3 Introduccion Porfidos

Introducción a los
Depósitos Porfídicos
Dr. Víctor Maksaev
Pórfidos Cupríferos
Depósitos de minerales de cobre
diseminados, en vetas y/o brechas
±uniformemente distribuidos en
grandes volúmenes de rocas.
 Depósitos magmático-hidrotermales
en los cuales sulfuros y óxidos
precipitaron desde una solución
acuosa a altas temperaturas.

Pórfidos Cupríferos
Alto tonelaje (50 a 500 Mt)
 Baja ley o tenor (<2% Cu;
mayoría 0.3–1.0% Cu, 0,02% Mo)
 En Chile hay varios >1000 Mt y
con >1% Cu (al menos en parte)
 1 a 2 km2 en planta

Río Blanco – Los Bronces
Metales en sistemas porfídicos
(Kirkham & Sinclair, 1995; Sinclair, 2007)










Cu (±Au, Mo, Ag, Re, PGE)
Cu-Mo (±Au, Ag)
Cu-Mo-Au (±Ag)
Cu-Au (±Ag, PGE)
Au (±Ag, Cu, Mo)
Mo (±W, Sn)
W-Mo (±Bi, Sn)
Sn (±W, Mo, Ag, Bi, Cu, Zn, In)
Sn-Ag (±W, Cu, Zn, Mo, Bi)
Ag (±Au, Zn, Pb)
Según Seedorff et al. 2005





Porphyry Cu
Porphyry Au
Porphyry Mo
Porphyry W
Porphyry Sn
Pórfidos cupríferos
Sistemas
Porfídicos
 Cu ± Mo ± Au
 Sn ± W ± Mo
Definición del Glosario de
la AGI (American Geoscience Institute)


Pórfido cuprífero: Depósito de baja ley de
cobre que siempre está asociado a stocks,
pero puede estar en esquistos, calizas
silicificadas y rocas volcánicas. Los
minerales cupríferos típicamente están en
granos diseminados y/o en vetillas en un
gran volumen de roca.
La característica distintiva, ausente en la
definición de la AGI, es la alteración
hidrotermal pervasiva, típicamente asociada
con la mineralización de cobre y otros
metales.
Zonación de Alteración Hidrotermal en Pórfidos Ricos en Oro
Sillitoe (2000)
Profundidad de emplazamiento
El tamaño del sistema hidrotermal relacionado a
una intrusión es lo más impresionante de este
grupo de depósitos (10-100 km3 de rocas alteradas)
N
69°33'
W
E
S
Cº. PELADO
CAMPAMENTO
ANTIGUO
QUEBRADA
M
Distribución de sulfuros en el
Distrito Indio Muerto de El Salvador
Notar que el sistema hidrotermal es
más grande que los cuerpos
mineralizados
Z-295
SECTOR "O"
Cº INDIO MUERTO
Pirita
Calcopirita - Pirita
26°15'
QUEBRADA
TURQUESA
Calcopirita - Bornita
QUEBRADA
GRANITO
Trazas de Sulfuros
1000 m
Gustafson et al., 2001
Depósitos de tipo pórfido
cuprífero



Depósitos Epigenéticos: mineralización
de sulfuros hipógenos (primarios)
introducidos en las rocas por fluidos
hidrotermales.
Depósitos relacionados espacial y
temporalmente a intrusivos: stocks
félsicos subvolcánicos, usualmente
porfíricos y multifase.
Probablemente apófisis en cúpulas de
batolitos.
Concentración de volátiles magmáticos
en apófisis de cúpulas de batolitos
Pórfido Cuprífero
Candela & Piccoli, 2005
Plutones parentales compuestos (batolitos) en
paleo-profundidades de 5 a 15 km

Extensión vertical de mineralización
puede extenderse >2 km; Ej.
Chuquicamata, La Escondida.
Pórfidos Cupríferos


Menas: sulfuros hipógenos en una serie
de vetillas polidireccionales o paralelas
(stockwork o sheeted veins), matriz de
brechas y diseminadas en rocas alteradas
(1 a 2% vol. de las rocas).
Las rocas de caja están alteradas
hidrotermalmente, forman asociaciones
de minerales de ganga de alteración
características (incluyendo óxidos).
Tamaño de los stocks

Stocks con diámetros y largos <1 km;
excepto, 14 km largo en Chuquicamata –
Radomiro Tomic; 4 km Hugo Dummet (Oyu
Tolgoi, Mongolia).

Pero…el tamaño de los stocks no tiene
ninguna relación obvia con el tamaño
del depósito porfídico relacionado y/o
su contenido de Cu.
Depósitos y metales asociados
Diseminación: Au, Ag
en rocas sedimentarias
Reemplazo: Ag-Pb-Zn-Cu-Au
polimetálico
Vetas epitermales:
Baja sulf: Au-Ag
Alta sulf.: Au, Ag, Cu, As
Vetas sub-epitermales:
Au-Ag-Cu-Pb-Zn-Mn-As
Skarn: Cu, Fe, Au, Zn
Pórfidos cupríferos
Corbett, 2009
Rocas encajadoras



Variadas, no tienen relación directa con la
mineralización.
Pero, hay algunas litologías que
favorecen altas leyes en los pórfidos y
depósitos periféricos relacionados.
Ej. Secuencias carbonatadas,
especialmente mármol cerca de
contactos, rocas impermeables (sello),
rocas ricas en Fe (Ej. El Teniente, Resolution, Oyu
Tolgoi; reducción de S+6  S-2).
Origen del término
pórfido cuprífero



