Apuntes Yacimientos Minerales – Segundo Parcial (20/03/2017)

Conceptos Básicos

Ganga: El material rocoso o mineral sin valor económico que se asocia a las menas y que es extraído durante la explotación, pero que debe separarse y descartarse.

Mena: Cualquier mineral o roca que se puede aprovechar económicamente tras ser extraído, procesado y comercializado.

Magmas y Procesos de Diferenciación

Los magmas gabroicos (más densos) ascienden debido a las presiones internas generadas por el aumento de volumen al pasar del estado sólido al líquido. Los magmas félsicos (menos densos) también ascienden debido a su menor peso específico en comparación con las rocas circundantes.

Los fluidos acuosos juegan un papel importante en la lubricación y fracturación hidráulica («hidrofracturación«) de las rocas, abriendo planos de debilidad por encima del magma en ascenso.

Procesos de diferenciación magmática:

• Filtrado magmático: Las primeras porciones que cristalizan (olivino, piroxenas ortorrómbicas, plagioclasas cálcicas) forman una malla. Las porciones líquidas restantes se filtran a través de esta malla, formando inyecciones que pueden constituir diques o diques-estrato con minerales de mena.
• Asentamiento gravitatorio: Los cristales más pesados, formados al inicio de la cristalización, se hunden.
• Inyección magmática:

Porosidad, Permeabilidad y Difusión

Porosidad: La proporción entre el volumen de los poros y el volumen total de roca. Se clasifica en primaria (huecos originales de la roca) y secundaria (huecos formados después de la litificación). Según su escala, se consideran subcapilares, capilares y supracapilares (o supercapilares).

Permeabilidad: La capacidad de una roca, sedimento o suelo para permitir el paso de un fluido.

Difusión: El movimiento espontáneo de partículas de tamaño molecular o iónico que provoca una mezcla uniforme de sustancias. Puede ocurrir en estado sólido, líquido o gaseoso.

Preparación del terreno: El proceso que prepara a la roca para la mineralización mediante la formación de grietas o aberturas.

Factores que influyen en el movimiento de fluidos someros: carácter del fluido (viscosidad, densidad), naturaleza del medio (porosidad, permeabilidad), presión hidrostática, temperatura y su gradiente.

Tipos de Rocas y Estructuras

Jasperoide: Roca formada por sílice cripto o microcristalina transportada por fluidos hidrotermales, que frecuentemente reemplaza a la caliza.

Permeabilidad primaria o intrínseca (favorable):

1. Calizas y dolomías clásticas o brechadas (especialmente si están cubiertas por rocas impermeables).
2. Estructuras arrecifales.
3. Conglomerados (especialmente si están bien clasificados).
4. Porción superior y escoriácea de una corriente de lava.
5. Areniscas permeables en paleocanales.

Permeabilidad secundaria o superpuesta: Fallas, pliegues, zonas brechadas y chimeneas.

Cataclasita: También llamada salbanda.

Vetas: Cuerpos tabulares mineralizados formados a lo largo de grietas y fisuras (vetas de fisura).

1. Simples o sencillas: Formadas en una fisura por un solo depósito de mineralización.
2. Complejas: Formadas por varias láminas o cuerpos ramificados a lo largo de una zona de fisura con rellenos múltiples.
3. Irregulares: Con espesores variables.
4. Entrelazadas: Forman una especie de trenza.
5. Ramaleadas: Se descomponen en varias fracturas menores (cola de caballo).

Clavo: Porción concentrada de minerales en una veta.

Chimeneas: Cuerpos cilíndricos con sección horizontal ovalada o irregular y buzamiento empinado.

Mantos: Vetas con tendencia horizontal.

Intrusivos de escala batolítica: >100km2 de afloramiento.

• Troncos intrusivos: De forma regular y dimensiones menores a los batolitos.
• Apófisis: De forma irregular.

Los fluidos hidrofracturan las rocas.

Magmas máficos: Únicos que presentan asentamiento gravitacional. Los minerales pesados se hunden al fondo de la cámara magmática.

