Subido por Fernando Salazar

SP Porfido RT

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Mineralogía de la fase sulfurada del yacimiento Radomiro
Tomic (RT) y su relación con su metalogénesis
Karina Payauna
Investigaciones Mineras y Geológicas Ltda., Calama, Chile
Alfredo Parra
Superintendencia de Geología, División Radomiro Tomic, CODELCO-Norte, Calama, Chile
Resumen. Se realiza una caracterización de la mena
primaria a partir de la calcografía. Mediante el uso de este
método se ha determinado la ocurrencia de diversas
asociaciones, cuyas texturas principales son de
intercrecimiento en bordes mutuos, texturas de exsolución,
inclusión, de sobrecrecimiento envolvente y tangente, y
texturas de reemplazo en anillo, caries y debilidades
principalmente. Además a partir de las características
texturales se puede determinar la temporalidad en la
formación de los minerales primarios. Existen tres etapas
de formación de sulfuros donde las asociaciones
paragenéticas son estables en un mismo intervalo de
presión y temperatura. También se establece la relación de
los eventos de alteración y su mineralogía.
Palabras Claves: calcografía, exsolución, asociaciones
paragenéticas.
1 Introducción
Los sulfuros primarios del yacimiento de RT, se formaron
siguiendo el clásico patrón de génesis de un pórfido
cuprífero, con la particularidad del fuerte control estructural
que canalizaron los fluidos provocando la concentración de
mineral en forma de franjas subverticales. En secciones se
puede reconocer un núcleo central de mineralización
primaria hipógena constituida por bornita acompañada de
digenita; después alejándose de este núcleo bornitadigenita, disminuye la bornita y aumenta la calcopirita; más
externamente la mena principal es calcopirita acompañada
de pirita, disminuyendo progresivamente hacia los
márgenes del yacimiento, predominando la pirita sobre la
calcopirita, lo cual marca el límite externo del yacimiento,
coincidiendo con el halo piritoso.
Las zonas de asociaciones minerales de sulfuros del
yacimiento son cinco y son definidas como dominios de
asociación de menas primaria, estás son: Bornita(Dg)Calcopirita,
Calcopirita-Bornita,
Calcopirita,
Calcopirita-Pirita y Pirita-Calcopirita.
Mineralización Diseminada en Halos de Vetillas.
Existen dos formas de diseminación, una que ocurre en los
halos de las vetillas y otra que corresponde al backgraund de
la roca, ésta última se refiere a la que afecta al Potásico de
Fondo. La diseminación se caracteriza por presentarse como
monomineral y formando asociaciones, siendo más
frecuentes las de calcopirita-bornita, bornita-digenita,
bornita-calcopirita-digenita, pirita-calcopirita, y en menor
grado, asociaciones de calcopirita-pirita, calcopiritaesfalerita, y calcopirita-tetrahedrita. Aquellas asociaciones
minerales paragenéticas se encuentran en los halos de las
distintas vetillas de alteración que afectan al pórfido tales
como Early Dark Micaceous (EDM), Sericita Gris Verde
(SGV), Sericita Verde Calcopirítica (SVCP) y CuarzoSericita Penetrativa (QSP).
Mineralización en la Sutura de Vetillas.
En la mineralización de suturas de vetillas, se observan
asociaciones minerales que también son típicas de la
mineralización diseminada, como calcopirita-bornita,
bornita-digenita,
bornita-calcopirita-digenita,
piritacalcopirita, calcopirita-pirita, calcopirita-esfalerita y
calcopirita-tetrahedrita; sin embargo, existen asociaciones
que sólo se han observado en vetillas, éstas son: bornitacalcosina
primaria,
calcopirita-bornita-molibdenita,
calcopirita-tenantita y calcopirita-bornita-enargita.
3 Paragénesis de la Mineralización Primaria y
Relaciones de Temporalidad
A. Formación de Sulfuros en la Etapa Tardimagmática.
Formación de Pirita y Calcopirita
La formación de pirita y calcopirita en las alteraciones
potásica y propilítica, se puede dar a partir de biotitas
primarias, que al reaccionar con el azufre disuelto en la
solución (que se presenta como ácido sulfhídrico), originan
biotitas secundarias y pirita. Este caso se observa en la
siguiente reacción:
2 Ocurrencia de la Mineralización Primaria
de RT
En el yacimiento Radomiro Tomic se ha podido determinar
que la ocurrencia de la mineralización primaria es en forma
diseminada y en vetillas.
