YACIMIENTOS DE ÓXIDOS DE Fe-Cu-Au

7/30/2019 YACIMIENTOS DE XIDOS DE Fe-Cu-Au

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xidos de Fe-Cu-Au chilenos 1

YACIMIENTOS DE XIDOS DE Fe-Cu-Au CHILENOS

El descubrimiento, a mediados de los ochenta, y posterior explotacin de los yacimientosde Candelaria y Manto Verde en la Cordillera de la Costa de la III Regin, ha hecho que

este tipo de mineralizacin de Cu y Au, ligada a xidos de hierro, adquiriera notableimportancia econmica y ha atrado el inters de exploracin por parte de las compaasmineras en la Cordillera de la Costa del norte de Chile. El yacimiento Candelaria se ubica4 km al SW del Distrito Punta del Cobre donde existen varios yacimientos de xido-Fe-Cu-(Au) conocidos desde el Siglo 17, incluyendo vetas, cuerpos tabulares o lentiformes,stockworks y estratoligados (Marschik and Fonbot, 1996). Sillitoe (2003) ha publicadouna revisin detallada de los depsitos de xidos de Fe-Cu-Au andinos, el lector puedeencontrar en dicho trabajo antecedentes ms acabados y un modelos metalognico para elorigen de este tipo de depsitos.

Candelaria

El yacimiento Candelaria se localiza cerca de la localidad de Tierra Amarilla unos 20 km alsur de la ciudad de Copiap, fue descubierto en 1987 por la compaa minera Phelps Dodgey actualmente se explota mediante rajos abiertos procesando 28.000 t de mineral por da.Los cuerpos mineralizados son mantiformes o lenticulares hospedados por los nivelesinferiores de tobas y andesitas de la Formacin Punta del Cobre del Jursico Superior aCretcico Inferior. Los cuerpos mineralizados se extienden aproximadamente por 2.000 men sentido N-S, con un ancho de 600 m y una potencia acumulada de ms de 350 m. Lasreservas mineras en 1995 alcanzan a 366 Mt con 1,08 % Cu y 0,26 g/t Au (Ryan et al.,1995). La mineralizacin consiste en magnetita, calcopirita y pirita subordinada (laproporcin de calcopirita/pirita es de 5/1); en la parte superior del depsito se presentapirrotina en vez de pirita. El oro se presenta en granos cuyo tamao es de pocos micronesde electrum rico en Au contenido en la estructura interna de calcopirita y en menor medidaen pirita; los minerales de mena se presentan en venillas, rellenos de brechas ydiseminacin en rocas volcnicas intensamente alteradas de la Formacin Punta del Cobre.

Las rocas volcnicas husped de la mineralizacin de Candelaria fueron afectadas por unaalteracin potsica temprana que se caracteriz por una biotitizacin pervasiva conintroduccin menor de feldespato-K y depositacin de magnetita y apatito en las rocas; unaetapa posterior (sobreimpuesta) de alteracin sdico-clcica caracterizada por la asociacinactinolita, escapolita y albita ms la formacin de hornblenda y hedenbergita e introduccinprincipalmente de calcopirita y de otros sulfuros muy subordinados (en Candelaria se hadescrito la presencia de: pirita, pirrotina, marcasita, esfalerita, galena, cubanita, arsenopiritay molibdenita, pero estos sulfuros son proporcionalmente menores y el nico mineralrelevante de cobre es la calcopirita que constituye lejos el sulfuro dominante); la alteracinsdico-clcica tambin fue acompaada tanto por removilizacin y como por nuevadepositacin de magnetita. Una etapa retrgrada caracterizada por anfbola, clorita,epidota, clinozoicita y sericita menor afect el conjunto y finalmente ocurri laintroduccin tarda de feldespato-K (post-mineralizacin).


