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GL54A: Metalogénesis Semestre: Otoño 2007 Yacimientos Pb – Zn Tomás Opazo Cosme R. Pérez-Puig Cristóbal Venegas INTRODUCCIÓN Los yacimientos de Pb – Zn o Zn – Pb, según cual de los dos metales predomine, abarcan un amplio rango de tipos de yacimientos. Una característica en común de este tipo de yacimientos es su asociación a hidrotermalismo, con aguas de origen tanto magmático como meteóricas y connatas. Desde más a menos profundos se tiene la siguiente sucesión: - Yacimientos de Skarn de Pb-Zn, - Yacimientos Filonianos asociados a zonas distales de yacimientos de tipo pórfido, - Yacimientos Epitermales de metales preciosos, - Yacimientos estratoconfinados (“stratabound”), - Yacimientos VMS, y - Yacimientos SEDEX. De todos estos, los mayores productores de concentrados de Pb y de Zn son los estratoconfinados del tipo metales base en rocas carbonatadas. Las principales menas de Pb y de Zn en todos los yacimientos son la galena (Foto 1) y la esfalerita, respectivamente (Foto 2). Foto 1: Cristal cuboctaédrico de Foto 2: Cristal con reflejos internos de Esfalerita. Galena. -1- GL54A: Metalogénesis Semestre: Otoño 2007 Yacimientos Pb – Zn Tomás Opazo Cosme R. Pérez-Puig Cristóbal Venegas SKARN DE Pb – Zn • Reemplazo metasomático • Siempre distales • Ambientes de subducción (granitos tipo “I”) • Mineralización Prógrada • Leyes típicas : Zn 6-12%, menor Pb y Cu • Esporádicamente Ag Figura 1: Clasificación de yacimientos tipo Skarn en función del contenido de sílice y de Álcalis. • Zonación Gr-Px (Súlfuros) • Alteración retrógrada • Roca Huésped Subclasificación • Cercanos a batolitos de ambiente profundo • Cercanos a stocks epizonales, amplio desarrollo de skarn • Distales a fuente ígnea. • Vetas de carbonatos con minerales de Mn calcosilicatados -2- GL54A: Metalogénesis Semestre: Otoño 2007 Yacimientos Pb – Zn Tomás Opazo Cosme R. Pérez-Puig Cristóbal Venegas En Chile se reconocen los depósitos de Maria Cristina y El Toqui como yacimientos de tipo Skarn de Pb – Zn (Fig. 2). Figura 2: Ubicación de los yacimientos de Skarn en Chile, con la Mina Maria Cristina, uno de los skarn de Pb – Zn explotados en Chile. -3- GL54A: Metalogénesis Semestre: Otoño 2007 Yacimientos Pb – Zn Tomás Opazo Cosme R. Pérez-Puig Cristóbal Venegas YACIMIENTOS FILONIANOS También denominados yacimientos hidrotermales, se forman por la circulación de fluidos (HIDRO-) calientes (-TERMAL) a través de fracturas en la corteza terrestre. Estos fluidos, de origen magmático, circulan en sistemas de celdas convectivas calentadas por el mismo cuerpo ígneo que generó los fluidos. Según se enfría el plutón y cristalizan minerales anhidros en el magma, se va aumentando el contenido promedio de agua, con lo que al alcanzar el punto de saturación se separan dos fases líquidas: el magma saturado en agua y por otro lado el agua magmática, en un proceso que se conoce como Segunda Ebullición. Si este proceso ocurre a velocidad suficiente, los fluidos son capaces de separar metales del magma antes que queden retenidos en la red cristalina de los minerales que están cristalizando. Dichos metales circulan por la corteza en forma de complejos: moléculas con carga iónica formadas por un metal más un ligando (HS-, H2S, Cl-, SO42-, F-, etc.). Si durante la circulación por la corteza se dan las condiciones físico-químicas necesarias, dichos elementos precipitarán de manera concentrada, dando lugar a un yacimiento explotable. Dentro de este tipo de yacimiento hay que distinguir los yacimientos vetiformes profundos y los yacimientos epitermales depositados en zonas someras. Los yacimientos profundos se pueden subdividir según sus temperaturas de formación, mineralogía y gangas en Catatermales y Mesotermales, donde la evolución del sistema hacia superficie daría lugar a los yacimientos epitermales: - Catatermales: Sistemas muy profundos, con temperaturas en torno a los 400 ºC, donde la mineralogía consiste en sulfuros simples (apy – po – py – sf(Fe) – cpy – gn) y Au nativo en una ganga compuesta principalmente por cuarzo. La alteración característica está definida por anfíboles – clorita – albita y menor piroxeno – mica parda – turmalina. - Mesotermales: Sistemas vetiformes asociados a yacimientos de tipo pórfido, formados a temperaturas por sobre los 300 ºC, en muchos casos en zonas distales de dichos pórfidos debido a procesos de telescoping. La alteración principal es la seritización con presencia de cuarzo, y la mineralogía está compuesta por sulfuros -4- GL54A: Metalogénesis Semestre: Otoño 2007 Yacimientos Pb – Zn Tomás Opazo Cosme R. Pérez-Puig Cristóbal Venegas simples (py–apy–cpy–sf–gn) y sulfuros complejos (thd y estannina), en ganga de qz – sid – ank. - Epitermales: Caracterizados por mineralización en vetas, brechas y/o diseminada, depositada a menos de 1000 m de profundidad y con temperaturas en torno a 200250 ºC y menores. Estos depósitos se asocian a fenómenos de “boiling”, donde el nivel de ebullición separa dos franjas (Fig. 3): una en profundidad con metales base (Cu – Pb – Zn) y otra superior con metales preciosos (Au – Ag). En estos yacimientos se tienen menas tanto de sulfuros simples como de sulfuros complejos en gangas de qz – cal – dol – sid – rod – ank – bar – yeso – (fluo), asociadas a alteraciones serícíticas y alunita – “vuggy silica” con menor kao – pyr (epitermales de alta sulfidización HS) o cuarzo – adularia (baja sulfidización LS). A parte de los yacimientos HS y LS, existen una serie de yacimientos epitermales, sin relación directa a cuerpos magmáticos, en los que la circulación de los fluidos se produce por fenómenos de bombeo tectónico, son los epitermales adularia – sericita (Fig. 4). Figura 3: Distribución de las franjas metalíferas en yacimientos epitermales (tanto alta sulfuración HS como baja sulfidización LS). -5- GL54A: Metalogénesis Semestre: Otoño 2007 Yacimientos Pb – Zn Tomás Opazo Cosme R. Pérez-Puig Cristóbal Venegas Figura 4: Génesis de yacimientos epitermales adularia – sericita. De estos tres tipos, los más interesantes y que se exploten por Pb / Zn son los yacimientos epitermales, con tonelajes por veta de hasta 10 – 15 Mt con leyes de hasta 10 - 15% Pb+Zn. Estudios de Inclusiones Fluidas indican salinidades aproximadas menores a 20 % eq NaCl. Además de estos tres grupos, también existen otros subgrupos, que en algunos casos son términos en desuso y en otros no tienen importancia económica: - Leptotermales: en desuso hoy día, se refiere a la franja de inferior temperatura de los mesotermales. - Teletermales: considera los epitermales de más baja temperatura (< 100 ºC). En la actualidad es un término en desuso ya que no se conocen mineralizaciones importantes explotables. - Xenotermales: se trata de yacimientos anómalos, muy someros y de elevada temperatura, con importancia nula en mineralizaciones económicas. Todos estos yacimientos filonianos y epitermales se forman asociados a procesos hidrotermales excepto los catatermales, que se asocian a fenómenos magmático – hidrotermales. -6- GL54A: Metalogénesis Semestre: Otoño 2007 Yacimientos Pb – Zn Tomás Opazo Cosme R. Pérez-Puig Cristóbal Venegas YACIMIENTOS ESTRATOCONFINADOS Este tipo de yacimientos reciben varios sinónimos (estratoligados, stratabound, etc.) con un mismo significado: depósitos ligados y/o confinados a un determinado nivel estratigráfico, con mineralizaciones en filones o como reemplazos. Se subdividen en tres tipos, en función de los elementos explotados, la roca de caja y texturas observadas: - Metales base en rocas carbonatadas, - U – V – Metales Base en areniscas (Red Bed), y - Sulfuros Masivos en sedimentos. En todos los casos, no están asociados a rocas ígneas, y estudios de δS34 indican que los fluidos son connatos y/o meteóricos, pero no magmáticos (Fig. 5). Además, la energía térmica necesaria para la circulación de los fluidos es aportada por el gradiente geotérmico. Figura 5: Circulación de aguas connotas (liberadas por compactación de