9DEPOSITOS ORTOMAGMATICOS

DEPÓSITOS
MAGMÁTICOS
Ni-Cu-Cr-V-Ti-EGP
(Co-Au)
Mena.Pentlandita,Pirrotina,Pirita, Calcopirita, Cromita,
Magnetita Vanadífera, ilmenita
Ganga. Minerales petrogenéticos. Olivino, serpentina,
plagioclasa, orto y clino piroxenos
Gemas Diamantes
Rocas Máficas y Ultramáficas
Resultado de la
inmiscibilidad de un líquido
compuesto por sulfuro-óxido formándose dentro de un
magma silicatado y luego concentrado
Un gran número de factores puede influenciar la
concentración de éste líquido, pero el dominante es el
asentamiento gravitacional
Líquido densidad >4 vs densidad < 3 del magma
silicatado. (Naldrett 1989).
Elementos del grupo VIII metales de transición, Fe,
Co, Ni, Pt, Pd, Rh, Ru, Ir y Os, junto con
Cu y Au se concentran en este líquido inmiscible.
Magnetismo. Electrones
no pareados subcapa d
EGP ó PGE
Asentamiento gravitatorio de los primeros cristales
formados en el fondo de la cámara magmática. Las
rocas se denominan cumulados y se caracterizan a
menudo por presentar una estratificación rítmica.
Las capas alternantes son a menudo de magnetita y/o
cromita entre capas de silicatos.
Mas comunes son los sulfuros de hierro, pero también
se tiene níquel, cobre y platino.
Ej. Sudbury, Canadá.
La mayoría de los minerales magmáticos de mena
contienen 5 constituyentes principales,
Fe, S, O, Ni y Cu
 Pirrotina
Fe1-XS
 Pirita
FeS2
 Pentlandita (Fe, Ni)9 S8
 Milerita
NiS
 Niquelina
NiAs
 Calcopirita CuFeS2
 Cobaltita
(Co,Fe)AsS
 Cromita
(MgFe)O Cr2O3
 Magnetita FeO Fe2O3
Clark (T. Febrel)
Fe
(%)
Cr
(g/t)
Ti
(%)
Ni
(g/t)
Co
(g/t)
Cu
(g/t)
Pt
(g/t)
Capa
Sialica
3.3
2-6
0.5-1
6
8
16
-
Capa
Basáltica
9.1
300
2-3
100
50
38
Poco
3.000
0.2 –
0.5
3001.000
237
149
0.2
Capa
6.3
Peridotítica
El S tiene solubilidad muy limitada en magmas
silicatados, la que disminuye con la caída de la Tº, si hay
mucho S, el enfriamiento del magma originará la
separación del S en un líquido inmiscible
Rocas
 Noritas, piroxenitas (Complejo estratificado
de Bushveld. CIB)
 Anortositas
 Peridotitas
 Carbonatitas (asociadas con rocas ígneas
alcalinas- ijolitas)
 Kimberlitas-lamproitas
 Gabros
 Komatiitas
Depósitos de cromita
 Usos. Acero inoxidable-refractarios-químicos
 Sur Africa- Rusia-Albania-Turquia-Filipinas, India
75% del cromo en SurAfrica
23% en Zimbabwe.
Estratiforme
Podiforme
(Precámbricas Intracratónicas) (Dorsales oceánicas)
 CI Bushveld CIB
 Gran Dique Zimbabwe
Turquía,Filipinas,
Cuba (Moa), Albania, Rusia
Depósitos ricos en cromita
Complejos ígneos
estratificados
Ambiente tectónico estable
 Puntos calientes del manto
Intrusiones máficas de
tipo alpino (podiformes)
• Centros de expansión, zonas
de falla
• Paleozoicos o mas jóvenes
 Precámbrico > 2.500 m.a.
a Paleozoico inferior
 Forma de sartén o cono cerrado • Intrusiones pequeñas,
 Estratificación perfecta y continua lenticulares, alargadas
 Composición peridotítica
• Estratificadas
• Composición ultramáfica
 Ausencia de serpentinización
(MgO ↑) (Al2O3↓)
• Serpentinización
Estratiformes
Capas de cromita.
 mm - 1 m, continuidad de
decenas de km.