2+
K(Fe )3AlSi3O10(OH)2+2H2S+O2
Biotita Primaria
3+
K(Fe )2AlSi3O10(OH)2+FeS2+2H2O
Biotita Secundaria
Pirita
Si la misma solución se encuentra sobresaturada en cationes
Cu+, a partir de la misma reacción se puede dar origen a
calcopirita:
K(Fe2+)3AlSi3O10(OH)2+2H2S+O2+ Cu+
Biotita Primaria
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K(Fe3+)2AlSi3O10(OH)2+CuFeS2+2H2O
Biotita Secundaria
Pirita
Esta relación permite concluir que la bornita puede
precipitar en forma simultánea con calcopirita o bien,
formarse a partir de ésta. Con estas consideraciones
paragenéticas se deduce además, que la asociación
calcopirita-bornita es posterior a la formación de la pirita de
la etapa tardimagmática.
Estos minerales también pueden formar soluciones sólidas
sobre los 475°C, y con el enfriamiento rápido ocurre la
desmezcla (exsolución), desarrollándose intercrecimientos
cristalográficos de calcopirita cuando predomina la bornita y
si predomina la calcopirita, la bornita forma hojas en los
planos de calcopirita (Hagel, 1979). Las morfologías de
enrejado y moteado depende del tiempo y temperatura de
recocción. Esta temperatura (475°C) es cercana con la
temperatura de formación de la alteración sericita gris verde
la cual fluctúa entre los 450°C y 370° C (Rusk y otros,
2008).
Dilles y Einaudi (1992) en Rusk y otros (2008), concluyen
que la precipitación de la calcopirita toma lugar a altas
temperaturas durante la alteración potásica. En RT también
la calcopirita es más abundante en vetillas EDM, las cuales
se infiere que se formaron a partir de un fluido que se enfría
desde los 650ºC a 475ºC según datos obtenidos en
inclusiones fluidas (Rusk y otros, 2008).
Es común encontrar calcopirita y pirita en forma aislada
(monominerales) o asociados entre sí generalmente
diseminados en halos de vetillas. La pirita que se observa
en Potásico de Fondo y Clorítico Marginal como
monomineral, exhibe formas anhedral a subhedral, en
cambio la calcopirita se presenta de forma anhedral; estas
características texturales nos revelan que la pirita se formó
antes que la calcopirita, pues sus caras cristalinas, indican
que tuvo mayor tiempo para su cristalización.
Formación de Bornita
Según Rojas y Morgado (2004), este mineral en la
alteración potásica, se forma a partir de biotitas primarias,
bajo condiciones de altos contenidos de ácido sulfhídrico en
solución y alta concentración de cationes Cu+; se origina de
esta manera, biotita secundaria, precipitación de bornita y
liberación de agua:
K(Fe2+)3AlSi3O10(OH)2+4H2S+2O2+5Cu+
Biotita Primaria
K(Fe3+)2AlSi3O10(OH)2+Cu5FeS4+4H2O
Biotita Secundaria
Bornita
Texturalmente en Radomiro Tomic, se observa que la
bornita cuando ocurre en forma diseminada o en vetillas, lo
hace generalmente reemplazando a la calcopirita en caries y
debilidades, es decir puede ocurrir casi de forma
simultánea, donde el nuevo mineral (Bo) crece en el
mineral más antiguo (Cp).
Formación de Esfalerita
La esfalerita y calcopirita pueden formar solución sólida, la
cual es más perfecta a temperaturas más altas, y la
desmezcla ocurre cerca de los 550°C. Esta desmezcla
ocurre con el enfriamiento, donde una solución de
calcopirita en esfalerita da origen a una gran cantidad de
diminutas ampollas u hojas de calcopirita dispersas a través
de la esfalerita, en general, la distribución es uniforme a
través de la esfalerita, originando así la textura de
“emulsión” o “moteada” (Hagel, 1979). Esta asociación
calcopirita-esfalerita por formarse a temperaturas altas
podría ser contemporánea a la asociación calcopiritabornita.
