Charles Stern
Boulder, CO USA 80309-0399
Introducción general: ubicación, edad y tamaño 
Tres de los depósitos de cobre más grandes del mundo se sitúan en el centro de Chile, al este de la ciudad de Santiago (Fig. 6.1) Los Pelambres, Los Bronces – Río
Blanco y El Teniente. 
Figure 6.1. A. Mapa de ubicación de los depósitos 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 depósitos ocurren al este de la Dorsal Juan Fernández, una cadena de islas volcánicas tipo hot-spot. Esto coincide con el límite entre el segmento
Pampeano al norte, donde el ángulo de subducción es muy bajo y el volcanismo está ausente y la Zona Volcánica Andina del Sur (SVZ) al sur, bajo la cual el ángulo de
subducción es más inclinado.
2
La ubicación del foco de la subducción de la Dorsal Juan Fernández ha migrado hacia el sur desde el Oligoceno superior (Yañez et al., 2002) y temporalmente la
formación de los tres depósitos de cobre en Chile Central está asociado con la subducción de la Dorsal. La subducción de la dorsal ha causado: 1) disminución del ángulo de
subducción bajo Chile Central 2) deformación cortical, engrosamiento de la corteza y alzamiento y 3) migración del arco volcánico hacia el este. Cada uno de estos tres
yacimientos se formó al final de un período de extenso volcanismo, a medida que la corteza se engrosaba y se alzaba inmediatamente antes de la migración de la actividad
volcánica hacia el este en la latitud de cada depósito (Fig. 6.2). La estrecha relación espacial y temporal entre la subducción de la Dorsal Juan Fernández y los tres grandes
depósitos de Chile Central es sugerente de una relación genética. 
Figure 6.2. A. Perfil esquemático de la tectónica en los Andes de Chile Central desde el
Mioceno al presente. Este pérfil ilustra la disminución en el ángulo de subducción, deformación y engrosamiento cortical y la migración hacia el este del arco volcánico
como un producto de la subducción de la Dorsal Juan Fernández. B. Cronología de la actividad ígnea y mineralización en cada uno de los tres depósitos en Chile Central.
 
Brechas mineralizadas 
Además de su enorme tamaño estos depósitos son distinctivos ya que una  proporción significante de su mena hipógena ocurre en y alrededor de grandes brechas
hidrotermales (Figs. 6.3 y 6.4), por lo que se consideran depósitos de megabrechas de cobre. 
Figura 6.3.A. Mapa y perfil del yacimiento Río 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.
4 
Figura. 6.3.B. Mapa del nivel Teniente 5 del yacimiento El Teniente (Skewes et al., 2002, 2005). 
Figure 6.4. Fotografías de la Brecha Donoso, una brecha de turmalina (izquierda) en Río
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 depósito El
 
5
Las inclusions fluidas en los minerales de la matriz de estas brechas son de alta temperatura y salinidad y poseen razones isotópicas 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 depósitos. (Fig. 6.5). 
Figura. 6.5. A. La salinidad y temperatura de homogenización 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 magmáticos (Skewes et
al., 2003).  B. Isótopos estables obtenidos en rocas ígneas y minerales de la matriz de Río Blanco-Los Bronces y El Teniente, lo que confirma que los minerales de la matriz de las
 
Rocas igneas 
Los tres depósitos están hospedados en rocas ígneas del Mioceno y Plioceno que varían en composición de basáltica a riolítica e incluyen rocas volcánicas y plutónicas
equigranulares y porfídicas. (Figs. 6.6 y 6.7). 
Figura 6.6. Razones isotópicas de Sr versus Nd en rocas igneas de El Teniente. Las rocas Miocenas y Pliocenas del complejo volcánico y plutónico El Teniente tienen
composiciones isotópicas similares a basáltos eruptados desde los volcanes activos de la Zona Volcánica Sur (ZVS), los cuales fueron derivados del manto sub-Andino que ha
sido modificado por componentes subductadas (Stern, 2004). El aumento de la razón isotópica de Sr en conjunto con la disminución de la razón de Nd a través del tiempo para
rocas ígneas de alrededor de El Teniente, refleja el aumento de la contaminación de la fuente en el manto debido al aumento de la tasa de erosión por subducción asociada a la
 