El término de pórfido cuprífero (porphyry
copper) surgió en Norteamérica a principios
del siglo XX, como un término minero para
referirse a depósitos de gran tonelaje y baja
ley de cobre que comenzaron a explotarse
en ese entonces.
El origen de la denominación proviene de la
minería no selectiva, a gran escala que se
desarrolló en estos depósitos cupríferos
ligados a rocas porfídicas
No es un término de origen académico, ni
estrictamente geológico.
Pórfido Cuprífero


Emmons (1918) en su libro Principles
of Economic Geology fue el primero en
usar el término Porphyry Copper
Deposit en la literatura geológica.
Emmons en versiones posteriores los
denominó Disseminated Copper Ores,
pero el nombre Porphyry Copper o
pórfido cuprífero el que perduró.
Parsons (1933, 1957; The Porphyry
Coppers ) señaló las siguientes
características como relevantes:







Gran magnitud tridimensional (pórfido <1
km2 en planta).
Distribución relativamente uniforme de
minerales de cobre.
Asociación con rocas intrusivas félsicas
porfídicas.
Leyes relativamente bajas (<2% Cu).
Explotación masiva (no selectiva; bulk
mining).
Enriquecimiento supergeno.
Extensión determinada por ley de corte.
Pórfidos Cupríferos




Estrecha relación espacial y temporal de la
mineralización de Cu (Mo) y otros metales con
cuerpos intrusivos multifase, típicamente con
textura porfírica, de tipo stock subvolcánico
(epizonal) o diques, de composición félsica,
generalmente de 0,2 a 0,5 km2 en planta.
Amplios sistemas de fracturas que tienden a estar
centradas y concentradas en la porción apical de
uno o más cuerpos intrusivos y sus rocas de caja
adyacentes.
Una distribución de alteración hidrotermal centrosimétrica.
Una distribución de minerales de mena hipógenos
dentro de los halos de alteración hidrotermal.
John Hunt (1977) definió los
pórfidos cupríferos como:



Grandes anomalías de azufre conteniendo
cobre y otros metales; destacando que
mucho del azufre de estos depósitos está
oxidado (presencia de sulfatos; anhidrita).
La alta concentración (anomalía) de azufre
en estos depósitos también fue destacada
por Gustafson (1979).
Efectivamente, tienen una relación
azufre/metal muy alta (Ej.: S/Cu>10)
Hierro?








Calcopirita
CuFeS2
30.43% Fe
Bornita
Cu5FeS4
11.13% Fe
Pirita
FeS2
46.55% Fe
Magnetita
Fe3O4
72.36% Fe
Hematita
Fe2O3
69.94% Fe
Tetrahedrita
(Cu,Fe)12Sb4S13 10.20% Fe
Tenantita
(Cu,Fe)12As4S13 3.80% Fe
Los pórfidos cupríferos también son una
anomalía de Fe de origen hidrotermal
Mineralogía hipógena simple (Cu-Mo)










Calcopirita
Bornita
Pirita
Molibdenita
Magnetita
Hematita
Calcosina
Tetrahedrita
Tenantita
Enargita
CuFeS2
Cu5FeS4
FeS2
MoS2
Fe3O4
Fe2O3
Cu2S
(Cu,Fe)12Sb4S13
(Cu,Fe)12As4S13
Cu3AsS4
34.6% Cu
63.3% Cu
0% Cu
59.9% Mo
0% Cu
0% Cu
79.8% Cu
34.8% Cu
47.5% Cu
48.4% Cu
Einaudi et al., 2003
Minerales de ganga
comunes

Cuarzo, pirita, sericita (mica
potásica), clorita, epidota, biotita,
feldespato-K, magnetita, anhidrita,
turmalina, caolinita, alunita, pirofilita.
Oxidación supergena

malaquita, azurita, cuprita,
tenorita, crisococola, Cu nativo,
copper wad (MnOx), copper pitch
(Silicato), atacamita y varios otros
carbonatos, óxidos, silicatos y
sulfatos en cantidades menores.
Relevancia de los pórfidos
cupríferos


