (con menos frecuencia) con corte transversal recto, cuya
profundidad va desde 1 - 3 hasta 5 m, siendo su ancho por la base
superior de hasta 2 - 2,5 m y por la inferior (por el fondo) desde 0,4
hasta 1 m.
Las zanjas con paredes verticales suelen ser denominadas
trincheras. A fin de evitar el desmoronamiento, las paredes de las
zanjas pueden apuntalarse. Para ello se las suele reforzar con
costeros u otros materiales del lugar, a los que se asegura con
travesaños Para la excavación de las zanjas se usan por regla
general, palas, picos, barretas y a veces palas neumáticas o
martillos picadores.
5° Calicata o Pozo de Cateo
El pozo de cateo sirve para la exploración del yacimiento,
ventilación, descenso de materiales y para otros fines auxiliares. Las
calicatas son excavaciones realizadas verticalmente o en forma casi
vertical, de sección transversal rectangular, cuadrada o circular, de
0,9-2,0 m2 de superficie y hasta 30 m. de profundidad (raramente
más) comunicadas directamente con la superficie.
6° Cruceros
Son pequeñas excavaciones horizontales subterráneas que
interconectan calicatas.
7° Pozo de Mina o de Exploración
Es una excavación vertical o inclinada con acceso directo a la
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superficie destinada a facilitar los trabajos relacionados con la
exploración de minerales útiles. La profundidad de los pozos de
exploración alcanza los 150-250 m. y la superficie de su corte
transversal (por lo común, rectangular) va desde 6 hasta 14m2. Estas
labores mineras se emplean fundamentalmente para reconocer
vetas de buzamiento vertical o casi vertical en superficies planas. El
trabajo de excavación de un pozo requiere de operaciones similares
a las de las calicatas.
A partir del pozo se practican las labores subterráneas horizontales.
Las principales labores subterráneas horizontales son:
- Los socavones
- Las cortavetas
- Las galerias
A estas excavaciones se hallan unidades, otras labores auxiliares
horizontales o verticales, como:
- Recortes
- Contracielos
- Tiros ciegos
Durante la explotación el pozo de mina se usa para la extracción del
mineral, al descenso y ascenso del personal y los materiales. En el
pozo de mina van canalizados los cables eléctricos, las tuberías de
conducción de agua y aire comprimido; a través de los pozos se
efectúa la aireación de todas las labores subterráneas.
La parte superior del pozo se llama "boca" o "bocamina" y la inferior
se conoce como "sumidero" o "fosa colector".
La sección transversal de los pozos de mina de explotación puede
tener una forma redonda o rectangular, a veces elíptica. Los pozos
de sección redonda son entibados con un revestimiento de hormigón
u hormigón armado. El diámetro de estos pozos suele ser de 4 a 8m.
Los pozos de forma rectangular son provistos de un estibado de
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madera o metálico; el área de su sección es de 8 a 25m2. La
profundidad de los pozos esta determinado por la del yacimiento,
alcanzando en ocasiones de 2 ó 3 Km.
8° Socavón
Es la labor subterránea horizontal, directamente comunicada con la
superficie, de sección transversal rectangular, cuadrada, en forma de
trapecio o abovedada. El área de sección transversal es de 3 a 4m2
y se los excava en las condiciones de un relieve plano, durante los
trabajos de reconocimiento y explotación de yacimientos de
minerales útiles. Se usa para la extracción de mineral a la superficie,
el acarreo de materiales, y a veces también para el transporte del
personal por medio de carriles o sin carriles. En función de la
ubicación de las vetas de minerales útiles, los socavones se dividen
en:
- Socavones longitudinales, cuando se hacen a lo largo de la veta.
- Socavones transversales, cuando cortan las vetas.
- Túneles, socavones que atraviesan el macizo de parte a parte.
9° Cortaveta
Es la labor minera subterranea horizontal y transversal cuya entrada
comunica con otra labor minera, practicada en las rocas estériles y
por las vetas de mineral en sentido transversal al rumbo con un
ángulo determinado, más comúnmente cruzado su rumbo.
Excavándose solo en la roca.
10° Galería
Es la labor minera subterránea horizontal, cuya entrada comunica
con otra excavación subterránea y que es practicada en dirección de
las capas de mineral útil, cuando la posición de la veta es inclinada o
vertical; o en cualquier dirección cuando la veta se encuentra en
posición horizontal. Una galería de mina es excavada según el
rumbo del cuerpo mineralizado.
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Las galenas horizontales excavadas en rocas desmoronables son
entibadas con madera, hormigón o metal; en tanto que las galerías
excavadas en rocas firmes, muchas veces prescinden de
fortificación. Según el tipo de entibado, las galerías tienen una
sección de forma trapezoidal, abovedada o rectangular.
11° Recorte
Labor subterránea horizontal orientada por la potencia horizontal de
la veta practicada a partir de galerías y socavones en forma
transversal al rumbo de la veta, excavándose en el mineral.
12° Contracielo y Tiro Ciego (Contrapozos)
El contracielo es la labor practicada desde otras labores
subterráneas horizontales hacia arriba; en cambio, el tiro ciego o
contrapozo se efectúa hacia abajo siguiendo el buzamiento de la
veta.
El contracielo es una galería minera vertical o inclinada, sin salida
directa a la superficie y destinadas a la bajada del mineral
arrancado, circulación de la gente, levantamiento, descanso de
materiales, ventilación. A diferencia de un contrapozo, el contracielo
no se utiliza para elevar estériles o mineral. El contracielo o realce
son excavaciones de abajo hacia arriba.
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