Pórfidos cupríferos
Los depósitos tipo pórfidos cupríferos con respecto a los tipos de yacimientos minerales, representan un modo repetido y distinto de escape de fluido hidrotermal de grandes intrusiones en la corteza (rocas ígneas intrusivas emplazadas en múltiples pulsos).
Los tres productos metálicos más importantes por valor en todo el mundo en los pórfidos cupríferos son el Cu (cobre), Mo (molibdeno) y Au (oro).
Constituyen la fuente mundial dominante de Cu (> 65% de producción) y Mo (> 95% de la producción) y representan proporciones significativas de la producción de Au, y también de Ag y Re como subproductos.
Un yacimiento tipo pórfido cuprífero se caratceriza por ser de grandes volúmenes y extensiones, entre 1 Mt y 10 Gt de mineral en rocas veteadas y ampliamente alteradas en las que los minerales de mena se diseminan uniformemente en grados relativamente bajos.
En general, en los yacimientos tipo pórfidos cupríferos, la concentración suele variar entre el 0,3% al 1% de Cu (cobre), aproximadamente el 0,1% de Mo (molibdeno) y aproximadamente 1 ppm de Au (oro).
Características de los pórfidos cupríferos
La mineralización en un yacimiento tipo pórfido cuprífero se aloja en muchos tipos de roca diferentes, pero se centra y se relaciona temporalmente con las intrusiones de composición intermedia a félsica (52–77% en peso de SiO2).
A lo largo del mineral y gran parte de la roca alterada circundante, la pirita está presente en hasta un poco por ciento de la roca como un mineral prominente.
La roca mineralizada y la roca circundante (roca encajonante) se caracterizan por presentar pequeñas venas y vetillas estrechamente espaciadas entre las cuales la roca se altera de manera penetrante.
Los minerales de mena se encuentran tanto en las venas o vetillas y se diseminan en la roca alterada.
Los minerales de mena importantes son los sulfuros de Cu y Cu-Fe (calcopirita, bornita, calcocita) y de Mo (molibdenita), Au nativo y minerales de óxido de W (scheelita, wolframita) y de Sn (casiterita).
Distribución tectónica, espacial y temporal
Casi todos los depósitos de pórfido de cobre se forman dentro de arcos volcánicos, tanto en arcos continentales, como en arcos de islas intraoceánicos (figura 1)
Los depósitos se forman al mismo tiempo que la subducción activa o inmediatamente después del cese de la subducción.
En el caso de los Andes, por ejemplo, un cinturón de pórfidos de edad Eoceno a Oligoceno de 10 a 20 km de ancho ocurre a lo largo de aproximadamente 3000 km de longitud paralela al margen continental desde Chile central y se extiende hacia Ecuador y Colombia.
En aquellas partes de la corteza terrestre, como los Andes, que han tenido una larga historia de subducción episódica, se producen cinturones sub-paralelos de diferentes edades, cada uno correspondiente a la posición del arco magmático a esa edad (Figura 2).
Dentro de muchos cinturones, a menudo hay grupos de depósitos alargados o irregulares de hasta 30 km de ancho (“clusters» o agrupaciones de pórfidos cupríferos), dentro de los cuales los depósitos pueden tener una separación de 1 km, y se formaron casi simultáneamente en unos pocos millones de años (Figuras 2b).
Se interpreta que estos conglomerados se formaron por encima de un solo plutón grande, de tamaño batolítico y de larga vida, similares a los que actualmente están activos en el arco volcánico de los Andes.
Este estilo de agrupamiento se desarrolla mejor en arcos continentales de larga vida en los que se desarrollan grandes batolitos en la corteza media, como en los Andes y en el suroeste de los Estados Unidos.
Estilos de centros magmáticos
Los centros magmáticos en los que se encuentran los depósitos tipo pórfido cuprífero cubren áreas de unos pocos kilómetros de diámetro y suelen estar marcados por múltiples fases de pequeñas intrusiones a menudo anidadas, stocks de hasta 1–2 km de diámetro, intrusiones irregulares en forma de diques y sub-verticales en forma de dedos, e intrusiones que pueden ser tan estrechas como unos 20 m.
Estas intrusiones se pueden dividir en pre-minerales, syn-minerales (intra-mineral) y pos-minerales en función de las relaciones transversales de las venas y la intensidad de la alteración hidrotermal en las intrusiones.
Cuando se han fechado radiométricamente las pequeñas intrusiones, se ha confirmado que todas se han formado en períodos de tiempo a lo sumo unos pocos millones de años y, por lo tanto, durante la vida útil del centro magmático.
Están relacionadas petrológicamente, aunque pueden variar algo en química y textura.
