Formación de los minerales,

rocas y yacimientos

Dr. Humberto Chirif

hchirif@ingemmet.gob.pe

República del Perú

Sector Energía y Minas

Instituto Geológico Minero y Metalúrgico

CONTENIDO

1.Elementos, moléculas y minerales

2.Rocas

3.Yacimientos minerales

4.La actividad minera

1. Elementos, moléculas y minerales

Elemento (átomo)

Sustancia constituida

por átomos cuyos

núcleos tienen el mismo

número de protones.

Molécula

Mínima cantidad de una

sustancia o compuesto

químico formada por

átomos del mismo o de

diferentes elementos.

Elemento

Por ejemplo:

Cloro (17 protones)

Sodio (11 protones)

Compuestos

Por ejemplo:

Cloruro de sodio (ClNa)

Formación de moléculas y compuestos

Afinidad entre elementos (electronegatividades)

Concentración

pH (acidez del medio)

Eh (potencial redox)

Temperatura, Presión

¿Qué es un mineral?

Mineral es un compuesto

- natural,

- inorgánico,

- generalmente sólido,

- con composición química

mas o menos definida,

- propiedades físico químicas

aproximadamente constantes,

- estructura interna característica.

Formación de los minerales

- Soluciones sobresaturadas

- Enfriamiento de fusiones

- Enfriamiento de vapores

Al cambiar la temperatura, presión y concentración

los átomos se agrupan con una disposición ordenada,

característica del estado cristalino.

Cambios en condiciones físico-químicas

(temperatura, presión, concentración)

Formación de molécula

(según afinidad, radio iónico, carga, enlaces)