Producción mundial
– 3/4 del Cu, ½ Mo, 1/5 Au provienen
de la explotación de este tipo de
depósitos minerales.
– Mucho del Re y cantidades menores
de Ag, Pd, Te, Se. Bi, Zn y Pb.
La mayor parte de la producción cuprífera
chilena y toda la producción de molibdeno
provienen de la explotación de pórfidos
cupríferos.
Pórfidos mayor % Cu conocido
Sillitoe, 1988
6 9 ° 0 0 '
A R E Q U IP A
L APAZ
1 8 ° 0 0 '
1 8 ° 0 0 '
A R IC A
O C E A N O PA C IF IC O
2 2 ° 0 0 '
CA L A MA
ANT OF AGAST A
H LI E
C
TN IN A
AR G E
2 6 ° 0 0 '
Los pórfidos
cupríferos
son los
depósitos
minerales
más
importantes
de Chile y Perú
C O P IA P O
3 0 ° 0 0 '
3 0 ° 0 0 '
C O Q U IM B O
Distribución en fajas paralelas a
orógenos de centenas de km de
largo; también grupos o clusters
0
3 0 0 Km
S A N T IA G O
3 4 ° 0 0 '
6 9 ° 0 0 '
BARBA/FCAMUS/RENO
3 4 ° 0 0 '
1 5 0
Río Blanco – Los Bronces
concentración mayor de Cu
explotable en el mundo
203 Mt Cu fino
El Teniente
concentración mayor de Mo
en el mundo 2,5 Mt Mo
FRANJAS MINERALIZADAS
Franja Norte Pórfidos
Cu-Au Miocenos
Franja Pórfido Cu-Skarn
Eoceno -Oligoceno
Andahuaylas - Yauri
Franja Pórfidos Cu-Mo
Paleoceno Sur Peru
Tomado de Cardozo 2001
Pórfidos Cu-Au Miocenos Norte Perú
La Granja 800 Mt @ 0.61% Cu
Cañariaco 365 Mt @ 0.5% Cu
Cerro Corona 6Mt @1.4 g/t Au
40Mt @ 1.33 g/t Au, 0.7% Cu
Minas Conga 641 Mt @ 0.3% Cu, 0.8 g/t Au,
Galeno 486 Mt @ 0.57% Cu, 0.14 g/t Au, 0.015% Mo
Michiquillay 631 Mt @ 0.69% Cu,
0.15 g/t Au, 0.01 % Mo
Faja de pórfidos Cu-Mo Paleoceno Sur Peru
Cerro Negro 64 Mt @ 0.56% Cu (óxidos)
Cerro Verde 175 Mt @ 0.6% Cu
420 Mt @ 0.6% Cu
Cuajone 61 Mt @ 0.49% Cu (oxides)
1,212 Mt @ 0.64% Cu
Quellaveco
213 Mt @ 0.94% Cu, 0.014% Mo, 1.74 g/t Ag
761 Mt @ 0.57% Cu, 0.023% Mo, 2.31 g/t Ag
Toquepala 770 Mt @ 0.74% Cu
Eoceno-Oligoceno
Faja pórfidos Cu – Skarn
Andahuaylas-Yauri
Las Chancas 200 Mt @ 1% Cu
Las Bambas 40Mt @ +2% Cu
+ potential porphyry
Tintaya +200 Mt @ +1.5% Cu
Antapaccay 390 Mt @ 0.83% Cu
Perelló et al., 2003
Pórfidos Jurásicos SE Ecuador
Chiaradia et al., 2009
Franja Pórfidos Cu-Au
Paleoceno
Colombia
La Colosa (8,3-7,9)
Franja Pórfidos Cu-Au
Mioceno
Franja Pórfidos
Cu-Au Jurásicos
Aspectos históricos



La revolución industrial y el uso de la
electricidad hicieron que la demanda de cobre
subiera fuertemente en el Siglo XIX.
Pero…a fines del Siglo XIX existía la
preocupación por el agotamiento de los
depósitos de alta ley.
Al mismo tiempo hubo grandes avances en la
tecnología de perforación, carguío, transporte y
procesamiento de minerales.
Aspectos históricos



Los pórfidos cupríferos se descubrieron por la
explotación de depósitos periféricos de alta ley
(vetas, skarns y otros depósitos).
Los pórfidos Cu no fueron importantes hasta que
los avances tecnológicos en ingeniería a
comienzos del siglo XX (extracción y metalurgia)
permitieron su explotación masiva y no selectiva
(a gran escala).
La explotación inicial de estos depósitos se hizo
exclusivamente en menas enriquecidas por
procesos supérgenos.
Aspectos históricos



Ejemplo: hasta principios del Siglo XX Bingham
Canyon era considerado como una ocurrencia
mineral subeconómica en Utah, USA.
El Ingeniero norteamericano Daniel Jackling
propuso la idea de explotar los minerales de baja
ley de cobre a una tasa de 2000 t/d en Bingham
a los hermanos Guggenheim.
Estos, después de ciertas dudas, invirtieron US$
5 millones en una planta de 2000 t/d que entró
en operación en 1905 y que por su éxito se
amplío a 6000 t/d en 1907; posteriormente se
expandió a 30.000 t/d y opera hasta la
actualidad a una tasa de 110.000 t/d.
Aspectos históricos



Bingham demostró en 1905 que
empleando minería y procesamiento a
gran escala, los costos individuales
podían reducirse y era posible explotar
depósitos de cobre de baja ley en forma
rentable.
Por lo que muchas ocurrencias minerales
se transformarían en yacimientos
rentables.
A principios del Siglo XX también hubo
inversiones norteamericanas en los
depósitos porfídicos chilenos.
Primeros pórfidos cupríferos
en producción













Año
Nombre
1905
1906
1907
1908
1910
1911
1912
1912
1915
1917
1923
1927
Bingham
El Teniente
Morenci
Ruth
Miami
Ray
Santa Rita
Inspiration
Chuquicamata
Ajo
Bisbee
Potrerillos
País
Ley cabeza
original Cu%
USA
1,07
Chile
2,18
USA
1.02
USA
1,48
USA
0,95
USA
1,65
USA
1,40
USA
1,40
Chile
2,12
USA
1,26
USA
1,63
Chile
1,51
El Cobre en Chile


La explotación de Cu en el Siglo XIX
provenía de vetas y decayó a principios del
Siglo XX y muchas minas cerraron por la
crisis del año 1930 (gran cesantía de mineros).
A inicios del Siglo XX se realizaron grandes
inversiones norteamericanas en depósitos
de cobre de alto tonelaje y baja ley
chilenos para su explotación masiva
(Guggenheim, Braden, Anaconda,
Kennecott, etc.).
Gran minería del Cobre






El Teniente comenzó a explotarse en 1906
Chuquicamata en 1915
Los Bronces en 1916
Potrerillos comenzó en 1926 y paralizó en
1958; se extrajeron 210 Mt @ 1.1% Cu y
0.25 g/t Au (todavía hay ~170 Mt @ 1% Cu
en menas mixtas (sulfuros + óxidos) que
constituyen en Proyecto San Antonio de
Codelco.
El Salvador comenzó a explotarse en 1959
Río Blanco en 1969
Camus, 2003
Gran Minería del Cobre




