PROCESOS MINERALIZADORES

PROCESOS ENDOGENOS: Procesos internos de la tierra

ProcesoNaturaleza del procesoDepsitos tpicos

Cristalizacin magmticaPrecipitacin de minerales de mena como constituyentes mayores o menores de rocas gneas en forma de granos diseminados o segregaciones.Diamantes diseminados en kimberlitas, tierras raras en carbonatitas. Pegmatitas de Li-Sn-Cs de Bikita, Simbabwe. Pegmatitas de uranio de Bancroft, Canad y Rsling, Namibia. Granitos, basaltos, dunitas, sienitas de nefelina usados como rocas ornamentales.

Segregacin magmticaPrecipitacin de minerales de mena por cristalizacin fraccionada y procesos relacionados durante la diferenciacin magmtica.

Inmiscibilidad de lquidos. Precipitacin de sulfuros en magmas, fundidos de sulfuros xidos u xidos que se acumulan debajo de silicatos o fueron inyectados en rocas de caja o, en casos raros, eruptados en la superficie.Capas de cromita del Gran Dique de Zimbabwe y el Complejo Bushveld de Sudfrica.

Depsitos de Cu-Ni de Sudbury, Canad y los de Pechenga,R.F. y Yilgarn Block de Australia occidental. Depsitos de titanio de Allard Lake, Quebec, Canad.

HidrotermalDepositacin desde soluciones acuosas calientes, las cuales pueden tener orgen magmtico, metamrfico, meterico, marino o de formacin (connatas).Prfidos cuprferos chilenos: Chuquicamata, El Teniente, La Escondida, etc. Vetas aurferas de El Indio; Stockwork de molibdenita de Climax. EEUU; Chimeneas de brecha cuprferas del distrito Cabeza de Vaca, Copiap, etc.

MetamrficoMetamorfismo regional y de contacto produciendo minerales industriales.

Depsitos pirometasomticos (skarn) formados por reemplazo de rocas de caja adyacentes a una intrusin.

Concentracin de elementos de mena por procesos metamrficos iniciales o subsecuentes.Depsitos de andalusita de Transvaal, Sudfrica; Depsitos de granate de N.Y., EEUU.

Depsitos de Cu de MacKay, EEUU y Craigmont, Canad. Distrito cuprfero de San Antonio, Norte de La Serena.Cuerpos de magnetita de Iron Springs, EEUU; depsitos de Talco de Luzenac, Francia.Algunas vetas de oro y depsitos de Ni diseminados en rocas ultramficas.

1 Procesos Magmticos: Las masas silicatadas fundidas (magmas) que, una vez cristalizadas, llegan a constituir cuerpos intrusivos y/o rocas volcnicas pueden, en ciertas condiciones, concentrar algunos minerales de inters econmico por procesos como:

1.1. Cristalizacin magmtica: Los procesos normales de cristalizacin de magmas producen rocas volcnicas e intrusivas, algunas de las cuales pueden ser explotadas directamente, como por ejemplo como rocas ornamentales o como ridos para la construccin. Otras pueden contener minerales de importancia econmica, Ej. Diamantes como fenocristales en kimberlitas, feldespato o cuarzo en pegmatitas.

1.2. Segregacin magmtica: los trminos segregacin magmtica o depsito ortomagmtico se utilizan para depsitos que han cristalizado directamente desde un magma. Los que se forman por cristalizacin fraccionada se encuentran comnmente en rocas gneas plutnicas. Aquellos producidos por segregacin de lquidos inmiscibles pueden encontrarse tanto asociados a rocas plutnicas como volcnicas.

Los procesos de segregacin magmtica pueden llegar a formar capas dentro o debajo de la masa de roca gnea (Ej. Capas de cromita, sulfuros de Cu-Ni).

a) Cristalizacin fraccionada: Esta incluye cualquier proceso por el cual cristales formados tempranamente no pueden quedar dispersos en el magma en el que crecieron. Durante el perodo de cristalizacin monomineral los cristales pueden hundirse en la cmara magmtica para formar una capa de un solo mineral. Estos precipitados se denominan acumulados y ellos comnmente alternan con capas de otros minerales formando capas o bandeamiento rtmico en rocas gneas. Las cromitas (FeCr2O4) y las ilmenitas (FeTiO3) pueden acumularse de esta forma. Las cromitas en rocas ultrabsicas y las ilmenitas en anortositas y gabros anortosticos (rocas mficas). La asociacin de estos acumulados minerales exclusivamente con rocas gneas son la evidencia de su origen magmtico directo.

b) Lquidos inmiscibles: De la misma manera que el agua y el aceite no se mezclan, sino que forman glbulos inmiscibles de uno dentro del otro, una mezcla de magma (mezcla silicatada fundida) con contenido de sulfuros metlicos formar dos lquidos que tendern a segregarse. Se separan gotas de sulfuros y coalescen para formar glbulos, los cuales al ser ms densos que el magma se hunden para acumularse en la base de una intrusin o flujo de lava. El principal constituyente de esas gotas es el sulfuro de hierro (pirita Fe2S), el cual se asocia a rocas bsicas o ultrabsicas debido a que el azufre y hierro son ms abundantes en estas que en rocas cidas o intermedias. Los elementos calcfilos (con afinidad con el azufre; Ej. Cu) tambin son incorporados o se particionan en los glbulos de sulfuros y a veces metales del grupo del platino. Los magmas bsicos o ultrabsicos se forman por fusin parcial en el manto y ellos pueden adquirir su contenido de azufre tanto del manto, como subsecuentemente por asimilacin de rocas de la corteza. Para que se produzca la segregacin de sulfuros el magma debe estar saturado en sulfuros. Si se llegan a formar glbulos de sulfuros inmiscibles gran parte del Cu y Ni sern removidos del magma (particionados dentro de la fase sulfurada). La acumulacin de Fe-Ni-Cu en gotas debajo de la fraccin silicatada puede producir cuerpos de sulfuros macizos, los cuales estarn sobreyacidos por una zona de enrejado de sulfuros, a veces denominada mena diseminada o en red. Esta zona a su vez grada hacia arriba a una zona dbilmente mineralizada que grada a una peridotita, gabro o komatiita, dependiendo de la composicin de la fraccin silicatada asociada.