Desarrollo del embrión

Agrupación de moléculas iguales

en direcciones preferenciales

Desarrollo del cristal

a

c

b

a

b

c

Cúbico

Tetragonal

Hexagonal

Rómbico

Monoclínico

Triclínico

Trigonal

a = b = c

= = = 90º

a = b = c

= = = 90º

a1 = a2 = a3 = c

= 90º = 120º

a = b = c

= = 90º = 90º

a = b = c

= = = 90º

a = b = c = = = 90º

a1 = a2 = a3 = c

= 90º = 120º

a

b

c

a

b

c

a

b

c

a1

c

a2

a3

a1

c

a2

a3

a1

c

a2

a3

a

b

c

a

b

c

a1

c

a2

a3

a

b

c

a

b

c

X

Y

Z

a

b

XY

c Z

Hexaquisoctaédrica

Giroídica

Hexaquistetraédrica

Diploédrica

Tetratoídica

Bipiramidal tetragonal

Trapezoédricatetragonal

Piramidal ditetragonal

Escalenoédricatetragonal

Bipiramidal tetragonal

Piramidal tetragonal

Biesfenoídica tetragonal

Bipiramidal dihexagonal

Trapezoédricahexagonal

Piramidal dihexagonal

Bipiramidal ditrigonal

Bipiramidal hexagonal

Piramidal hexagonal

Bipiramidal trigonal

Escalenoédricahexagonal

Trapezoédrica trigonal

Piramidal ditrigonal

Romboédrica

Piramidal trigonal

Bipiramidal rómbica

Biesfenoídica rómbica

Piramidal rómbica

Prismática

Esfenoídica

Domática

Pinacoidal

Pedial

SISTEMA CARACTERISTICAS CLASES DE SIMETRIA

a

c

b

a

b

c

Cúbico

Tetragonal

Hexagonal

Rómbico

Monoclínico

Triclínico

Trigonal

a = b = c

= = = 90º

a = b = c

= = = 90º

a1 = a2 = a3 = c

= 90º = 120º

a = b = c

= = 90º = 90º

a = b = c

= = = 90º

a = b = c = = = 90º

a1 = a2 = a3 = c

= 90º = 120º

a

b

c

a

b

c

a

b

c

a1

c

a2

a3

a1

c

a2

a3

a1

c

a2

a3

a

b

c

a

b

c

a1

c

a2

a3

a

b

c

a

b

c

X

Y

Z

a

b

XY

c Z

Hexaquisoctaédrica

Giroídica

Hexaquistetraédrica

Diploédrica

Tetratoídica

Bipiramidal tetragonal

Trapezoédricatetragonal

Piramidal ditetragonal

Escalenoédricatetragonal

Bipiramidal tetragonal

Piramidal tetragonal

Biesfenoídica tetragonal

Bipiramidal dihexagonal

Trapezoédricahexagonal

Piramidal dihexagonal

Bipiramidal ditrigonal

Bipiramidal hexagonal

Piramidal hexagonal

Bipiramidal trigonal

Escalenoédricahexagonal

Trapezoédrica trigonal

Piramidal ditrigonal

Romboédrica

Piramidal trigonal

Bipiramidal rómbica

Biesfenoídica rómbica

Piramidal rómbica

Prismática

Esfenoídica

Domática

Pinacoidal

Pedial

SISTEMA CARACTERISTICAS CLASES DE SIMETRIA

Sistema cúbico: cubos de pirita

Sistema cúbico: octaedros de magnetita

Sistema tetragonal: prismas de casiterita

Sistema

hexagonal:

prisma

piramidal de

cuarzo

Sistema

Rómbico:

cristales

tabulares de

baritina

Sistema

monoclínico:

cristales tabulares

de yeso, maclados

en forma de cola de

golondrina

Sistema triclínico y monoclínico:

cristales prismáticos cortos de

microclina (amazonita) y ortosa

La forma externa de los cristales depende también

de las condiciones de formación en el yacimiento.

Cada especie mineral presenta una estructura interna

propia, característica de esa especie, la cual se puede

manifestar o no en formas externas.

Halita, diversas formas cristalinas:

esquelética, octaédrica, en cubos, fibrosa

Pirita: en octaedros, cubos, pentadodecaedros

Seudomorfismo por alteración de pirita a limonita

Madera fósil.

Seudomorfismo

por sustitución

de sílice.

• Propiedades morfológicas

Morfología del individuo, del conjunto

• Propiedades ópticas

Color, brillo, color de la raya

• Propiedades mecánicas

Clivaje, fractura, dureza de Mohs

Propiedades de los minerales

Oro, Plata y Cobre

Nativo

Baritina

Halita

Cuarzo-

Baritina

Baritina-

Estibnita

Enargita

Jamesonita

Jamesonita

Calcita

Pirolusita

Calcita

Calcita

Marcasita

Rodonita

Calcopirita-

Arsenopirita

Esfalerita

Esfalerita(Brillo resinoso)

Biotita

Biotita

Galena(Clivaje cúbico)

Pirita(Brillo metálico)

Pirita(Clivaje trigonal)

Obsidiana(Brillo vítreo,

fractura concoidal)

Halita(Brillo cereo)

Azufre Nativo(Brillo aceitoso)

Limonitas(Brillo mate)

Cinabrio, galena, oropimente(Color de la raya)

Azurita(Color de la raya)

Dureza de Mohs

Resistencia que ofrece la superficie lisa de un

mineral a ser rayada.

Escala de Mohs Escala práctica

1 Talco

Dureza baja2 Yeso 2.5 Uña

3 Calcita 3 Moneda de cobre

4 Fluorita

Dureza media5 Apatito 5.5 Cortapluma, vidrio

6 Ortosa 6.5 Lima de acero

7 Cuarzo 7 Cuarzo

Dureza alta8 Topacio

9 Corindón

10 Diamante

Cuarzo y calcita(Dureza de Mohs)

¿Por qué son importantes los minerales?

- Materia para obtención de metales

Oro, plata, cobre, plomo, zinc, estaño

¿Por qué son importantes los minerales?

- Como gemas

Diamante, rubí, esmeralda, aguamarina, zafiro

¿Por qué son importantes los minerales?

