Presentacin de PowerPoint

Factores Tectnicos y Magmticos relacionados al Origen de losGigantes Yacimientos de Megabrechas de Cobre en Chile CentralSesin 6ESSUMININSITUTO SUPERIOR TECNOLOGICOTres de los depsitos de cobre ms grandes del mundo se sitan en el centro de Chile, al este de la ciudad de Santiago (Fig. 6.1) Los Pelambres, Los Bronces Ro Blanco y El Teniente.Introduccin general: ubicacin, edad y tamao

Figure 6.1. A. Mapa de ubicacin de los depsitos de megabrechas de Cu de edad Miocena y Pliocena en Chile Central. B. Toneladas de Cu versus toneladas de mena en estos depositos.Estos tres depsitos ocurren al este de la Dorsal Juan Fernndez, una cadena de islas volcnicas tipo hotspot. Esto coincide con el lmite entre el segmento Pampeano al norte, donde el ngulo de subduccin es muy bajo y el volcanismo est ausente y la Zona Volcnica Andina del Sur (SVZ) al sur, bajo la cual el ngulo de subduccin es ms inclinado.a ubicacin del foco de la subduccin de la Dorsal Juan Fernndez ha migrado hacia el sur desde el Oligoceno superior (Yaez et al., 2002) y temporalmente la formacin de los tres depsitos de cobre en Chile Central est asociado con la subduccin de la Dorsal. La subduccin de la dorsal ha causado: 1) disminucin del ngulo de subduccin bajo Chile Central 2) deformacin cortical, engrosamiento de la corteza y alzamiento y 3) migracin del arco volcnico hacia el este. Cada uno de estos tres yacimientos se form al final de un perodo de extenso volcanismo, a medida que la corteza se engrosaba y se alzaba inmediatamente antes de la migracin de la actividad volcnica hacia el este en la latitud de cada depsito (Fig. 6.2). La estrecha relacin espacial y temporal entre la subduccin de la Dorsal Juan Fernndez y los tres grandes depsitos de Chile Central es sugerente de una relacin gentica.

Figure 6.2. A. Perfil esquemtico de la tectnica en los Andes de Chile Central desde el Mioceno al presente. Este perfil ilustra la disminucin en el ngulo de subduccin, deformacin y engrosamiento cortical y la migracin hacia el este del arco volcnico como un producto de la subduccin de la Dorsal Juan Fernndez. B. Cronologa de la actividad gnea y mineralizacin en cada uno de los tres depsitos en Chile Central. Ntese la migracin hacia el sur de la edad de los eventos de mineralizacin relacionados al emplazamiento de brechas y tambin la edad de la ltima actividad volcnica en la latitud de cada depsito, los cuales son consecuencia de la migracin hacia el sur del foco de subduccin de la Dorsal Juan Fernndez.Brechas mineralizadasAdems de su enorme tamao estos depsitos son distinctivos ya que una proporcin significante de su mena hipgena ocurre en y alrededor de grandes brechas hidrotermales (Figs. 6.3 y 6.4), por lo que se consideran depsitos de megabrechas de cobre.

Figura 6.3.A. Mapa y perfil del yacimiento Ro Blanco-Los Bronces (Warnaars et al., 1985 Serrano et al., 1996 Vargas et al., 1999 Skewes et al., 2003), que muestra algunas de las brechas mayores.

Figura. 6.3.B. Mapa del nivel Teniente 5 del yacimiento El Teniente (Skewes et al., 2002, 2005).

Figure 6.4. Fotografas de la Brecha Donoso, una brecha de turmalina (izquierda) en Ro Blanco Los Bronces. Los clastos de color claro son de granodiorita y la matriz negra es de turmalina. Una brecha de turmalina marginal a la Chimenea Braden en el depsito El Teniente (derecha). La ltima contiene clastos oscuros de gabros biotitizados y posteriormente alterados a sericita alrededor de sus mrgenes (Skewes et al., 2002).Las inclusiones fluidas en los minerales de la matriz de estas brechas son de alta temperatura y salinidad y poseen razones isotpicas que indican que los fluidos hidrotermales fueron exsueltos a partir de magmas similares a los que generaron las rocas igneas en cada uno de los depsitos. (Fig. 6.5).