7 
Figura. 6.7. Razones isotópicas de Pb (Puig, 1988) versus Sr en rocas ígneas y mena de El Teniente comparado a rocas ígneas de otras zonas de America del Sur. En los
alrededor de El Teniente y otros depósitos de megabrecha de Chile central, las rocas igneas y mena han sido derivados del manto sub-Andino modificado por componentes
subductadas, y no por la corteza continental la cual es isotopicamente homogénea.
Los minerales de mena en los tres depósitos de cobre de Chile central son isotopicamente similares a las rocas ígneas asociadas. Esta similitud índica que tanto los metales en los minerales de mena en los tres depósitos y las rocas ígneas se originaron a
 partir de la misma fuente en el manto bajo el arco. (Fig. 6.8). 
Figura. 6.8. Razones isotópicas de Osmium (Freydier et al., 1997) en minerals de mena de El Teniente comparado a magmas de arco derivados del manto bajo el arco, la corteza
y basaltos de dorsales oceanicas (MORB)
 
8 
Suducción de la Dorsal Juan Fernández y evolución temporal de las rocas ígneas 
A medida que el foco de subducción de la Dorsal Juan Fernández migraba hacia
el sur, la tasa de erosión por subducción aumentaba a lo largo de la costa. El aumento de la erosión tectónica causó un aumentó en la subducción de las componentes continentales
en manto bajo el arco y las razones isotópicas de las rocas ígneas en la vecindad de cada depósito evolucionó a composiciones más radiogénicas. (Fig. 6.6). Este cambio ocurrió
 primero en el norte en y los alrededores de Los Pelambres (latitud 32° Sur) y continúo  progresivamente hacia el sur (Fig. 6.9). 
Figura. 6.9.  Diagrama de los cambios temporales en la composición isotópica de las
rocas ígneas en los alrededores de cada uno de los depósitos de megabrechas de Chile central (Stern and Skewes, 1995). Estos cambios reflejan el aumento de la contaminación
 bajo el arco por aumento de la tasa de erosión por subducción asociada con la migración hacia el sur de la Dorsal Juan Fernández.
Además a medida que el de la subducción de la dorsal migraba hacia el sur, el
ángulo de subducción disminuía y el volumen de magma producido bajo el arco del Mioceno y Plioceno también disminuía y eventualmente el arco migró hacia el este (Figs.
6.2 y 6.10). 
 
Rol de los pórfidos dacíticos en estos yacimientos de megabrechas 
Cada uno de estos depósitos gigantes de megabrechas contiene pórfidos dacíticos
tardíos y estériles (Fig. 6.3). Estos pórfidos son muy pequeños (Fig. 6.10) para haber  producido la cantidad enorme de cobre en cada depósito y tanto las relaciones observadas
en terreno como el detalle de la cronología de eventos de mineralización (Fig. 6.11) índican que no existe correspondencia entre ellos y la mineralización. La mineralización
fue emplazada con las brechas, es por esto que el término megabrechas es una mejor clasificación que pórfidos cupríferos. 
Figura 6.11. Detalle de la cronología de rocas ígneas, brechas y eventos de mineralización en depósito El Teniente (Maksaev et al., 2004 Stern y Skewes, 2005). La
figura presenta las edades de los eventos de mineralización, determinados por Re-Os en molibdenitas, estas corresponden a las edades de emplazamiento de brechas específicas y
no a las edades de intrusión de los pórfidos félsicos. Las edades de los últimos fue determinada por dataciones U-Pb en zircones. 
Genesis de los depositos 
El modelo que explique la genesis de estos tres depósitos debe tomar en cuenta. 1)
Se require de un gran volumen de magma (~600 km 3 Cloos, 2001 Stern y Skewes,
2005) para poder producir el cobre y azufre. 2) Los eventos ígneos y de mineralización
relacionados al emplazamiento de las brechas ocurrieron, durante un periodo, superior a 3 millones de años, de deformación y engrosamiento cortical, alzamiento y erosión.
Durante este tiempo los sistemas magmáticos disminuían su actividas antes que el arco migrarara hacia el este. 3) Las raíces de las brechas mayors aún no han sido
interceptadas por los sondajes a mayores profundidades, lo que sugiere que estas brechas se originaron en cámaras magmáticas relativamente profundas (>4 km), las cuales fueron
 
