Tipos de Depósitos Minerales: Pórfidos, Epitermales, Estratoligados y Más

Alteración Supergénica y Enriquecimiento Secundario

Zona lixiviada: Abundantes óxidos e hidróxidos de hierro, arcillas y cuarzo (qz). Profundidad aproximada de 25 m. Presencia de cobre (Cu).

Zona oxidada: Con óxidos e hidróxidos de hierro (Fe) y mineralización de cobre (Cu) en forma de óxidos como malaquita y crisocola.

Zona profunda o de enriquecimiento secundario: Mineralización de covelina y calcosina.

Zona primaria: Mineralización hipógena, compuesta por calcopirita (cpy), magnetita (mag) y pirita (Py).

Modelos Genéticos de Formación de Depósitos Minerales

Modelo Ortomagmático

Se originan en intrusivos parentales, donde los minerales son extraídos del magma durante su cristalización, depositándose en la parte superior del magma.

Modelo Convectivo

Se genera con el calentamiento de aguas meteóricas, provocando convección y lixiviación de los metales.

Pórfidos Cupríferos

Tienen un origen magmático hidrotermal, caracterizado por intrusivos de múltiples fases, circulación de fluidos y mineralización, y magmas oxidados. Se forman en un régimen extensivo que pasa a uno compresivo, favoreciendo la zona de mush, y finalmente a un régimen transtensional que favorece el emplazamiento de intrusivos. En conclusión, el proceso de engrosamiento cortical, donde el anfíbol se deshidrata y pasa a eclogita, genera eventos de formación de pórfidos.

Fluidos Hidrotermales

Se originan en el intrusivo, provocando fracturamiento (stockworks). La segunda ebullición atrapa los metales, incorporándolos a la roca caja. Las fases ricas en NaCl son más eficientes en captar metales, mezclándose con agua meteórica y generando el lithocap, caracterizado por una alteración argílica avanzada.

Tipos de Pórfidos

Pórfidos de Cu-Au Filipinos

Se forman en zonas de subducción tipo Mariana, en arcos de islas. Son similares a los pórfidos chilenos de la Franja de Maricunga. El oro (Au) está incluido en la calcopirita (cpy) y pirita (Py).

Pórfidos de Cu-Au Cerro Casale

La subducción de bajo ángulo en el Mioceno generó magmas ricos en oro (Au) oxidado.

Pórfidos de Molibdeno (Mo) Tipo Climax

Se asocian a rocas félsicas. La roca caja es intrusiva, con altos contenidos en álcalis y altas razones de F/Cl. Presentan textura porfídica y bajos contenidos en cobre (Cu). Se forman en ambientes sin actividad tectónica, o bien del tipo extensional relacionado a rift, subducción de bajo ángulo, y también en la transición de un ambiente compresional a uno atectónico, hasta uno tensional al terminar la subducción. La alteración asociada es la silicificación.

Diferencias entre Pórfidos de Cu-Mo y de Mo

En los pórfidos de Mo, los fluidos están dominados por flúor (F), formando complejos fluorurados para el molibdeno (Mo). En los de Cu-Mo tipo Climax, dominan los fluidos con cloro (Cl). La silicificación es característica en los de Mo, mientras que en los de Cu-Mo predomina la alteración potásica.

Pórfidos de Estaño (Sn)

Se forman en un ambiente tectónico de intrusiones subvolcánicas en zonas de subducción. Están asociados a rocas félsicas. La alteración sericítica es común, pero no existe alteración potásica ni enriquecimiento secundario. Tienen una temperatura de formación mayor que los de Cu-Mo, entre 400 y 350 °C.

Depósitos Epitermales de Au-Ag

Están asociados a la actividad volcánica y generalmente ocurren a temperaturas entre 200 y 300 °C. La alteración hidrotermal se caracteriza por una extensa alteración propilítica, y las vetas presentan una marcada zonación de alteración en su entorno. Se encuentran en zonas de subducción en arcos volcánicos. Presentan una zonación vertical, con plata (Ag) en la base y oro (Au) en el techo. La mezcla de fluidos genera el enfriamiento, por la interacción con aguas meteóricas, y la precipitación de metales.

