IOCG y estratos ligados

Geología Económica

Depósitos de óxidos de hierro cobre y oro (IOCG) y estratoligados J. Tapia1 1 Departamento

de Ingeniería de Minas Universidad de Antofagasta

Primavera 2014

Índice

Generalidades Generalidades Franja IOCG de Chile Ejemplos tipo Ejemplos de Chile

Generalidades IOCG Denición

I HITZMAN, 1992: Corresponden a yacimientos de Cu y/o Au constituidos por abundantes óxidos de hierro: magnetita y/o hematita

Generalidades IOCG Depósitos tipo Kiruna

I Los depósitos metalíferos incluidos en esta clase constituyen una familia con un amplio rango de composición.

I Miembros extremos de esta familia: I IOCG I Magnetita-Apatita

(Tipo Kiruna)

Ambiente geotectónico de IOCG Ambiente geotectónico de los Andes Centrales I Variable: rift intracontinental, márgenes continentales etc.

I Asociados a ambientes extensionales

I Control estructural: asociados a sistemas de fallas regionales

Edad y forma de IOCG Fig. Modelo de Candelaria

I EDAD: Proterozoico-Plioceno I TAMAÑO: desde ocurrencias menores a yacimientos gigantes. I FORMAS: muy variables (vetas, chimeneas de brecha, estratiformes, irregulares, etc.)

Origen IOCG Origen

I Hidrotermal asociado a actividad magmática I Magmas de anidad petrológica variable calcoalcalinos, shoshoníticos, alcalinos

I Magmas relativamente oxidados, alta razón SO4 /H2 S, ricos en CO2 , Cl, F, P

Mineralogía & mena de IOCG

Mineralogía y composición química de la mena

I Mineralogía de mena: magnetita, hematita, calcopirita, bornita, calcosina

I Abundante carbonato I Bajo contenido de pirita, pirrotina

I Alteración hidrotermal asociada: magnetita maciza, alteración Na-Ca

I Composición química de la mena: Fe, Cu, Au, Ag, U, (Co, REE)

Fluidos hidrotermales de IOCG Soluciones hidrotermales

I Hipersalinas (>30 % NaCl eq.) I Temperatura >250 °C I Ricas en Cl, F, Fe, Na, Ca

Índice


Franja IOCG de Chile

Franja de depósitos IOCG en Chile I Los yacimientos de óxidos de hierro-cobre-oro en Chile: Jurásico - Cretácico Inferior (205-99 Ma)

I Subducción tipo Mariana I Los yacimientos de Cu tipo manto y los de IOCG del Jurásico Superior están genéticamente relacionados.


Franja de depósitos IOCG en Chile

I Posición de la franja IOCG de los Andes centrales del norte de Chile-sur del Perú con respecto al arco magmático del Jurásico-Cretácico Inferior.

I Serie de cuencas de trasarco interconectadas a lo largo del borde oriental.

I Ubicación aproximada de los segmentos de arco y las cuencas de trasarco y antearco.

I Depósitos IOCG post Cretácico Inferior al E de la franja IOCG principal, ejes principales de los depósitos de magnetita masivos tipo Kiruna

I Concentraciones de depósitos de Cu-(Ag) tipo manto


Franja de depósitos IOCG en Chile

Franja IOCG de Chile Relación IOCG-tipo Kiruna

I Relación genética entre los yacimientos de hierro del tipo magnetita apatita y los de óxidos de hierro-cobre-oro es sugerido por: I La estrecha relación espacial y temporal entre ambos tipos de

depósitos I La similitudes entre sus patrones de alteración y mineralogía de

mena I La existencia de yacimientos de hierro con zonas ricas en Cu y

Au


Continuum IOCG, pórdo, epitermal

I

Un razonamiento similar es posible realizar para sugerir una relación genética entre los yacimientos de hierro y los mesotermales de oro presentes en la franja ferrífera



Conclusiones:

I

Los yacimientos IOCG presentes en la Cordillera de la Costa del norte de Chile están genéticamente relacionados con la actividad magmática del Jurásico y Cretácico Inferior



I

Ellos forman parte de un gran sistema mineralizador cuya parte más profunda corresponde a yacimientos de hierro.

I

Los yacimientos mesotermales de oro/cobre y los de óxidos de IOCG ricos en magnetita ocupan una posición intermedia.

I

Los yacimientos de Cu tipo manto junto con los yacimientos de óxidos de IOCG ricos en hematita ocupan las partes más altas de estos sistemas.

