Los pórfidos cupríferos son depósitos minerales de baja ley y gran tonelaje asociados con intrusiones ígneas subvolcánicas. Se originan cuando los fluidos mineralizantes expulsados desde un plutón en proceso de enfriamiento depositan sulfuros de cobre, molibdeno y oro en la roca huésped. A pesar de su baja ley, los pórfidos cupríferos constituyen la principal fuente mundial de cobre debido a su enorme tamaño, con reservas que alcanzan los
2. INTRODUCCIÓN
Los Pórfidos Cupríferos constituyen un
grupo muy variado de depósitos
minerales y con una amplia diversidad
de características.
Los pórfidos cupríferos son
esencialmente depósitos minerales de
baja ley y gran tonelaje.
Se denominan pórfidos porque
frecuentemente, pero no
exclusivamente, se asocian con rocas
ígneas intrusivas con fenocristales de
feldespato en una masa fundamental
cristalina de grano fino
Tiene lugar a nivel sub-volcánico,
inmediatamente por debajo de la
actividad volcánica superficial
Estos tipos
incluyen Cu-
Mo,
Cu-Au, Cu, Au y
Mo
CONTENIDO
ORIGEN Y GENESIS
MINERALIZACIONES ASOCIADAS
IMPORTANCIA ECONOMICA
YACIMIENTOS O AMBIENTE
GEOLOGICO
El termino Plutón es el nombre genérico para los
cuerpos intrusivos y las rocas que los envuelven,
se denominan rocas de campo o rocas de caja.
Formas de cuerpos
plutónicos. A- Lacolito. B-
Facolito. C- Lopolito. D-
Stock (redibujado de
Wimenauer, 1985)
PORFIDOSCUPRIFEROS
Stocks: son
Plutones con
forma cilíndrica
6. La mineralización ocurre en forma
diseminada, en vetillas y enjambres de
vetillas (stockwork), en columnas de
brecha y también como rellenos.
En secciones verticales estos
yacimientos tienen forma tubular
o de embudo (muela), con ejes
casi verticales
FORMAS Y TAMAÑOS
7. MINERALIZACIONES ASOCIADAS_
• La MINERALIZACIÓN de los pórfidos cupríferos
esta constituida de Pirita, Calcopirita, como
minerales hipogenéticos, y Calcosita
Supergenética. Por lo general, como minerales
acompañantes en menor proporción se
encuentran: Molibdenita, Oro y Plata. A veces la
Molibdenita es abundante.
• A veces la Mineralización afecta también la roca
encajante o intruida.
• La única condición para la Mineralización
es que la roca huésped sea rígida o frágil
desde el punto de vista estructural
• Mineralización principalmente diseminada y en vetillas.
• Zona de Alteración Potásica; Esta Zona no
siempre se presenta. Desarrollo de:
Ortoclasa Secundaria y Biotita o
Ortosa-Clorita o Sericita
Núcleo con predominancia de Clorita
y Sericita
• Zona Filitica; Esta Zona “Sericitización” y
“Arcilización” avanzada.
Conjunto de Cuarzo-Sericita-Pirita
Cant. de Clorita-Illita-Rutilo
Pirofilita
Cuando se presenta se desarrollan
Diseminaciones y Venitas de Pirita
• Zona Arcillosa (Argillic Alteration);
Esta Zona no siempre se presenta.
Desarrollo de:
Minerales Arcillosos, Caolín y
Montmorillonita
Pirita [ ZA<ZF ]
• Zona “Propilitica” (Argillic Alteration);
Esta Zona Siempre se presenta.
Desarrollo de:
“Propilitización” ( Alteración
Metasomatica ) Silicatos
Ferromagnesianos alteran
Clorita,Epidota y Albita
11. AMBIENTE GEOLOGICO DE GENESIS_
Estos yacimientos están asociados a arcos magmáticos de
márgenes continentales y a magmatismo calcoalcalino de
composición intermedia.
MARCO TECTÓNICO: Márgenes convergentes de
placas y arcos magmáticos ligados a subducción.
Pórfidos Cu-Mo = Márgenes
continentales activos
Pórfidos Cu-Au = Arcos de islas
Pórfidos de Mo = Parte interna (lado del
continente) de arcos magmáticos.
Pórfidos de Sn-W = Tras-arco
La roca huésped es típicamente granodiorita, cuarzo-monzonita y
pórfido andesítico, asociado a sistemas intrusivos multifaséticos y
comúnmente relacionado con etapas tardías de la evolución
magmática.