Depósitos de Baja Sulfuracion (LS)

El descenso del agua cambia la composición química al interactuar con la roca caja. El agua, al contacto con la parte termal del intrusivo, genera celdas convectivas. El emplazamiento se hace a través de fracturas de la roca, y durante el avance desciende su temperatura (T°), generando la precipitación de los metales. Los fluidos son de carácter neutro. Se ubican generalmente en ambientes volcánicos o calderas. Su mena presenta altos valores de oro (Au) y plata (Ag), y contenidos variables de cobre (Cu).

Depósitos de Alta Sulfuracion (HS)

Se desarrollan en ambientes magmáticos ricos en volátiles, que se elevan hacia la superficie. No es necesaria la interacción con la roca caja o aguas meteóricas. Los volátiles de SO₂ se despresurizan, generando fluidos ácidos por oxidación en dos etapas:

1. El fluido inicial interactúa con la roca caja, generando alteración ácida en superficie.
2. El fluido, dominado por la fase líquida, deposita los sulfuros, caracterizados por la presencia de pirita, enargita y luzonita.

Los fluidos responsables de formar depósitos de alta sulfuración (HS) rara vez evolucionan para formar depósitos de baja sulfuración (LS) ricos en oro (Au), como en el caso de El Indio. Presentan una zonación vertical, con cobre (Cu) en la base y plata (Ag) en el techo.

Alteración Hidrotermal

Una alta porosidad permite que los fluidos hidrotermales penetren en la roca caja a largas distancias, favoreciendo las reacciones entre la roca caja y los fluidos, lo que a su vez favorece el hidrotermalismo.

Estratoligados de Cobre (Cu)

Corresponden a cuerpos subhorizontales, tipo manto, o bien cuerpos de brecha y vetas con mineralización importante de sulfuros de cobre (Cu). Están asociados, limitados y hospedados en rocas volcánicas, lavas o sedimentos volcánicos. También existen intercalaciones de calizas, areniscas y lutitas con secuencias volcánicas. La mineralización se presenta en lavas andesíticas, amígdalas, fracturas y diseminada. Generalmente ocurren en cuencas extensionales, cuencas tectónicas o sedimentarias, y en zonas de subsidencia de arcos volcánicos calcoalcalinos. La mineralización primaria de cobre (Cu) consiste en bornita, calcosina y calcopirita, asociada a pirita, hematita y magnetita.

La alteración hidrotermal es débil. Hay alteración sódica (albitización), propilítica, y alteración sericítica o argílica débil.

Génesis de los Estratoligados de Cobre

Se propone un modelo exhalativo volcánico para estos depósitos de cobre (Cu) tipo mantiforme, aunque no hay evidencias de que sea singenético. Santo propone un modelo epigenético que satisface de mejor manera las características de estos yacimientos:

1. La mineralización ocurre en zonas de mayor permeabilidad.
2. La mineralización ocurre en zonas de fallas o intrusiones subvolcánicas.
3. No se observa alteración hidrotermal, pero la roca huésped está metamorfizada.
4. La mena se caracteriza por sulfuros con una baja razón S/Cu.
5. La calcita es un mineral de ganga.
6. La temperatura (T°) de formación es de 270 a 430 °C, con precipitación de calcita.

Santos propone una alteración hidrotermal donde la ausencia de alteración se explica por las condiciones de bajo contraste entre el fluido y la roca, o entre el fluido hidrotermal y las aguas meteóricas.

Clasificación de Estratoligados

Depósitos Hospedados en Roca Volcánica

No hay enriquecimiento secundario. Presentan una zonación de la mineralización: calcopirita-pirita, bornita-calcopirita, bornita-digenita-covelina-calcosina-galena, blenda-calcita-calcosina-digenita-covelina (hacia la superficie). La temperatura (T°) de formación es de 440 a 500 °C. Ejemplos: Michilla, Mantos Blancos, Nueva Esperanza.