Figura. 6.5. A La salinidad y temperatura de homogenizacin de inclusiones fluidas en cuarzo de la matriz de turmalina de la Brecha Donoso, indican la presencia dominante de fluidos de alta temperatura y alta salinidad derivados de fluidos magmticos (Skewes et al., 2003). B. Istopos estables obtenidos en rocas gneas y minerales de la matriz de Ro Blanco Los Bronces y El Teniente, lo que confirma que los minerales de la matriz de las brechas fueron depositados a partir de fluidos de origen magmticoRocas gneasLos tres depsitos estn hospedados en rocas gneas del Mioceno y Plioceno que varan en composicin de basltica a rioltica e incluyen rocas volcnicas y plutnicas equigranulares y porfdicas. (Figs. 6.6 y 6.7).

Figura 6.6. Razones isotpicas de Sr versus Nd en rocas gneas de El Teniente. Las rocas Miocenas y Pliocenas del complejo volcnico y plutnico El Teniente tienen composiciones isotpicas similares a basaltos eruptados desde los volcanes activos de la Zona Volcnica Sur (ZVS), los cuales fueron derivados del manto subAndino que hasido modificado por componentes subductadas (Stern, 2004). El aumento de la razn isotpica de Sr en conjunto con la disminucin de la razn de Nd a travs del tiempo para rocas gneas de alrededor de El Teniente, refleja el aumento de la contaminacin de la fuente en el manto debido al aumento de la tasa de erosin por subduccin asociada a la migracin hacia el sur del foco de subduccin de la Dorsal Juan Fernndez.

Figura. 6.7. Razones isotpicas de Pb (Puig, 1988) versus Sr en rocas gneas y mena de El Teniente comparado a rocas gneas de otras zonas de Amrica del Sur. En los alrededor de El Teniente y otros depsitos de megabrecha de Chile central, las rocas igneas y mena han sido derivados del manto subAndino modificado por componentes subductadas, y no por la corteza continental la cual es isotopicamente homognea.Los minerales de mena en los tres depsitos de cobre de Chile central son isotopicamente similares a las rocas gneas asociadas. Esta similitud ndica que tanto los metales en los minerales de mena en los tres depsitos y las rocas gneas se originaron a partir de la misma fuente en el manto bajo el arco. (Fig. 6.8).

Figura. 6.8. Razones isotpicas de Osmium (Freydier et al., 1997) en minerales de mena de El Teniente comparado a magmas de arco derivados del manto bajo el arco, la corteza y basaltos de dorsales oceanicas (MORB)Suduccin de la Dorsal Juan Fernndez y evolucin temporal de las rocas gneasA medida que el foco de subduccin de la Dorsal Juan Fernndez migraba hacia el sur, la tasa de erosin por subduccin aumentaba a lo largo de la costa. El aumento de la erosin tectnica caus un aument en la subduccin de las componentes continentales en manto bajo el arco y las razones isotpicas de las rocas gneas en la vecindad de cada depsito evolucion a composiciones ms radiognicas. (Fig. 6.6). Este cambio ocurri primero en el norte en y los alrededores de Los Pelambres (latitud 32 Sur) y contino progresivamente hacia el sur (Fig. 6.9).

Figura. 6.9. Diagrama de los cambios temporales en la composicin isotpica de las rocas gneas en los alrededores de cada uno de los depsitos de megabrechas de Chile central (Stern and Skewes, 1995). Estos cambios reflejan el aumento de la contaminacin bajo el arco por aumento de la tasa de erosin por subduccin asociada con la migracin hacia el sur de la Dorsal Juan Fernndez.Adems a medida que el de la subduccin de la dorsal migraba hacia el sur, el ngulo de subduccin disminua y el volumen de magma producido bajo el arco del Mioceno y Plioceno tambin disminua y eventualmente el arco migr hacia el este (Figs.6.2 y 6.10).

