LOS SISTEMAS PORFIRICOS DE LOS ANDES DE PERU Y CHILE
Francisco Camus Geólogo Consultor “Honorary SEG Lecturer” VI Congreso Internacional de Prospectores y Exploradores, PROEXPLO,
1909
UBICACIÓN DE LOS PCDs ANDINOS
1970
El Teniente,Chile Operaciones: 1905-2008 Producción total : 19,10 Mt de Cu fino
SISTEMAS PORFIRICOS EN EL CORDON CIRCUMPACIFICO (RECURSOS+PRODUCCION)
49 205 18
16
29
528 La Franja Andina
Mt Cu fino
CARACTERISTICAS GEOLOGICAS DE LOS SISTEMAS PORFIRICOS DE LOS ANDES •Ocurren en cinco franjas metalogénicas •Dentro de ellas, los depósitos ocurren en “clusters” •Se pueden clasificar como PCDs de Cu; Cu-Mo y Cu-Au •Presentan fuerte control estructural •Intrusivos emplazados en forma sintectónica Quebrada Turquesa deposit
El Salvador, Chile Producción total, 1959-2008, 4,3 Mt Cu fino
Damiana exotic deposit
Presencia de yacimientos gigantes y en forma de “clusters” con concentraciones de hasta 100 Mt de Cu fino Radomiro Tomic
Chuquicamata
Mina Sur MM Quetena Genoveva
Toki
Opache
CALAMA
A
FUERTE CONTROL ESTRUCTURAL
B
N 5500
N 5000
Falla Americana N 4500
N 4000
3600N N 3500
N 3000
N 3000
WF
N 2500
N 2500 50 0 Meters
500 Meters
ALTERATIO N
DOMINANT SULFIDE CHLORITIC
OXIDIZED
CHALCO PYRITE- BORNIT E
WEAKQUARTZ-SERICITE
OXIDIZED
OXIDE - Cu
CHALCO PYRITE
QUARTZ- SERICITE
FAULT VEIN
CHALCOCITE
LOW SU LF IDE (C halcopyri te)
SERICITE O VER POTASSIC
FAULT
CHALCOCITE-COVELLITE
LOW SU LF IDE
POTASSIC
STOCKWO RKZONE
COVELLITE
ENARGI TE
SIL ICIFICATION
INTRUSIVOS EMPLAZADOS EN FORMA SINTECTONICA
W
E
Depósito Potrerillos
+ +
+ + + + + + + + + +
+ +
+
++ +
+ +
+
+
+ +
Cuñas estructurales de rocas porfídicas y córneas
Formación Asientos
++
Pórfido Cobre Rocas Córneas
0
200
400 m
EMPLAZAMIENTO SINTECTONICO DE INTRUSIVOS
Falla Michiquill ay
Yacimientos Michiquillay y El Galeno, Franja de Cajamarca, Perú
CARACTERISTICAS DE LOS COMPLEJOS INTRUSIVOS • • • •
Forman cuerpos epizonales, subvolcanicos, sill y stocks Morfologías y tamaños variables Fases pre-minerales intermedias a fases intra-mineral más félsicas con alto contenidos en SiO2 y K2O Rocas calco-alcalinas, metaluminosas, altamente oxidadas, tipo “I” de la serie de magnetita
• Tienen textura porfírica y casi siempre contienen •
anfíbola+biotita+plagioclasa +magnetita±cuarzo±feldespato-K Profundidad de emplazamiento: 1.5 a 2.5 km
• Area ocupada por complejo: 2 to 200 km2, promedio = 26 km2 • Area ocupada por la alteración-mineralización: 0.5 a 4 km2, promedio = 2 km2
EVOLUCION GEOLOGICA DEL DISTRITO CHUQUICAMATA F.Oeste
#
R.T.
