Pórfidos cupríferos

Pórfidos cupríferos –
introducción
Los depósitos del tipo pórfido hoy día juegan un papel muy importante en la minería del cobre,
molibdeno y estaño. Los pórfidos se conoce bajo muchos nombres, que complica un poco la
situación. En general los yacimientos diseminados (disseminated molybdenums), los yacimientos
"stockwerk" hoy día pertenecen al grupo de los pórfidos.
Generalmente los pórfidos o porphyries tienen leyes relativamente bajos y cubren un sector
bastante amplio. Tienen una relación con una roca intrusiva que en partes muestra una textura
porfídica. También existe una relación con rocas extrusivas - volcánicas que marcan fuertes
cambios secundarios por actividades hidrotermales. Se nota una gran variedad de alteraciones de
las rocas de caja y de la intrusiva. Existen minerales secundarios en una forma diseminado es decir
en una distribución fina. Además existen vetillas, venillas y rellenos de diaclasas en varias formas y
densidades. Los yacimientos del tipo pórfido afloran generalmente en márgenes continentales
destructivos - especialmente en zonas de subducción.
Caracterización de pórfidos:
Característica detalles
Cu: entre 0,3 % hasta 1,4 %
Leyes de metal Mo entre 0,01 hasta 0,06%
Au 0 hasta 0,6 g/ton
Rocas
existentes
Intrusivas: Granitos, granodioritas, tonalitas, monzonitas cuarcíferos, dioritas
Subvolcanicas: stocks dioriticos - granodioríticos con textura porfídica
Volcánicas: +/- dacitas
Alteraciones
Alterción potásica, sericítica, argílica, propilítica y silificación (LOWELL &
GUILBERT ; SILLITOE)
Estructuras
Diseminación: la mena aparece en finas partículas distribuidas
Stockwork: rellenos de diaclasas, vetillas venillas, vetas con mena, u otros
minerales de formación hidrotermal como yeso, calcita y baritina.
Pebble dykes: Brechas hidrotermales de diferentes tamaños
Estructuras tectónicas expansivas (fallas, diques) con-genéticas de la
formación del yacimientos
General
Zonas de subducción, margen continental activo en destrucción
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Estructuras relacionadas a pórfidos cupríferos:
a) Stockwerk
Stockwerk son vetillas pequeñas que interceptan toda la roca. Existen varias formas de simetrías y
tamaños. El relleno se compone de mena especialmente de minerales de formación hidrotermal.
Caracterización del stockwerk:
a) por la frecuencia de vetillas
b) por el ancho de las vetillas
c) por la simetría
d) tipo de mineral como relleno
Hay que mencionar que estructuras tipo stockwerk también se puede encontrar en macizos
sulfuros
b) Diseminado
Mena diseminada
Varias muestras contienen la mena en una forma diseminado, es decir en partículas finas aisladas.
Las partículas pueden ser pequeño (no visible con el ojo), o pueden ser del tamaño mayor, pero
rara vez superan 2 mm. El diseminado muchas veces se junta con vetillas.
Caracterización del diseminado:
a) tamaño
b) frecuencia
c) tipo de mineral
b) Pebble Dyke - brecha hidrotermal
Brecha hidrotermal
Fotos: de una brecha hidrotermal / Pebble Dyke
En algunos sectores existen brechas hidrotermales. Estas rocas aparecen en forma de una veta o
en sectores elipsoides.
La roca contiene clastos blanqueados - alterados, de diferentes tamaños (común entre 0,5 cm
hasta 10 cm). Los clastos son en la mayoría angulosos pero tal vez llegan hasta subredondeado. Se
encuentra leves interacciones entre clasto y matriz. Los clastos en varios sectores cumplen el
criterio del puzle (es decir los contornos de diferentes clastos se puede juntar igual que en un
rompecabezas). La distribución de los clastos puede ser heterogéneo: Los sectores centrales
tienen menos clastos, los sectores marginales tienen mayores cantidades de clastos a respeto de
matriz. En los sectores marginales se puede observar que los clastos casi todavía están juntos.
La matriz normalmente es de color negro hasta verdoso y generalmente duro. Se compone de
minerales de Fe y/o de Cu, además se encuentra gel o vidrio.