Estos centros magmáticos se interpretan como las bases erosionadas de los estratovolcanes (Figura 3) o grupos de cúpulas volcánicas.
Además, los depósitos pórfidos cupríferos, se pueden formar sobre un batolito de gran tamaño que se encuentra a gran profundidad, sin que sea necesario que se originen estructuras volcánicas en superficie (figura 4).
De este modo, las pequeñas intrusiones han penetrado desde la parte superior de la gran intrusión, específicamente desde una cúpula, o una protuberancia en forma de cúpula hacia arriba en el contacto superior del plutón.
En algunos casos, las existencias de pórfido se intruyen en las fases iniciales del borde del plutón más grande, y el magma de éstas se derivó probablemente del interior más profundo del plutón.
Distribución y formas de cuerpos minerales.
Se estima que los depósitos se formaron a profundidades de entre aproximadamente 1 y 10 km, en o debajo del nivel base de un edificio volcánico (Figura 3) y en o hasta unos pocos kilómetros por encima de la parte superior de un plutón grande subyacente (Figura 4).
Los cuerpos minerales son cuerpos continuos, de cientos de metros a un par de kilómetros de diámetro y profundidad, centrados en una o más de las pequeñas intrusiones del centro magmático (Figura 5).
En la mayoría de los pórfidos económicos, el grado de mineralización es uniforme o varía gradualmente con la posición, excepto en los casos en que el cuerpo está cortado por intrusiones syn-minerales o posteriores a la mineralización.
Los cuerpos de mineral tienen varias formas radiales simétricas o elípticas.
El grado de concentración mineral generalmente aumenta progresivamente y gradualmente desde las periferias hasta los centros de los cuerpos.
Minerales de mena
En los yacimientos pórfidos cupríferos, los minerales de mena se diseminan en granos de tamaño milimétrico a submilimétrico en roca alterada y en vetillas.
Los minerales de cobre más importantes son la calcopirita y la bornita, y más raramente la calcosina.
El oro está presente como pequeñas inclusiones de oro nativo con calcopirita o bornita y en solución sólida en bornita.
La molibdenita es el único mineral de mena de molibdeno primario.
Un bajo porcentaje de pirita está presente en la capa mineral y también por encima y alrededor de la capa mineral a distancias de hasta unos pocos kilómetros.
Por lo general, está ausente de la cubierta del núcleo estéril y debajo del cuerpo del mineral, donde en su lugar está presente la magnetita.
Tipos de vetillas en un pórfido cuprífero
La mayor parte del mineral y la roca hidrotérmica alterada se presenta como múltiples generaciones de fracturas rellenas a manera de vetillas stockworks o sheeted veins (laminadas).
Las vetillas y venas varían alrededor de un centímetro de ancho.
Cuando ocurre stockworks densos, las vetillas pueden llegar a conformar entre el 10% al 20% del volumen de la roca.
Las vetillas se desarrollan a lo largo del mineral y rodean inmediatamente las rocas alteradas hidrotermalmente, aunque los núcleos de muchos depósitos de mineral tienen densidades de vetillas mucho más bajas.
La secuencia en muchos depósitos de pórfidos cupríferos es:
- Vetillas tempranas (por ejemplo, tipo EB = de biotita temprana), que son delgadas y con frecuencia tenues, junto con biotita, en algunos casos, la magnetita recubre las vetillas.
- La fase principal de las venas y vetillas dominadas por el cuarzo, a menudo de textura granular, que contienen calcopirita diseminada (venas de tipo A y B).
- Una fase tardía generalizada de venas tipo D: venas de cuarzo-pirita ± calcopirita con halo de sericita, o pirita – clorita con halo de clorita.
El grado de mineral se correlaciona con la densidad y abundancia de las venas y vetillas cuarzo dominantes A y B.
Esta clasificación está basada en el modelo típico de vetillas del Yacimiento El Salvador, correspondiente a tempranas, transicionales y tardías (Figura 6)
Tempranas o tardimagmáticas
- Vetas y vetillas de Hematita Especular.
Residuos de hematita-especularita, esta reemplazada por magnetita en una vetilla Mg-Py-Qz.
La vetilla tiene un halo de alteración a sericitaanhidrita con un débil halo externo de cloritacalcita.
Estas vetillas están restringidas al halo externo del yacimiento.
Es probable que la hematita especuladita sea reconocida en profundidad junto a la presencia de pirrotina y Cpy, como en blendas en Py, sea un episodio relicto de la fase primaria durante la expansión inicial del sistema mineralizador.
- Vetas y vetillas tempranas de biotita – magnetita (E.B)
Vetilla de biotita con proporciones variables de albita, Feld-K, sericita verde, anhidrita, actinolita y en menor cantidad apatito, andalucita, corindón, cordierita, ilmenita y esfeno.