38.5± 0.4 42.3± 0.2 Chuquic ama ta 34- 33
#
38.0± 0.4 Chu qu ic a m at a
F.Mesabi
Mina Sur
39.1± 0.4
MM C.Norte
34- 32 MM C.Central
Intrusivos IntrusivosTerciarios Terciarios Diori tataLos cos Diori LosPiPi cos Gra nono dio rita tena Gra dio ritaAn An tena
36.0± 1.2 Genovev a
37.5± 1.4 Toki
Gra nono dio rita Gra dio ritaFiesta Fiesta Pór fido ananL L ore nzo Pór fidoSS ore nzo Pór fido uqu i i Pór fidoCh Ch uqu
Opache 37.9± 0.2
Cal am a
VOLCANISMO VS EMPLAZAMIENTO DE PORFIDOS Deposit
Cretácico Superior 98
TOQUEPALA - CUAJONE QUELLAVECO cluster COLLAHUASI cluster
65
Paleoceno 60
Eoceno 55
45
Oligoceno 34
30
Grupo Toquepala (75-59 Ma) 58-52 Ma
Formación Cerro Empexa (72-63 Ma) 34-31 Ma
CHUQUICAMATA EL ABRA cluster
Formación Cerro Empexa (72-63 Ma) Formación Icanche (53-45 Ma) 39-30 Ma
LA ESCONDIDA cluster
Formación Cerro Empexa (72-63 Ma) 38-37 Ma
EL SALVADOR cluster
RIO BLANCO/LOS BRONCES EL TENIENTE
Caldera El Salvador y Domos Indio Muerto (63-56 Ma)
44-41 Ma
24
ALTERACION - MINERALIZACION Procesos hipógenos (44-31; 24-12; 12-4 Ma)
• Tardimagmático - Brechización
• Hidrotermal temprano (transicional)
• Hidrotermal principal - Brechización
• Hidrotermal tardío Pórfido Cu-Mo Ujina , Norte de Chile
EVOLUCIÓN DE LOS PROCESOS DE ALTERACIÓN Y MINERALIZACIÓN 18 km
ADVANCED ARGILLIC ALTERATION
5º
(
L I T H O C AP ) qtz-Alun-pyr /Py-enartenn-cov-cc)
4º
3º
2º
4 km PROPYLITIC (Cl-Ep-Ca-Py)
High Tº C ( Alb-ActMg) Roots of systems
Early (Transitional) hydrothermal stage “B” and “C” veins Intermediate argillic
Late magmatic K-fd, biotite, Sodic – Anhydrite Calcic (Potassic) Alteration y na (actinolite, it o u magnetite, ol Ev Ilmenite, sphene)
Main hydrothermal “D” veins (Quartzsericite)
Ser-qtz w/ Py
Ser-Cl-Bio w/ Mo-Py - Cpy
PROPYLITIC
1º
Early
(Cl-Ep-Ca-Py)
nd tre
0,5
Development of Sulfidization and Acidity Bio-K-Fd- Anhy w/ Cpy-Bn
to
1,00 Ma
Late
Porphyry systems with Intermediate to low Sulfidization
ETAPA DE ALTERACIONMINERALIZACION TARDIMAGMATICA • Vetillas EB. Biotita y proporciones variables de
albita, K-feldspar, clorita, actinolita, anhidrita y sericita verde. Pueden tener halos de biotita o albita.
El Salvador
R.Tomic
ETAPA DE ALTERACION-MINERALIZACION TARDIMAGMATICA • Vetillas de cuarzo tipo A.
Son irregulares, discontinuas, agusanadas, con calcopirita, bornita, magnetita y anhidrita. Se asocian con alteración K. No presentan halos de alteración significativos.
Toki
Relincho
ETAPA DE ALTERACION MINERALIZACION TRANSICIONAL • Vetas de cuarzo “B”. Paredes rectas, continuas, laminadas, grises, centimétricas, comunmente con moly ± cpy ± bn, ± mgtt, ± anhy. Sericita puede estar presente al igual que turmalina.
ETAPA DE ALTERACION MINERALIZACION TRANSICIONAL • Vetillas “C “. “ Menor cuarzo, sericita verde,
biotita, anhidrita, calcopirita, pirita, con menor moly y mgtt. Los halos contienen K-feldspar, sericita verde y biotita o clorita.