Como veta se llama "Pebble Dyke": Tienen un ancho entre 10 cm hasta 2 m. Paredes irregulares
pero lisos, tal vez existen apófisis a la roca de caja. Generalmente marcan una actividad tectónica
durante la actividad hidrotermal.
Caracterización de brechas hidrotermales:
a) tipo de clastos
b) apariencia de clastos: redondez, tamaño, frecuencia, alteraciones
c) matriz: tipo de minerales, color, dureza,
d) simetría del cuerpo: vetiforme, irregular, tamaño, zonaciones
e) Estructuras tectónicas: pre-, co-, y postgenético.
Tipos de Alteraciones:
El modelo de LOWELL & GUILBERT[x] (1970) muestra los tipos de diferentes alteraciones
hidrotermales de la roca de caja y las simetrías en el sector alterado. Además el modelo contempla
con la ubicación de las mineralizaciones de sulfuros más importantes. Las zonas alteradas se
diferencian por su contenido en minerales secundarios. (Que pueden ser igual o diferente de los
minerales de origen primario). Entonces para determinar en terreno y sección transparente la
zona de alteración hay que diferenciar al primero entre minerales primarios y secundarios y
después se analiza la paragenesis de minerales secundarios.
Generalmente LOWELL & GUILBERT diferencian cuatro zonas de alteraciones hidrotermales:
Alteracion
a) Zona Potásica (ingl.: potassic zone): La zona más a dentro de la alteración
Las ortoclasas, plagioclasas y minerales máficos primarios se cambian por procesos hidrotermales
a ortoclasa (kfeld) y biotita, ortoclasa (kfeld) y chlorita, o tal vez a Ortoclasa y biotita y clorita (chl)
algunas veces con sericita, anhidrita, cuarzo (qz) en stockwerk. El núcleo de este zona puede ser
pobre en mena.
Conclusión:
kfeld+bio
kfeld+chl
kfeld+bio+chl
+/-ser
+/-anh
+/-qz (en stockwerk)
b) Zona filíca (inglés: phyllic zone) o zona sericítica
El límite entre la zona potásica y la zona filítica no es bien definida. Se trata de una zona de
transición entre 2 hasta 30 metros.
Biotita primaria y los feldespatos se descomponen a sericita y rutilo. Además se conoce la
paragenesis de cuarzo-sericita-pirita con poco clorita (chl), Illita, rutilo y pirofilita (pyfi).
Carbonatos y anhidrita son muy escasos en este zona.
Conclusión:
q+ser+py
ser,
+/-rut
+/-chl
+/-Illita
+/-pyfi
c) Zona argílica: (inglés argillig zone):
Zona no siempre bien desarrollada. Principalmente corresponde a la formación de minerales
arcillosos. como caolín, montmorillonita y pirita en vetillas pequeñas. Los feldespatos alcalinos no
muestran fuertes alteraciones, biotita primaria se cambió parcialmente a clorita.
d) Zona propilítica: (inglés: propylitic zone):
La zona más afuera del sistema sin contacto definido a la roca de caja. Las alteraciones se
disminuyen paulatinamente hasta desaparecen completamente. Las características de esta zona
son los minerales clorita, pirita, calcita y epidota. Los plagioclasas no siempre muestran
alteraciones. Biotita y Hornblenda se cambiaron parcialmente o total a clorita y carbonatos.
El concepto de la paragenesis de minerales de mena ofrece una situación bastante similar. Un
núcleo de baja ley, con cd-py-mb.
Un "anillo" de zona de mena, la zona de pirita un poco más externo y finalmente la zona periférica
con una parágenesis entre cp-gal-si-Au-Ag
También existe una relación de las estructuras internas del cuerpo alterado con su posición.
El núcleo muestra la mena en forma diseminada, más afuera diseminada con presencia de
microvetillas. Más al exterior siguen venillas y diseminado y finalmente venillas. En resumen es
una transición paulatina desde diseminado (interior) a venillas (exterior). También el modelo
propone que las vetas tienen sus raíces en un cuerpo de alteración, en inglés se habla del "feeder"
[alimentadora] de la veta.