1971 Nacionalización de la Gran
Minería
1974 Decreto ley 600 (estatuto de
inversión extranjera).
1990 retorno a la democracia; la
Concertación mantuvo el modelo
económico.
Boom de los años 90s
En los años noventas hubo un fuerte
aumento en la producción de cobre por el
inicio de la explotación de:










La Escondida (1990)
Quebrada Blanca (1994)
Cerro Colorado (1994)
Zaldivar (1995)
Radomiro Tomic (1996)
El Abra (1996)
Andacollo (1996)
Ujina (1998)
Lomas Bayas (1998)
Los Pelambres (1999)
Inversiones mineras en el boom de
los 1990s









14 billones US$ de inversión extranjera (90-02) (más 6,5
bill US$ de inversión de CODELCO)
15 proyectos greenfields
Se triplicó la producción de Cu
Se cuadriplicaron las reservas de Cu (1,2 billones US$ en
exploración)
Chile subió de un 18% a un 35% su porción de la
producción mundial de Cu
Gastos operacionales US$ 6,2 billones (anuales)
Minería = 8 – 10% PIB
Exportación Cu = 56% de las exportaciones (US$
33.3 billones)
Producción de cobre de privados; 25%  65%
2011  5,25 Mt Cu
Adiciones recientes









Rosario de Collahuasi (Doña Inés; 2004)
Spence (2006; BHP-Billiton)
Gabriela Mistral (Codelco ex Gaby; 2008)
Proyecto Esperanza (Antofagasta M.; 2011)
Proyecto El Morro (Goldcorp; actualmente paralizado por
demandas de comunidades indígenas; convenio 169 Organización Internacional del
Trabajo; Tratado Internacional de Derechos Humanos).
Proyecto Caserones (Jogmeg ex Regalito)
Proyecto Relincho (Teck Chile) pre-factibilidad
Inca de Oro (PanAust)
Cluster de San Felipe / Pimentón (West Wall,
Pimentón, Novicio y otros).
Es un conjunto diverso de depósitos,
asociados con intrusivos y alteración
hidrotermal.




Pórfidos
Pórfidos
Pórfidos
Pórfidos
Cu-Mo (los de mayor tamaño)
Cu-Au
Au
Mo
– Tipo Climax (granito-molibdenita)
– Tipo Endako; Bajo F (calco-alcalino)

Pórfidos Sn-W (los más pequeños)
Ley Cu (%) y tonelaje
Geological Survey of Canada
Ley Mo (%) y tonelaje
Geological Survey of Canada
Ley Au (g/t) y tonelaje
Geological Survey of Canada
Pórfidos cupríferos en el mundo
Fajas de depósitos principalmente en
Márgenes convergentes actuales o pasados
Subducción  Control de primer orden
Principalmente en cadenas orogénicas calcoalcalinas Mz-Cz
(diorita-monzonita-granodiorita-granito; andesita-latita-dacita-riolita)
Edades de los pórfidos cupríferos conocidos (datos de Singer et al., 2008)
Tosdal et al., 2009
No hay mineralización de tipo porfídico
No habría mineralización de tipo porfídico
Favorecería mineralización de tipo porfídico
Tectonismo compresivo


Sillitoe (1998) destacó que el engrosamiento
cortical asociado a tectónica compresiva fue
sincrónico con la formación de sistemas
porfídicos en Chile central y norte, SW de
Arizona, Irian Jaya e Irán.
Existe una relación empírica de pórfidos Cu
grandes y de alta ley con marcos tectónicos
compresivos con engrosamiento cortical,
alzamiento, exhumación rápida.
Sillitoe (1998) indicó que:


La compresión impide que los magmas
asciendan en la corteza superior e
inhibe el volcanismo.
Las cámaras magmáticas someras
resultantes en marcos compresivos
son más grandes que en arcos
extensionales.
Tectonismo compresivo

No pudiendo alcanzar superficie el
magma, se produciría el
fraccionamiento en esas cámaras
magmáticas, con la consecuente
saturación de volátiles y generación de
un gran volumen de fluidos
magmático-hidrotermales.
Tectonismo compresivo

La compresión restringiría el número
de apófisis que se pueden formar en el
techo de una gran cámara magmática
(posiblemente por la ausencia de fallas
extensionales de alto ángulo) y
permitiría que el flujo de fluido se
focalice mejor y más eficientemente
en un solo stock que en un grupo de
intrusiones.
Tectonismo compresivo


El alzamiento rápido y erosión
promovería la extracción y transporte
eficiente de fluidos magmáticohidrotermales debido a una abrupta
descompresión.
Sobre todo existen remociones en
masa, las que pueden ser inducidas
por la presión de fluidos hidrotermales
(Ej. Reid, 2004)
Histograma de rocas en pórfidos cupríferos, comp. de Singer et al. (2008)
Composición normativa de rocas relacionadas a pórfidos cupríferos USGS, 2010
Composición química de rocas ígneas relacionadas a pórfidos cupríferos
De Seedorff et al. (2005). Rocas subalcalinas (calcoalcalinas y calcoalcalinas
Ricas en potasio) y rocas alcalinas.
Geological Survey of Canada
Magmas calcoalcalinos de
arco y pórfidos cupríferos
 Inherentemente
“fértiles”
 Alto estado de oxidación
 Alto contenido de H2O, Cl y S
 Contenido de metal suficiente,
si los procesos mineralizadores
son eficientes (Ej. Dilles, 1987; Cline &
Bodnar, 1991).
Magmas calcoalcalinos de
arco y pórfidos cupríferos