2. Procesos Hidrotermales. La formacin de muchos depsitos minerales metlicos involucra la participacin de soluciones acuosas calientes; por Ej. vetas, stockworks de varios tipos, depsitos exhalativos volcanognicos, prfidos cuprferos, etc. La mayor parte de los depsitos metlicos de la Cordillera de Los Andes son de origen hidrotermal, por lo que estos procesos son muy relevantes para comprender la formacin de los yacimientos chilenos en particular. Los fluidos participantes en estos procesos se denominan soluciones hidrotermales y existen distintas evidencias que indican su importancia como mineralizadores, particularmente las que provienen de inclusiones fluidas dentro de minerales precipitados a partir de soluciones hidrotermales y alteracin hidrotermal de las rocas encajadoras (las que sern discutidas ms adelante). La homogenizacin de inclusiones fluidas en minerales de depsitos hidrotermales ha mostrado que el rango de depositacin de minerales de mena y ganga para todo tipo de depsitos hidrotermales es de aproximadamente 50 a

650C. Los anlisis de los fluidos muestran que el agua es la fase ms comn y el contenido salino es frecuentemente ms alto que en el agua de mar.

Las soluciones hidrotermales tienen evidentemente la capacidad de transportar una amplia variedad de materiales y depositarlos en minerales tan diversos como el oro o la sericita (hidromuscovita), lo que muestra que la fisico-qumica de tales soluciones es compleja y difcil de duplicar en laboratorios.

El conocimiento de las propiedades y comportamiento de las soluciones hidrotermales todava no est totalmente aclarado, existiendo muchas ideas sobre el orgen de tales soluciones y los materiales que ellas transportan. Los problemas principales son la fuente y naturaleza de las soluciones acuosas, la fuente de los metales y el azufre transportados por ellas, la fuerza que mueve las soluciones a travs de la corteza, la forma de transporte de los componentes en solucin y los mecanismos de depositacin.

Fuente de fluidos hidrotermales y su contenido.

Existen evidencias (sobre todo de inclusiones fluidas) que las soluciones hidrotermales salinas estn ampliamente distribuidas en la corteza. En algunos sistemas geotermales activos (Ej. El Tatio en el norte de Chile) se puede observar como afloran aguas calientes en superficie. Los sistemas geotermales son objeto de estudios para comprender la circulacin de soluciones hidrotermales. De dnde provienen las soluciones? Los datos provenientes de fuentes termales, aguas de minas, tneles, sondajes, inclusiones fluidas de minerales y rocas indican que hay cinco fuentes de aguas hidrotermales:

1.- Aguas metericas: incluye aguas superficiales y subterrneas (acuferos o napas de aguas subterrneas.2.- Aguas marinas: agua de los ocanos.3.- Aguas connatas o de formacin: aguas que quedan atrapadas en los intersticios o poros de secuencias de rocas y aguas metericas de penetracin profunda.4.- Aguas metamrficas: aguas liberadas por cambios mineralgicos de minerales hidratados a minerales anhidros.5.- Aguas magmticas: aguas primarias derivadas de procesos gneos que dan origen a rocas intrusivas y volcnicas.

La medicin de abundancias relativas de istopos de hidrgeno y de oxgeno provee informacin sobre la fuente de agua al comparar las razones isotpicas 18O/16O y D/H (deuterio/hidrogeno) de aguas y minerales hidratados, los que son comparados respecto a un standard SMOW (standard mean ocean water). Sin embargo, la interpretacin de datosIsotpicos no siempre es simple, porque la composicin isotpica del agua puede variar porReacciones agua-roca y por mezcla de aguas de distinto origen.

Las razones isotpicas 18O/16O y D/H se presentan como 18O y D (per mil) donde

Standard (SMOW) standard mean ocean water corresponde a un valor medio de aguas marinas.

Las razones 18O/16O pueden utilizarse como geotermmetro, porque los istopos presentan fraccionamientos que es dependiente de la temperatura

Fraccionamiento isotpico (reaccin de intercambio isotpico) del sistema cuarzo-agua: H218O+ Si16O2H216O+ Si18O2Existe una constante de equilibrio que depende de la temperatura. Sin embargo, la aplicacin no es tan simple porque el agua en inclusiones fluidas en minerales que contienen oxgeno, invariablemente intercambian istopos con los minerales huspedes, por lo que cambia la razn 18O/16O en el agua de la inclusin. Por otra parte, el fraccionamiento de 18O/16O a alta temperaturas es muy pequeo y las calibraciones han sido muy difciles, de modo que las determinaciones de paleotemperaturas varan, an para resultados provenientes de un solo laboratorio.El fraccionamiento de D/H es lejos mayor que el de 18O/16O, pero por lo mismo no puede utilizarse como geotermmetro.

Existen evidencias que distintos tipos de aguas pueden formar depsitos similares y que aguas de dos o ms tipos han jugado roles importantes en la formacin de algunos depsitos minerales.

Ahora bien, De dnde viene el contenido de materiales disueltos? Los datos que poseemos provienen de inclusiones fluidas, sistemas geotermales modernos, fuentes termales y aguas encontradas en perforaciones profundas en campos petrolferos.

Los constituyentes mayores son Na, K, Ca y Cl. En cantidades menores (2.500 Ma).