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9. MINERALIZACIÓN

Generalmente la mineralización presenta un núcleo de baja ley que contiene pirita diseminada que grada hacia afuera en una zona de mena. En la zona de mena se presentan vetillas y diseminación de pirita con calcopirita subordinada (mena de cobre) y molibdenita (mena de molibdeno). Es frecuente el desarrollo de una zona de pirita externa, la que pasa hacia afuera a roca no mineralizada. La zona de mena en los pórfidos cupríferos, usualmente se presenta dentro del núcleo de la alteración potásica y puede extenderse dentro de la zona fílica. Frecuentemente en el sector más interno, se presenta una mayor proporción de sulfuros ricos en cobre como bornita, gradando hacia fuera a una mayor proporción de calcopirita, para finalmente en el sector más externo, solo presentar sulfuros de Fe (pirita).

Normalmente no existe un límite físico del cuerpo mineralizado que puede ocurrir tanto en intrusiones, como en rocas de caja, consecuentemente el límite de un yacimiento de este tipo es fijado en términos económicos con una ley de corte.

- ZONEAMIENTO MINERAL

El zoneamiento de minerales metálicos en los sistemas de pórfidos es altamente variable.

- Cu / Mo están concentrados en la zona potásica.

- Metales preciosos se concentran en un relleno de fracturas fuera del halo rico en pirita (zona de alteración fílica).

- Minerales comunes calcopirita (CuFeS2), bornita (Cu5FeS4), molibdenita (MoS2), pirita (S2Fe)

La pirita es el sulfuro dominante, en algunos depósitos es la magnetita y raras veces es la hematita la más común. También minerales de calcopirita, molibdenita y bornita.

Minerales subordinados: tetrahedrita/tenantita, enargita y menos oro, electrum y arsenopirita.

En muchos depósitos ocurren venas tardías que contienen galena y esfalerita.

Ganga:

Cuarzo (venas), biotita, sericita, feldespato potásico, magnetita, calcita, epídota, anhidrita y turmalina.

Lowell y Guilbert nos muestran la disposición de los minerales en forma algo concéntrica en su modelo de la formación de un pórfido de cobre (Figura 11).

Manual Teórico - Práctico de los Depósitos de Pórfidos de Cobre

Figura 11.- Esquema de zonas de mineralización (Lowell and Guilbert,

1970)

En la figura siguiente los mismos autores anteriormente mencionados muestran la forma como se disponen los minerales ya sea en venillas, diseminadas y vetas en su modelo geológico (Figura 12).

Figura 12.- Esquema de distribución de sulfuros (Lowell and Guilbert, 1970)

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- PROCESOS DE LIXIVIACIÓN

Interpretación de Encape Lixiviado

La interpretación de encape lixiviado es el estudio de limonitas. El significado limonita, es un término de campo usado para describir una mezcla terrosa de goethita, hematita y jarosita. Es una vieja herramienta de exploración particularmente usada donde los encapes lixiviados (o gossans) dan inusuales valores metálicos residuales bajos. Las bases de la interpretación del encape lixiviado es el reconocimiento de relictos de texturas de sulfuros y la composición y morfología de limonitas.

Un encape lixiviado está formado por una intensa lixiviación supérgena ácida de una zona mineralizada. Los ensambles de alteración característicos asociados con lixiviación ácida supérgena incluyen “vuggy”, cuarzo calcedónico, jasperoidal y alunita (± Caolinita, “wad” ± escorodita ± yeso). La acidez de la solución atacante está controlada por: el contenido de azufre total de la roca, el ratio sulfuro Cu/Fe, la mineralogía de sulfuro primario y la reactividad de la roca huésped.

El pH de las soluciones regula la cantidad de lixiviación de Cu y Fe, y la mineralogía de los componentes formados: una roca con un alto contenido de pirita es más oxidante (especialmente si el oxidante producido Fe2(SO4)3 es y produce una chance más grande

que la lixiviación de Fe y Cu precipitará limonita lejos del punto de oxidación). Por otro lado, una roca con fuertes habilidades neutralizantes (Ej.: caliza) puede inhibir la movilidad del Fe y reducir la formación ácida.

Fe2(SO4)3 + 3 CaCO3 + 2 H2O = 3 CaSO4 .2 H2O + FeCO3 + 3 CO2

La composición de limonita es sensitiva al contenido de sulfuros y la mineralogía de la zona de sulfuración anterior (FeS2).

- % Goethita (100 G / G - H - J), es diagnóstico de contenido de sulfuro total del FeS2.

- % Hematita (100 H / G - H - J), está relacionada a la cantidad y proporciones relativas de calcocita en la FeS2.

- % Jarosita (100 J / G - H - J), no se forma de los sulfuros de Cu, pero es un indicador de altos niveles de pirita.