- Materia prima para uso en diferentes industrias

Hematita, baritina → Industria del papel

Cuarzo → Industria del vidrio

Feldespatos, micas, arcillas → Refractarios

Cuarzo, granates, corindón → Abrasivos

¿Por qué son importantes los minerales?

- Como guías de exploración

Arcillas,

epídota,

adularia,

cuarzo,

hematita

¿Por qué son importantes los minerales?

- Como indicadores de las condiciones de formación

2. Rocas

Agregado natural

cohesionado de

minerales y otras

partículas.

Las rocas son el

producto final de la

evolución de

sistemas físico-

químicos

desarrollados por

actividad geológica

exógena o endógena.

Textura de una roca

Conjunto de características geométricas, determinadas

por el grado de cristalinidad, granularidad, forma de los

cristales y relaciones mutuas entre ellos.

La textura depende básicamente del proceso de

formación. Su estudio proporciona información sobre

condiciones de formación.

Rocas ígneas

FUSION 1

FUSIONRESIDUAL

+CRISTALES

ROCA 1

FUSION 2

FUSIONRESIDUAL

+CRISTALES

FUSION 3

ROCA 2

Diferenciación y

fraccionamiento magmático

Rocas metamórficas

Rocas sedimentarias

Sedimentación

FOSA

NMM

CUENCA

SEDIMENTARIABATOLITO

CUENCA

SEDIMENTARIATERRENO

METAMÓRFICO

100 km

ROCA

IGNEA

ROCA

METAMORFICA

ROCA

SEDIM ENTARIA

MAGMAFUSION CRISTALIZACION

TRANSPORTE Y

SEDIMENTACIONEROSION

METAMORFISMO

DIAGENESIS

El ciclo de las

rocas

Importancia de las rocas

- Información sobre condiciones de formación

Ambiente deposicional, facies

CONDICIONES DEFORMACIÓN

SINGULARIDADESDE LOS MINERALES

TEXTURADE LA ROCA

CONDICIONES DEFORMACIÓN

SINGULARIDADESDE LOS MINERALES

TEXTURADE LA ROCA

OBSERVACIONES

CONOCIMIENTOSTEÓRICOS

RAZONAMIENTOINTERPRETACIÓN

Importancia de las rocas

- Materia prima industrial

Dolomía, caliza, sílice, yeso, arcillas, baritina, azufre,

boratos, sales, fluorita, talco, pirofilita, micas,

dolomita, diatomita, fosfatos.

Importancia de las rocas

- Rocas ornamentales

Granito, basalto, travertino, caliza, mármol.

Importancia de las rocas

- Guía de exploración de yacimientos

Intrusivos granodioríticos para pórfidos de Cu

Brechas volcánicas para epitermales auríferos

Importancia de las rocas

- Guía de exploración de yacimientos

Ejemplo:

Brechas

volcánicas

para yacimientos

epitermales

auríferos.

3. Yacimientos minerales

Yacimientos y ocurrencias

Yacimiento mineral es una concentración muy

superior al promedio de algún elemento o

mineral de interés económico y cuya explotación

genera rentabilidad.

Ocurrencia es una concentración anómala de

algún elemento o mineral de interés económico y

cuya explotación no genera rentabilidad.

Mena, ganga y subproductos

Minerales primarios y

minerales secundarios

Alteraciones hipógenas (hidrotermales)

Alteraciones hipógenas son cambios

mineralógicos y texturales producidos en las rocas

por soluciones ascendentes, acuosas calientes

ricas en sílice, volátiles y otros componentes entre

los que se pueden contar metales.

Al discurrir estas soluciones por los espacios

abiertos de las rocas, reaccionan con ellas

destruyendo algunos minerales y formando otros.

Alteraciones supérgenas

Alteraciones supérgena son cambios mineralógicos

producidos por acción del intemperismo en la

superficie y en la zona de percolación. Son de

naturaleza distinta a la alteración hidrotermal

hipógena y se superponen a ella. Este tipo de

alteración da origen a las zonas de oxidación y de

enriquecimiento secundario.