Índice


IOCG, ejemplos tipo Olympic Dam, Australia

I 2.300 Mt 1,3 % Cu, 0,5 g/t Au, 2,9 g/t Ag I Calcopirita, bornita, pirita

IOCG, ejemplos tipo Kiruna

I 2.000 Mt, 60 % Fe I Magnetita- Apatita I Proterozoico I Alojado en rocas Volcánicas Basálticas-Riolíticas

I Mt K-Ser Act-Ab Ser-Hmt

Índice


IOCG, ejemplos de Chile Franja IOCG


I Recursos estimados: I 201 T Au 6.45

M oz, aprox. 4 % del total de recursos conocidos I 20 Mt Cu,

aprox. 6 % del total de recursos conocidos

IOCG, ejemplos de Chile Franja IOCG: Cordillera de la Costa

I Arco magmático ensiálico: basamento paleozoico, sin interés económico

I Rocas ígneas: intrusivas > rocas volcánicas

I Magmas: calcoalcalinos, primitivos

I Rocas plutónicas: serie de la magnetita, gabros a granito

I Rocas volcánicas: Basaltos-andesitas > dacitas

IOCG, ejemplos de Chile Franja IOCG: Cordillera de la Costa

I Rocas plutónicas denen franjas de orientación norte-sur con edades decrecientes desde el oeste y hacia el este

I A cada evento magmático se asocia un evento de mineralización

IOCG, ejemplos de Chile Fig. óxidos de Fe y sulfuros de Cu

I FRANJA FERRIFERA YACIMIENTOS Fe Tipo Kiruna Cu-(Ag) I Tipo Manto Cu I Tipo Pórdo Cu-Au

mesotermales I IOCG Ag

epimesotermales

IOCG, ejemplos de Chile Zona de Fallas de Atacama

I FORMAS DE LOS YACIMIENTOS I Vetas I Estratoligados

(estratiformes) I Chimeneas de brechas

/Brechas hidrotermales I Irregulares

I Roca de caja I Intrusivos I Rocas volcánicas

IOCG, ejemplos de Chile Zona de Fallas de Atacama

I IOCG Jurásico I Principalmente vetiformes I Mineralización: óxidos de Cu,

limonitas, Au, calcosina, covelina, calcopirita, hematita, magnetita, bornita, pirita I Alteración: Actinolita-apatito I Alojados en rocas plutónicas I Asociados a fallas I Edades similares a las rocas

de caja (generalmente) I 400-560°C, 40-68 % NaCl eq.

(Trista y Kojima, 2003)

IOCG, ejemplos de Chile IOCG Cretácico Inferior

I IOCG Cretácico Inferior I Representados de

manera importante a partir de los 25ºS hacia el sur I Estilo de

mineralización más variable que sus equivalentes del Jurásico I Cuerpos irregulares,

vetas, brechas


I Los yacimientos IOCG se distribuyen a lo largo de la provincia metalogénica de la Cordillera de la Costa: I Mantoverde I Candelaria I Pta del Cobre

IOCG, ejemplos de Chile Fig. Manto verde

I Mantoverde I 250 MT,

∼0,75 %

Cu

I Roca de caja: andesita

(Jurásico) I Control estructural: falla

Mantoverde (SFA) I Mena Hipogena: calcopirita-

pirita-especularita I Ateración: k-feld; sericítica,

carbonatos cpy-py-mgt I Edad en sericita: 121-117

Ma I T° (IF): 180-320°C, (Gelcih,

2003: 126,4 Ma) I Salinidad: 30-40 % NaCl eq.

IOCG, ejemplos de Chile Fig. Candelaria

I La Candelaria I Recursos: 470 Mt,

∼0.95 %

Cu; 0.22g/t Au; 3.1g/t Ag I Roca de caja: andesita I Mineralogía de mena:

hematita-magnetitacalcopirita-pirita-Au I Alteración: albítica,

carbonática, silícica, epidota-clorita I Vetas de Oxidos de

Fe-Cu-(Au) I Edad evento mineralizador:

116-115 Ma I Edad alteración: 140-160 Ma I Edad roca de caja: >180 Ma

Estratoligados

Generalidades (g. Mantos Blancos)

I Los yacimientos estratoligados de Cu, con Ag subordinada, hospedados en rocas volcánicas han sido tradicionalmente la segunda fuente de cobre producido en Chile.

I El hallazgo a mediados de los 80 de grandes yacimientos de óxidos de hierro Cu- Au (Candelaria, Manto Verde) los ha desplazado en importancia económica a un tercer lugar. En los depósitos estratoligados las primeras explotaciones se desarrollaron cuerpos estratiformes (mantos) => "mantos chilenos" ( Chilean manto-type ).

I Más correcto => estratoligados (cuerpos irregulares, chimeneas de brecha y vetas subordinadas discordantes con los estratos volcánicos huéspedes).