Depósitos Hospedados en Rocas Plutónicas

Ejemplo: Tipo Montecristo, asociados a diques diabásicos.

Depósitos Hospedados en Rocas Sedimentarias

La mineralización ocurre a lo largo de una interfase sedimentaria. Tienen una génesis similar a la de los depósitos en rocas volcánicas. Ejemplos: Cerro Negro (lavas y sedimentos lacustres), Mina El Soldado (materia orgánica).

Yacimientos de Hierro (Fe) (IOCG)

Los yacimientos de hierro (Fe) más importantes se encuentran en la Cordillera de la Costa, en las regiones de Atacama y Coquimbo, y constituyen la Franja Ferrífera de Chile.

Clasificación de Yacimientos de Hierro

Tipo Carmen

Masas de magnetita, lenticulares o de variadas formas, hospedadas en rocas volcánicas.

Tipo Bandurria

Estratos ferríferos intercalados con secuencias sedimentarias.

Tipo Algarrobo

Depósitos irregulares emplazados en rocas volcánicas, en la zona de contacto con cuerpos intrusivos.

Tipo La Suerte

Vetas de magnetita emplazadas en rocas intrusivas.

Tipo Desvío Norte

Depósitos aluviales con rodados clásticos de mineral de hierro (Fe). (IOCG)

IOCG (Óxidos de Hierro-Cobre-Oro)

Generalmente se encuentran en ambientes extensionales de rift continental y márgenes continentales. Se formaron desde el Proterozoico al Plioceno. Están asociados a plutones dioríticos oxidados, y tienen un origen hidrotermal relacionado a la actividad volcánica. Muchos depósitos están relacionados a evaporitas con halita o a ambientes lacustres. Barton y Johnson proponen que el fluido y el azufre provienen de las evaporitas, calentadas por el intrusivo, generando así los fluidos hidrotermales para la formación de los depósitos de Fe-Cu-Au.

Mineralogía de los IOCG

La mena consiste en magnetita y hematita, con cantidades menores de sulfuros como calcopirita (cpy), bornita y calcosina. Hay abundante carbonato y bajo contenido de pirita y pirrotina. Presentan una zonación de magnetita-actinolita-apatito-blenda-clorita-sericita.

Alteración en los IOCG

Presentan alteración sódica y cálcica.

Diferencias entre los Yacimientos de Fe-P y Fe-Cu-Au

Los yacimientos de Fe-P presentan una alteración sódica que grada a cálcica, y hacia arriba grada a sistemas ricos en hematita, asociados a alteración potásica o sericítica. A diferencia de estos, los de Fe-Cu-Au gradan de alteración sódica a potásica o hidrolítica, dependiendo del grado de interacción con los fluidos meteóricos. Las zonas sódicas tienden a ser más profundas. Los fluidos mineralizados, acuosos y oxidados, son pobres en azufre (S), y la temperatura (T°) de formación es mayor a 250 °C.

Sillitoe plantea que los yacimientos de Fe-P y Fe-Cu-Ag representan una misma familia, donde los de Fe-P son un miembro externo, con deficiencia en cobre (Cu), y las vetas de Montecristo se consideran dentro de la franja de los IOCG.

Yacimientos del Distrito Candelaria-Punta del Cobre

La mineralización consiste en magnetita, calcopirita (cpy) y pirita (py). En la parte superior hay pirrotina en vez de pirita. También hay electrum en granos pequeños contenidos dentro de la calcopirita, y en menor cantidad en la pirita.

Alteración en el Distrito Candelaria-Punta del Cobre

Presentan una alteración potásica con biotita penetrativa. Luego, una alteración sódica-cálcica, caracterizada por la asociación de actinolita, escapolita y albita. También hay formación de hornblenda y hedenbergita, además de sulfuros y calcopirita. Posteriormente, se produce una etapa retrógrada con anfíbol, clorita y sericita, seguida de una introducción tardía de feldespato potásico (Fel-K).