Sillitoe (1972) consideró originalmente a
los sistemas porfídicos como parte
normal del magmatismo de arco.
Sin embargo, los pórfidos cupríferos son
excepcionales en el magmatismo de
arco.
Se desarrollan en épocas metalogénicas
bien definidas de 10 a 20 millones de
años de duración.
Magmatismo
Tectónica y
Mineralización
Subducción y
magmatismo
± contínuo
en
los últimos
200 Ma…
Sin embargo
la formación
de depósitos
minerales ha
sido
¡discontínua!
Magmas calcoalcalinos de
arco y pórfidos cupríferos


Cada época de pórfidos cupríferos esta
asociada a un evento magmático del
mismo período de tiempo.
Alguna perturbación en el régimen
tectónico promueve la generación de
sistemas porfídicos durante esos
períodos de 10 a 20 millones de años.
Asociación magmática y
mineralización en pórfidos de Cu-Mo


Fuente máfica sub-continental que genera magmas
calco-alcalinos, tipo I, oxidados (magmas de arco
típicos de margen continental activo).
Richards (2004) ha planteado que el manto
astenosférico contiene sulfuros y que la fertilidad de
los magmas producidos por fusión parcial de las
peridotitas del mismo depende de la estabilidad y el
volumen de las fases sulfuradas del manto.
Fertilidad de magmas


La fusión parcial del manto astenosférico con
especies sulfuradas residuales que retienen
elementos fuertemente calcófilos (Au, PGE)
generaría magmas fértiles en Cu (Richards,
2003).
El aumento de la fO2, un mayor % de fusión
parcial o re-fusión del manto generaría
magmas fértiles en Au.
Fusión parcial
con fases
sulfuradas


Magmas
“fértiles” en Cu.
Elementos
como el Au
quedan
retenidos en
fases sulfuradas
residuales en la
cuña del manto.
Pórfidos de Cu-Mo


Stockwork y/o brechas y/o vetas con
Qtz-Cpy-Mo en intrusivo
aproximadamente porfídico y rocas
encajadoras adyacentes.
Au(ppm)/Mo%<30 (Cox & Singer,
1996).
Pórfidos de Cu-Au y Au




Pórfidos ricos en Oro >0.4 ppm Au (Sillitoe,
1993) o Au(ppm)/Mo%>30 (Cox & Singer, 1996).
Pórfidos Cu-Au o Au: Fuente máfica subcortical que genera magmas calco-alcalinos
tipo I oxidados (arco de islas y márgenes
continentales activos).
Aumento de la fO2 o del % de fusión parcial
o re-fusión del manto ⇒ Au
Magmas hidratados subsaturados en S
enriquecidos en Au (Richards , 2003).
El aumento de la fO2, % de fusión
parcial o refusión del manto  Au
Pórfidos de Cu-Au y Au


Stockwork con Cpy-Bo-Magnetita en
intrusivo porfídico y rocas volcánicas
contemporáneas.
Stockwork de venillas bandeadas de
Qtz-Mgt±sulfuros en intrusivo
porfídico en el caso de pórfidos Au.
Pórfidos de Mo asociación
magmática y mineralización




Tipo Climax: stockwork con Qtz-Mo
asociado con fluorita en pórfido
granítico altamente diferenciado.
Fuente cortical con biotita (gneisses)
que genera magmas tipo I más
alcalinos (granito-molibdenita).
Tipo Endako: stockwork con Qtz-Mo
pórfido félsico y rocas circundantes.
Fuente magmática subcortical.
Pórfidos de Sn-W asociación
magmática y mineralización


Fuente cortical con muscovita
(pelítica) que genera magmas
peraluminosos reducidos, tipo S (trasarco).
Complejos intrusivos subvolcánicos
con venillas y brechas con casiterita en
pórfido cuarcífero y rocas adyacentes.
Magmatismo calcoalcalino relacionado a convergencia de placas
Pórfidos Cu-Mo
la mayor parte de
los depósitos de
Chile son de este
tipo.
Márgenes continentales
Arcos de islas
Orógenos colisionales
Pórfidos Cu-Au
los ejemplos
típicos están en
el Pacífico SW,
en Chile; Ej. Cerro
Casale.
Pórfidos Cu-Mo
En los Himalayas en
China hay pórfidos Cu
post-subducción del
Eoceno – Oligoceno
y del Mioceno
Richards, 2009
Geology
Pórfidos de Cu-Mo, Cu-Au y
Au en el borde del Pacífico
Marco geotectónico de los
Distintos tipos de pórfidos
Geological Survey of Canada
Pórfidos de Arizona




Ampliamente estudiados (Ej. Titley,
1983)
Ocurren en y sobre una cobertura PzMz sobre un basamento antiguo de
arco de islas.
En la porción distal de una cuenca
sedimentaria cretácica.
Encima de una subducción cretácica.
Pórfidos de Arizona



Asociados con plutones silíceos
epizonales y ausencia de volcanismo.
De edad larámica (73-53 Ma), que
también es la edad de la subducción.
Fueron seguidos por tectónica
extensional con desarrollo de relieve
local por estructuras y fallas de
despegue (Basin and Range Province)
Pórfidos de Arizona