Estratoligados

Generalidades (g. Mantos Blancos)

Estratoligados

Fig. Franja IOCG y tipo manto

I Existen dos fajas de depósitos estratoligados de cobre en Chile: I Faja del Jurásico de la

Cordillera de la Costa de la Región de Antofagasta. I Faja del Cretácico Inferior de

la porción central de Chile entre la III Región y la Región Metropolitana.

I Estos depósitos se hospedan en rocas volcánicas del Jurásico y Cretácico Inferior y, en menor medida, en rocas piroclásticas o rocas sedimentarias con aporte volcánico del Cretácico Inferior (Maksaev y Zentilli, 2002).

Estratoligados Fig. Mantos Blancos

I Los autores coinciden que corresponde a un volcanismo suprasubducción.

I Las interpretaciones apuntan a un arco magmático desarrollado en un marco tectónico extensional y transtensional (Dallmeyer et al., 1996).


I Las rocas volcánicas jurásicas están afectadas por un metamorsmo/alteración regional de bajo a muy bajo grado, con minerales como: prehnita, pumpellita, epidota, clorita, calcita, cuarzo, albita.

I En general estos minerales secundarios se concentran en las porciones vesiculares y brechosas de las rocas volcánicas y la textura original de las mismas está preservada (Boric et al., 1990)


I Los depósitos cupríferos principales de la faja Jurásica son: I Mantos Blancos I Buena Esperanza I Susana (Distrito de Michilla) I Juarez I Mantos del Pacíco I Mantos de la Luna I Santo Domingo

I La mayoría de ellos están alojados en coladas de lavas y brechas volcánicas basálticas y andesíticas, pero el mayor de ellos Mantos Blancos incluye, también, lavas, tobas y brechas dacíticas y riolíticas.

Estratoligados

Rocas de Mantos Blancos (de Ramírez et al. 2006) I Los cuerpos mineralizados en general son compuestos incluyendo cuerpos irregulares, tabulares, estratiformes (mantos), lentes y chimeneas de brechas. Son concordantes o discordantes con la estraticación existiendo morfologías simples o compuestas (estratiforme chimenea de brecha, estratiforme irregular, etc.)

Índice Generalidades Faja del Jurásico de la Cordillera de la Costa Mineralización y alteración Origen Faja del Cretácico Inferior El Soldado Lo Aguirre

Mineralización y alteración de estratoligados Fig. Pit Mina Mantos Blancos

I La mineralización hipógena se caracteriza por la presencia de

calcosina y bornita con cantidades menores de calcopirita, covelina y digenita; aunque no se describen minerales especícos de plata, los yacimientos típicamente presentan contenidos subordinados de este metal.

I La ganga incluye

cuarzo, hematita, pirita, clorita

y

calcita.

I La mineralización es típicamente de sulfuros ricos en Cu, sugiriendo una baja actividad de azufre en los uidos mineralizadores.

Mineralización y alteración de estratoligados Fig. Mantos Blancos

I La alteración no destruye la textura original de las rocas y las volcanitas que hospedan la mineralización tampoco muestran macroscópicamente un aspecto particularmente diferente al de las rocas volcánicas a escala regional.

I La alteración es especialmente intensa en Mantos Blancos donde se ha documentado metasomatismo con aporte de Na, Fe y Mg (Chavez, 1985).


Origen de los estratoligados

El Soldado (modicado de Wilson & Zentilli, 1999)

I Origen => controversial. I Primeros depósitos explotados fueron estratiformes y Ruiz et al. (1965, 1971) sugirieron un origen singenético para ellos, planteando que los sulfuros de cobre habrían cristalizado junto con las lavas encajadoras (argumento: lavas tenían un contenido anómalo de cobre 200-300 ppm Cu, estudios posteriores mostraron valores de 66-168 ppm Cu para lavas de la Formacón La Negra).

Origen de los estratoligados Hipótesis

I El hallazgo posterior de cuerpos de menas discordantes y otras evidencias indican claramente que los depósitos estratoligados de cobre son

epigenéticos.

I El origen epigenético tiene distintas posturas, que son

básicamente I a) Origen metamórco hidrotermal (Losert, 1973; Sato, 1984;

Sillitoe, 1990). Los yacimientos se habrían formado por lixiviación de cobre contenido en la secuencia volcánica, durante los procesos de metamorsmo y se habría concentrado en sitios favorables controlado por estructuras, niveles porosos y/o intrusiones subvolcánicas. I b) Origen hidrotermal asociado a intrusivos subvolcánicos

(Espinoza, 1982, Espinoza et al., 1996; Chavez, 1985; Palacios, 1986). En esta postura los yacimientos estratoligados de cobre y la alteración hidrotermal estarían directamente relacionados al emplazamientos de pequeños cuerpos intrusivos subvolcánicos (cuellos volcánicos, lones-mantos, diques), que representarían los conductos del volcanismo Jurásico. El cobre y otros elementos habrían derivado del mismo magma que

Estratoligados

El Soldado (modicado de Wilson & Zentilli, 1999) I Vivallo y Henriquez (1998) planteron, en base a una comparación química e isotópica, que los depósitos estratoligados de cobre en rocas volcánicas jurásicas tendrían un origen hidrotermal común con vetas mesotermales de cobre del Jurásico Medio a Superior emplazadas en batolitos Jurásicos de la Cordillera de la Costa de Antofagasta (Minita-Despreciada, Toldo-Velarde, Naguayán-El Desesperado, Julia, Montecristo).