Manto Verde

Su mineralización se encuentra en la zona de la Falla Atacama, en andesitas e intrusivos del Cretácico Inferior. El mineral primario en profundidad es la magnetita, junto con calcopirita (cpy) y pirita (py). Los sulfuros son depositados al mismo tiempo, y posteriormente se deposita la blenda. Las inclusiones fluidas indican una temperatura (T°) de 180 a 250 °C, sugiriendo una ebullición en condiciones hidrostáticas durante su mineralización, a una profundidad relativamente considerable. La salinidad es alta, entre 30 y 50 % de NaCl, lo que sugiere un fluido magmático. Presenta alteración potásica, sericítica y propilítica. La alteración hidrolítica es la principal diferencia con Candelaria.

Depósitos Jurásicos de Montecristo

Son vetiformes, alojados en rocas plutónicas, asociados a fallas de edad similar a la de la roca caja. La temperatura (T°) de formación es de 400 a 560 °C, con una salinidad de 40 a 68 % de NaCl.

Modelo Genético para los Yacimientos de Fe-P, IOCG y Estratoligados de Cu

Se propone un modelo que intenta ligar los depósitos de magnetita-apatito (Fe-P), los IOCG (Fe-Cu-Au) y los estratoligados de cobre (Cu). Se consideran distintos niveles de emplazamiento y liberación de fluidos hidrotermales, que van desde intrusiones de magma de Fe-P, pasando por modelos de inyección tipo Kiruna. El origen hidrotermal metasomático no se discute, pero sí la fuente de los fluidos.

Depósitos Carbonatados Estratoligados de Plomo-Zinc (Pb-Zn)

Se hospedan en rocas sedimentarias. La mayoría de los depósitos estratoligados son de origen diagenético, y se forman cuando una solución hidrotermal invade y reacciona con sedimentos limosos.

Depósitos Tipo Mississippi Valley (MVT)

Se generan en los bordes de cuencas intracratónicas del Paleozoico. Son depósitos de zinc (Zn) y plomo (Pb). Los metales se forman en lutitas y limolitas que se acumulan durante el relleno de una cuenca sedimentaria. Los fluidos se originan en el período de compactación, durante la diagénesis, y luego son transportados a los límites de la cuenca, donde se encuentra la materia orgánica. La inversión de la cuenca influye en el proceso. El mecanismo de precipitación depende de la desestabilización del complejo metal/clorurado o bisulfurado por oxidación. Además, los altos topográficos favorecen la depositación de los metales debido al enfriamiento de los fluidos.

BIF (Banded Iron Formation)

Son depósitos formados por capas bandeadas compuestas por óxidos, carbonatos y silicatos de hierro (Fe). Principalmente son sedimentos químicos formados por la precipitación y oxidación del hierro. Se formaron durante el Precámbrico. El ambiente tectónico está asociado a rifting, actividad hidrotermal y volcanismo intenso. Se originaron en arcos de islas.

Depósitos Sedimentarios en Cuencas

Primero se debe formar una cuenca sedimentaria. La circulación de fluidos comienza con una fuente de calor en profundidad, que puede ser una fuente magmática que no influye directamente en la formación del depósito, sino que da pie a la circulación de los fluidos. Otro mecanismo de circulación de fluidos es por cambios en el ambiente tectónico, ya que si al tener la cuenca se pasa a un ambiente de compresión, los fluidos se moverán debido a los cambios de profundidad. Entonces, existen esos dos mecanismos de circulación de fluidos.

Los fluidos, al circular, interactuarán con la roca caja (rocas sedimentarias) y lixiviarán los metales, que posteriormente precipitarán. Además de estar contenidos en parte del agua, los metales salen de la roca caja. Los fluidos, al ascender, se unirán a los metales y los llevarán a los altos topográficos, donde precipitarán por enfriamiento.