Mocha
Mocha
ETAPA HIDROTERMAL PRINCIPAL DE ALTERACION - MINERALIZACION • Vetillas tipo “D”. Cuarzo ± pirita, calcopirita, ± anhidrita, ± esfalerita, ± galena. Se asocia con asociación de alteración de cuarzosericita-clorita. Fuertes halos de sericita.
El Salvador
El Salvador
ETAPA HIDROTERMAL TARDIA DE ALTERACION - MINERALIZACION • Vetas masivas y brecha hidrotermal rellenas o cementadas por pirita, enargita, tenantita/tetraedrita, calcosina, covelina, alunita. Se asocian a la alteración argílica avanzada.
Rosario, Collahuasi
M&M, Chuquicamata
N W
69°33' E
S
Cº. PELADO CAMPAMENTO ANTIGUO
ZONACION DE SULFUROS EN EL SALVADOR
QUEBRADA M Z-295 SECTOR "O" Cº INDIO MUERTO 26°15'
QUEBRADA TURQUESA
Pirita QUEBRADA GRANITO
Calcopirita - Pirita Calcopirita - Bornita
1000m
Trazas de Sulfuros
IMPORTANTES PROCESOS DE BRECHIZACION Gaby deposit
Brecha Magmático hidrotermal
Cuerpos de brechas irregulares con fragmentos polimícticos, principalmente de granodiorita en una matriz de biotita-cuarzo
Gaby deposit
RIO BLANCO-LOS BRONCES, CHILE CENTRAL +
V V V
6334000
+ + +
V
V
+ +
+
+ + +
V
V
+ V
V
+
+
+
+ V
Sector Río Blanco
V
V
Sector Los Bronces
+
V
Don Luis
V
+
V
+
+ V
+
Brecha Infiernillo
+ + + San Enrique + +
+
+
+
+
+
+
V
+
+
+
V
V
+
V
V V
V
+ +
V
V
V
+
+ +
V
+
+
+
V
+ V
V
Sur - Sur
V
+
V 6330000
+
+
V
+ +
V
+
+
+
+
+
+
+
+
+ +
+
+
+
+
+
Chimenea Riolítica
+
Brecha Donoso
V
+
V
V
+
+
+
+
+
0
V 500 m
Escala
V
+
V
La Americana V V
Río Blanco
Los Bronces
IMPORTANTES PROCESOS DE BRECHIZACION BRECHA FREATOMAGMATICA
Braden Pipe El Teniente
DURACION DE LOS PROCESOS DE ALTERACION Y MINERALIZACION 1. Compilaciones recientes apuntan a que los procesos de alteración y mineralización tendrían períodos de duración que van desde 1,2 a 2,2 Ma (Sillitoe y Perelló, 2005).
2. El Teniente Eventos intrusivos: 6,46 a 5,28 Ma (U-Pb; Ar-Ar) Etapas de alteración y mineralización tardimagmática e hidrotermal principal :6,3; 5,6; 5,01-4,96; 4,89-4,78 Ma (ReOs) Braden pipe: 4,82±0,09 Ma (U-Pb) a 4,81-4,37 Ma (Ar-Ar) en sericita (Maksaev et al., 2004)
CAMBIOS CLIMATICOS Y DESARROLLO DE PROCESOS SUPERGENOS MODIFICACIONES SUPERGENAS EN EL NORTE DE CHILE Y SUR DEL PERU (42-3 Ma)
• Alzamiento rápido y exhumación seguida por alzamientos • •
mínimo prolongado y desicación debido a cambios en las condiciones climáticas. Perfiles de enriquecimiento supergénicos de alta ley han elevado las leyes primarias en estos depósitos. Migration lateral de soluciones han desarrollados mineralización exótica.