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Arvalo et al. (2000) publicaron edades 40Ar/39Ar plateau en biotita de 111.0 1,7 y110.7 1,6 Ma (Albiano) que interpretaron como la edad de mineralizacin de Candelaria,la que de acuerdo a estos autores ocurri al mismo tiempo que la deformacin dctil decizalle de las rocas y menas que afectan a porciones del yacimiento. Ulrich y Clark (1999)tambin publicaron edades 40Ar/39Ar plateau en biotita de 114.2 0.8 y 114.1 0.7 Ma

para el metasomatismo temprano estril y de 111.7 0.8 Ma para la mineralizacin decobre-oro en Candelaria.

En los niveles sobreyacentes al yacimiento Candelaria que corresponden a rocassedimentarias carbonatadas neocomianas del Grupo Chaarcillo presentan alteracin detipo skarn de andradita-dipsido, en stas se localizaban depsitos de tipo skarn de cobreconstituyendo cuerpos mantiformes menores como los explotados en las minas Lar y ElBronce. La existencia de dicha mineralizacin de cobre es lo que llev a explorar el rea yal posterior descubrimiento del depsito mayor subyacente hospedado por rocas volcnicas.

El yacimiento Candelaria era un depsito ciego, es decir no estaba expuesto en superficie

por lo que el grueso de la mineralizacin econmica es hipgena primaria y los procesossecundarios no tienen gran relevancia. Existen unas 180.000 t de mineral oxidado conneotocita (silicato hidratado con xidos de Mn, Fe y Cu diseminados) cuya ley de cobre esigual al del mineral primario subyacente, no existiendo enriquecimiento con sulfurossupergenos; el desarrollo de procesos supergenos fue limitada debido a la poca exposicindel yacimiento al ambiente oxidante y por la poca pirita o pirrotina necesarias para produciracidez y lixiviacin del contenido de cobre en la porcin superior.

A pesar que las asociaciones de alteracin de Candelaria son de alta temperatura (450-600C) y pueden calificarse de tardimagmticas no se ha identificado una fuente gneadirecta (intrusivo) para la mineralizacin. El gran tamao del depsito, su profusa

mineralizacin, su alteracin potsica temprana, mineraloga simple de sulfuros, limitadoconjunto de metales contenidos y su abundante apatito recristalizado sugieren que lamineralizacin original puede haber estado relacionada a un sistema de prfido emplazadoen la pila de rocas volcnicas. Las rocas volcnicas husped, la ausencia de un intrusivorelacionado a la mineralizacin, la forma tabular mantiforme del depsito y la abundanciade magnetita son rasgos atpicos de depsitos de tipo prfido cuprfero. Sin embargo,algunas de estas caractersticas de Candelaria estn presentes en prfidos de Cu-Aurelacionados a intrusivos alcalinos en British Columbia, Canad (Lang et al., 1995) ytambin con el depsito proterozoico australiano de Olympic Dam (Oreskes y Hirtzman,1993).

Por otra parte, Candelaria se ubica en la porcin oriental de la Faja Ferrfera Chilena, tieneuna edad similar a la mineralizacin de magnetita-apatito de esta faja e incluye la presenciade abundante magnetita (10 a 15 % de la mena) y apatito recristalizado. Consecuentementepuede considerarse tambin como un yacimiento de hierro que tuvo adicionesparagenticamente tardas de cobre y oro (Ej. Sillitoe, 1996).

Lo expuesto anteriormente ha llevado a considerar a Candelaria como un depsitointermedio entre depsitos de tipo magnetita-apatito y prfidos cuprferos (Marschik y


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Fonbot, 1996). En realidad el yacimiento Candelaria es un depsito de origenmetasomtico con particularidades que lo hacen uno en su tipo, de modo que perfectamentepodra calificarse como una mineralizacin de xido-Fe-Cu-Au Tipo Candelaria.