Los óxidos son representativos de magmas máficos (altas temperaturas), mientras que los sulfuros se relacionan con magmas félsicos (bajas temperaturas).

Dique-estrato: Diques concordantes a la estratificación.

Difusión: Proceso por el cual los fluidos se mueven en zonas profundas. El agua fluye, otras sustancias se mueven por difusión.

Homogeneidad química: Misma composición o concentraciones químicas.

Reemplazamiento: Sustitución de un elemento por otro (iones metálicos se mueven hacia zonas con menor concentración).

Retícula cristalina (red cristalina): En cristales imperfectos (comunes en la naturaleza) hay espacio para la difusión.

Exolución o desmezcla de menas: Intercambio con los alrededores que disminuye con la distancia.

Distrito minero: Lugar con varias unidades mineras.

Dolomitización: Aumenta la porosidad de la roca (Mg es más pequeño que Ca).

Recristalización: Cambia el sistema cristalino y compacta los minerales.

Areniscas: Mejor relación permeabilidad-porosidad.

Preparación del terreno: Aumento de la porosidad para la mineralización.

Yacimientos singenéticos: Se forman con la roca (en el magma).

Yacimientos epigenéticos: Se forman después de la roca.

Silicificación: Adición de sílice, que vuelve la roca más frágil y susceptible a la fracturación.

Metamorfismo: Puede fragilizar la roca por plegamiento, recristalización y calentamiento.

Brechas limpias: Brechas sin material fino rellenando los espacios.

Cataclasita: Roca de dinamometamorfismo donde se reconocen sus componentes anteriores. Niveles posteriores: milonita y filonita.

Jasperoide: Caliza silicificada con sílice criptocristalina y óxidos (tonalidades rojas).

Rocas competentes (frágiles): Se fracturan (grano grueso).

Rocas incompetentes (dúctiles): Se deforman (grano fino, ej. lutitas, arcillas).

Chimeneas: Intersección de fallas o fracturas donde pasan los fluidos.

Vetas: Rellenos de espacios abiertos (someras) o por reemplazamiento (profundas).

Vetas conjugadas: Se unen y se vuelven más complejas.

Redes y redecillas de vetas: Diferencia en espesor (>1cm en redes, ≤1cm en redecillas).

Clavo: Curvatura en la veta, lugar propicio para la mineralización.

Bonanza: Clavo con oro y plata.

Manto: Veta con echado horizontal.

Chimenea brechada: Gran desplazamiento.

Diatremas: Magmas en contacto con acuíferos, generando explosiones.

Diques de conglomerado: Conglomerados mineralizados.

Mecanismo de Flujo Hidrotermal

1. Baja densidad y presión impulsan el ascenso de los fluidos.
2. Corrientes de convección resultan de estos movimientos.

Pórfidos diseminados: Rocas mineralizadas con textura porfirítica (dos tamaños de grano). Cobre diseminado en la parte superior de la cámara magmática (solo en rocas porfiríticas).

Pórfido: Roca porfirítica con >50% de cristales grandes.

Bombeo osmótico: Filtrado donde las lutitas actúan como membrana (ej. agua dulce y salada).

Depósito de las Menas

Depósitos de segregación magmática:

1. Asentamiento y acumulación en el fondo de la cámara magmática.
2. Cristalización directa en el piso y paredes.
3. Desmezcla de líquidos magmáticos y solidificación.
4. Consolidación de roca ígnea con minerales accesorios económicos.
5. Cristalización completa del magma.

Depósitos en carbonatitas: Rocas ígneas constituidas por carbonatos, relacionadas con rocas ígneas alcalinas. Emplazamiento intrusivo o extrusivo.

Depósitos a partir de fluidos hidrotermales: Precipitación por causas físicas (ebullición, enfriamiento, efecto Bernoulli), térmicas (afectan solubilidad, asociación/disociación de iones, constantes de hidrólisis, fugacidad del oxígeno y Eh) o químicas (interacción con rocas encajonantes, pérdida de agua, mezcla de soluciones).