B. Formación de Sulfuros en la Etapa de Transición.
Formación de Bornita
Es probable que se forme bornita a partir de calcopirita bajo
condiciones de alta concentración de cationes Cu+ junto con
un aumento en la actividad del azufre, que se presenta como
ácido sulfhídrico:
CuFeS2 + 4Cu+ + 2H2S
Calcopirita
Cu5FeS4 + 4H+
Bornita
Formación de Digenita y Calcosina Primaria
La calcosina primaria y en casos aislados la digenita,
ocurren en exsolución con bornita, producto de una
sobresaturación en Cu+ de los fluidos. Según Ramdohr
(1969), la temperatura en la que coexiste bornita con
digenita en exsolución fluctúa entre 265°C a 83°C
dependiendo de la composición de la digenita ((Cu,Fe)9S5),
mientras que para el caso de bornita con calcosina primaria
en exsolución, las temperaturas van de 265°C a 103°C.
Estos datos de temperatura junto con las observaciones de
relaciones texturales, nos indican que la formación de la
digenita y calcosina primaria es posterior a la formación de
bornita y por consiguiente, a calcopirita y pirita de la etapa
tardimagmática.
C. Formación de Sulfuros en la Etapa Hidrotermal Principal.
Formación de Calcopirita
Dentro de la alteración cuarzo-sericita existe una etapa más
temprana la cual aporta mayor cantidad de calcopirita que
pirita (QSP calcopirítico). La calcopirita proviene de fluidos
enriquecidos con Fe2+ y Cu+, los cuales se liberaron durante
la hidrólisis.
Formación de Pirita
En el caso de formación de pirita en la alteración cuarzosericita, ésta ocurre en un rango de temperaturas de 150°C a
550ºC, y de pH entre 5 a 6, pero en RT se infiere a partir de
los 370°C (Rusk y otros, 2008). La hidrólisis también actúa
sobre los sulfuros, generando una liberación de los cationes
Fe2+ y Cu+ a la solución, los cuales tienden a precipitar
nuevamente en fases más estables y más concentradas,
formando altos contenidos de pirita presentes en el dominio
de alteración-mineralización Cuarzo-Sericita. Sin embargo,
la pirita generada en el evento hidrotermal principal es
posterior a la calcopirita, porque representa el
empobrecimiento en Cu+ y dominio de Fe2+ en las
soluciones mineralizadoras, y presenta formas subhedrales a
euhedrales.
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Formación de Tetrahedrita
La textura más común entre calcopirita y tetrahedrita es la
de reemplazo en caries y debilidades, es decir, en este caso
se identifican cavidades rellenas con tetrahedrita en el
mineral huésped de calcopirita, debido a las zonas de
debilidades. Por lo tanto la tetrahedrita es posterior a la
calcopirita y por ende posterior a la pirita. También está
relacionada con la bornita a través de reemplazo por caries
y debilidades, por lo que sería posterior a la bornita
también.
Formación de Enargita
Según lo observado en RT, la enargita se asocia
principalmente a la calcopirita más que a la bornita, y lo
hace a través de texturas de reemplazo en caries. Esto nos
demuestra que la enargita se formó posterior a la calcopirita
de la fase hidrotermal principal y por ende a la bornita que
corresponde a la fase de transición. Por lo tanto la
formación de la enargita representa una de las fases
posteriores de mineralización hidrotermal.
Formación de Tenantita
Las texturas muestran a la tenantita en reemplazo en caries
junto a la calcopirita y con texturas de sobrecrecimiento
tangente con bornita y calcopirita, lo cual comprende que
una fase sobrecrece (tenantita) sin alterar al mineral
preexistente (calcopirita o bornita), entonces se infiere que
la formación de la tenantita es posterior a la calcopirita de
la fase hidrotermal principal y a la bornita de la fase de
transición.
