Características y Formación de Depósitos de Skarn

Skarn:

Los depósitos de skarn más importantes según su dominio de elementos son Fe, W, Cu, Zn, Au, Mo y Sn. Se puede extraer también Pb, Ag, U, REE, F, B. Se desarrollan principalmente en zonas de subducción y están asociados a pórfidos cupríferos como en Filipinas, Japón, Alaska, Canadá, México y Chile (Toqui). El desarrollo implica la combinación de temperatura, presión, fluidos y composición entre el intrusivo y la roca caja, generando reemplazo, seudomorfismo y metasomatismo. En Panucillo y el Toqui no se ve roca original. Los skarn se forman por metamorfismo de contacto y procesos metasomáticos que involucran fluidos de origen magmático, metamórfico, meteórico y marino.

Endoskarn y Exoskarn

Endoskarn: fluidos interactúan dentro del intrusivo. Exoskarn: interacción fuera del intrusivo. La roca caja es generalmente carbonática.

Zonación mineral

• Pluto (zona proximal)
• Zona granate
• Zona piroxeno (skarn de Cu)
• Zona wollastonita e idocrosita
• Mármol (distal)
• Roca calcárea con calcita

Zonación en ambiente reductor

• + profundo: intrusivo – olivino – serpentina – dolomita (roca caja)
• +- profundo: intrusivo – granate – piroxeno – anfíbol – calizas (roca caja)
• - profundo: intrusivo – piroxenohornfels – hornfelsBio – lutitas calcáreas (roca caja)

Zonación en ambiente oxidante

• + profundo: intrusivo – olivino – serpentina – dolomita
• +- profundo: intrusivo – granate – piroxeno – wollastonita – calizas
• - profundo: intrusivo – granate calcosilicatado – piroxenohornfels – lutitas calcáreas

Formación de un skarn

Etapas son: metamorfismo, etapa prograda y etapa retrograda.

• 1) Metamorfismo: hay volatilización, cambio de volumen, porosidad e infiltración de fluidos.
• 2) Etapa prograda: reacción de fluidos magmáticos ricos en Si y Fe con carbonatos, formación de silicatos cálcicos anhidros, formación de magnetita en skarn magnésicos, zonación mineralógica, salinidad >30% NaCl en granates y piroxenos, exsolución del fluido desde el magma al enfriarse.
• 3) Etapa retrograda: enfriamiento, participación de fluidos meteóricos, CO2 origina minerales anhidros, óxidos de Fe, calcita y cuarzo. T° < 400°C, salinidad < 25% NaCl, isótopos de oxígeno indican participación de fluidos.

Etapas formacionales de un skarn (génesis)

• 1) Metamorfismo Isoquímico (skarn blanco): recristalización metamórfica y cambios en la estabilidad de los minerales. Fluidos de CO2 + H2O, escape de fluidos estructuralmente generan skarn bimetasomático.
• 2) Skarn de reacción: difusión de elementos en las distintas capas y zonación mineral típica.
• 3) Skarn metasomáticos: infiltración de fluidos enriquecidos en elementos exóticos. No refleja la composición y textura del protolito.
• 4) Alteración retrograda: enfriamiento del Plutón y circulación de aguas de temperaturas bajas, posiblemente meteóricas, oxigenadas, causando alteración retrograda de los minerales calcosilicatados metamórficos y metasomáticos. Epidota, actinolita, clorita y otras fases minerales hidratadas dominan, presentan un dominio estructural.

Etapas de un skarn según Einaudi y Cols.

• 1 Etapas I: Skarn blanco. Minerales espinela y wollastonita. Silicatos pobres en Fe, roca caja presenta metamorfismo de contacto, no hay participación intensa de fluidos, los fluidos escapan por desvolatilización y generan skarn bimetasomático estéril, aunque hay wollastonita y espinela que tienen interés industrial.
• 2 Etapas II: Skarn anhidro. Minerales granate, piroxeno, wollastonita, forsterita, espinela. Agua magmática en forma de vapor acuoso supercrítico, fluidos de 600 a 700°C, ricos en Si, Al, Fe y escasamente de Cu, Zn, W, Sn, etc. Concentrándose en la zona de endoskarn y exoskarn. En esta etapa se forma el volumen grueso del skarn, zonación metasomática.
• 3 Etapas III: Aposkarn. Skarn de baja temperatura, minerales de baja temperatura reemplazados por silicatos hidratados como anfíbol epidota. T° 450 – 300, etapas de sulfuros de pirrotina, pirita, calcopirita, en los skarn de Fe domina la magnetita, en la franja ferrífera se observan estos cuerpos con magnetita en rocas calcáreas (skarn San Antonio). Alteración sericítica.

Skarnoide

Es el resultado del metamorfismo de litologías impuras con algo de transferencia de masa debido a movimientos de fluido a pequeña escala. Son rocas calcosilicatadas de grano fino a grueso, pobres en Fe, donde refleja el control composicional del protolito. Su génesis es el intermedio entre un hornfels y un skarn.

Skarn

La zona más cercana al Plutón genera fluidos, calor y presión. En las zonas más cercanas hay más granate que piroxenos.

Skarn Cálcicos

Silicatos de Ca- y Ca-Fe(-Mg) (wollastonita, vesuvianita, andradita, hedenbergita).

Skarns Magnésicos

Silicatos y óxidos/hidróxidos de Mg- y Ca-Mg(-Fe) (forsterita, diopsido, talco, brucita, periclasa, magnetita).

Skarn Reductores

Silicatos portadores de Fe2+ (hedenbergita >> andradita).

