Formaciones Ferríferas Bandeadas (BIF): Definición y Características

Las Formaciones Ferríferas Bandeadas, comúnmente conocidas como BIF (por sus siglas en inglés, Banded Iron Formations), son rocas sedimentarias químicas caracterizadas por la presencia de capas delgadas a medias, compuestas por óxidos, carbonatos y/o silicatos de hierro (Fe). Estas formaciones son generalmente de edad Precámbrica y a menudo presentan chert o jaspe. Los BIF se forman por la precipitación directa de sílice y óxidos de Fe desde las aguas marinas, un proceso que se cree fue favorecido por la actividad bacteriana.

Facies de los BIF

Los BIF presentan diversas facies, que reflejan las condiciones químicas y físicas del ambiente de depósito:

• Facies Oxidada: Compuesta principalmente por magnetita y hematita, constituyendo la mena principal de hierro.
• Facies Carbonatada: Caracterizada por la presencia de siderita.
• Facies Silicatada: Rica en chert de Fe.
• Facies Sulfurada: Formada por arcillolitas carbonatadas y piríticas, con presencia de material orgánico y carbón.

Mineralogía y Ley de los BIF

• Mena: Magnetita y hematita, con presencia ocasional de siderita.
• Ganga: Cuarzo (qz), chert, minerales metamórficos como anfíbolas y piroxenos ferríferos, granate y pirita.
• Ley: Generalmente entre 30 y 35% de Fe, aunque puede variar entre 15 y 45%.
• Roca Caja: Amplia gama de rocas volcánicas y volcanoclásticas. No se observa alteración hidrotermal significativa.

Ambiente Tectónico y Distribución de los BIF

Los BIF están asociados a ambientes de rifting, con intensa actividad hidrotermal y volcánica a lo largo de sistemas de fracturas originadas en el Proterozoico. También se encuentran en arcos de islas o en ambientes relacionados con deformaciones en cinturones orogénicos. La secuencia típica de los BIF corresponde a las facies mencionadas anteriormente.

Tipos de BIF

Existen dos variedades principales de BIF:

• Tipo Algoma: Asociados a rocas volcánicas y sedimentarias de tipo grauvacas en ámbitos geosinclinales. Presentan bandas de agregados finos de chert con Fe, hematita (Hm) y magnetita (Mag). Son generalmente de menor tamaño y con una edad que oscila entre 3600 y 2500 Ma.
• Tipo Lago Superior: Asociados a dolomitas, lutitas negras y cuarcitas, formados en ambientes de plataforma sedimentaria. Presentan niveles de Fe y facies de óxidos, silicatos, carbonatos y sulfuros.

BIF del Cinturón Metamórfico Pareado Chileno: Ciclo Hercínico

Aguirre et al. (1972) dividieron el cinturón metamórfico en dos series: Occidental y Oriental, clasificación adaptada posteriormente por Hervé (1977). Collao (1990) subdividió la serie Occidental en dos unidades: Tirúa y Nahuelbuta.

• Unidad Tirúa: Compuesta por esquistos verdes, cuyo protolito corresponde a basaltos toleíticos (Hervé, 1977; Collao, 1980).
• Unidad Nahuelbuta: Formada por esquistos micáceos de tonos grises, con un protolito de rocas sedimentarias atribuidas a grauvacas y lutitas de ambiente marino (Collao y Montecino, 1966). En el límite entre ambas unidades, se entrelazan ambas litologías.

BIF de Nahuelbuta: Mineralización y Características

Los BIF de la unidad Nahuelbuta se caracterizan por bandas de agregados de cuarzo con alternancias esporádicas de biotita, anfíbol y granate (espesartina). Corresponden a metachert intercalados con esquistos micáceos. Los metachert presentan bandas de facies metálicas constituidas por magnetita, hematita, limonita e ilmenita. En ocasiones, se intercalan bandas sulfuradas con pirita, calcopirita (cpy), pirrotina (Po), bornita (Bo), galena (Gal), calcocita y covelina, o como inclusiones dentro de la magnetita.

• Ubicación: Cordillera de Nahuelbuta, entre 38 y 39°S, específicamente en un área de 50 km entre Pocuno y La Cabaña.
• Mineralización: Se estima una mineralización de 170 Mt de Fe, con reservas superiores a 100 Mt y una ley de 31-39% de Fe.
• Estructura: Se identifican dos unidades de metachert ferríferos: un horizonte superior con una potencia de 12 m con rumbo NE y un horizonte principal de 45 m con rumbo NW. Estas unidades están cortadas por fallas con rumbos EW, NE, NW y NS.