Textura: Aspecto general de una roca, relacionado con el tamaño, forma y acomodo de los materiales sólidos.

En depósitos epigenéticos, las texturas definen la secuencia y naturaleza de la mineralización. En yacimientos singenéticos, indican velocidades y estilos de acumulación, historias de enfriamiento y naturaleza de la precipitación.

Reemplazamiento o metasomatismo (sustitución): Proceso de disolución y depósito capilares simultáneos, donde un mineral nuevo crece dentro de otro preexistente.

Reglas de sustitución:

1. Sulfuros, arseniuros, telururos y sulfosales reemplazan cualquier roca, ganga o mena.
2. Minerales de la ganga reemplazan roca y otros minerales de ganga, pero no sulfuros, arseniuros, telururos y sulfosales.
3. Óxidos primarios (alta temperatura) reemplazan minerales de roca y ganga, pero rara vez son reemplazados por ganga.
4. Óxidos primarios rara vez reemplazan sulfuros, arseniuros, telururos y sulfosales.

Ebullición: enfriamiento rápido.

Cambios drásticos de T y P, reacción con rocas encajonantes y mezcla de fluidos causan depósito.

Huésped: Mineral que reemplaza a otro.

Hospedante: Mineral reemplazado.

Palacosomo: Sinónimo de huésped.

Neosomo: Material más joven que la masa donde se encuentra.

Paleosomo: Material más antiguo que la masa donde se encuentra.

Metasomo: Mineral formado por metasomatismo (sinónimo de huésped).

Procesos de diferenciación magmática que forman menas: asentamiento gravitacional, inyección magmática, filtrado magmático, segregación magmática.

Paredes de la cámara magmática: partes más frías.

Bandeamiento críptico: Bandas de diferente composición (solución sólida, ej. olivino).

Bandeamiento rítmico: Bandas de diferente color.

Elementos calcófilos con platino se hunden en la cámara magmática.

Minerales tardíos: Formados al final.

Carbonatitas: Formadas por carbonatos, asociadas a rocas ígneas alcalinas.

Rocas alcalinas: Pobres en sílice.

Rocas con mucho cuarzo: sobresaturadas en sílice (>5%), saturadas (0-5%), subsaturadas (0%).

Clasificación de rocas según contenido de sílice: félsicas (>66%), intermedias (66-52%), máficas (52-45%), ultramáficas (<45%).

Rocas alcalinas y ultramáficas: muy pobres en sílice (feldespatoiditas). Base de la corteza: rocas alcalinas.

Depósito de Fluidos Hidrotermales

Troncos y desprendimientos forman yacimientos minerales (ubicados en la parte superior de la cámara magmática).

Dilución: Disminución de la concentración.

Zoneamiento: Distribución de elementos según temperatura (alta temperatura en el centro, baja temperatura en la periferia).

Paragénesis: Orden de cristalización.

Cl se asocia con altas temperaturas, S con bajas temperaturas.

Hidrólisis: Separación de compuestos por agua.

Causas del Depósito de Yacimientos Minerales

• Caídas bruscas de temperatura.
• Cambios de presión.
• Ebullición.
• Pérdida de H (el agua deja de ser ácida y precipita minerales).

Cerramiento o ahogamiento: Descompresión adiabática (pérdida de presión sin pérdida de temperatura). El fluido pasa de alta a baja presión y ebulle.

Reemplazamiento

Más común en zonas profundas.

• Reemplazamiento geológico/metamórfico: Sin reglas, volumen a volumen.
• Reemplazamiento químico: Elementos similares en carga eléctrica y radio iónico.

Grupos de minerales en un yacimiento: mena, ganga, minerales de alteración, minerales de la roca.

Calcita hojosa: Indica ebullición (formación en espacios abiertos).

Coloides

Sistemas con dos fases: dispersa (10e-3 a 10e-6 mm) y dispersante.

Clasificación según tamaño de fase dispersa: coloide (10e-3 a 10e-6 mm), suspensión (>10e-6 mm), solución (<10e-6 mm).