 Cromita es generalmente rica
en Fe, Gran Dique de
Zimbawe, rico en Cr
 Tamaño. Mas de 5 Mt. En
conjunto contienen mas del
98% del cromo a nivel
mundial (> 30.000 Mt)
Podiformes
• Irregulares,
lenticulares
• Ricos en cromita en
peridotitas alpinas o
complejos ofiolíticos,
en
cinturones
orogénicos.
Ambiente Tectónico
Cromita
Podiforme
Cromita Estratiforme
Complejos ígneos Estratificados
Cuerpos tabulares
emplazados como
intrusiones en silos,
bandeamiento ígneo es
concordante con el piso.
Intrusiones en forma de
embudo,
Bandeamiento ígneo con
buzamiento bajo ~ sinclinal.
Complejo StillWater
Kemi
Bird River
Complejo de Bushveld
Gran dique de Zimbawe
Muskox
Morfología
CIB. Génesis
Diferenciación
magmática
y
asentamiento
gravitatorio a gran escala (en rifts abortados).
Precipitación de cromita por cambios en fugacidad
de oxigeno (Cameron & Desborough, 1969).
Cameron (1980) variación en la presión ppal
control en la formación de capas de cromita
Las capas de platino infrayacen las capas de
anortosita (Pg Ca) < densidad que la del magma,
los cristales flotan en la parte superior de la cámara.
Pt, Ni, Cu que no se acomodaron en la estructura
de los silicatos son atrapados Pg Ca
Localización
El complejo ígneo estratificado de Bushveld, es la intrusión máfica mas grande
del mundo.
Posee mas del 75% de las reservas mundiales de cromo.
En la zona crítica, hay alrededor de 14 capas de cromitita.
Están subdivididas en 3 grupos denominados:
Lower Group (LG1…. LG7)
Middle Group (MG1…..MG4)
Upper Group (UG1……UG3)
La capa LG6 de cromita es la mas importante en términos de producción y
reservas.
Puede ser trazada por mas de 160 km en la porción este y Oeste del Complejo
Complejo Ígneo estratificado de Bushveld
N Johannesburgo.
Lacolito
450 km (E-W)
240 km (N-S)
95.000 km2
Corte geológico del C.I.B.
Cr
Fe V PGE
• Superior granitos de
Bushveld
• Inferior
máfico/ultramáfico
(intrusivos en forma de
silos)
• Intruye la fm. Transvaal
(PЄ)
• 3 grandes cámaras
magmáticas, segmentos
oriental, occidental y
norte.
Bandeamiento
Techo: recubierto por granitos (Mas jóvenes)
Zona 1/2: Gradación a Gabro ocasionalmente Diorita
Base: Peridotitas, dunitas, anortositas
Los cuerpos de mena son capas simples de cromita
separadas por roca ultramáfica con cromita diseminada.
Platino asociado con cromita, los sulfuros pirrotina y
pentlandita son intersticiales respecto a los óxidos y silicatos
Sector occidental
 Cuerpos de mena LG3-LG4.
 Longitud 63 km- Espesor 50 cm
 la zona de cromita son 29 capas en grupos de
capas
 Tenores de cromita ==> 50% Cr2O3
 Encima está el Reef Merensky (platino)
 Encima de la parte básica están las capas con
vanadio y magnetita.
División zonal
 Superior. Gabroíca ==> Diorítica (fuente de hierro)
Principal. Gabroíca
 Crítica. Alternancia de Harzburgita, piroxenita, dunita,
gabro, anortosita y norita, con intercalación de bandas de
cromita (25-50%).
 Sobre las noritas PGE de la banda de cromita UG-2 y el Reef
Merensky (0.5-1.5 m y 10-30 g/t Pt) -120 km.
 Inferior o basal.(capas alternas de broncita, dunita y
harzburgita, sin capas de cromita)
Columna
Litológica
CIB
Magnetita y titanomagnetita
12-20 %Ti. 2.000 Mt.