FeO(aq) + 2SiO2(aq) + CaCO3 --> CaFeSi2O6 + CO2

Skarn Oxidados

Silicatos portadores de Fe3+ (andradita >> hedenbergita).

2FeO(aq) + 3SiO2(aq) + 3CaCO3 + 1/2O2 --> Ca3Fe2(SiO4)3 + 3CO2 (andradita)

Skarn de Oro

Ley: 5-15 g/tn (alta ley) y 1-5 g/tn (baja ley) pueden tener Cu, Pb y Zn.

Litología: plutones dioríticos-granodioríticos.

Mena: oro, electrum asociado a bismuto y teluros. Minerales metálicos: pirrotina, pirita, blenda, arsenopirita, magnetita, calcopirita.

Yacimientos: Fortitud, Nevada, EE. UU., 11 Mt, 5,3 gr/Tn Au, ambiente de subducción, acreción de corteza oceánica por subducción, mineralogía: piroxenos, granates, actinolitas, prehnita, biotita temprana.

Skarn de Fe

Isla Vancouver, 27 Mt, 50% Fe y 0,2% Cu, asociado a arco de islas oceánico. Skarn de Fe en Chile, franja ferrífera principal, yacimientos: Bandurrias, El Tofo, Algarrobo, Romeral, Carmen, La Suerte.

Skarn de Cu

Son próximos al contacto intrusivo, con alto contenido en granate y alta razón gr/px. Alto contenido de magnetita y hematita. Asociados a pórfidos cupríferos. Alteración retrograda intensa. Yacimiento Santa Rita, EE. UU. Skarn de Cu en Chile, en la zona Cabildo, cordillera costa de la V región, formación Lo Prado del Cretácico inferior en contacto con intrusivos albianos. También en el Cerro La Campana, V región, San Antonio y Panulcillo en la IV región, este último se encuentra en secuencias del Cretácico inferior. Yacimientos: San Antonio, San Cristóbal, Tambillos, Panulcillo, Mantos Grandes, El Sauce-Maquis, La Campana, Escalones, Potrerillos.

Skarn de Zn

Ambientes de subducción y rifting, se dividen según distintos criterios: distancia desde el origen magmático, temperatura de formación, relación entre minerales de skarn y sulfuros, geometría del cuerpo. Zona proximal, intermedia y distal. Mina Nakatatsu, Japón. Skarn de Zn en Chile, en la región de Aysén, El Toqui, skarn de Pb-Zn-Au en rocas calcáreas del Cretácico inferior, tiene control estructural (falla chica, aserradero, Doña Rosa, San Antonio y Toqui). Zonación: pirrotina, martitización y manto estéril (roll front).

Columna del Toqui

Formación Divisadero

(Cretácico inf - med) – tobas, brechas y lavas andesíticas. Base discordancia.

Grupo Coyhaique (Bernasiano-Aptiano)

• Formación Katterfeld: lutitas con areniscas intercaladas.
• Formación El Toqui: coquina, areniscas bandeadas, brechas, areniscas, areniscas laminadas, tobas cineríticas, tobas fluidales, tobas cineríticas.
• Formación Ibañez: Jurásico medio a superior – intrusivo riolítico que intruye a la formación Ibañez y grupo Coyhaique, brechas volcánicas, tobas, areniscas y tobas. Intrusivos gemelos intruyen Ibañez y Coyhaique, intrusivo andesítico (Altazar), pórfido Porvenir (dacítico) y San Antonio (riolítico) intruyen Ibañez, Coyhaique y Divisadero inferior (Kr inf).

Inclusiones fluidas

Toqui indican circulación de fluidos hidrotermales asociados a cuerpos intrusivos mineralizadores, T° 139-556°C, salinidad 0,5-50,3% NaCl, campo de los pórfidos o reemplazo de calizas, en conjunto con datos de paragénesis, alteración y mineralización se interpreta mejor como depósito tipo skarn, y existe un evento epitelial con salinidades 0-15% NaCl, que evidencia un proceso de ebullición con enfriamiento a fluidos menos salinos. Se evidencian procesos de progrado y retrogrado de metamorfismo y metasomatismo. Es un yacimiento polimetálico de sulfuros de Zn, Fe, As, Cu, Co, Pb, Au, Ag y Bi.

Skarn de Tungsteno

Asociados a plutones calcoalcalinos en cordones orogénicos. Son aureolas de alta temperatura y profundos, contienen abundante hornfels calcosilicatado y skarnoides. Pine Creek, EE. UU., 6 Mt, 0,5% WO3, asociado a colisión continental/subducción, mineralogía: scheelita, cpy, mo, magnetita, pirrotina, pirita. Granate, piroxeno, wollastonita, plagioclasa, hornblenda, biotita, clorita, epidota, apatito, esfeno, zeolitas. T° 350-600°C, 1,5-2 Kbar.

¿Qué diagramas, asociaciones mineralógicas y relaciones isotópicas permitieron discriminar los depósitos Skarn Pb-Zn de Lendville, Australia, de su distinción como sulfuro masivo en rocas volcánicas?

Proximidad intrusivo granito-I y rocas carbonáticas reactivas, conjunto de minerales de skarn (con etapas progrado y retrograda). Falta textura/litología que indique origen exhalativo. Composiciones de gossan y sulfuros consistentes con skarn Pb-Zn, sería atípico de depósitos VMS. Razones isotópicas de sulfuro de Pb + radiogénico que los depósitos VHMS Faja Lachlan Fold. Isótopos δ34S indican interacción de fluidos HT de origen magmático con rocas carbonatadas Pz + fuente de S: principalmente magmática.