Manto Verde

El yacimiento de cobre Manto Verde se localiza 32 km al SE de Chaaral dentro de la Zonade Falla de Atacama y contiene 120 Mt con 0,72 % Cu (ley de corte 0,2 % Cu) de mineraloxidado, con reservas mineras de 85 Mt con 0,82 % Cu total. El yacimiento se explota arazn de 15.000 t/da por un rajo abierto, con lixiviacin en pilas y electro obtencin,produciendo 48.000 t de ctodos de Cu al ao. La mineralizacin est hospedada en rocascataclsticas andesticas e intrusivas (prfido diortico) del Cretcico Inferior, existiendotres unidades de brechas paralelas a la Falla Manto Verde que tiene rumbo NNW y manteode 40-50E y corresponde a una estructura subsidiaria de 12 km de longitud presente entredos fallas maestras N-S del sistema de Falla de Atacama. En la mitad sur de la Falla MantoVerde se presenta mineralizacin cuprfera discontinua en forma de cuerpos tabularesdominados por especularita (minas Manto Verde y Laura), chimeneas de brecha (minasManto Monstruo y Manto Ruso) y depsitos irregulares tipo stockwork (mina Montecristo).El cuerpo mineralizado de Manto Verde se extiende por 1.500 m a lo largo de la fallahomnima, con un ancho de 100 a 350 m en superficie, pero se angosta en profundidad, demodo que a 200 m bajo la superficie tiene unos 60 m de ancho. Las brechas contienenabundante especularita la cual se presenta como matriz de brechas y en venillas. Lamineralizacin de cobre se presenta oxidada hasta 200 m de profundidad y se reconocendos tipos de menas oxidadas de cobre las brechas del bloque pendiente de la falla contienenabundante hematita con brochantita, antlerita menor, crisocola, malaquita y atacamita,minerales que se presentan en vetillas, parches y diseminados en la matriz de especularita.En la brecha del yacente es ms rica en cobre y presenta malaquita, con cantidadessubordinadas de crisocola, brochantita, atacamita, neotocita y pitch limonita, los que sepresentan como parches o rellenos de fracturas en los fragmentos y la matriz de la brecha.La mineralizacin hipgena en profundidad se presenta diseminada en la matriz deespecularita y consiste en calcopirita y pirita (calcopirita/pirita = 5/1; igual que enCandelaria). Las relaciones texturales indican que los sulfuros se depositaron al mismotiempo que la especularita, aunque algunos cristales rellenan huecos entre las hojas deespecularita y en venillas se depositaron con posterioridad a ella. Entre la zona oxidada yla de sulfuros hipgenos existe una delgada zona subhorizontal de enriquecimientosupergeno dbil (3-5 m) que incluye cobre nativo, cuprita, tenorita y calcosina (covelina)parcialmente reemplazando a los sulfuros hipgenos. Los cuerpos de mayor ley de cobre yoro subordinado se presentaban en cuerpos tabulares en la zona de falla, ellos fueroexplotados en forma subterrnea previo a la puesta en operacin del rajo de la mina MantoVerde en 1995.

Estudios preliminares de inclusiones fluidas muestran temperaturas de homogeneizacinrelativamente bajas (180-250C) y evidencias de ebullicin; esto ltimo sugierecondiciones hidrstticas durante la mineralizacin y su ocurrencia a poca profundidad.Por otra parte, la alta salinidad (30-50 % NaCl eq.) sugiere derivacin magmtica de losfluidos hidrotermales.


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Las rocas volcnicas e intrusivas en Manto Verde fueron afectadas por una alteracinpotsica caracterizada por un entrecrecimiento de feldespato-K y clorita con cuarzo menory hematita. Parte de las brechas presentan feldespato-K y clorita moderadamente alteradasa sericita y arcillas, acompaadas de un aumento de especularita, cuarzo y turmalinafinamente diseminada. Adems, tardamente se produjo un vetilleo de calcita. Edades K-

Ar de andesitas alteradas y diques alterados han dado 117

3 y 121

3 Ma (Aptiano), edadque se ha asignado al proceso de alteracin-mineralizacin.

El yacimiento Manto Verde presenta un claro control estructural transtensional ycorresponde a una mineralizacin hidrotermal de xido-Fe-Cu (-Au), la que fue oxidadahasta 200 m de profundidad. Este yacimiento se localiza en la porcin norte de la FajaFerrfera Chilena. Sin embargo la asociacin de especularita-clorita-feldespato-K (concalcopirita-pirita) difiere de la asociacin de magnetita-apatito-actinolita de losyacimientos de hierro y difiere tambin de las caractersticas de Candelaria. Vila et al.(1996) consideran Manto Verde como un miembro extremo de un continuo entre losdepsitos de magnetita-apatito pobres en cobre de la Faja Ferrfera y depsitos dominados

por especularita ricos en cobre como es Manto Verde. Este depsito representara unamineralizacin ms somera y en condiciones ms frgiles con respecto a los depsitos deFe-P.