ALTERACIONESHIDROTERMALES

SOLUCIONESHIDROTERMALES

ALTERACIONHIPOGENA

ALTERACIONESHIDROTERMALES

NAPAFREATICA

ZONA DEOXIDACION

ZONA DEENRIQUECIMIENTO

SECUNDARIO

ZONAPRIMARIA

ALTERACIONSUPERGENA

Mecanismos de formación de los

yacimientos

1) Que exista la fuente de los elementos valiosos.

1

1) Que exista la fuente de los elementos valiosos.

2) Que existan soluciones

acuosas que sirvan de

medio de transporte o

difusión de los elementos

valiosos.

2

2 22

1

2

1) Que exista la fuente de los elementos valiosos.

2) Que existan soluciones

acuosas que sirvan de

medio de transporte o

difusión de los elementos

valiosos.

3) Que exista el espacio

físico necesario para la

formación de minerales

(fallas, fracturas,

diatremas, porosidad).

2

3

2 22

3 3 3

1

4) Que exista la trampa geoquímica que provoque

la cristalización de los minerales con elementos

valiosos (esta puede ser

producida por mezcla de

fluidos, cambio de presión,

temperatura o pH).

5) Que se produzca la

coincidencia óptima de

las condiciones 1, 2, 3, 4.

2

3

2 22

3 3 3

4 4 4 4

1

Clasificación

de los

yacimientos

metálicos

Mapa Metalogenético

del Perú(Enero 2007)

Visión de la distribución

espacial y temporal de los

diversos yacimientos metálicos

Orientar adecuadamente las

exploraciones

Definir áreas de interés económico

Reevaluar zonas que

anteriormente no eran

consideradas como favorables

para algunos metales.

Pórfidos de cobre

- Baja ley y gran tonelaje,

- Mineralización de cobre

localizada en rocas

intrusivas porfiríticas

intermedias a félsicas

- Principalmente en

zonas con intenso

fracturamiento.

Zona de oxidación

50 m

100 m

250 m

cv

cv

cp

cp

py

mb

Zona de

Enriquecimiento

Supergénico

Cobriza 263 Ma

Difractometría de

rayos X

Microtermometría de

inclusiones fluidas

OBSERVACIONES

INTERPRETACIÓNRAZONAMIENTO

CONDICIONES DEFORMACIÓN

FORMACIÓN YCONCENTRACIÓN

DE MINERALES

YACIMIENTOMINERAL

CONDICIONES DEFORMACIÓN

FORMACIÓN YCONCENTRACIÓN

DE MINERALES

YACIMIENTOMINERAL

OBSERVACIONES

CONOCIMIENTOSTEÓRICOS

RAZONAMIENTO(GEÓLOGO)

INTERPRETACIÓNDEL ORIGEN YMORFOLOGÍA

DEL YACIMIENTO

CONDICIONES DEFORMACIÓN

FORMACIÓN YCONCENTRACIÓN

DE MINERALES

YACIMIENTOMINERAL

OBSERVACIONES

CONOCIMIENTOSTEÓRICOS

RAZONAMIENTO(GEÓLOGO)

INTERPRETACIÓNDEL ORIGEN YMORFOLOGÍA

DEL YACIMIENTO

INTERPRETACIÓNDEL TIPO DEYACIMIENTO

CONOCIMIENTOSTEÓRICOS

DESTRUCCIÓN DEASOCIACIONES

ROCA-MINERALES(ING. DE MINAS)

(ING. METALURG.)

LIBERACIÓN YCONCENTRACIÓN

DE METALES

4. La actividad minera

Producción Minera - Ranking 2007

Metales Mundial Latinoamérica

Oro

Plata

Cobre

Zinc

Plomo

Estaño

Bismuto

Telurio

5º

1º

2º

2º

4º

3º

3º

3º

1º

1º

2º

1º

1º

1º

1º

1º

Fuente: USGS - 2007

PERÚ: LIDER MUNDIAL EN PRODUCCIÓN

CONTINENTAL Y MUNDIAL

Muchas gracias por su atención