Algunas vetillas tienen un débil halo albitico pálido.
Las vetillas muestran una textura entre fina a gruesa.
La actinolita es un constituyente común de estas vetillas, siendo reemplazada por biotita-clorita.
- Vetas y vetillas transicionales E.B-A.
Esta vetilla presenta una textura granular de cuarzo-Feld K-Anhidrita y sulfuros en forma irregular bordeada por un claro halo biotitico.
Este tipo de vetilla puede ser contemporánea y en profundidad y en niveles someros.
- Vetas y vetillas tardimagmáticas tipo A
Corresponde a una vetilla de cuarzo de masa granular de carácter irregular-sinuoso, que contiene cuarzo-feldespato pertitico, anhidrita, Cpy, Bo y Py.
La pirita siempre está asociada con calcopirita, pero nunca con bornita.
Presenta halos difusos de Feld K-pertita.
Estas vetillas tienen la particularidad que se inyectan en una roca aun plástica, anterior al enfriamiento y fracturamiento intenso.
Transicionales
- Vetas y vetillas de Qz tipo B
Se caracteriza por una vetilla de Qz de paredes rectas con anhidrita y sulfuros, pero con ausencia total de Feld-K. El Qz es grueso y tiende a crecer desde las paredes hacia el centro dando lugar a una sutura central tipo diente de perro.
Además, es común observar Qz en bandas paralelas, molibdenita, calcopirita.
Ocurren trazas de bornita y en menor cantidad Py.
Los sulfuros tienden a ser gruesos y ocupan el bandeamiento paralelo a las paredes o grietas perpendiculares.
Algunas vetillas B contienen turmalina.
- Vetas y vetillas tipo C
Esta vetilla micácea oscura se confunde fácilmente con las vetillas de biotita temprana (E.B), pero las C cortan sistemáticamente a las EB y B, y son cortadas por las D.
Presentan abundantes sulfuros con sericita verde y biotita es característico, muy escaso molibdeno y magnetita.
Vetillas tardías
- Vetillas tipo D
Esta vetilla se compone de pirita principalmente, con menos anhidrita-cuarzo.
El cuarzo es libre de inclusiones fluidas y presenta un halo de feldespato destructivo caracterizado por sericita.
La turmalina es comun en forma de rosetas y los halos de sericita o sericita-clorita pueden o no tener halos externos de caolin-calcita.
La pirita es el sulfuro deominante con (-) calcopirita, bornita, enargita, tenantita, escalerita y galena.
Alteraciones hidrotermales en un pórfido cuprífero
La roca hidrotermalmente alterada es un componente característico de los yacimientos de pórfido cuprífero.
Es omnipresente en las zonas de mineral y en la roca adyacente, superpuesta y subyacente, que en algunos casos se extiende kilómetros más allá de los límites del cuerpo del mineral.
Existen múltiples combinaciones de alteraciones características tanto en las intrusiones como en la roca de caja o circundante que se formó a diferentes temperaturas y como resultado de la migración de diferentes fluidos.
Los ensamblajes y sus patrones de distribución son diferentes en detalle en los depósitos, pero se reconocen patrones sistemáticos y repetidos (Figura 7).
Cada una de las zonas se desarrolla ampliamente y concéntricamente alrededor y por encima de la intrusión del pórfido y de cuerpo mineralizado.
En muchos depósitos, los ensamblajes de alteración de temperatura más baja sobreimprimen parcialmente los ensamblajes de temperatura más alta.
Alteración Potásica
Es característica de la zona de la mineralización y de los niveles más profundos de la mayoría de los depósitos de pórfidos cupríferos, especialmente del núcleo estéril inferior y en el interior de una cubierta de mineral.
Los minerales esenciales son el cuarzo, feldespato potásico y biotita.
Estos minerales son, en muchos casos, parte del conjunto primario de las rocas, especialmente de las rocas félsicas, pero se reconoce la alteración potásica cuando una proporción significativa del K-feldespato o biotita ha reemplazado a la plagioclasa anterior y los minerales máficos de la roca huésped.
Otros minerales pertenecientes a la alteración pueden incluir clorita, albita, sericita, magnetita, anhidrita y pirita.
Una alta concentración de magnetita es una característica de las zonas de alteración potásica en el núcleo de la capa de mineral de muchos depósitos. Esta facies de alteración es el resultado de la adición metasomática de potasio a altas temperaturas (450–600 °C).
El fluido tiene una relación relativamente alta de K+ / H+
Sódico – cálcica
Ocurre en algunos depósitos periféricos a los límites de profundidad más bajos de las zonas de mineralización.
Los minerales esenciales son la albita / oligoclasa, actinolita y magnetita.