Dificultad para separar
magnetita de ilmenita
Minerales
económicos
0.5-1.5 m
10-30 g/t Pt
Met. Preciosos
6 g/t Au
120 km
9000 m
Subzona C
Diorita olivino. Diorita anortosita. Capas de Magnetita
Subzona B
Gabro Magnetita, troctolita, gabro olivino, capas de
magnetita
Subzona A
Gabro magnetita, piroxenita feldespática, capas de
magnetita
Subzona C
Gabronorita, norita, gabro
Subzona B
Gabronorita, norita
Subzona A
Norita, anortosita, piroxenita
Zona Superior
6000 m
Zona Principal
3000 m
Zona Crítica
Subzona Superior
Norita, anortosita, cromitita, banco Merensky
Subzona Inferior
Piroxenita, harzburgita, cromitita. Steel poort
Broncita Superior
Broncitita
Subzona Harzburgita
Zona Inferior
Subzona inferior broncita
Subzona basal
Zona
Marginal
Harzburgita, dunita
Broncitita
Broncitita feldespática, harzburgita
Norita
Om
Subdivisión informal del Complejo Bushveld. (tomado de Vermaak y
von Gruenewaldt, 1981, en Evans 1993)
Especificaciones comerciales
Cromita metalúrgica
 46% Cr2O3
 Cr:Fe > 2
 SiO2 máximo 8%
 P y S < 1%
Cromita uso químico
 40-46 % Cr2O3
 < 14% Fe2O3
 < 5% SiO2
 Cr:Fe 1.5 – 2 a 1
•
•
•
•
•
•
Cromita refractaria
> 31% Cr2 O3
< 6% SiO2
Cao < 1%
Cr2 O3 + Al2O > 58 %
Máximo 12% Fe
Mínimo 20% Al2 O3
Elementos del Grupo del Platino
 3 capas.
Platreef - Merensky Reef - UG2
 Merensky reef (Sector Este y Oeste). Cerca al tope de la zona
crítica.
 Composición piroxenítica (Piroxenita porfirítica, piroxenita
pegmatítica y cordones de cromitita.
 Platino y paladio
Génesis
 Diferenciación por asentamiento gravitacional
 Introducción de un pulso de magma
 Cousins (1969). Pulso separado de magma
 Campbell et. al. (1983) Diferencia de Tº entre el nuevo pulso y el
magma fraccionado 50-100ºC  Pluma turbulenta en la cámara
magmática  Capa hibrida  licuación de líquido sulfuroso,
nucleación de silicatos.







 CLASES DE YACIMIENTOS
Pt, Pd, Ru, Rh, Ir, Os
 Complejos ígneos
estratificados. Bushveld,
Aleaciones naturales (Con
Stillwater (USA), Gran dique
~90% de Pt con cantidades de
de Zimbawe
los otros 5 metales) y
 Complejos Zonados. Tulameen
osmiridium (osmio e iridio) y
(USA), Urales, Condoto
como compuestos químicos.
(Colombia)
 Intrusiones aisladas. Sudbury
Sperrilita
PtAs2
(Canadá), Noril´sk y Pechenga
Cooperita Pt(AsS)2
(Rusia)
EstibioPaladina SbPd3
 Ofiolitas. Islas Shetland,
Grecia, Turquía y Filipinas
Bragita
(PdPtNi)S
 Depósitos de placer. Montes
Laurita
RuS2
Urales, Colombia, Alaska
 Platreef
Reef Merensky
Cromitita. UG2
(Cooperita
y
Sperrilita)
(Sulfuros (Py, Po, Pen), arseniuros y
teleruros)
(Cooperita
y
bragita)
Pt en rocas básicas diseminado==> bajo tenor y se aprovecha
como subproducto en explotaciones de Cu y Ni.