Modelo de Sillitoe (1973):
El modelo se SILLITOE (1973) incluye algunos puntos nuevos. A parte de alteraciones
hidrotermales (SILLITOE: potásica, sericítica, propilización, argilica y silificación) se concluye la
presencia de stocks (=cuerpos subvolcánicos, hipabisales en bajas profundidades), y la presencia
de un aparato volcánico o volcán estratificado. Además se toma en cuenta la formación de brechas
hidrotermales. Interesante es la alteración propilitica hasta el aparato volcánico y la silificación en
partes superiores del sistema.
El modelo de SILLITOE en un ambiente erosionado y levemente inclinado (tectónicamente)
provoca un afloramiento de varias rocas.
a) morfológicamente como elevación afloran los sectores silificadas. Abajo, protegido por la
silificación la propilización, alteración serizitica y la alteración potásica. Las rocas
volcánicas jóvenes (del aparato volcánico que provocó las alteraciones) existen casi
solamente en una forma fuertemente alterada. Las rocas pre-volcanicas y la intrusión se
conoce en su forma fresca y alterada. Brechas hidrotermales se ubican cerca del sector
silificado, normalmente adentro de rocas pre-volcanicas alteradas.
PÓRFIDOS DE COBRE EN EL PERÚ
Los pórfidos de cobre son yacimientos de baja ley, de gran tonelaje y de forma irregular. A
la fecha se ha detectado este tipo de yacimientos en el Perú, en los siguientes ambientes
geológicos: en la franja SE del Batolito de la Costa, están ubicados los pórfidos de cobre de
Toquepala, Quellaveco, Cuajone, Cerro Verde, Santa Rosa y Cerro Negro. En la Franja
Sedimentaria Mesozoica de la Cordillera Occidental en el departamento de Cusco se
encuentra Antapacay, denominado anteriormente como Atalaya; en el departamento de
Apurímac, Los Chancas; en el departamento de Junín Toromocho dentro del distrito
mine¬ro de Morococha; en el departamento de Ancash, Pashpap y El Águila; en el
departamento de Cajamarca Michiquillay, La Granja, Minas Conga, Galeno, Cerro Corona;
en el depar¬tamento de Piura, Río Blanco cerca a la frontera con el Ecuador.
Estos pórfidos se formaron en el arco magmático que dio origen al Batolito de la Costa y a
los batolitos menores (batolito de Andahuaylas-Yauri), así como a stocks en la franja
sedimentaria mesozoica de la Cordillera Occidental.
En estos pórfidos, el área de alteración hipógena es mayor que el área mineralizada.
La mineral ización de cobre está localizada en rocas ígneas intrusivas, porfiríticas
intermedias a félsicas, emplazadas en diferentes pulsaciones; con eventos de chimeneas
brechosas producidas por reactivaciones, en ciertos casos han formado clastos
redondea¬dos (pebble brecha).
Por procesos tectónicos, estos pórfidos han sufrido un intenso fallamiento y
fracturamiento, llamados stockwork, controlados por un control estructural mayor, como
la falla Miquelaco Incapuquio en el pórfido de Toquepala, las fallas Encañada y Michiquil
lay, en el pórfido de Michiquillay, los impulsos sucesivos del intrusivo en el contacto con el
gneis Charcani en Cerro Verde-Santa Rosa-Cerro Negro; los impulsos sucesivos de la
cuarzo monzonita más joven a la diorita Anticona más antigua en Morococha y la formación de los stockworks en el contacto.
Los pórfidos en el Perú tienen molibdeno como subproducto. Los pórfidos en Cajamarca,
como Cerro Corona, Minas Conga, El Galeno, tienen mayor cantidad de oro que los
pórfidos de Cu del centro y sur del Perú. Además, estos pórfidos contienen otros
elementos metálicos, considerando entre ellos Ag, Pb, Zn.
Sus valores varían de 1,0 % Cu en Toquepala, 0,7 % Cu en Toromocho, 0,5 % Cu en Galeno.
Sus reservas se estiman desde 400 000 000 TM en Toromocho y otros a 2 000 000 000 TM
en Cerro Verde, Santa Rosa, Cerro Negro.