I Estas vetas cupríferas se caracterizan por estar formadas por actinolita, magnetita, calcopirita, pirita, bornita, arsenopirita, turmalina, cuarzo, feldespato potásico y clorita y representarían los conductos hidrotermales más profundos de los sistemas que habrían mineralizado las lavas suprayacentes.

Estratoligados

El Soldado (modicado de Wilson & Zentilli, 1999) I El segundo grupo de depósitos estratoligados de cobre se presenta en rocas volcánicas del Cretácico Inferior que aoran entre la III Región y la Región Metropolitana.

I La mayor parte de ellos se presentan en rocas volcánicas: lavas o brechas de andesita, basalto, riolita, dacita, traquita.

I Las rocas mineralizadas constituyen cuerpos irregulares o estratiformes principalmente en la porción superior de coladas, rellenando vesículas o pequeñas fracturas, matriz de brechas piroclásticas o niveles brechosos de coladas, pero también como diseminación na a media en la masa fundamental de rocas volcánicas.

I Los depósitos mayores son irregulares y corresponden a El Soldado y Lo Aguirre en la zona central de Chile.


Estratoligados: El Soldado El Soldado

I Yacimiento en explotación I Localizado a 100 km al norte de Santiago

I La mineralización está diseminada y en venillas o microvenillas dentro de andesitas, traquitas y tobas constituyendo numerosos cuerpos irregulares separados dentro de un área de 1800 m de largo en sentido N-S y 700 m de ancho

I Existe control estructural de los cuerpos de mena y ellos se orientan paralelos a los sistemas de fallas N-S y N-E.

I Los sulfuros hipógenos corresponden a calcopirita (60 %), bornita (25 %), pirita (10 %), calcosina (5 %)

I La ganga es de calcita, hematita, clorita, epidota, albita, feldespato potásico.

Estratoligados: El Soldado

El Soldado (modicado de Wilson & Zentilli, 1999)

I Existe una zonación de sulfuros hipógenos con núcleos de bornita calcosina hematita rodeados por zonas de calcopirita, calcopitita pirita y halos con pirita externos a los cuerpos de mena.

I La alteración hidrotermal asociada a la mena incluye carbonatación, cloritización, silicicación, albitización.

I Estudios de inclusiones uidas revelan que son altamente salinas de 2 o 3 fases (líquido-vapor y líquido-vapor-sólidos) con un promedio de 34 % NaCl eq., sin evidencias de ebullición.


Estratoligados: Lo Aguirre Lo Agrurre (Saric et al., 2003)

I El yacimiento Lo Aguirre se ubica en las cercanías del túnel Lo Prado al oriente de Santiago y fue explotado por la Compañía Minera Pudahuel, pero actualmente está agotado.

I El cuerpo mineralizado era irregular de 600 m de largo, 200 m de ancho y 150 m de alto (11,1 Mt con 2,14 % Cu; ley de corte 0,8 % Cu), encajado en rocas volcánicas andesíticas de la Formación Veta Negra (AptianoAlbiano) con disposición NS/40°E.

Estratoligados

Lo Aguirre (Saric et al., 2003) I La mineralización hipógena correspondía a una diseminación de calcosina y bornita con halos hacia fuera de bornita calcopirita, calcopirita pirita y pirita.

I Los minerales de ganga incluyen calcita, epidota y cuarzo. La alteración asociada corresponde a hematitización, argilización, cloritización y epidotización.

Bibliografía sugerida I Maksaev, V. Capítulo 18-19-20. http://www.cec.uchile.cl/~vmaksaev/metalogenesis.html Vivallo, W. & Henriquez, F. 1998. Génesis común de los yacimientos estratoligado y vetiformes de cobre del Jurásico Medio a Superior en la Cordillera de la Costa, Región de Antofagasta, Chile. Revista Geológica de Chile, vol. 25(2), pp. 199-228. Saric, N., Kreft, C., Huete, C. 2003. Geología del yacimiento Lo Aguirre, Chile. Revista Geológica de Chile, vol. 30(2), pp. 317-331.

IOCG y estratos ligados

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