Zonas de Pocuno y La Cabaña

En estas zonas, los metachert se encuentran intercalados con micaesquistos. Algunos horizontes presentan predominio de hematita, a diferencia de la magnetita observada en La Cabaña y Mahuilque-Relún. La potencia de estos horizontes varía entre 3 y 60 m. En La Cabaña, se han estimado reservas de 29 Mt con una ley de 33% de Fe y potencias que oscilan entre 0.1 y 15 m.

Petroquímica de las Rocas en Mahuilque-Relún

• Micaesquistos: Empobrecidos en Mn y Ti, y enriquecidos en Ca.
• Metachert Ferruginosos: Presentan una baja razón Al/(Si+Fe) y un alto contenido de SiO2 (entre 36.5% y 77.6%), siguiendo el patrón clásico de los BIF según Stanton (1976).
• Mineralogía: Se observa granate, cuarzo y magnetita como minerales principales. En las bandas de sulfuros, se encuentran blenda, calcopirita, bornita, pirita, galena e ilmenita.
• Inclusiones: Se han identificado inclusiones de magnetita y galena en pirita, bornita en magnetita martitizada, galena en equilibrio con bornita en magnetita, pirita en equilibrio con calcopirita en magnetita, calcopirita y piritas separadas en magnetita, e ilmenitas en magnetita.

Génesis de los BIF Chilenos

Se propone un aporte volcánico de Si y Fe, con la adición de tobas ferruginosas y otros sedimentos ricos en Fe aportados durante la diagénesis a través de soluciones provenientes del volcanismo. Otra hipótesis sugiere que el Fe y el Si son de origen volcánico, pero son transportados a zonas más distales. Esta última hipótesis se sustenta en la mineralogía y geoquímica de los tipos Lago Superior y Algoma.

Un modelo propone un nivel de oxígeno intermedio en la atmósfera, que permite la presencia de Fe soluble en las partes profundas del océano, mientras que en zonas poco profundas existirían condiciones oxidantes donde el Fe precipitaría. Las variaciones mineralógicas se explican por la proporción de Fe+3 y carbono: si el Fe+3 predomina sobre el carbono, se forma magnetita; si las proporciones son iguales, se forman silicatos; y si el carbono es mayor, se forma siderita.

Evidencias de Mineralización Asociada a Acreción de Corteza Oceánica en Chile

1. Presencia de estructuras de pillow lavas en metabasaltos exhumados del basamento metamórfico del Paleozoico.
2. Presiones obtenidas por el geobarómetro de la blenda (3.5-9 Kbar) que corresponden al campo de facies de esquistos y subesquistos verdes, coherentes con metamorfismo regional y acreción basal de fragmentos de piso oceánico.
3. Análisis del componente crossítico en anfíbolas (diagrama de Brown) de esquistos verdes que indican presiones de 5-6 kbar.
4. Isótopos de S en pirita (+0.5 a +5.9) que sugieren fluidos de origen magmático que interactuaron con agua de mar (o a +10).
5. Salinidades obtenidas por inclusiones fluidas (6.3-9.5 % NaCl) coherentes con las de depósitos de volcanismo submarino (VMS: ˂ 10% NaCl).
6. Diagrama Pb-Zn-Cu (Franklin): Pirén y Tirúa se ubican dentro del campo de VMS.
7. Diagrama K2O-PO5-TiO2 de discriminación que muestra que los esquistos verdes que contienen estos depósitos provienen del metamorfismo de basaltos toleíticos de piso oceánico (ricos en TiO2).

Esquema de la Génesis de los BIF en Chile

1. Pérmico: Acreción frontal y basal en un margen convergente.
2. El material pelítico subducido es metamorfizado y deformado, junto con material de corteza oceánica. Comienza el apilamiento antiforme, generándose la foliación S1 (dúplex tectónicos).
3. Desarrollo del apilamiento antiforme, imbricación tectónica y alzamiento. Acortamiento tectónico en dirección NW y generación de S2 por el crecimiento del antiforme. Inicio del metamorfismo de contacto por el intrusivo hacia el Este, en la serie Oriental, asociado al emplazamiento de intrusivos.
4. Sobreimposición de las foliaciones y desarrollo de una foliación compuesta por S1-S2 en la serie Occidental. En la serie Oriental, se reconoce una foliación S0-S1.