• Zona de Subducción:
Generación de pórfidos cupríferos como un
producto de magmatismo de arco normal
• Refundición de Subducción Metazomatizada:
Dando lugar a posibles pórfidos cobre
oro y epitermales yacimiento aurífero formación:
B. Engrosamiento Litosférico
C. Delaminación del Manto Litosférico
D. Extensión Litosférica Calcoalcalina
12. ORIGENYGENESIS
Los depósitos de tipo pórfido están
relacionados genética y espacialmente
con intrusiones ígneas félsicas
Por lo general existen varios cuerpos de rocas
intrusivas, emplazadas en varios pulsos y los
pórfidos cupríferos se asocian frecuentemente
con enjambres de Diques y Brechas.
Las rocas de caja intruidas por los
pórfidos pueden ser de cualquier tipo.
GENESIS_
Los PORFIDOS CUPRIFEROS se encuentran dentro
del rango de los Depósitos Mesotermales, que
probablemente se desarrollan cuando los fluidos
mineralizantes, provenientes del Plutón,
encuentran una roca encajante impermeable o
poco fracturada, y se acumulan principalmente en
zonas apicales del intrusivo durante su
enfriamiento, permitiendo una serie de
alteraciones intensivas y extensivas, en la roca
solidificada.
La formación de este
tipo de depósitos
involucra un proceso
magmático, que incluye
un mecanismo
denominado "segunda
ebullición" o "ebullición
retrógrada", por el cual
el agua (y otros
volátiles) saturan un
magma como resultado
de su cristalización.
Progreso de la cristalización de el
magma Aumento del volumen de
Agua
P. Ebullición Agua: 100°C / T°
Magma 600°-700°C
Agua expulsada de forma gaseosa
[Segunda Ebullición]
S – Cu – Mo – Au Disueltos en Agua
expulsada fluyen a través de
brechización y fracturamiento
depositando su carga metálica
Precipitación de sulfuros metálicos
concentrando mineralización
13. Sembradas Antes, Durante, Al Final y Después de la Alteración y
Mineralización.
• Los pórfidos inmediatamente pre-minerales (Early Porphyry) Mineralización
de Grado Mas Alta
• Fases finales - y post-minerales (Interminal And Late) son Estériles.
Los anteriores cuerpos de pórfido no son destruidos cuando interrumpido por
fases posteriores pero simplemente se distanciaran, causando la inflación
general del paquete de roca.
14.
15. IMPORTANCIA ECONOMICA_
- Los pórfidos cupríferos son la fuente principal de cobre,
contribuyendo más de la mitad de todo el cobre de mina en
el mundo, y también son una fuente importante de oro.
- Presentan bajo Tenor [Inferior al 1%]
- Gran tamaño. En los pórfidos Cupríferos o Molibdeniferos
los tonelajes de sus reservas se expresan en centenares de
millones de Toneladas (100 a 600 o más), y algunos
sobrepasan los 1000 millones de Toneladas. En los de
Estaño, de menor tamaño, solo en pocos de millones de
toneladas [2 a 20]
- De gran desarrollo en los sistemas de explotación minera a
grande escala en suma de los bajos costos unitarios de
explotación.
CUAJONE
Cerro Verde
TOQUEPALA
Notes de l'éditeur
Los pórfidos son depósitos de tipo
magmático - hidrotermal y están relacionados a zonas de subducción.
Los depósitos de pórfido de cobre están asociados a fajas orogénicas, ambos establecidos en arcos
de islas (océano – océano; zonas de subducción) o en márgenes continentales (océano –
continente; zonas de subducción
Estos depósitos han sido descubiertos
desde el siglo XIX, pero a inicios siglo XX se les dio mayor importancia, entre los cuales destacan
los depósitos de Bingham en EE.UU; Chuquicamata y El Salvador en Chile y Toquepala y
Cuajone en el Perú
Las más importantes provincias de pórfidos son: las del sur oeste de EE.UU, la faja de molibdeno
de El Colorado, El paleolítico Guichón de B.C, el área sur oeste del Pacífico: Islas de Nueva
Guinea y Bouganville, Irán, Chile – Sur del Perú y Centro América.
Las mayores reservas base mundiales del cobre se encuentran en Chile con un 36 %, en Perú con un 12 % y en menor medida en EUA con un 7 %. El resto de las reservas base no pasan de un 6 % por país. Si se consideran sólo las reservas económicamente activas, entonces Chile sigue encabezando la lista con un 29 % y por detrás se encuentran Perú con un 11 % y México con un 7 % (ver tabla 2).
Las formas de los cuerpos mineralizados hipógenos dependen de varios factores, incluyendo el número de intrusiones, su relativa posición,
los tamaños geológicos y económicos tienen dimensión relativa, de 2 kilómetros a unos cientos
de metros de diámetro.