Reef Merensky UG2
PGE
Tenor (g/t) Tenor (g/t)
Platino
4.82
3.22
Paladio
2.04
3.24
Rutenio
0.66
0.87
Rodio
0.24
0.54
Iridio
0.08
0.27
Osmio
------80% Pt Mundial
Gran Dique de Zimbabwe
Masa alargada de rocas básicas y
ultrabásicas.
Cratón de Zimbabwe
Proterozoico temprano 2.470 m.a.
Longitud ~ 500 km
Ancho max. 11 km
4 intrusiones lopolíticas en una
estructura tipo graben
Cromita (5-100 cm) en Harzburgitas y
EGP en Piroxenita pegmatoide
Braggita (Pt, Pd,Ni)S,
Cooperita (PtS)
Asbesto
Cpy-Pn-Po-Py
Cromita. Gran Dique de Zimbawbe
Depósitos Podiformes
• Probablemente en el manto
• Ambientes tectónicos inestables
• Ofiolitas (Cordilleras mesooceánicas o cuencas
retro arco)
• Peridotita y gabro.(Harzburgita y Lerzolita)
• Estratificación incipiente (asentamiento de
cristales)
• La mayoría Paleozoicos. Muchos Mesozoicos
Urales, Albania, Filipinas, Turquía.
Cuba(Moa), Grecia, Nueva Caledonia,
Yugoslavia , Colombia (Medellín)
Normalmente asociadas con olivino
Sub productos no son característicos
PGE, se encuentran pero en poca cantidad
Algunas veces magnesita, asbesto, talco
Ofiolitas
SMV
Chipre
Discontinuidad sísmica
Cromita
Cromita en Colombia
Existen tres fajas de rocas ultramáficas en Colombia
pero solamente en dos, se conocen ocurrencias de
cromita: en las tectonitas y dunitas de Medellín y
serpentinitas de Parashí Guajira.
Cromitas de Medellín
Están situadas en la localidad de Santa Helena,
encajadas dentro de rocas ultramáficas con diversos
grados de serpentinización.
Depósitos de tipo podiforme, se encuentran
dispersos y son de pequeñas dimensiones,
consisten en cuerpos lenticulares, bolsas de
forma irregular y cuerpos toscamente
tabulares.
Las únicas reservas identificadas en el país han
sido las de Santa Helena que en 1975 ascendían
a 2000 toneladas probadas, el cromo que se
consume
actualmente
proviene
de
importaciones.
Depósitos de sulfuros de Níquel
Extraído de 2 tipos de menas:
• Sulfuros de Níquel Silicatos de Níquel (Lateritas)
• Recuperación de Cu, EGP, Au
• Acero inoxidable y baterías, pigmentos, insecticidas, tintes
Producción mundial
• 40% asociados a rocas básicas (Sudbury Canadá y
Rusia)
• 11% Australia rocas ultrabásicas (Dunitas Peridotitas)
• 49% Depósitos residuales (Nueva Caledonia, Cuba,
Indonesia,, Brasil)
Clase de cuerpo
Ejemplo de depósitos asociados
A. Cuerpos sinvolcánicos
1. Suites Komatiiticas
a. Flujos de lava
Kambalda, Australia
b. Silos estratificados
Madziwa, Zimbabwe
c. Lentes de dunita peridotita
Agnew, Australia
d. Tipos inciertos
Cinturón Thompson, Manitota
2. Suites Toleiticas
a. Intrusiones estratificadas sinvolcánicas
Pechenga, Rusia
b. Cuerpos anortosíticos
No conocidos
3. Asociación no documentada
a. Intrusiones estratiformes
Montcalm, Notario
b. Terreno retrabajados tectónicamente
B. Intrusiones en áreas cratónicas
1.