Carece generalmente de pirita y casi nunca es una fuente de mineral.
Se considera que es el resultado de la infiltración de aguas salinas a temperaturas de aproximadamente 450ºC.
Fílica
Esta facie de alteración es, como la alteración potásica, es decir es común en los yacimientos pórfidos cupríferos.
Comúnmente, se formó relativamente tarde en el desarrollo del sistema hidrotermal y con frecuencia sobreimprime las zonas de alteración potásica y clorita-sericita, especialmente las partes superiores y periféricas de estas zonas.
La sincronización tardía de esta alteración está documentada, por ejemplo, por halos sericíticos a venas de pirita de cuarzo tipo D, que cortan transversalmente la roca alterada potásica y las vetillas tipo A y B asociadas con la alteración potásica.
Los minerales esenciales son cuarzo, sericita y pirita.
Estos minerales crecen sobre la textura anterior de la roca de tal manera que la roca alterada fílica aparece blanqueada y, a menudo, casi sin texturas en la muestra de la mano.
Otros minerales de ganga pueden incluir K-feldespato, caolinita, calcita, biotita, rutilo, anhidrita, topacio y turmalina.
La alteración fílica se produce a temperaturas moderadas (200–450 C) y es el resultado de un fluido moderadamente a fuertemente ácido, de modo que las reacciones metasomáticas implican la adición de H+ y la disolución de K, Na, Ca, Mg, Ti, Fe de las rocas, por ejemplo en la sustitución de K-feldespato por sericita.
Clorita – sericita
Esta facie de alteración limita la zona de mineral en algunos depósitos, aunque puede incluir mineral.
Tiene un característico color verde pálido. Además de clorita y sericita (o ilita), otros minerales incluyen hematita, pirita y, en algunos casos, arcillas de esmectita.
Se formó a partir de fluidos similares y a temperaturas similares a la zona de alteración filílica, pero de acidez ligeramente inferior.
Argílica
Esta alteración puede desarrollarse localmente a niveles relativamente someros del sistema hidrotermal por encima y periféricos a la zona filica.
Los minerales esenciales son las arcillas (montmorillonita, caolinita).
Otros minerales incluyen biotita, ilita, clorita, pirofilita, diáspora, alunita, sulfuros, cuarzo y andalusita.
La alteración argílica es el resultado de un intenso metasomatismo a baja temperatura (100 °C–300 °C) en el que se producen minerales arcillosos como resultado de la lixiviación ácida de feldespatos y silicatos máficos.
Propilítica
La alteración propilítica está muy desarrollada alrededor de la mayoría de los depósitos de pórfido, y puede extenderse hasta varios kilómetros con una intensidad de desarrollo que disminuye progresivamente y se aleja del cuerpo mineral.
Los minerales esenciales son la epidota, la clorita y la calcita.
La pirita está normalmente presente.
Otros minerales incluyen óxidos de hierro, sericita y apatito.
La alteración propilítica es el resultado de la adición de H2O, CO2 y, en muchos casos, S2- a las rocas caja sin metasomatismo de base de ácido significativo o adición o lixiviación de metales a temperaturas de alrededor de 250-400 °C.
Relaciones entre la mineralización y las zonas de alteración.
Los minerales de mena de grado más alto ocurren comúnmente en la zona de alteración potásica.
La zona de clorita-sericita también puede ser huésped de minerales de mena.
En los depósitos de pórfido de Cu, los minerales de mena se localizan cerca del límite entre las zonas de alteración potásica y fílica, en algunos depósitos, o está en gran parte dentro de la zona fílica.
Cuando la mineralización de alto grado se encuentra en la zona fílica, se interpreta que la alteración fílica tiene una sobreimpresión anterior a la alteración potásica o de clorita-sericita.
Soy ingeniero geólogo con experiencia y conocimiento en el área de exploración minera, hidrocarburos, evaluación de depósitos minerales metálicos y no metálicos, exploración de piedras preciosas y de metales preciosos, procesamiento de datos geológicos en software especializado y métodos de explotación de recursos naturales.
Además, tengo conocimiento en geología aplicada a la ingeniería geológica, donde se incluye el estudio de suelos, rocas y agua para la construcción de obras de ingeniería civil.
Muy importante ponerle a todas las imágenes sus respectivas referencias. No sé si todas las imágenes son de esta web.
Buen trabajo.
Este tipo de informe abre la posibilidad de la existencia de yacimientos de tipo porfídicos relacionados con las masas de sulfuros de la zona de Huelva y la existencia de yacimientos de tipo por ejemplo como el de la Grana en Fuente Ovejuna, donde alrededor de este existencia varias manifestaciones de vulcanismo acido.
Gracias por tan buena interpretación
Interesante la presentacion, considerar la zonacion de elementos