Los sistemas comúnmente definen depósitos en fajas lineales de muchos cientos de kilómetros de longitud.
Los sistemas están estrechamente relacionados a plutones infrayacentes de 5 a 15 kilómetros de
longitud, los cuales representan la cámara de suministro para los magmas y fluidos que forman las
rocas. Comúnmente varios stocks son emplazados encima de las zonas del Plutón.
La alteración en los pórfidos de cobre es zonada de abajo hacia arriba, desde la zona calco-sódica estéril inicial seguida de una zona potásica con ley mineral, luego pasa por clorita-sericita, cuarzosericita y argílica, todo lo cual puede alcanzar más de 1 km.
La alteración más extensa es la del tipo propilítica, en la cual los máficos y las plagioclasas son convertidos a clorita, carbonato, epídota y otros minerales. Se piensa que la alteración propilítica representa la zona exterior de ambos tipos de alteración “temprana” y “tardía”.
ZONA DE ALTERACIÓN HIPÓGENA
Es una reacción metamórfica en la que se forman nuevos ensambles de minerales estables y texturas en las rocas que son invadidas por soluciones hidrotermales.
Presenta capas acomodadas ligeramente concéntricas según la temperatura y minerales
que participan formándose ensambles caraterísticos (Figura 9).
- Zona Potásica
Esta es la zona más caliente que contiene feldespato potásico, biotita, plagioclasas
intermedias y contiene sulfuros primarios de cobre.
- Zona Fílica
Aquí se da una alteración cuya intensidad va de moderada a intensa.
Cuarzo, sericita y pirita.
(Sericita: Mica blanca de grano muy fino)
- Zona Argílica
Es transicional entre zonas de alteración propilítica y sericítica. Es la zona de
alteración de los feldespatos (plagioclasas y feldespato potásico) a minerales
arcillosos (Caolinita, clorita).
- Zona Propilítica
Zona de alteración más débil, el cuarzo y el feldespato potásico son estables.
Plagioclasas y minerales máficos son alterados a minerales verdes (epidota, clorita),
carbonatos y arcillas
B. ZONA DE ALTERACIÓN SUPÉRGENA
B. ZONA DE ALTERACIÓN SUPÉRGENA
La alteración supérgena es un proceso de reequilibrio de la mineralogía hipógena a las condiciones oxidantes en las cercanías a la superficie (sobre el nivel de aguas subterráneas), por la circulación descendente de soluciones supérgenas.
Afecta a los silicatos generando minerales de arcillas y a los sulfuros hipógenos que se transforman en minerales oxidados. Los procesos supérgenos afectan a la alteración preexistente. Tanto la jarosita, como la alunita y caolín pueden ser minerales de alteración supérgena.
El perfil de alteración-mineralización descendiente de superficie corresponde a una zona
lixiviada, con abundantes óxidos e hidr
FIG. 10. Generalized alteration-mineralization zoning pattern for telescoped porphyry Cu deposits, based on the geologic
and deposit-type template presented as Figure 6. Note that shallow alteration-mineralization types consistently overprint
deeper ones. Volumes of the different alteration types vary markedly from deposit to deposit. Sericitic alteration may project
vertically downward as an annulus separating the potassic and propylitic zones as well as cutting the potassic zone centrally
as shown. Sericitic alteration tends to be more abundant in porphyry Cu-Mo deposits, whereas chlorite-sericite alteration develops
preferentially in porphyry Cu-Au deposits. Alteration-mineralization in the lithocap is commonly far more complex
than
shown, particularly where structural control is paramount. See text for further details and Table
2 for alteration-mineralization
details. Modified from Sillitoe
Schematic crosscutting relationships between early (immediately
premineral), intermineral, and late-mineral porphyry phases in porphyry Cu
stocks and their wall rocks. Veinlet truncation, quartz veinlet xenoliths,
chilled contacts, and flow-aligned phenocrysts as well as textural, grade, and
metal-ratio variations may denote the porphyry contacts, albeit generally not
all present at the same contact. Early A, B, and late D veinlets are explained
in the text and Figure 13. Note that early A veinlets are more abundant in the
early porphyry, less abundant in the early intermineral porphyry, and absent
from the two later porphyry phases. The late-mineral porphyry lacks veinlets
and displays only propylitic alteration.
Los pórfidos cupríferos se presentan en marcos geológicos similares a los depósitos epitermales de oro y ellos comparten muchas de las características y procesos de formación. Algunos depósitos epitermales son parte integral de sistemas mayores de tipo pórfido.