Partículas de 10e-3 a 10e-6 mm adquieren carga eléctrica (adsorción o electricidad estática).

Coloides inestables por temperatura y carga.

Alteración de la Roca y la Ganga

Alteración: Cualquier cambio en la composición mineralógica de una roca causado por medios físicos o químicos, especialmente por fluidos hidrotermales.

Factores que influyen en la alteración: carácter de la roca, carácter del fluido (Eh, pH, presión de vapor, composición anión-catión), presión.

Causas de alteración: diagénesis, metamorfismo, intemperismo, procesos volcánicos/postmagmáticos, mineralización.

Ganga con valor: abundante y pura.

Paleosuperficies: Superficies antiguas.

Muestra geoquímica: Información sobre elementos traza que indican mineralización.

Alteraciones sin mineralización: saussuritización, uralitización, meteorización.

Alteraciones con mineralización (de mayor a menor temperatura):

• Potásica (biotita-ortoclasa): Feldespato potásico con o sin biotita y sericita.
• Sericítica (fílica): Predomina sericita con cuarzo.
• Argílica avanzada: Lixiviación intensa de álcalis, cuarzo, alunita, topacio, turmalina, pirofilita-andalusita.
• Argílica: Predomina caolinita.
• Propilítica: Epidota, clorita, calcita, cuarzo, pirita y arcillas.

Illita (ambientes marinos), caolinita (ambientes húmedos), montmorillonita (ambientes básicos/desérticos).

Metales básicos: Cu, Zn, Pb, Sn (550°C).

Tactita o skarn (contactita): Roca encajonante rica en anfíbolas en contacto entre roca carbonatada y magma.

Endotactica: Fluidos que entran al intrusivo.

Exotactica: Fluidos que salen del intrusivo.

Alteración mayor en depósitos epitermales.

Alteración propilítica: típica de rocas ígneas intermedias.

Sericita: más abundante en rocas félsicas.

Fenitización: Alteración asociada a depósitos de diferenciación magmática, con silicatos de sodio.

Alteración potásica: asociada a depósitos de metales básicos (pórfidos cupríferos).

Silicatación y silicificación: Alteraciones asociadas a depósitos en tactita.

Alteración sericítica con carbonatos: asociada a vetas mesotermales.

Alteración adularia-albita: asociada a depósitos epitermales.

Alteraciones asociadas a pegmatitas: escasas y delgadas.

Alteraciones asociadas a sulfuros macizos volcanogénicos: circulares.

Dolomitización lateral extensa: Alteración asociada al tipo del Valle del Misisipí (teletermales).

Texturas

Reemplazamiento

• Pseudomorfos.
• Ampliación del relleno de fracturas.
• Intercrecimientos irregulares o vermiculares.
• Islas de mineral o roca no reemplazados.
• Superficies convexas hacia el hospedante.
• Bordes desiguales en fracturas.
• Bordes de un mineral que penetran en otro.
• Fragmentos orientados sin soporte.
• Asociación selectiva.
• Mineral joven (neosomo) que atraviesa estructuras antiguas.
• Fase joven (neosomo) en microfracturas.
• Diferencias de tamaño entre minerales.
• Mineral depositado en frente de alteración.
• Depósito en secuencia.
• Cristales con terminación doble.
• Bordes graduales o transicionales.
• Minerales residuales resistentes.
• Falta de desplazamiento en la intersección de estructuras lineales.
• Incompatibilidad fisicoquímica entre metacristales y minerales hospedantes.

Relleno de Cavidades

• Drusas y cavidades.
• Minerales de grano fino en paredes que crecen hacia el centro.
• Costrificación.
• Estructuras de peine (dientes de perro).
• Bandeamiento simétrico.
• Paredes iguales en ambos lados.
• Estructuras de escarapela.
• Estructuras oblicuas desplazadas.
• Estructuras coloformes.

Texturas Coloformes

• Texturas coloformes.
• Grietas de contracción.
• Bandeamiento por difusión.
• Adsorción de materiales extraños.
• Estructuras caóticas.
• Estructuras columnares.
• Esferoides.