Chalcopirita, pirita, cuarzo, son los minerales comunes en los pórfidos. Alrededor de los
pórfidos de cobre se emplazan yacimientos hidrotermales polimetálicos, como las vetas
polimetálicas de Yarabamba cerca de Cerro Verde en Arequipa; las vetas polimetálicas en
Morococha fuera del pórfido de Toro Mocho; las vetas polimetálicas en Hualgayoc fuera
del área del pórfido Cerro Corona en Hualgayoc Cajamarca; estas vetas polimetálicas se
habrían formado a menor temperatura que los pórfidos.
La alteración hipógena, concéntrica u oval de la parte central a la parte externa, de mayor
a menor temperatura presenta: alteración potásica (cuarzo-feldespato potásicobiotita),
alteración fílica (cuarzo-sericita-pirita), alteración propilítica (epídota-calcita-clorita), entre
las alteraciones fílica y propilítica en algunos sectores se observa la alteración argílica
(cuarzo-caolín-montmorillonita). La alteración propilítica se extiende 1 km hacia la parte
externa del borde de la mineralización de pórfido de cobre.
Se observa un zonamiento de la parte central a la parte externa: chalcopiritamol ibdenitapirita, chalcopirita-molibdenita, pirita-chalcopirita, galena-esfalerita-pirita con Au y Ag que
son de alcance mesotermal.
El enriquecimiento supérgeno en Cuajone, Quellaveco y Toquepala se inició a fines del
Oligoceno, ha continuado al inicio del Mioceno. En Cuajone en 22,8 Ma, hubo un
vulcanismo que cubrió parte del depósito al inicio del Mioceno, por ello, en Cuajone el
enriquecimiento secundario tiene menor distancia vertical. Dicho enriquecimiento de
chalcocina terminó hace 13,1 Ma en Cuajone, 9,5 Ma en Quellaveco y posiblemente en
Toquepala.
Cuajone
Lixiviación
O - 25 m
Oxidación
13-31 m
Enriquecimiento
O - 38 rri
Quellaveco
Toquepala
Lix + Ox = O - 78 m
Lix +Ox = 10 - 322 m
O - 94 m
O - 258 m
La oxidación en superficie da un tono de limonita color concho de vino, más, las
alteraciones hipógenas y su fracturación tipo stockwork son las evidencias superficiales de
los pórfidos en el Perú.
Los diferentes estudios dan informaciones sobre estos aspectos, no informando sobre el
modelo total de los sulfuros primarios.
Visto el modelo en tres dimensiones se tendría, distribución de leyes de cobre de sulfuros
primarios a manera de domos con pendientes de gran ángulo; en la parte central, de
mayor temperatura, tendremos el frente inicial de deposición (FI), externo al FI, de forma
dómica el frente de máxima ley de deposición (FM) y el frente final de deposición (FF) en
la zona externa a menor temperatura. Este modelo tiene diferentes niveles de depo¬sición
y bajo esa forma en el corte horizontal se visualizará el FI, FM, FF.
La distribución de las alteraciones hipógenas y de los valores de Cu no están con¬trolados
por el tipo de roca ígnea, la distribución de valores de Cu está en las alteraciones potásica
y fílica, muy incipiente en las alteraciones propilíticas.
BATOLITO DE LA COSTA
7.1.1 Cerro Verde, Santa Rosa y Cerro Negro* Ubicación
Los pórfidos de Cerro Verde, Santa Rosa y Cerro Negro están ubicados en el segmento
Arequipa del Batolito de la Costa.
Geología
Ocurre el gneis Charcani en el sector NO del Precámbrico. La granodiorita Yarabamba es la
roca ígnea de mayor exposición del Terciario inferior, con una primera generación de
emplazamiento de un pórfido monzonítico-tonalítico y una segunda gene¬ración de un
pórfido de la misma composición, con textura de granos menores que el de la primera
generación. La edad de estos intrusivos es de 56 Ma, corresponde al Terciario inferior.
Asociados a estos pórfidos se tienen brechas de diferente composición por efecto de una
expansión violenta de soluciones acuosas por disminución de presión y temperatura
(NÚÑEZ, F. MOLLEPAZA, S. SALAS, J. 2000 ),
Geología de Cerro Verde (Bidgood, T.
1999)