10
Proponemos un módelo (Fig. 6.12) de varias etapas el cual involucra una gran cámara magmática zonada térmica y quimicamente, a profundidades >4 km. La cámara
fue alimentada por magmas derivados del manto y los volatiles y los metales migraron hacia el techo de la cámara generando las grandes brechas mineralizadas. A medida que
el ángulo de subducción disminuía estos sistemas magmáticos cristalizaron y el arco migró hacia el este. 
Figura 6.12. Módelo de múltiple étapas para la evolucion de el depósito de megabrecha El Teniente (Skewes et al., 2002, 2005 Stern y Skewes, 2005). Basado en la intrusion
secuencial de rocas inicialmente máficas y la subsecuente de pequeños volúmenes de  plutones félsicos (Fig. 6.10) de características isotópicas similares, y la formación
contemporanea de numerosas brechas mineralizadas generadas por fluidos magmáticos, sugerimos que cada depósito se formó sobre una gran cámara mágmática de larga vida,
que estaba zonada térmica y químicamente. Las dimensiones de las raices más profundas de las brechas más grandes en el depósito, como Brecha Braden, implican que esta
cámara magmática deberí haber estado a una profundidad de por lo menos 1 a 2 km bajo el sondaje de exploración más profundo en El Teniente y por lo tanto >4 km bajo la
 paleosuperficie. A. Primera etapa evolutiva del depósito El Teniente involucró la intrusion del lacolito del Complejo Máfico El Teniente (8.9 Ma) en rocas Miocenas del
Complejo Volcánico Teniente y las rocas volcánicas más antiguas de la Formación Coya- Machali, seguida por la formación de brechas de biotita temprana. B. Durante el periodo
siguiente de deformación compresiva, alzamiento y erosion ( Skewes y Stern, 1994, Skewes et al., 2002 Kay et al., 2005), no existen evidencias de actividad volcánica en los
 
