presentacion Depositos_tipo_skarn[1]

Skarns y depósitos tipo
skarn
Black limestone cut by green garnet veins with pyroxene ± wollastonite envelopes - Antamina, Peru
http://www.wsu.edu:8080/~meinert/skarnHP.html
Definición de Skarn
Es una vieja palabra de la minería sueca que se refiere a una ganga de
silicatos (anfíboles, piroxenos, granates, etc.) de ciertos depósitos de
hierro y sulfuros de edad Arcaica, particularmente aquellos que han
reemplazado calizas y dolomitas con introducción de grandes
cantidades de Si, Al, Fe y Mg
Algunos la usan como sinónimo de tactita.
No implica presencia o ausencia de mineralización
Si hay mineralización = Depósito de tipo skarn
SKARN
• Roca granular consistente en silicatos de Ca
(e.g., granate, piroxeno, anfíbol); no implica
presencia o ausencia de mineralización
Se refiere a una asociación de silicatos de calcio y
metales asociados, cuyo origen es el resultado de
procesos que involucran un reemplazamiento
metasomático e hidrotermal, también llamados
pirometasomáticos, relacionados en tiempo y espacio
al enfriamiento de cuerpos ígneos ácidos a
intermedios, y a la acción de las emanaciones
magmáticas que reaccionan con la roca de caja
carbonatada.
Características generales
Formados por metamorfismo regional o de contacto
por procesos metasomaticos que involucran fluidos
magmaticos, metamorficos, meteoricosy/o marinos
(?)
Cerca a intrusiones, a lo largo de fallas y zonas de
cizalla, en sistemas geotermales superficiales, en el
fondo oceánico y a profundidad en corteza
continental
• En todos los continentes y en rocas de todas las
edades (especialmente Mesozoicos)
• Principalmente en calizas
• Pueden formarse además donde las calizas no
están, virtualmente en cualquier clase de roca:
arenisca, lodolita, granito, basalto, komatiita
Tomado de:http://www.geovirtual.cl/depos/02skarn01.htm
Forma y tamaño
Los depósitos son relativamente pequeños
Distribución de manera irregular y altamente variada
alrededor de los centros de actividad ígnea.
Incluye cuerpos estratiformes y tabulares, pipas
verticales y lentes estrechos y zonas irregulares de
mena que son controladas por los contactos
intrusivos.
Skarn de Au Hedley
Rocas asociadas
• Rocas carbonatadas y sedimentos
• Se desarrollan mejor en los bordes de masas
intrusivas de composición intermedia, como
granodioritas y monzonitas.
• Adyacentes al contacto, en rocas relativamente no
reactivas como las cuarcitas pueden no tener ningún
cambio, mientras que otras como las calizas pueden
ser alteradas varios kilómetros.
• Las nuevas rocas que se forman son generalmente de
grano muy fino y se denominan hornfelsas.
Mineralogía
•Primera fuente mundial de tungsteno (W), grandes productores de cobre, hierro,
molibdeno y zinc y una fuente menor de cobalto, oro, plata, plomo, bismuto, estaño,
berilio y boro.
•Son fuente de minerales industriales tales como:
grafito, asbesto, wollastonita, magnesita, flogopita, talco y fluorita
•Los principales minerales de mena (altamente variables de un depósito a otro) son:
Molibdenita
magnetita
esfalerita
galena
Calcopirita
bornita
pirita
arsenopirita
Marcasita
wolframita
scheelita.
Secundarios pirrotina, casiterita, hematites, oro y sulfosales de bismuto y plata
•Los minerales de ganga están representados por
granates, piroxenos, olivino, piroxenoide, anfíboles, epidota y plagioclasa
Caliza (Ca)
Dolomita (Mg)
Grosularia Ca3Al2(SiO4)3
Wollastonita CaSiO3
Hedenbergita CaFeSi2O6
Serpentina
Mg6(OH)8Si4O10
Diópsido
CaMgSi2O6
Epidota
Forsterita
Mg2SiO4
Ca-Fe-Al-Si
Tremolita Ca2Mg5((OH F)Si4O11)2
Metales extraidos de los skarns
• Fe, W, Cu, Zn, Pb, Mo, Ag, Au, Sn ±U, REE,
F, B
• Hasta 1900 una de las principales fuentes de
Cu y Fe
• Aún la mas importante fuente de W (50% de
la producción mundial)
• Algunas veces se explota para Au
Depósitos de Skarn
•Temperatura de 600°–650°C, menor en skarns de Pb-Zn
•Presión uno a varios kilobares
•Muchos asociados con pórfidos cupríferos sugieren niveles
relativamente someros y menores temperaturas
Los minerales calcosilicatados diópsido (clinopiroxeno),
andradita (granate cálcico) y wollastonita (piroxenoide) son los
dominantes en skarn mineralizados e indican, junto con otras
evidencias, que el rango de formación de skarn es en general de
400º-600ºC.