4 Eventos de Alteración y su Mineralogía
Se han definido siete tipos de alteración, en la cual la
abundante presencia de minerales primarios tales como
calcopirita, bornita, se encuentran principalmente en las
alteraciones Potásico de Fondo, Vetillas Tipo Early Dark
Micaceous (EDM), y Vetillas Sericita Gris-Verde (SGV).
En las Vetillas Tipo Sericita Verde Calcopirítica (SVCP)
predomina la calcopirita por sobre la pirita y en la
alteración Cuarzo-Sericita Penetrativa (QSP) es común
encontrar pirita mayor a calcopirita.
La alteración pótásica de fondo tiene asociado leyes
primarias no mayores a 0.35% CuT y la mineralización
sulfurada ocurre aproximadamente en un 67% en forma
diseminada y un 33% en vetillas. La mineralización de
mena primaria en la alteración potásica, consiste
principalmente en bornita, calcopirita, digenita y en menor
grado esfalerita, pirita y molibdenita.
La alteración de vetas y vetillas EDM presentan leyes
primarias de Cu media de 0.34%, donde la mineralización
se encuentra tanto en la sutura (54%) de las vetillas como
en el halo (46%). La mineralización primaria consiste en
bornita, calcopirita, digenita y en trazas se observa
esfalerita, pirita, molibdenita y calcosina primaria.
Las vetillas SGV se asumen como transicional entre la
actividad tardimagmática y la hidrotermal principal. Su
mineralización asociada se encuentra tanto en la sutura
como en el halo de la vetilla, con ley media de cobre de
0.6% y la mineralización principal consiste en bornita,
calcopirita, digenita, esfalerita, tetrahedrita, y de manera
subordinada calcosina primaria y pirita, ésta última se
observó en análisis que se realizaron en sondajes que se
encuentran hacia los bordes del rajo.
Las vetillas SVCP corresponden a un evento hidrotermal
temprano, donde la mineralización que comprende
calcopirita, digenita, pirita y esfalerita se encuentra
mayoritariamente en el halo correspondiendo a un 60% y en
sutura un 40%.
En las vetillas QSP habitualmente se observa sutura de
sulfuro con halos bien desarrollados de un agregado
microgranular de sericita-cuarzo. Esta alteración presenta
una ley media de cobre de 0.7-0.8%, la cual corresponde a
una mineralización que está principalmente en el halo (70%)
y corresponde a calcopirita, digenita, pirita, tetrahedrita,
esfalerita, y sulfuros secundarios como covelina y calcosina.
5 Conclusiones
A través de los análisis realizados en cortes calcográficos,
fue posible reconocer texturas de intercrecimiento como
inclusiones de calcopirita en pirita así como de pirita en
calcopirita; exsolución en enrejado o láttice de calcosina
primaria en bornita, exsolución de digenita en bornita;
lamelas de bornita en calcopirita o viceversa; esta última
señala que su formación ocurrió bajo condiciones de rápido
enfriamiento a partir de una solución sólida (Hagel, 1979) e
indica un rango de temperatura de formación de hasta
475°C. Otra textura reconocida es la de bordes mutuos, que
ocurre principalmente entre la asociación bornitacalcopirita, calcopirita-bornita y calcopirita-esfalerita; esta
textura indica que los
minerales que la conforman
precipitaron de forma simultánea.
En general la mineralización sulfurada de origen primario
ocurre de forma diseminada (principalmente halos) y en
vetillas (sutura) o vetas, tanto en zonas profundas como en
las partes más altas del depósito. Macroscópicamente es
posible identificar las especies mineralógicas principales
como calcopirita, bornita y pirita, sin embargo pasan
desapercibidas por el ojo humano especies minerales como
esfalerita, tetrahedrita y calcosina primaria.
Referencias
Hagel, E., 1979. Microscopía de Menas. Instituto de Geología Económica
Aplicada, serie monografías y textos, Universidad de Concepción,
primera edición, 205 p.
Rusk, B., Reed, M.H., and Dilles, J.H., (2008). Fluid Inclusion evidence for
magmatic-hydrothermal fluid evolution in the porphyry coppermolybdenum deposit, Butte, Montana: Economic Geology, 103, p.
307-334.
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