Antiguos, por lo que es difícil saber
que características son exclusivas de
los pórfidos cupríferos o son
particulares de la geología de Arizona.
Consecuentemente, hay que analizar
la situación de los pórfidos cupríferos
más nuevos, donde el marco geológico
es más claro.
Pórfidos gigantes en el mundo


Cooke et al. (2005) compilaron las
características de los 25 depósitos
porfídicos más grandes a nivel
mundial, tanto por contenido de Cu,
como de Au.
Intentando encontrar respuesta a ¿Por
qué son gigantes y de alta ley?
Butte
Co Colorado
Rosario
Radomiro Tomic
Chuquicamata
La Escondida
Escondida N
El Salvador
Toki
Bingham
Cananea
Lone Star
MorenciMetcalf
Pima
Ray
Aktogay-Aiderly
Kal’makyr
Oyu Tolgoy
Sar Cheshmeh
Grasberg
La Granja
Cuajone
Los PelambresPachón
Río Blanco-Los
Bronces
El Teniente
25 depósitos porfídicos más grandes en cuanto a contenido de Cu
Peschanka
Pebble Copper
Prosperity
Bingham
Kal’makyr
Oyu Tolgoi
Sar Cheshmeh
Dal’neye
Reko Diq
Minas Conga
La Escondida
Chuquicamata
Cerro Casale
Bajo La Alumbrera
Batu Hihau
Cadia
Far South
East-Lepanto
Tampakan
Atlas
Sipilay
Grasberg
Ok Tedi
Panguna
Frieda
River
25 depósitos porfídicos más grandes en cuanto a contenido de Au
Contenido de cobre de pórfidos gigantes Cu-Mo, Cu-Au-Mo, Cu-Au
(Cooke et al., 2005)
Contenido de oro de pórfidos gigantes Cu-Mo, Cu-Au-Mo, Cu-Au
(Cooke et al., 2005)
Contenido de cobre de pórfidos según edad
(Cooke et al., 2005)
(Cooke et al., 2005)
(Cooke et al., 2005)
Los pórfidos gigantes se
han formado en:



Paleógeno – Eoceno Temprano (7353 Ma); SW Arizona y México
(Provincia Larámica).
Eoceno – Oligoceno (44-31 Ma)
(Norte Grande de Chile).
Mioceno Medio – Plioceno (12-4 Ma)
(Andes de Chile Central).
Marco geotectónico de
pórfidos cupríferos más
recientes
Norte de Chile
Cooke et al., 2005




550 km de subducción plana
Mioceno Tardío a Plioceno: peak
compresivo temporal (Fase
Quechua) por subducción de la
Dorsal de Juan Fernández. Esto
causo un menor ángulo de la
subducción, engrosamiento cortical,
alzamiento rápido y exhumación.
El Cerro Aconcagua (6962 m) es
producto de este proceso.
Volcanismo prácticamente extinto
Marco geotectónico de
pórfidos cupríferos más
recientes en Chile
Cooke et al., 2005



Depósitos Cu-Mo en la flexura sur
de la subducción (plana a normal).
Depósitos ricos en Au en la Franja
de Maricunga desde el Mioceno
(con el inicio de la subducción de la
Dorsal Juan Fernández).
Depósitos epitermales miocenos de
alta sulfuración sobre la zona de
subducción plana
Marco geotectónico de
pórfidos cupríferos más
recientes
en Perú
Cooke et al., 2005



Zona de subducción plana se
extiende por cerca de 1500 km
El Norte de Perú tiene un arreglo
espectacular de depósitos
Miocenos dos gigantes formados
hace 10 -20 Ma; La Granja (Cu–
Mo), Minas Conga (Cu-Au).
También hay yacimientos
epitermales de alta sulfuración
aproximadamente de la misma
edad; Yanacocha (10.9 Ma) y
Pierina (14,5 Ma).
Depósitos de Cu y Au de <18Ma
Portovelo
La Granja
Yanacocha
Pierina
Antamina
Toromocho
Lobo-Marte
Cerro Casale
Agua Rica
Bajo de la Alumbrera
Pascua-Lama
El Indio
Los Pelambres
Río Blanco - Los
Bronces
El Teniente
Segmentación tectónica
Rosenbaum et al., 2005; EPSL
Rosenbaum et al., 2005; EPSL
Marco geotectónico de pórfidos cupríferos más
recientes en Panamá y Costa Rica






Cooke et al., 2005
Subducción plana de 250 km
Pórfido gigante Cu-Au Cerro
Colorado (4,3 Ma).
Mioceno medio a Superior:
magmatismo Calco – Alcalino.
Colisión de la Dorsal de Cocos.
Plioceno: Cese de volcanismo
Calco-alcalino y cierre del istmo
entre norte y centro América.
Desde el Plioceno:
engrosamiento cortical y
alzamiento de la cordillera de
Talamanca sobre zona de
subducción plana.
Pórfidos gigantes; Cooke et al., 2005



7 de los 25 pórfidos Cu-Mo y 13 de los 25 pórfidos
Cu-Au se formaron en los últimos 20 Ma.
De los anteriores 6 de Cu y 9 de Au se formaron bajo
un régimen de subducción plana con dorsales
asísmicas, cadenas montañosas o plateau oceánicos
(resultando en engrosamiento cortical, alzamiento
rápido y exhumación).
 la flotabilidad de la placa subductada puede
proveer ambientes tectónico-magmáticos que son
favorables para la formación de pórfidos gigantes.
Pórfidos gigantes; Cooke et al., 2005