Ambiente tectónico
Márgenes
Arcos de islas
continentale
s
Relación entre la composición de rocas
ígneas y el metal dominante
Los metales asociados a skarns dependen principalmente de la fuente de los magmas
y del marco tectónico de la región
Skarns y profundidad de formación
Cu
Zn
W
Clasificación
De acuerdo con el tipo de material primario y la
asociación de silicatos
a) Skarn magnesiano si la roca reemplazada es
dolomita y los silicatos son magnesianos (forsterita,
serpentina y diópsido)
b) Skarn cálcico si la roca reemplazada es caliza y los
silicatos son de Fe-Ca (andradita, hedenbergita,
grosularia, wollastonita, tremolita, epidota)
Clasificación
Skarns
Económica
de
los
La tendencia moderna es a adoptar clasificaciones descriptivas
basándose en el metal económico dominante.
Siete tipos principales de skarn:
Fe
W
Pb-Zn
Cu
Sn
Mo
Au
Otros: F, C, Ba, Pt, U, REE
Volumen y tenor de los skarn de
acuerdo al metal producido
Metal
Tenor (%)
Fe
Volumen
(Millones/Ton)
2-10 o 40-300
W
1-22
0.5-1.6
Cu
1-50 0 50-600
1
Pb-Zn
20
Mo
10
4-18 (Zn)
1-10 (Pb)
0.5-1
Sn
20-30
0.1-0.7
30-60
Maneras de formar
skarns
•Recristalización metamórfica (isoquímica con pérdida de CO2, H2O,
SO2, etc., cambios mineralógicos reflejando el protolito y circulación
de fluidos a alta temperatura) --> Cornubiana de calco-silicatos
•Incluye además el desarrollo de: mármol, cuarcitas, skarn de reacción,
skarnoides, talco y wollastonita hacia la periferia.
•Difusión de elementos en un fluido
•Infiltración de fluidos conteniendo especies «exóticas» (e.g., Si, Fe)
con respecto a la litología infiltrada (e.g., caliza) --> Skarn de
infiltración (varias decenas de metros de ancho)
Ca3Fe2(SiO 4)3
Interacción Magma
roca huésped
• Calentamiento de la roca huésped y sus fluidos -->
gradiente de T alrededor de la intrusion
• Volatilización de los componentes de la roca
huésped ( CO2, además H2O, S, etc.)
• Interacción y reacción de fluidos magmáticos con la
roca huésped y sus fluidos así como con fluidos
meteóricos infiltrados desde arriba
Etapas de formación
de un Skarn
• Metamórfica. Recristalización metamórfica isoquimica.
•
Cornubiana
• Prograda. Silicatos cálcicos anhidros
•
•
Isótopos de oxigeno en granate y piroxenos son
compatibles con fluidos magmáticos
• Retrograda. Silicatos hidratados
•
•
Isótopos de Oxigeno e hidrogeno de los minerales
retrogrados indican participación de fluidos meteóricos
Etapa Metamórfica
• Volatilización: CaCO3 --> CaO + CO2 (g)
• Cambio de Volumen, porosidad
• Facilita la infiltración de fluidos
Etapa Prograda
•Reacción de los fluidos magmaticos, usualmente ricos
en Si-Fe, con carbonatos
CaO (s) +FeO (aq) +2SiO 2(aq)
--> CaFeSi2O 6
hedenbergita
3CaO (s) +Fe2O 3(aq) +3SiO 2(aq) --> Ca3Fe2(SiO 4)3
andradita
•Formación de silicatos cálcicos anhidros (principalmente
granate, piroxeno) a T ~750°-400°C.
•Magnetita se forma en skarns magnesianos
•Zonación Mineralógica
•Isótopos de oxigeno en granate y piroxenos son
compatibles con fluidos magmáticos
Hedenbergita
CaFeSi2O6
• Inosilicato
• Grupo: Piroxenos
• Clinopiroxenos de Ca
•
•
Diopsido
Augita
Andradita
Ca3Fe2(SiO4)3
Nesosilicato
Grupo: Granate
Piropo
Almandino
Espesartina
Grosularia
Uvarovita
Prograde stage mineral
zoning
zone à
grenat
intrusion
zone à
wollastonite
idocrase
zone à
py roxène
calcaire
à calcite
marbre
Zonación mineral en la etapa
prograda
Cu skarns
proximal
distal
brown
GARNET
green-yellow
light color
(high-Mg)
PYROXENE
dark color
(high-Fe)
Estado de oxidación del hierro
zonación tiempo y espacio
Mineralogia
•
•
•
•
Relación de metales
Relación Gar/px
• Proximal: Cu±Mo±W
Gar color + composición • Distal: Mn-Pb-Zn-AgAu
Px color + composición
Pyroxenoide distal vesuvianita
Zonacion skarn Cu
La zonación generalizada esta marcada por un incremento en la
relación piroxeno/granate alejándose del contacto ígneo y la
ocurrencia de idocrasa (o la ocurrencia de un piroxenoide tal como
wollastonita, bustamita o rodonita) en el contacto entre el skarn y
el mármol.
El granate es comúnmente rojo oscuro a café en las zonas
proximales, y se vuelve mas café claro en las zonas mas distales, y
es verde pálido cerca al contacto con el mármol (Atkinson y
Einaudi, 1978).