Hiptesis sobre el origen de los depsitos de xidos-Fe-Cu-Au

Estos depsitos de xido-Fe-Cu-Au pertenecen a una clase de depsitos caracterizados porabundante mineralizacin de Fe, pero pobre en Ti, conocida como depsitos de xido-Fe declase (Cu-U-Au-REE) o clasificados como depsitos de Cu-Au con bajo contenido deazufre (Ej., Hirtzman et al., 1992, Barton and Johnson, 1996). La relacin gentica conrocas plutnicas contemporneas es controvertida. Algunos autores favorecen un modelo

donde fluidos con metales y azufre se exsuelven desde un magma en cristalizacin ydepositan metales en las rocas de caja adyacentes (Ej. ., Gow et al., 1994, Rotherham et al.,1998, Williams, 1998, Williams et al., 1999). Por otra parte, se ha propuesto un modelo dederivacin a partir de fluido derivado de evaporitas y movilizado termalmente para lixiviary redepositar metales y azufre (Battles and Barton, 1995, Barton and Johnson, 1996, Bartonet al., 1998, Ulrich and Clark, 1999).

Ambos modelos anteriores han sido propuestos para Candelaria (Ej. Ulrich and Clark,1999, Marshick and Fonbot, 1996). La alteracin potsica y sdico-clcica de altatemperatura en Candelaria y en la mina Agustina indican que los procesos demineralizacin de Cu-Au ocurrieron a temperaturas bien por encima de 400C (Ryan et al.,1995; Hopf, 1990). Consecuentemente, el origen de estos depsitos muy probablementetiene una conexin magmtica, aunque una fuente evaportica no puede descartarse. Losdatos de inclusiones fluidas de Manto Verde indican temperaturas menores de formacin(180-320C) y ebullicin de los fluidos hidrotermales durante la mineralizacin (Vila etal., 1996). Sin embargo, estos autores favorecen un origen magmtico-hidrotermal yplantean un origen similar para los depsitos de magnetita-apatito de la Franja FerriferaChilena. Manto Verde es visto por Vila et al. (1996) como un miembro extremo rico en


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cobre de un continuo de depsitos que se extiende desde los depsitos de magnetita-apatitopobres en cobre en el otro extremo.

Otros autores han propuesto un modelo gentico que intenta relacionar entre s losdepsitos Cretcicos de magnetita-apatito, xido-Fe-Cu-Au y estratoligados de Cu (Ag)

hospedados en rocas volcnicas. Estos depsitos se consideran como distintos niveles deemplazamiento y liberacin de fluidos hidrotermales desde intrusiones de magma de Fe-P,siguiendo bsicamente el modelo de inyeccin de magmas de mena tipo Kiruna (Vivalloand Henriquez, 1997, Gelcich, 1999). Sin embargo, el establecer la naturaleza de larelacin entre los depsitos de xido-Fe-Cu-Au y los depsitos virtualmentecontemporneos de xido-Fe-apatito y que se localizan en el mismo sector de la Cordillerade la Costa del norte de Chile, se dificulta por una larga y clsica controversia noconcluyente respecto al origen de los depsitos de magnetita-apatito chilenos. Algunosautores (Ej. Nystrm and Henrquez, 1994, 1995) los interpretan como derivados decristalizacin de magmas (magmas de mena de xido de hierro tipo Kiruna), mientras otrosindican que son depsitos de reemplazo hidrotermal (metasomtico; Ej. Hirtzman et al.,1992; Bookstrom, 1995) y tambin que posiblemente se formaron a partir de fluidos quetuvieron poca o ninguna interaccin con magmas (Barton and Johnson, 1996, Rhodes andOreskes, 1999).

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