En arcos de islas oceánicos, la subducción de una
dorsal puede llevar a un aplanamiento de la
subducción o a inversiones episódicas del arco y en
arcos continentales a subducción plana.
Los volátiles liberados de la dorsal pueden causar
metasomatismo en la cuña astenosférica,
posiblemente acompañado de un incremento en el
flujo de azufre por subducción de sedimentos
metalíferos (=> fundidos oxidados que pueden
transportar: Cu, Au y SO2 del manto a la corteza).
También puede ocurrir engrosamiento y deshidratación
de la corteza, llevando a un aumento en el flujo de
fluidos.
Subducción de dorsales

El tectonismo compresivo asociado,
con alzamiento rápido y exhumación
(conduciendo potencialmente a la
superposición de ambientes de pórfido
y epitermales), reactivación de fallas
del basamento y un hiatus en el
volcanismo asociado con
engrosamiento cortical favorecería la
formación de pórfidos cupríferos.
Factores requeridos para
formar pórfidos cupríferos
(Richards, 2005)



Subducción por un período considerable (>10Ma
?)para acumular magmas máficos en la base de
la corteza (zona MASH; fusión, asimilación,
almacenamiento, homogenización).
Magmas calcoalcalinos altamente oxidados con
alto contenido de H2O, Cl y S (contenido
metálico normal).
Condiciones tectónicas compresivas que
permitan acumular grandes cámaras magmáticas
en la corteza (>100 km3).
Procesos o factores requeridos
para formar pórfidos cupríferos
(Richards, 2005)


Las estructuras pre-existentes en la corteza
permiten focalizar y facilitar el ascenso
magmático e hidrotermal.
El flujo o aporte de magma desde la corteza
inferior debe ser suficiente para que se
forme una cámara magmática voluminosa
(>100 km3) y al menos parcialmente
fundida en la corteza media-superior.
Procesos o factores requeridos
para formar pórfidos cupríferos
(Richards, 2005)



La exsolución de volátiles debe comenzar
dentro de esa cámara magmática a
profundidades >5–6 km.
La geometría de la cámara magmática debe
tener una zona de cúpula en la cual magma
rico en burbujas ascienda y circule,
liberando su carga de volátiles en la cubierta
o caparazón.
La dinámica de fluidos permite una partición
eficiente de metales desde un gran volumen
de magma a los fluidos hidrotermales y su
transporte y precipitación en la cubierta.
Procesos o factores requeridos
para formar pórfidos cupríferos
(Richards, 2005)


La recarga de magma caliente en la cámara
magmática (Ej. magmas máficos)
prolongará y maximizará el proceso de
intercambio magmático-hidrotermal y puede
aportar componentes al sistema.
Los volátiles deben ser liberados en forma
controlada, focalizada y durante un tiempo
suficiente para acumular concentraciones de
minerales económicos en los sitios de
precipitación.
Tectónica compresiva

Las condiciones severamente compresivas
pueden impedir la erupción de los magmas
y favorecer el almacenamiento en grandes
cámaras someras confinadas, de las cuales
pueden liberarse cantidades inusualmente
grandes de fluidos magmáticos para formar
pórfidos cupríferos (Sillitoe & Perelló, 2005;
Sillitoe, 2010)
¿Qué factor es más
relevante?


Ninguno de los factores es único para
la formación de sistemas porfídicos, ni
gigantes versus pequeños.
Solo la conjunción de muchos factores
geológicos favorables desde la escala
de la corteza a la del depósito, es
capaz de producir la formación de
depósitos gigantes.
Referencias











AGI (American Geosciences Institute), 2005. Glossary of Geology, Klaus K.E. Neuendorf, James P. Mehl,
Jr., and Julia A. Jackson, editors, 779 p.
Anglo American 2008 Annual report. (http://ar08.angloamerican.solutions.investis.com).
Codelco, 2008. Memoria Annual (http://codelco.cl/memorias/prontus_codelco/2011-02-24/174324.html).
Beane, R.E., and Bodnar, R.J., 1995, Hydrothermal fluids and hydrothermal alteration in porphyry copper
deposits, in Pierce, F.W., and Bohm, J.G. eds., Porphyry copper deposits of the American Cordillera:
Tucson, AZ, Arizona Geological Society Digest 20, p. 83–93.
Candela, P.A., and Piccoli, P.M., 2005, Magmatic processes in the development of porphyry-type ore
systems: Economic Geology 100th Anniversary Volume, p. 25−37.
Cardozo, M., 2001. Peruvian Andes: Geology & Mineral Potential. Ministerio de Energía y Minas, Peru.
Presentación.
Chiaradia, M.; Vallance, J.; Fontboté, L.; Stein, J.; Schaltegger, U.; Coder, J.; Richards, J.; Villeneuve, M.;
Gendall, I., 2008. U–Pb, Re–Os, and 40Ar/39Ar geochronology of the Nambija Au-skarn and Pangui porphyry
Cu deposits, Ecuador: implications for the Jurassic metallogenic belt of the Northern Andes. Mineralium
Deposita, v.44, p. 371–387.
Cline, J.S., and Bodnar, R.J., 1991, Can economic porphyry copper mineralization be generated by a typical
calc-alkaline melt?: Journal of Geophysical Research, v. 96, p. 8113–8126.
Cooke, D.R., Hollings, P., and Walshe, J.L., 2005, Giant porphyry deposits—Characteristics, distribution,
and tectonic controls: Economic Geology, v. 100, p. 801–818.
Corbett, G., 2009. Anatomy of porphyry-related Au-Cu-Ag-Mo mineralized systems: Some exploration
implications. Australian Conference of Geoscientists North Queensland Exploration Conference, June 2009.
(http://corbettgeology.com/#recent_publications)
Cox, D.P. & Singer D.A. 1986. Mineral Deposit Models. U.S. Geological Survey Bulletin 1693, 379 p.
(http://pubs.usgs.gov.bul/b1693/Acover.pdf).
Referencias