MODIFICACIONES SUPERGENAS Migración lateral
Recubrimiento lixiviado
Manto de enriquecimiento secundario
After Sillitoe and McKee, 1996
AREQUIPA 1
3
MODIFICACIONES
K-QS 2
3 4
2 K-QS
N
SUPERGENAS
ARICA 5
QS
6
Distribución de sistemas
7
8 IQUIQUE
10
9
porfíricos y depósitos
2 14
11
13 12
15
exóticos mostrando la
K K-QS
K
16 TOCOPILLA
K
4
17 18 19 21
20 22
23
K
27
25
K
1
3
4
predominantemente con
Cu Ox Cu S
K
Lc Cu Ox / Cu S
29 30 32
K
31
QS
1
Lc
Lc
36 35 38
3
37 39
oxidación,
Alteración Po tásica Alteración Cu arzo - sericita Litocap a
enriquecimiento
Pórfido de Cu (en ope ración)
33
34
CHA ÑA RA L
2
<<< < < Erosión > > >>> 26
28 ANTOFAGAS TA
locación de zonas
CALAMA
3
24
K-QS
Pórfido de Cu (en exploración ) Dep ósito Exótico
K-QS
secundario y mixtas
200 km
COPIA PO
FIG. 47
MODIFICACIONES SUPERGENAS Recubrimiento lixiviado Cuajone, Peru
Formación Huaylillas (25-18 Ma)
Recubrimiento hematítico (19-14 Ma)
MODIFICACIONES SUPERGENAS Chuquicamata E
W
3000 m.
2500 m.
0
100
200m
2000 m.
Zona Lixiviada (Hem-JarGoeth) ( 0,00-0,10% Cu) Zona de Oxidos: antleritabrochantita- atacamita (1,5% Cu) Zona Primaria Falla Oeste (FW) Granodiorita "Fortuna"
Granodiorita "Elena"
Subzona Calcosina (2,5% Cu) Subzona calcosina-covelina (1,8% Cu) Subzona covelina (1,0-1,5% Cu)
Zona de Enriquecimiento Secundario
Oxidación y enriquecimiento secundario
MODIFICACIONES SUPERGENAS CHUQUICAMATA, CHILE
Zona de Oxidación con Fracturas rellenas con brochantita en el pórfido Chuqui y en vetas de qtz “A” con hematita según calcosina
MODIFICACIONES SUPERGENAS
Zona de enriquecimiento de calcosina y Recubrimiento hematítico.
Zaldívar
Zona de enriquecimiento de calcosina Zaldívar
MODIFICACIONES SUPERGENAS Migración lateral Quebrada Turquesa
El Salvador, Chile
Damiana C° Pelado Quebrada M
Rango de edades de modificaciones supérgenas (35 – 11 Ma)
MODIFICACIONES SUPERGENAS Migración Lateral
Mina Sur, distrito Chuquicamata
Mineralización exótica en basamento y gravas
Marco tectonomagmático de los sistemas porfíricos de los Andes Evolución geológica andina
• Ciclo tectónico del Paleozoico Inferior (Famatinian) – Cámbrico a Devonico tardío
• Ciclo tectónico del Paleozoico Superior (Gondwana) Carbonífero temprano a Triásico medio
• Ciclo tectónico Andino - Triásico Superior al
Reciente
Ciclo Tectónico Andino (Triásico superior - Reciente) Magmatic arc and basin
MARIANA TYPE
Tectónica Extensional Triásico superior – Cretácico inferior Depósitos estratoligados de cobre
CHILE TYPE
MAGMATIC ARC
Depósitos IOCG
Calc-alkaline
andesites
ate Young pl
Mantle
Accretionary prism
Crust Ben
ioff
zone
Depósitos de Pórfidos de cobre
Tectónica Contraccional Cretácico superior a Reciente
20º
Cuenca de Tarapaca
30º
Cuenca marginal "abortada" de Chile Central Plataforma de Aconcagua
Sistemas de arco y cuenca tras-arco del Jurásico – Cretácico Inferior Andes de Chile -Argentina
Cuenca de Neuquén LEYENDA
40º
Arco magmático
Cuenca Río Mayo
Cuenca de tras-arco ensiálica Plataforma sedimentaria
50º
Relleno volcánico del Cretácico inferior de la cuenca marginal "abortada" de Chile Central Corteza oceánica de la cuenca marginal de Magallanes del Cretácico inferior
(Tomado de Mpodozis y Ramos, 1990)
Basement
+
Quebrada Vaquillas Modelo de Evolución estructural SHORTENING
Basement