sedimentos) y de aguas meteóricas infiltradas a través de la corteza para dar lugar a yacimientos en rocas carbonatadas. -7- GL54A: Metalogénesis Semestre: Otoño 2007 Yacimientos Pb – Zn Tomás Opazo Cosme R. Pérez-Puig Cristóbal Venegas En este apartado solo se van a explicar el primer grupo, ya que los yacimientos Red Bed no se explotan por metales base, y en casos puntuales se recuperan como subproductos los metales base. Por otro lado, los sulfuros masivos en sedimentos, no está claro su origen, pero una mayoria de autores se inclina a pensar en un origen exhalativo similar a los SEDEX, y por tanto se explicarán en el capítulo respectivo a depósitos SEDEX. Los depósitos de metales base en rocas carbonatadas, como su nombre indica, se encuentran confinados en secuencias calcáreas y/o dolomíticas; sin asociación a complejos ígneos; y abarcan edades entre el Cambriano hasta el Cretácico, exceptuando el Siluriano. Estos yacimientos se formaron a profundidades de entre 1 – 1.5 km, con bajas temperaturas (50 – 200 ºC) y salinidades moderadas (10 – 30 % eq NaCl). Los depósitos de metales base en rocas carbonatadas se pueden clasificar en función de su paragenesis: - Mississippi Valley Type: Pb – Zn – V. Caracterizados a partir de las explotaciones en niveles calcáreos de la Cuenca del Río Mississippi, donde se encuentran la mayoría de este tipo de depósitos. Son los principales productores de Pb y Zn en el mundo. - Tipo Alpino: Pb – Zn – Ba – F. Yacimientos de vetas y reemplazamientos en calizas tectonizadas. Son y han sido explotados en los Alpes Orientales, donde la explotación de fluorita llega a ser muy importante. - Tipo Irlandés: Pb – Zn – Cu – Ag – Ba. Similares al Tipo Alpino, que han sido caracterizados en la República de Irlanda, donde se vienen explotando desde la antigüedad. - Tipo Balmat: Zn – Pb – Cu de ambientes evaporíticos. Se trata de una clasificación en desuso, similar al Tipo Irlandés pero asociado a rocas evaporíticas en vez de calcáreas. - Yacimientos de Namibia: Pb – Zn – Cu – Ag – V. Yacimientos con grandes producciones de Pb y Cu; p.e. la Mina de Tsumeb. - Yacimiento del norte de África: Pb – Zn. Vetas emplazadas a lo largo de la Cordillera del Atlas (comenzando al Nor-Este de Marruecos y terminando en el Norte de Túnez). -8- GL54A: Metalogénesis Semestre: Otoño 2007 Yacimientos Pb – Zn Tomás Opazo Cosme R. Pérez-Puig Cristóbal Venegas Un yacimiento tipo MVT es la Mina de Reocín, en Cantabria (Norte de España). A continuación se muestran algunas imágenes para conocer algunas características de este tipo de depósitos. Foto 3: Estructuras de coral en calizas de la Foto 4: Bandeado de esfalerita, pirita y roca de caja en la Mina de Reocín. dolomita observado en la mina. Foto 5: Marcasita en “cresta de gallo” y Foto 6: Bandeado con formas redondeadas cristales de dolomita sobre esfalerita de esfalerita, pirita y abundante dolomita. bandeada. Mina de Reocín. También se observa un poco de galena. Filón de la Mina de Mercadal, cerca de Reocín. -9- GL54A: Metalogénesis Semestre: Otoño 2007 Yacimientos Pb – Zn Tomás Opazo Cosme R. Pérez-Puig Cristóbal Venegas YACIMIENTOS SEDEX Características: - Mineralizaciones de Pb–Zn–Ba–Ag–Cu - Asociados a rocas sedimentarias carbonosas (p.e. lutitas negras carbonosas) - El Cu suele ser posterior, no hay mineralización de Au - No está claro el origen de los fluidos (profundidad, fuente de metales, ambientes de formación, …) - Fluidos expelidos desde cuencas sedimentarias. - Edad Precámbrica y Paleozoica - Ej. mundiales: Mt. Isa, Broken Hill, McArthur River (Australia); Red Dog (Alaska); Sullivan (Canadá). - Halo de alteración da lugar a anomalías de color (descubrimiento de Red Dog) - 10 - GL54A: Metalogénesis Semestre: Otoño 2007 Yacimientos Pb – Zn Tomás Opazo Cosme R. Pérez-Puig Cristóbal Venegas YACIMIENTOS VMS Figura 4: Circulación de las aguas oceánicas a través de fracturas en la corteza marina para crear “black smokers” y generar depósitos VMS. Figura 5: Zoneamiento en yacimientos