Los depósitos de tipo pórfido se encuentran en áreas orogénicas tales como Los Andes de Chile y Perú, la Cordillera de Canadá (British Columbia) y las regiones del Pacífico suroeste, tales como Filipinas, Indonesia y Papua Nueva Guinea.
Una zonación vertical de la mineralización cuprífera también se puede desarrollar en zonas áridas cálidas, donde las aguas superficiales tienden a redistribuir el cobre de un sistema de pórfido expuesto, concentrándolas en otro lado. Estos enriquecimientos se denominan supérgenos y contienen minerales de alta ley de cobre tales como los del grupo de la calcosina. Las aguas oxidantes superficiales disuelven el cobre del mineral hipógeno o primario original y lo transportan en forma de sulfatos descendiendo hasta el nivel de aguas subterráneas donde encuentran una zona reductora y precipita como sulfuro supérgeno. La presencia de un nivel de enriquecimiento supérgeno indica la existencia previa de un gran sistema porfírico hipógeno original que fue exhumado hasta zonas superficiales oxidantes.
Formación:::Con el progreso de la cristalización de un magma, el volumen de agua disuelta en la masa silicatada fundida aumenta proporcionalmente, dado que el agua no se incorpora en los silicatos en cristalización. Por ejemplo, suponiendo que un magma tiene un 2% de agua disuelta en volumen, para cuando haya cristalizado un 50% de este magma en minerales silicatados, el magma remanente tendrá un contenido de agua disuelta de 4% en volumen.
Debido a que el agua hierve a 100ºC y el magma tiene temperaturas que superan 600-700ºC, el exceso de agua es esencialmente expulsada en forma gaseosa (de ahí el término de segunda ebullición) si es liberada cerca de la superficie terrestre. Cuando se libera esta agua, elementos como el azufre, cobre, molibdeno y oro pueden concentrarse en solución en ella. Cuando la parte acuosa del magma es expulsada por ebullición el exceso de presión produce brechización y fracturamiento de las rocas intrusivas y rocas de caja, lo que provee vías permeables para que las soluciones hidrotermales de derivación magmática fluyan a través de las rocas y depositen su carga metálica.
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Separación de la fase HidrotermalEl proceso de segunda ebullición ocurre invariablemente en algún momento de la evolución de un sistema multifase intrusivo, pudiendo ser de mayor o menor intensidad, volumen y velocidad.
En el caso de magmas silicatados la incorporación de metales a los minerales formadores de roca ocurre a nivel de retículo cristalino o como cristalización de sulfuros en forma de microinclusiones en los minerales formadores de roca.Bajo condiciones normales, una roca andesítica calcoalcalina tendrá valores de contenido de cobre entre 20 y 100 ppm. La cristalización de sulfuros por otra parte es dependiente del contenido de SiO2 del magma, directamente proporcional a mayores concentraciones de SiO2.De esta forma un magma félsico no tiene mayores posibilidades de generar mineralización metálica.
El secuestro de metales desde un magma por parte de la separación de una fase hidrotermal debe ocurrir antes de la cristalización de sulfuros, indicando la necesidad de magmas más máficos como fuente de metales. La separación de la fase hidrotermal durante segunda ebullición será la encargada de secuestrar metales desde el magma previo a su incorporación a los minerales formadores de roca. La fase hidrotermal consiste fundamentalmente en una hidrosalmuera y una fase vapor, particionandose metales a la hidrosalmuera principalmente en forma de complejos clorurados y a la fase vapor.A la fecha no existen datos que indiquen la profundidad dentro del sistema magmático interconectado de la zona donde ocurre la segunda ebullición y separación masiva de la fase hidrotermal, pero diversos modelos coinciden en profundidades del orden de 5 a 6 Km
Ascenso y acumulación de fluidos hidrotermalesSeparada la fase hidrotermal está ascendería por medio del mismo sistema magmático hasta profundidades del orden de 2 a 2.5 Km.Tanto el ascenso como la acumulación/ dispersión de fluidos hidrotermales estará controlado por condiciones de permeabillidad tanto primaria como secundaria. Cabe destacar que en etapas tempranas de intrusión subvolcánica el contraste de temperatura entre intrusión y roca huesped es grande, comportandose la roca huesped inicialmente en forma frágil. En la medida que la roca huesped es afectada por sucesivas intrusiones la temperatura asciende, provocando una anomalía isotérmica y desplazandose de esta forma las isotermas hacia superficie. El límite de la isoterma 400° C marca en buena medida la zona de transición entre roca frágil y roca ductil.De esta forma, la transición frágil/ductil queda cercana a superficie. Esta transición constituye también una barrera inpermeable, capaz de contener y acumular fluidos hidrotermales, ubicandose normalmente en la zona apical del sistema intrusivo relacionado.