Los fluidos serán ricos en cloro (Cl) o azufre (S), y dependiendo de eso, se tendrán dos métodos de precipitación de los metales. Si la cuenca es rica en materia orgánica, el fluido será rico en cloro (Cl), lo que desestabiliza el ion bisulfurado. Por lo tanto, los metales se unen al cloro (Cl) y precipitan los minerales. Ahora bien, si al lixiviar la roca se obtiene mucho azufre (S), esto desestabiliza el cloro (Cl) y los metales se unen al azufre (S).

El cloro (Cl) se relaciona con la materia orgánica porque es propio de ambientes reductores, y el azufre (S) de ambientes oxidantes. Cuando hay materia orgánica, se favorece un ambiente reductor, lo que es más propicio para que el cloro (Cl) se mantenga y se una a los metales.

Intemperismo Químico

Relaciona tres procesos:

1. Meteorización mecánica
2. Meteorización biológica
3. Meteorización química: Descomposición química de los minerales por procesos de disolución y oxidación.

Solventes en el Intemperismo Químico

• Agua de lluvia: Contiene CO₂, lo que puede generar un pH de 5.
• Suelos ricos en H₂CO₃.
• Oxidación de sulfuros de hierro (Fe).
• Suelo acidificado y oxidante.

Procesos de Meteorización y Depósitos Minerales

1. Proceso de meteorización física
2. Proceso de meteorización química
   • a) In situ: Liberación y recombinación del metal in situ. Descomposición de sulfuros de cobre (Cu) y plata (Ag) para formar minerales nativos y óxidos. Liberación de oro (Au) contenido en pirita (Py).
   • b) Procesos residuales
   • c) Enriquecimiento supergénico: Se puede definir en tres etapas:
     • i) Disolución de la roca y transporte de iones y moléculas solubles.
     • ii) Producción de nuevos minerales (arcillas, óxidos, hidróxidos).
     • iii) Acumulación de elementos o moléculas de baja solubilidad.

Procesos Químicos en la Meteorización

Disolución, hidratación, oxidación, hidrólisis, intercambio iónico.

Bauxitas y Lateritas

Se desarrollan en climas tropicales, con temperaturas (T°) medias altas y alta pluviosidad. La alúmina es insoluble a pH entre 4 y 9, pero soluble a pH inferior a 4. Ocurren en zonas actuales o paleozoas tropicales o subtropicales, con alta pluviosidad, ambiente oxidante y temperaturas (T°) sobre 20 °C. La alta pluviosidad genera destrucción y disolución de silicatos. Se forman en relieves de zonas cratónicas con meteorización prolongada de rocas, estabilidad tectónica prolongada en el tiempo y erosión mecánica nula.

Lateritas

Corresponden a horizontes edáficos originados en suelos intensamente meteorizados, donde los minerales solubles son removidos. El suelo se encuentra enriquecido en componentes resistentes a la meteorización. Están formadas por hidróxidos y óxidos de hierro (Fe), acompañados de cuarzo (qz). Estos minerales se disponen en agregados terrosos y crustiformes, en relieves horizontales, sobre rocas ricas en hierro (Fe). La hidrólisis de la serpentina y clorita produce óxidos e hidróxidos de hierro (Fe).

Bauxitas

Son la única mena de aluminio (Al). Son similares a las lateritas, pero contienen principalmente hidróxidos y óxidos de aluminio (Al). Se forman en rocas con enriquecimiento en aluminio (Al). Son un hidrogel endurecido y parcialmente cristalizado, una mezcla de varios óxidos hidratados de aluminio (Al). Se forman sobre rocas ricas en minerales alumínicos. También se forman sobre calizas que, al disolverse, dejan residuos arcillosos. La meteorización puede dar origen a bauxitas.

Depósitos de Terra Rossa

Se desarrollan en ambientes kársticos, en rocas carbonatadas ricas en óxidos de hierro (Fe) y aluminio (Al).