VMS. - 11 - GL54A: Metalogénesis Semestre: Otoño 2007 Yacimientos Pb – Zn Tomás Opazo Cosme R. Pérez-Puig Cristóbal Venegas Tipos de depósito VMS: - Tipo Chipre: Cu ± (Zn) ± Au, asociados a basaltos toleíticos de conjuntos ofiolíticos (generación de corteza oceánica). Formados en fondos oceánicos profundos con volcanismo basáltico. Los ejemplos típicos se presentan en la isla de Chipre en el mar Mediterráneo. - Tipo Besshi: Cu – Zn ± Au ± Ag, asociados a rocas sedimentarias con aporte terrígeno, grauvacas y turbiditas asociadas con basaltos de intraplaca. Formados en cuencas sedimentarias marinas profundas con volcanismo basáltico. - Tipo Kuroko: Cu – Zn – Pb ± Au ± Ag, asociados a volcanismo bimodal con lavas toleíticas y lavas y piroclastos calco-alcalinos. Formados en cuencas marinas someras con volcanismo explosivo con formación de calderas en sectores de tras-arco. Los ejemplos típicos se encuentran en Japón formados en una cuenca marginal. - Tipo Noranda o Primitivos: Cu – Zn ± Au ± Ag, asociados a rocas volcánicas totalmente diferenciadas desde basaltos a riolitas en cuencas marinas de <1 km de profundidad. Actualmente presentes en las fajas de rocas verdes en los escudos precámbricos (como en Canadá). Su marco tectónico es materia de debate, pero parecen haberse formado en cuencas subsidentes limitadas por fallas, posiblemente en secciones de tras-arco. Los depósitos VMS típicos pueden consistir de varios lentes o stockworks y contener de 1 a 10 Mt de mena con leyes promedio de 2 a 10% Cu + Zn + Pb (±Ag-Au-Se-Cd-Bi-Sn). Los depósitos mayores pueden alcanzar a 100 Mt de mena con altas leyes en el caso de cuerpos masivos. Ejemplos en Chile de yacimientos VMS son las mineralizaciones en los Esquistos Verdes paleozoicos en Tirúa, en Casa de Piedra, etc. - 12 - GL54A: Metalogénesis Semestre: Otoño 2007 Yacimientos Pb – Zn Tomás Opazo Cosme R. Pérez-Puig Cristóbal Venegas DEPÓSITOS SUPÉRGENOS Realmente no se trata de yacimientos en el sentido estricto de la palabra, y no dan lugar a concentraciones y tonelajes explotables. Sin embargo, pueden tener bastante importancia ya que se pueden dar en cualquier tipo de yacimiento de Pb – Zn, teniendo una mineralogía característica, lo que puede usarse como “target” de exploración de depósitos de Pb – Zn. Foto 7: Cristalización típica de la Foto 8: Hemimorfita de color azul. Mina de Hemimorfita. Mina de Toral de los Toral de los Vados. Vados, León (España). Foto 9: Auricalcita y smithsonita sobre Foto 10: Smithsonita sobre hidrocincita y goethita. Mina Toral de los Vados. sobre limonita. Mina Udias, Cantabria. - 13 - GL54A: Metalogénesis Semestre: Otoño 2007 Yacimientos Pb – Zn Tomás Opazo Cosme R. Pérez-Puig Cristóbal Venegas Foto 11: Cristal de Cerusita (carbonato de Foto 12: Cristal de Anglesita sobre Galena, Pb) de la Mina Reocín. procedente de Marruecos. (Imagen de fabreminerals) Foto 13: Hidrocincita botroidal de la Mina de Reocín. - 14 - GL54A: Metalogénesis Semestre: Otoño 2007 Yacimientos Pb – Zn Tomás Opazo Cosme R. Pérez-Puig Cristóbal Venegas BIBLIOGRAFÍA J. Abella, C. Curto & J. Fabre, 2001: “Bellmunt del Priorato, un yacimiento histórico en Cataluña”. Revista Bocamina nº 7. Grupo Mineralogista de Madrid. M. Calvo, F. Tornos & G. García, 2002: “Toral de los Vados, flores de cinc en la Mina Antonina”. Revista Bocamina nº 10. Grupo Mineralogista de Madrid. A. M. Castro, M. Calvo, G. García & A. Alonso, 2001: “La Mina de Reocín (Cantabria”. Revista Bocamina nº 8. Grupo Mineralogista de Madrid. F. Gómez, M. Gutiérrez Claverol, C. Luque & M. Calvo, 2006: “La Mina de Áliva, la blenda acaramelada de los Picos de Europa”. Revista Bocamina nº 17. Grupo Mineralogista de Madrid. B. K. Townley, 2006: “Metalogénesis: Hidrotermalismo y Modelos de Yacimientos”. Geología Económica, Departamento de Geología, Universidad de Chile, p. 92. F. Vázquez, 1996: “Geología Económica de los Recursos Minerales”. Fundación GómezPardo, E.T.S.I. Minas, Universidad Politécnica de Madrid, p. 481. - 15 -