Einaudi, M.; Hedenquist, J.W.; Inan, E.E., 2003. Sulfidation State of Fluids in Active and Extinct
Hydrothermal Systems: Transitions from Porphyry to Epithermal Environments. Society of Economic
Geologists and Geochemical Society, Special Publication 10, p. 315-343.
Emmons, W.H., 1918, The principles of economic geology: New York, McGraw-Hill, 606 p.
Gammons and Williams-Jones, 1997. Chemical Mobility of Gold in the Porphyry- Epithermal Environment.
Economic Geology, V. 92, pp. 45-59.
Gustafson, L.B., 1979, Porphyry copper deposits and calc-alkaline volcanism, in McElhinny, M.W., ed., The
Earth—its origin, structure and evolution: London, Academic Press, p. 427–468.
Gustafson, L.B., Orquera, W., McWilliams, M., Castro, M., Olivarez, O., Rojas, G., Maluenda, J., and
Mendez, M., 2001, Multiple centers of mineralization in the Indio Muerto district, El Salvador, Chile:
Economic Geology, v. 96., p. 325-350.
Hunt, J.P., 1977. Porphyry Copper Deposits. Geological Society, London, Special Publications, v. 7, p. 98.
Kirkham, R.V., and Sinclair, W.D., 1995, Porphyry copper, gold, molybdenum, tungsten, tin, silver, in
Eckstrand, O.R., Sinclair, W.D., and Thorpe, R.I., eds., Geology of Canadian Mineral Deposit Types:
Geological Survey of Canada, Geology of Canada, no. 8, p. 421-446.
Lowell and Gilbert, 1970. Lateral and vertical Alteration-Mineralization Zoning in Porphyry Ore Deposits.
Economic Geology, V. 65, pp. 373-408.
Parsons, A.B., 1933. The porphyry coppers. AIME (American Institute of Mining and Metallurgical
Engineers). 581 p.
Parsons, A.B., 1957. The Porphyry Coppers in 1956. AIME (American Institute of Mining and Metallurgical
Engineers). First edition. 270 p.
Perello, J., Carlotto, V, Zarate, A., Ramos, P., Posso, H., Neyra, C, Caballero, A., Fuster, N., and Muhr, R.,
2003a, Porphyry-style alteration and mineralization of the middle Eocene to early Oligocene AndalmaylasYauri belt, Cuzco region, Pem: Economic Geology, v. 98, p. 1575-1605.
Reid, M.E., 2004. Massive collapse of volcano edifices triggered by hydrothermal pressurization. Geology; v.
32; no. 5; p. 373–376.
Referencias











Richards, 2001. Geologic Evolution of the Escondida Area, Northern Chile: A Model for Spatial and Temporal
Localization of Porphyry Cu Mineralization. Economic Geology, vol. 96, p. 271-305.
Richards, 2003. Tectono-magmatic precursors for porphyry Cu-(Mo-Au) deposit formation: Economic Geology, v.
98, p. 1515–1533.
Richards, J.P., 2005, Cumulative factors in the generation of giant calc-alkaline porphyry copper deposits, in
Porter, T.M., ed., Super porphyry copper and gold deposits—A global perspective: Adelaide, Porter
GeoConsultancy Publishing, v. 1, p. 7–25.
Rosenbaum, G.; Giles, D.; Saxon, M.; Betts, P.G.; Weinberg, R.; Duboz, C. 2005 Subduction of the Nazca Ridge
and the Inca Plateau: Insights into the formation of ore deposits in Peru. Earth and Planetary Science Letters 239,
p. 18– 32.
Salfity, J.A., 1985. Lineamentos transversales al rumbo andino en el Noroeste Argentino. Actas 4 Congreso
Geologico Chileno 2: A119–A127.
Seedorf, E., Dilles, J.D., Proffett, J.M., Jr., Einaudi, M.T., Zurcher, L., Stavast, W.J.A., Johnson, D.A., and Barton,
M.D., 2005, Porphyry deposits: characteristics and origin of hypogene features, in Hedenquist, J.W., Thompson,
J.F.H., Goldfarb, R.J., and Richards, J.R., eds., Economic Geology 100th Anniversary Volume: Society of
Economic Geologists, Littleton, Colorado, p. 251-298.
Sillitoe, R.H., 1972, A plate tectonic model for the origin of porphyry copper deposits: Economic Geology, v. 67, p.
184–197.
Sillitoe, R.H., 1988. Epochs of intrusion-related copper mineralization in the Andes. Journal of South American
Earth Sciences, V. 1, N 1, pp. 89-108.
Sillitoe, R.H., 1992, Gold and copper metallogeny of the central Andes—past, present, and future exploration
objectives: Economic Geology, v. 87, p. 2205–2216.
Sillitoe, R.H., 1993. Gold-rich porphyry copper deposits: Geological model and exploration implications. In:
Kirkham, R.V., Sinclair, W.D., Thorpe, R.I., Duke, J.M.
Singer, D.A., Berger, V.I., and Moring, B.C., 2008, Porphyry copper deposits of the world—Database and grade
and tonnage models, 2008: U.S. Geological Survey Open-File Report 2008–1155, 45 p.,
http://pubs.usgs.gov/of/2008/1155/