Los estudios de encape lixiviado son usados para evaluar leyes de Cu primario, leyes de cobre secundario y la naturaleza e intensidad de mineralización de sulfuro infrayacente. Los procedimientos usados para la clasificación de encapes son la mineralogía de las limonitas (%G, %H, %J), el contenido del cobre residual de encape y los relictos de la morfología de sulfuros. Sin embargo, el zoneamiento de sulfuración primaria vertical, la migración lateral y hacia abajo de solución supérgena y los cambios en la litología o estructura deben ser anticipados por interpretación geológica. El mapeo de limonitas de cobre es usado especialmente donde el encape lixiviado (supérgeno) y los ensambles de alteración son difíciles de distinguir de la alteración argílica avanzada hipógena.

La clasificación del encape basado en la composición de limonitas (Anderson, 1982), produjo 6 tipos los cuales pueden ser relacionados a la mineralogía original (Cu):

I. Encapes dominantes por goethita (definido por % Goetita) son producidos por 0.5% vol. pirita, pero ni Cu o Fe es lixiviado de la roca.

II. Encapes dominantes por jarosita (definido por % Jarosita) son producidos por 4% vol. pirita (ó 0.5% vol. sulfuro total), y más del Fe y Cu es lixiviado. Encapes de

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Jarosita débil también ocurre en lagunas ubicadas entre las zonas de enriquecimiento y empapado, recientes fluctuaciones en el agua freática y ha habido oxidación directa / solubilización de pirita y calcopirita.

III. Encapes dominantes de hematita (definido por % Hematita) son producidos por oxidación y lixiviación de calcocita mantos. También contienen significativa cantidad de goethita o jJarosita.

IV. Encape de limonita “pitch” - neotocita / crisocola producida cuando el radio cp/py es muy alto (sobre 18:1) y el contenido de cp es 1% vol.

V. Encape antlerita - brocantita ocurre con hematita, goethita y ocasionalmente con cuprita o calcocita residual. Está formado por oxidación multietapa in situ capas enriquecidas de calcocita de alta ley cuando el radio cp/py o cc/py es mayor a 0.5. Hay sólo lixiviación menor de Fe o Cu.

VI. Encape de malaquita ocurre sobre caliza con trazas de pirita (0.02% vol). No ocurre lixiviación de Fe o Cu y encape goethita conteniendo Cu como resultado.

Los encapes pueden ser mapeados por el color de la mancha de Fe de la roca con verificación por difracción de rayos X.

amarillo patito = jarosita dominante

amarillo naranja = goethita dominante

rojo naranja = hematita dominante

La morfología de las limonitas es usada para identificar la mineralogía del sulfuro original. Ello incluye el reconocimiento de la estructura celular (relicto de textura de sulfuro) y la clasificación de tipos de limonitas como indígena o exótica.

La estructura celular (morfología) de la limonita está compuesta de pseudomorfo limonítico (jasperoidal) sílica derivada de la forma, clivaje, fractura o patrón del grano y rellenando espacios vacíos del mineral siendo oxidado. Los sulfuros tienden a producir formas celulares geométricas distintivas, mientras los no sulfuros producen formas indistintivas. Excepciones a la tardía incluye los carbonatos y fluorita. Los tipos de estructuras celulares son:

1. “Boxwork” celular - paredes rígidas, bien junturadas y distintivamente angular. Ej.: calcopirita.

2. “Sponges” celular - paredes de celdas redondeadas, carentes de angularidad, un resultado de oxidación a lo largo de los límites de los granos. Ej.: pirita.

3. “Webwork” parcialmente desarrollada “kittice-work”, resultando de oxidación parcial.

El intemperismo de afloramientos lixiviados pueden resultar en la descomposición de arcillas, a capas de sílice delgada que no está relacionado a procesos supérgenos o hipógenos de lixiviación ácida. Esta observación muestra evidencia de removilización de sílica y concentración. Esto puede llevar a la impresión falsa que un afloramiento, el cual es puro cuarzo cavernoso (vuggy) o calcedónico, es una capa o vena lixiviada, mientras de hecho, una superficie fresca puede mostrar esas arcillas (incluyendo sericita) abundantes y su interpretación puede ser diferente. Similarmente, la percolación de cercanas aguas

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meteóricas neutras a través de las zonas de alteración después de la lixiviación supérgena principal puede llevar a una sobreposición de illita.

Clasificación de tipos de limonitas (Indígena, Marginal y Exótica)

Indígena:

Es aquella precipitada de soluciones portadoras de Fe dentro de la cavidad o espacio anteriormente ocupado por el sulfuro u otro mineral del que fue derivado el Fe.

Marginal (Transportada):

Es aquella precipitada de las soluciones portadoras de hematita fuera de las limonitas del mineral que fue su origen, pero lo suficientemente cercano, las limonitas del mineral originario puede ser reconocido sin dudas.

Exótica:

Es aquella precipitada de soluciones de Fe que se han movido tan lejos de su origen, que la fuente ya no puede ser identificada.

En la figura 13 se observan las limonitas marginal e indígena, así como algunas de sus características:

Figura 13.- Tipos de limonitas (William C. Peters, 1978)

- PROCESOS SUPÉRGENOS

Consiste en la disolución de minerales primarios por acción de aguas meteóricas oxidantes y precipitación en la masa de agua de sulfuros secundarios con más contenido de cobre. Se presentan como masas de cobre, conteniendo mineral supérgeno que se originan por el descenso de aguas subterráneas de bajo pH, que disolvieron minerales hipógenos de cobre y se depositaron como minerales de cobre estables a baja temperatura en ambientes oxidantes y que forman depósitos supérgenos en forma de capas.