CONTRACTION
_ Basement
EXTENSION
Basement
Modelo de Evolución Tectónica y Emplazamiento de PCDS 3. Emplazamiento de PCDs
2. Contracción
1. Extensión
(Gentileza de J. Skarmeta)
36
96
52
Desarrollo de importantes DOMEYKO CORDILLERA Sistemas de fallas Como resultado de la deformación contraccional (Zona de Falla Domeyko) SALAR DE ATACAMA
SALAR PUNTA NEGRA
N
SIERRA ARGOMEDO
SIERRA EXPLORADORA
SALAR DE PEDERNALES
100 km
17 36 Mt fine Cu
FRANJAS DE PORFIDOS DE COBRE Ciclo Andino 1. Cretácico (104-98 Ma) Chile 2. Paleoceno-Eoceno inferior (6550 Ma) Chile-Perú 3. Eoceno superior-Oligoceno (44-31 Ma) Chile-Perú 4. Oligoceno Superior-Mioceno Medio (23-10 Ma) Chile-Perú 5. Mioceno-Plioceno inferior (104 Ma) Chile
(Figuras modificadas de Camus, 2003 y Sillitoe y Perelló, 2005)
Gentileza AURUM Consultores
FACTORES PARA LA FORMACIÓN DE PORFIDOS DE COBRE EN LOS ANDES (I) Los PCDs se forman generalmente a lo largo de márgenes continentales activos que han tenido una historia de subducción continua En los Andes, la tectónica contraccional dominante produjo acortamiento E-W a lo largo de fallas invertidas de alto ángulo (~90 Ma)
Cambios en el espesor estratigráfico a lo largo de fallas invertidas de
alto ángulo indica inversión de fallas extensionales pre-existentes (Triásico y Jurásico superior-Cretácico inferior; Mioceno)
La presencia de fallas de rumbo o de desplazamiento oblicuo parece ser mínimo
FACTORES PARA LA FORMACIÓN DE PORFIDOS DE COBRE EN LOS ANDES (II) Los movimientos de la placa de Nazca durante el Terciario indican una historia de subducción consistente con la dirección N70°E
La evolución tectonomagmática ha estado marcada por la migración hacia el este del magmatismo, volcanismo y plutonismo
La migración, se asocia a un régimen compresional tipo
“Chileno” de ángulo de subducción moderado, que se correlaciona con aumentos en las tasas de convergencia
FACTORES PARA LA FORMACIÓN DE PORFIDOS DE COBRE EN LOS ANDES (III)
Los períodos de aumento en la tasa de convergencia
coinciden con los eventos de deformación más fuertes que a su vez pueden correlacionarse el desarrollo temporal de las fajas de PCDs
El alzamiento, acortamiento y engrosamiento cortical, a nivel regional, se produjo como consecuencia de la deformación contraccional y, en forma sincrónica, con la formación de los yacimientos
FACTORES PARA LA FORMACIÓN DE PORFIDOS DE COBRE EN LOS ANDES (IV)
El resultado final de los eventos de deformación
son una serie de sistemas de fallas en echelon, de rumbo N a NW/NE que controlan el emplazamiento de los PCDs
Las intrusiones porfíricas se localizan en las
zonas de acomodación entre los segmentos de cuencas invertidas
FACTORES PARA LA FORMACIÓN DE PORFIDOS DE COBRE EN LOS ANDES (V)
La intrusiones graníticas y porfíricas parecen haberse
emplazado en forma sintectónica como sills y cuerpos tabulares a lo largo de las pendientes de las fallas invertidas
No se han identificado rocas volcánicas que sean contemporaneas con los intrusivos relacionados con los PCDs
FACTORES PARA LA FORMACIÓN DE PORFIDOS DE COBRE EN LOS ANDES (VII)
Tasas dramáticas de alzamiento (~3km/Ma),
erosión sin-orogénica, exhumación y cambios climáticos, producen el ambiente ideal para los procesos de oxidación y enriquecimiento secundario
FIN