El piroxeno no presenta un cambio tan pronunciado en el color,
pero tiene un incremento progresivo en el contenido de hierro y/o
manganeso hacia el contacto con el mármol (Harris y Einaudi,
1982).
Etapa Retrograda
Enfriamiento que involucra fluidos meteóricos, oxidantes (circulación de agua
meteórica muy oxigenada), minerales anhidros progrados ricos en CO2 substituidos
por silicatos hidratados (e.g., clorita, epidota, anfibol), óxidos de hierro (magnetita,
hematita), calcita, cuarzo
5 CaFeSi2O6 +H2O +3CO2 --> Ca2Fe5Si8O22(OH)2 +3CaCO3 +2SiO2
hedenbergita
actinolita
3CaFeSi2O6 +1/2O2 +3CO2 --> Fe3O4 +3CaCO3 +6SiO2
hedenbergita
magnetita
Ca3Fe2(SiO4)3 +3CO2 --> Fe2O3 +3CaCO3 +3SiO2
andradita
hematita
T<400°C
Salinidades<25% eq. NaCl
Isótopos de Oxigeno e hidrogeno de los minerales retrogrados
indican participación de fluidos meteóricos
Geometría Irregular, a menudo mas grandes que el skarn
progrado
Alteración Retrograda
Halos de intensa alteración retrograda en venas cortando a través de de un
skarn de granates progrados (rojo-café) y piroxenos (bronce claro. En muchos
casos, los halos de las venas podrían coalescer y obliterar completamente al
granate y piroxeno progrado.
Continental Mine (New Mexico, USA)
Etapa de
progrado
minerales
anhidros
Etapa de
retrogrado
minerales
hidratados
Mineralogia
Presentes en casi todos los skarns
Comunes
Mas Locales
Granate
Olivino
Escapolita
Piroxeno
Wollastonita
Zeolita
Anfibol
Epidota
Plagioclasa
Cuarzo
Actinolita
Exoskarn
• Alteración de la roca encajante, generalmente
carbonatada
• Puede clasificarse de acuerdo a la mineralogía
dominante
•Usualmente presenta una zonación tanto de
silicatos como de minerales de mena
Endoskarn
•Alteración de la roca intrusiva
•Puede presentar zonación desde minerales potásicos (primarios?)
hasta cálcicos en el contacto
•Biotita -> anfibol -> piroxeno -> granate (hacia el mármol)
•Puede fusionarse con el exoskarn
Zonación mineral en la
etapa prograda
Granate rojo oscuro a café
Piroxeno incrementa contenido de Fe y/o Mn
Granate verde pálido
Los factores relevantes que controlan la evolución
hidrotermal de los sistemasde tipo skarn son:
-Presión (profundidad de formación)
-Estado de oxidación del magma (fugacidad de oxígeno)
-Grado de diferenciación del magma (cristalización fraccionada)
-Tiempo de separación del fluido (fase volátil del magma respecto a la
cristalización del plutón)
Los depósitos minerales de tipo Skarn son yacimientos dereemplazo
metasomático caracterizados por la presencia de minerales
calcosilicatados faneríticos de grano grueso, de Ca, Fe, Mg y Mn.
Reemplazan selectivamente a rocas carbonatadas y pueden asociarse
con mineralización metálica deW, Cu, Zn, Pb, Sn, Fe-Ca y menor Au-Ag.
Tipos de skarn y factores
gar>px
Fe3+gar
Mg-rich px
Au
W
Mo
px>gar
Pluton oxidation state
depth
Host rock
oxidation state
Cu
Zonación y rocas encajantes
Ambiente reductor
Bio hfels
Ambiente oxidante
Ca-sil (gar)
Px hfels
Limolita calcárea
px
Caliza
Dolomita
px
ol
gar
ol
Magma fO2
Hematita
fO2
Titanita
Magnetita
Ilmenita
La mayoria de
pórfidos Cu
Etapas de mena en skarn
• Etapa Prograda: scheelita (CaWO4),
magnetita (skarns magnesianos), sulfuros
• CaCO3 + H2WO4 --> CaWO4 + H2O +CO2
• Etapa Retrograda: la mayoría de sulfuros,
oro y 2da generación de scheelita
Skarn de Cu
La mayoria (asociados con depósitos de tipo pórfido)
Calco-alkalinas
Stocks Granodiorita a monzogranito
Márgenes continentales
Mesozoicos y terciarios
Arcos de islas
Cuarzo diorita a monzogranitos
Skarn Mina Rio Frio – Semillero de investigación en metalografía y petrografía
Hm
Cpy
Cc
Bn
Cpy
Cv
Cpy
hm
Cb
mt
Skarns de oro: reducidos
5-15 g/t Au (Au – Bi – Te – As asociación geoquimica)
Usualmente en protolitos ricos en clástos
Skarn de grano fino
Dominado por piroxeno rico en hierro (>Hd50)
Zonas proximales conteniendo granate
Zonas distales/tempranas con cornubiana de biotita ±feldspato K
Feldspato K, escapolita, vesuvianita, apatito, anfibol