Fig. 6.10. Disminucin del volumen de magma durante la evolucin del Mioceno y Plioceno en depsito El Teniente (Stern y Skewes, 2005).Rol de los prfidos dacticos en estos yacimientos de megabrechasCada uno de estos depsitos gigantes de megabrechas contiene prfidos dacticos tardos y estriles (Fig. 6.3). Estos prfidos son muy pequeos (Fig. 6.10) para haber producido la cantidad enorme de cobre en cada depsito y tanto las relaciones observadas en terreno como el detalle de la cronologa de eventos de mineralizacin (Fig. 6.11) ndican que no existe correspondencia entre ellos y la mineralizacin. La mineralizacin fue emplazada con las brechas, es por esto que el trmino megabrechas es una mejor clasificacin que prfidos cuprferos.

Figura 6.11. Detalle de la cronologa de rocas gneas, brechas y eventos de mineralizacin en depsito El Teniente (Maksaev et al., 2004 Stern y Skewes, 2005). La figura presenta las edades de los eventos de mineralizacin, determinados por ReOs en molibdenitas, estas corresponden a las edades de emplazamiento de brechas especficas y no a las edades de intrusin de los prfidos flsicos. Las edades de los ltimos fue determinada por dataciones UPb en zircones.Genesis de los depositosEl modelo que explique la genesis de estos tres depsitos debe tomar en cuenta. 1) Se requiere de un gran volumen de magma (~600 km3 Cloos, 2001 Stern y Skewes,2005) para poder producir el cobre y azufre. 2) Los eventos gneos y de mineralizacinrelacionados al emplazamiento de las brechas ocurrieron, durante un periodo, superior a 3 millones de aos, de deformacin y engrosamiento cortical, alzamiento y erosin.Durante este tiempo los sistemas magmticos disminuan su actividas antes que el arco migrarara hacia el este. 3) Las races de las brechas mayores an no han sidointerceptadas por los sondajes a mayores profundidades, lo que sugiere que estas brechas se originaron en cmaras magmticas relativamente profundas (>4 km), las cuales fuerontambin la fuente de los distintos tipos de rocas gneas en cada depsitoProponemos un modelo (Fig. 6.12) de varias etapas el cual involucra una gran cmara magmtica sonada trmica y qumicamente, a profundidades >4 km. La cmara fue alimentada por magmas derivados del manto y los voltiles y los metales migraron hacia el techo de la cmara generando las grandes brechas mineralizadas. A medida que el ngulo de subduccin disminua estos sistemas magmticos cristalizaron y el arco migr hacia el este.

Figura 6.12. Modelo de mltiple tapas para la evolucin de el depsito de megabrecha El Teniente (Skewes et al., 2002, 2005 Stern y Skewes, 2005). Basado en la intrusion secuencial de rocas inicialmente mficas y la subsecuente de pequeos volmenes de plutones flsicos (Fig. 6.10) de caractersticas isotpicas similares, y la formacin contemporanea de numerosas brechas mineralizadas generadas por fluidos magmticos, sugerimos que cada depsito se form sobre una gran cmara mgmtica de larga vida, que estaba zonada trmica y qumicamente. Las dimensiones de las raices ms profundas de las brechas ms grandes en el depsito, como Brecha Braden, implican que esta cmara magmtica deber haber estado a una profundidad de por lo menos 1 a 2 km bajo el sondaje de exploracin ms profundo en El Teniente y por lo tanto >4 km bajo la paleosuperficie. A. Primera etapa evolutiva del depsito El Teniente involucr la intrusin del lacolito del Complejo Mfico El Teniente (8.9 Ma) en rocas Miocenas delComplejo Volcnico Teniente y las rocas volcnicas ms antiguas de la Formacin Coya Machali, seguida por la formacin de brechas de biotita temprana. B. Durante el periodo siguiente de deformacin compresiva, alzamiento y erosin ( Skewes y Stern, 1994, Skewes et al., 2002 Kay et al., 2005), no existen evidencias de actividad volcnica en los alrededores del depsito, y se emplaz el plutn conocido como Tonalita Sewell (7.1Ma), seguido por la formacin de otra generacin de brechas de biotita y tambin brechasde anhidrita. C. La etapa final en la evolucin de este depsito involucr la intrusion del dique Prfido Dactico Teniente (5.28 Ma) y la formacin de brechas de turmalina y de polvo de roca, las que incluyen a la inmensa Chimenea Braden (4.814.58 Ma).GRACIAS