La roca porosa sobreyacente de la cual el cobre hipógeno fue removido, durante el enriquecimiento, es llamado encape lixiviado (“leached capping”). En esta zona los minerales comunes de cobre: malaquita, azurita, cuprita, tenorita, crisocola, cobre nativo, atacamita y otros, son encontrados y corresponden a la zona de óxidos de cobre.

La parte superior está constituida por los óxidos de fierro o limonitas: hematita, goetita, jarosita principalmente.

Primario o hipógeno: Los minerales de sulfuros tales como la pirita, calcopirita, galena y esfalerita, a menudo son alterados cerca de la superficie de la tierra.

Secundaria o supérgena: Se produce en los minerales por un proceso complejo llamado “enriquecimiento supérgeno”. Las aguas meteóricas oxigenadas oxidan y disuelven los minerales primarios cerca a la superficie de la tierra. Los minerales son llevados hacia abajo

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en soluciones acuosas, produciendo eventualmente una zona lixiviada a una gran profundidad. Los metales disueltos pueden precipitar para formar dos zonas de enriquecimiento secundario, uno encima y el otro debajo de la masa de agua; minerales oxidados secundarios tales como malaquita, cuprita, smithsonita, precipitan o cristalizan encima de la masa de agua en la zona de enriquecimiento oxidado. Bajo la masa de agua, en la zona de enriquecimiento supérgeno, minerales secundarios como covelita, calcocita y cobre neutro pueden precipitar de la solución. De este el mineral es enriquecido y concentrado.

En la tabla 3 se muestran los minerales mencionados y sus respectivas zonas de formación.

MINERALES METÁLICOS PRIMARIOS O HIPÓGENOS

MINERALES ENRIQUECIDOS OXIDADOS

MINERALES METÁLICOS DE

ENRIQUECIMIENTO SUPÉRGENO

Calcopirita (CuFeS2) Malaquita (Cu2 (CO3) (OH)2)

Bornita (Cu5FeS4) Azurita (Cu3 (CO3)2 (OH)2) Covelita (CuS)

Tetrahedrita (Cu,Fe)12Sb4S13 Rosasita ((Cu, Zn)2 (CO3) (OH)2) Calcocita (Cu2S)

Tennantita (Cu,Fe)12As4S13 Cuprita (Cu2O) Cobre nativo (Cu)

Enargita Cu3AsS4 Olivenita (Cu2 (AsO4) (OH)) Pirita FeS2

Goethita (α FeO (OH)) Marcasita FeS2 Pirrotita Fe[0.8 – 1]S

Tabla 3.- Minerales metálicos de un pórfido de cobre

- PROCESOS HIPÓGENOS

Consiste en la mineralización sencilla de pirita y calcopirita, como minerales comunes, y molibdeno, oro, galena y esfalerita como minerales accesorios.

Los minerales predominantemente hipógenos son: cpy y py, los cuales ocurren en casi todos los depósitos. El cobre es acompañado de molybdeno, oro y plata, como subproductos. En algunos casos se incluye tennantita, tetraedrita, enargita, así como minerales de ganga: anhidrita, cuarzo, sericita, clorita, biotita, feldespato potásico y magnetita. Se presenta en diseminación, vetillas, rellenando cavidades y en la matriz de brechas.

El mineral es encontrado en tres formas:

1. Totalmente dentro de la roca huésped.

2. Parcialmente en el ‘’stock’’ y dentro de la roca regional.

3. Dentro de las rocas regionales solamente.

El cuerpo mineral es usualmente un cilindro de paredes paradas pero son conocidas las tabulares a depósitos planos cónicos.

El mineral ocurre como diseminaciones o venas “stockwork” con leyes típicas de 0.4 a 1% de cobre, con molibdenita y oro. La mineralización es fuertemente zoneada.

Zona más interna:

Coincide con la zona potásica, generalmente varios cientos de metros en diámetro. Relativamente con contenido de bajo sulfuro, pero más alto molibdeno. Pirita, 2 – 5% y en

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pirita/calcopirita, está en la relación 3/1. La mineralización es diseminada más que en “stockwork”.

Zona de Mineral:

Yace aproximadamente en el límite potásico-fílico. Pirita, 5 – 10% y pirita/calcopirita en relación 2.5/1. La calcopirita como mineral principal ocurre como venillas en “stockwork”. Otros minerales incluyen bornita, enargita y calcopirita.

Zona de Pirita:

Incluye el núcleo de las zonas fílica y argílica. Pirita 10 – 15% y pirita/calcopirita en relación 15/1. La mineralización ocurre como venas y diseminados.

Zona más externa:

Coincide con la zona propilítica. Pirita en menor cantidad; esfalerita y galena son comunes. La mineralización ocurre en venas.