Intrusiones
relacionadas
a
inundación
basaltos
Selebi-Phikwe, Bostwana
de
Complejo Duluth, Canada, Norils´k,
Rusia
2. Grandes complejos estratificados sin relación
documentada a basaltos de inundación
a. Laminados
I Con estratificación repetitiva
II Sin repetición de capas
b. En forma de Dique
3. Intrusiones ultramáficas alcalinas
Complejo Bushveld, Sur Africa
Sudbury, Ontario
Gran Dique de Zoimbabwe
Räna, Noruega
Tabla 12. Clasificación de depósitos de Níquel en rocas máficas y ultramáficas (Tomado de Edwards y Atkinson, 1985)
Clasificación de depósitos de Níquel según
Ross y Travis (1981)
•
Clase Dunita Peridotita
– Asociación dunita intrusiva
– Asociación peridotita volcánica
•
Clase gabroide
–
–
–
–
Complejos intrusivos máficos y ultramáficos
Grandes intrusiones estratificadas
Sudbury
Otras categorías
Sulfuros de níquel en la asociación Dunita Peridotita
•
Distribuidos irregularmente en cinturones de rocas verdes Arcaicos.
Divididos en
Asociaciones de Peridotita Volcánica
Pequeños (1X106 – 5 X 106 Toneladas)
Tenor alto (1.5 – 3.5 % Ni)
Sulfuros con (10-15% Ni) y 0.5- 1.5% Cu
En Australia los sulfuros contienen Au y PGE
Asociaciones de Dunita intrusiva
Tamaño mediano con tenores altos y bajos
Ej. Agnew (Australia) 45X 10 6 toneladas con 2.05 % Ni y 0.01 % Cu
Grandes con menas diseminadas de bajo tenor
Ej. Monte Keith (Australia) 290 X 10 6 toneladas y 0.60 % Ni
Forma y petrología de los cinturones de rocas verdes
 Cinturones de rocas verdes son lineales, forma irregular, sinformes y
supracrustales.
 Ancho 5 – 250 km Largo varios cientos de km
 Rocas volcánicas máficas almohadilladas
 Algunas veces con lavas ultramáficas (Komatiitas) en la parte inferior
 Cinturones de rocas verdes siempre ocurren como enclaves en un
terreno granítico mas ancho
Asociaciones
Peridotita Volcánica
•
Dunita Intrusiva
En cuerpos lenticulares de tamaño
•Depósitos están dentro de flujos, con
variable
espesor hasta de 100 m.
• En el cinturón de níquel de Manitoba
•Las lavas ultramáficas son komatiitas
(Canadá) y el cinturón Norseman(lavas ricas en Mg)
Wiluna en Australia los lentes de
(dunita-peridotita y piroxenita-basalto).
dunita están confinados a zonas de
lineamiento tectónico.
Textura spinifex en la parte alta del
flujo.
• Composición, olivino y sus productos
de alteración.
Los sulfuros de níquel tienden a
concentrarse cerca de la parte basal • Los lentes de dunita son intrusivos en
del primer flujo dentro de la secuencia
metasedimentos o rocas félsicas
ultramáfica
volcánicas.
• Se
cree
son
los conductos
alimentadores
del
volcanismo
komatiitico suprayacente
Mineralogía
Peridotita Volcánica
Dunita Intrusiva
Pentlandita ((Fe, Ni)9 S8
Mineralización diseminada
En Australia se tiene:
Pirrotina
Pentlandita
Pirita
Calcopirita
Magnetita y
Ferrocromita
Pirrotita y pentlandita con
poca magnetita, cromita,
calcopirita y pirita y sulfuros de
cobalto. (hasta 0.3% de Ni)
Normalmente > 90% de la mena
esta en la parte inferior de los
lentes (masiva)
Ganga olivino y sus productos
de alteración
Geoquímica
• Toleitas > 1% TiO2
• Komatiitas < 1% TiO2
• Komatiitas > 40% MgO tienen la mayor probabilidad de
contener sulfuros de Níquel
(Naldrett y Arndt, 1976)
• Cu y Ni han sido importantes para definir áreas de exploración
en análisis de suelos
• Problema. Diferenciar metales base derivados de sulfuros en
rocas gabroicas del Ni y Cu asociados a silicatos en rocas
ultrabásicas estériles.
Geofisica
• Las menas de Ni son
densas, conductivas y
comúnmente magnéticas
• Métodos magnéticos y
electromagnéticos.
• Baratos, contraste
físico, profundidad