11 
References 
Atkinson, W.W. Jr, Souviron, S., Vehrs, T.I., and Faunes, A., 1996 - Geology and mineral zoning of the Los Pelambres porphyry copper deposit, Chile in Camus, F., Sillitoe, R.H.,
and Petersen, R.,(Eds.), Andean Copper Deposits, Society of Economic Geologists Special Publication 5 ,  131-155.
Cloos, M., 2001, Bubbling magma chambers, cupolas, and porphyry copper deposits:
International Geology Review, v. 43, p. 285-311.
Freydier, C., Ruiz, J., Chesley, J., Candless, T., and Munizaga, F., 1997, Re-Os isotope systematics of sulfides from felsic igneous rocks: application to base metal porphyry
mineralization in Chile: Geology, v. 25, p. 775-778.
Kay, S.M., Godoy, E., and Kurtz, A., 2005, Episodic arc migration, crustal thickening, subduction erosion, and magmatism in the south-central Andes: Geological Society of
America Bulletin, v. 117, p. 67-88.
Maksaev, V., Munizaga, F., McWilliams, M., Fanning, M., Marther, R., Ruiz, J., and Zentilli, M., 2004, Chronology for El Teniente, Chilean Andes, from U-Pb,
40 Ar/
39 Ar, Re-Os, and
fission track dating: implications for the formation of a supergiant porphyry Cu-Mo deposit: Society of Economic Geology Special Publication, No. 11, p. 15-54.
Puig, A., 1988, Geologic and metallogenic significance of the isotopic composition of lead in
galenas of the Chilean Andes: Economic Geology, v. 83, p. 843-858.
Serrano, L., Vargas, R., Stambuk, V., Aguilar, C., Galeb, M., Holmgren, C., Contreras, A., Godoy, S., Vela, I., Skewes, M.A., and Stern, C.R., 1996. The late Miocene to early
Pliocene Río Blanco-Los Bronces copper deposit, central Chilean Andes in Camus, F., Sillitoe, R.H., and Petersen, R., (Eds.), Andean Copper Deposits, Society of Economic
Geologist Special Publication 5, 120-129.
Skewes, M.A., and Stern, C.R., 1994. Tectonic trigger for the formation of late Miocene Cu- rich breccia deposits in the Andes of Central Chile: Geology, v. 22, p. 551-554.
Skewes, M.A. and Stern, C.R., 1995. Genesis of the giant Late Miocene to Pliocene copper
deposits of central Chile in the context of Andean magmatic and tectonic evolution,   International Geology Review 37, 71-84.
Skewes, M.A., and Stern, C.R., 1996. Late Miocene mineralized breccias in the Andes of
central Chile: Sr- and Nd-isotopic evidence for multiple magmatic sources Society of Economic Geologist Special Publication, No. 5, p. 119-130.
Skewes, M.A., Arévalo, A., Floody, R., Zuñiga, P., and Stern, C.R., 2002. The giant El
Teniente breccia deposit: hypogene copper distribution and emplacement: Society of Economic Geologist Special Publication, No. 9, p. 299-332.
 
12
Skewes, M.A., Holmgren, C., and Stern, C.R., 2003. The Donoso copper-rich, tourmaline-
 bearing breccia pipe in central Chile: petrologic, fluid inclusion and stable isotope evidence for an origin from magmatic fluids: Mineralium Deposita, v. 38, p. 2-21.
Stern, C.R., 1989. Pliocene to present migration of the volcanic front, Andean Southern
Volcanic Zone, Revista Geológica de Chile 16, 145-162.
Stern, C.R., 1991. Role of subduction erosion in the generation of Andean magmas, Geology  19, 78-81.
Stern, C.R, 2004. Active Andean volcanism: its geologic and tectonic setting: Revista
Geológica de Chile, v. 31, p. 161-206.
Stern, C.R., and Skewes, M.A., 1995. Miocene to present magmatic evolution at the northern end of the Andean Southern Volcanic Zone, central Chile: Revista Geológica de Chile, v.
22, p. 261-272.
Stern, C.R., and Skewes, M.A., 2005. Origin of giant Miocene and Pliocene Cu-Mo deposits in central Chile: Role of ridge subduction, decreased subduction angle, subduction
erosion, crustal thickening and long-lived, batholith sized, open-system magma chambers, in T.M. Porter, ed., Super Porphyry Copper & Gold Deposits - A Global
Perspective: PGC Publishing, Adelaide, Australia, v. 1, p. 65-82.
Vargas, R., Gustafson, L., Vukasovic, M., Tidy, E., and Skewes, M.A., 1999. Ore breccias in the Río Blanco-Los Bronces porphyry copper deposit, Chile in Skinner, B., (Ed.),
Geology and Ore Deposits of the Central Andes, Society of Economic Geologists Special  Publication 7, 281-297.
Warnaars, F.W., Holmgren, C., and Barassi, S., 1985 - Porphyry copper and tourmaline
 breccias at Los Bronces-Río Blanco, Chile, Economic Geology 80, 1544-1565.
Yáñez, G.A., Cembrano, J., Pardo, M., Ranero, C.R. and Selles, D., 2002, The Challenger- Juan Fernández–Maipo major tectonic transition of the Nazca-Andean subduction system