Depósito tipo óxido de hierro-cobre-oro

I. Descripción general

Sillitoe (2003) definió los depósitos de óxido de hierro, cobre y oro (IOCG) como depósitos que contienen cantidades significativas de magnetita y/o hematita asociada con depósitos de calcopirita ± pórfido. Corriveau (2006) y Cox y Singer (2007) definen los depósitos de óxido de hierro, cobre y oro (IOCG) como depósitos de cobre y oro (o plata, niobio, elementos de tierras raras, uranio, bismuto y cobalto). Sus principales características son la presencia de grandes cantidades de magnetita y/o hematita, así como sulfuros de cobre, pirita, oro y tierras raras, etc., acompañadas de una fuerte alteración de sodio ± calcio y potasio. Los fluidos formadores de minerales tienen alta salinidad, son ricos en dióxido de carbono y CaCl2 y pobres en azufre. Estos depósitos se forman dentro de cratones o en márgenes continentales, localmente en cortezas de poca a media profundidad. Aunque los yacimientos se encuentran en rocas ígneas, la mineralización no está necesariamente relacionada con la actividad ígnea (Pollard, 2000; Williams et al., 2005) inicialmente restringieron estos depósitos al Proterozoico. Los datos existentes muestran que estos depósitos. se distribuyen desde el Paleógeno hasta la Era Mesozoica Además de elementos importantes como hierro, cobre, uranio, oro y REE, algunos depósitos también contienen en distintos grados Co, Ag, Bi, Mo, F, Te, Se y. incluso Sn, W, Pb, Zn y Ba (Niiranen, 2005). Además de contener grandes cantidades de óxidos de hierro y depósitos ricos en cobre y oro, los depósitos de tipo IOCG también pueden ser ricos en Co, Ni, As, Mo, W, U, REE y Te, así como en otros elementos en distintos grados. (Niranen, 2005). Los depósitos de tipo IOCG son un nuevo clímax en la investigación y exploración de depósitos minerales en los últimos 40 a 50 años, después de los depósitos de pórfido de cobre, los depósitos masivos de sulfuros y los depósitos de oro epitermales.

(1) Características geológicas

En cuanto al entorno de mineralización de los depósitos tipo IOCG, Hitzman et al (1992) creyeron por primera vez que dichos depósitos aparecían en cratones o márgenes continentales, y estaban relacionados con estructuras extensionales. Tienen una estrecha relación espacio-temporal. Los datos existentes sugieren que este tipo de deposición ocurrió en tres ambientes: dentro de masas continentales asociadas con magmas no orogénicos (por ejemplo, Olympic Dam) y en arcos de márgenes continentales jóvenes asociados con magmas neutrales (por ejemplo, los Andes de América del Sur). cinturones de pliegue y napa (como los depositados en el cinturón de pliegue lineal Mount Isa). El granito tipo A y las intrusiones alcalinas se consideran factores clave. La mineralización está controlada por fallas o zonas de cizalla. Los estudios han demostrado que la mayoría de las áreas de mineralización de cobre y oro de óxido de hierro tienen una gran cantidad de intrusiones de feldespato neutro máfico que fueron intruidas al mismo tiempo que la era de la mineralización. Hay evidencia de que estas intrusiones proporcionaron la principal fuente de fluidos y metales para la mineralización (. Pollard, 2000). Además, Crease (1996) y Pollard (2000) encontraron que las rocas máficas y ultramáficas están asociadas con la mineralización de sulfuro de cobre-níquel y que los magmas derivados del manto están asociados con conjuntos de rocas graníticas. La fusión parcial de las rocas de granito en la corteza terrestre proporciona una base. fuente de calor. Sillitoe (2003) especuló que la actividad magmática relativamente máfica ayuda a explicar por qué se producen sulfuros de cobre y níquel dentro del depósito. La edad de mineralización oscila entre el Paleozoico y el Mesozoico, siendo entre 1,9 y 1,5 Ga el período óptimo para la mineralización. En general, la edad de la mineralización no es un factor crítico para determinar las perspectivas de los depósitos tipo IOCG.

La forma del yacimiento es la reliquia de ciertos procesos de mineralización y puede reflejar el proceso de formación del depósito mineral hasta cierto punto. En términos generales, la morfología del yacimiento de los depósitos tipo IOCG se puede dividir en veta, columnar, placa, estratificada e irregular. En comparación con otros tipos de depósitos, la característica más importante de los depósitos de tipo IOCG es el extenso desarrollo de yacimientos tubulares de brecha. Cuarenta depósitos de hierro y fósforo están expuestos en el área de Kiruna en Suecia, y su mineralización es principalmente brechada pero también tiene tipos estratificados o estratiformes (Bergman et al. 2001).

En el cinturón de mineralización andino de América del Sur, además de los yacimientos de vetas, también se encuentran localmente yacimientos tubulares de brecha independientes y yacimientos de skarn (Sillitoe, 2003). Cuando se combinan varios tipos de yacimientos minerales, normalmente se forman depósitos gigantes.

Una característica notable del depósito tipo IOCG es su zona de alteración, que incluye principalmente tres tipos: alteración soda-calcio (Ca-Ca), alteración de hierro y alteración de potasa. Los minerales de los diferentes depósitos varían. en gran medida, y los tipos principales incluyen hematita, magnetita con bajo contenido de titanio, pórfido, calcopirita, calcopirita, calcocita y pirita. El conjunto de minerales es rico en tierras raras ligeras, minerales Bi, Co y U, y rutilo. Estos minerales tienen "huellas dactilares" químicas distintas y su composición química mineral se puede utilizar para rastrear la fuente de los minerales y el proceso de mineralización. En particular, valores inusualmente altos de hierro, cobre, plata, oro, uranio, REE y tierras raras ligeras (cerio, lantano, neodimio, praseodimio, samario, gadolinio, etc.) proporcionan conjuntos de rocas icónicas para estudios geoquímicos (Corriveau, 2005). . Algunos minerales, minerales de ganga y minerales de alteración son menos susceptibles a la erosión y la dispersión mecánica, generalmente están presentes en concentraciones más altas (como los óxidos de hierro y la apatita) y pueden usarse como minerales indicadores en la exploración minera.

(2) Principales modelos de mineralización

Hasta ahora, todos los modelos de sistemas de mineralización del IOCG requieren fluidos relativamente oxidados, pobres en azufre y de alta salinidad para explicar la presencia de fluidos en el sistema. Grandes cantidades de óxidos de hierro y escasos sulfuros. Estudios de isótopos estables han demostrado que la formación de depósitos tipo IOCG está relacionada con cuerpos rocosos asociados, por ejemplo, los valores de isótopos de azufre sugieren un origen magmático (Marschik et al., 2001; Sillitoe, 2003; Oliver et al., 2004) . Pollard (2001) sugirió que la alteración sódica (calcio) puede haberse formado a partir de fluidos insolubles de H2O-CO2-NaCl similares a los encontrados en magmas de cobre y oro de tipo pórfido. La presencia generalizada de dióxido de carbono en inclusiones fluidas asociadas con la mineralización también es un signo de origen magmático. Recientes estudios detallados de inclusión de fluidos y de isótopos estables de varios depósitos indican que los fluidos formadores de minerales son principalmente de origen magmático (Pollard, 2001). Pollard (2006) concluyó que la profundidad a la que los plutones asociados con la mineralización IOCG pueden haber sido intruidos oscilaba entre 2 y 15 km, formándose depósitos masivos de tipo IOCG a profundidades mucho más profundas que los típicos depósitos de pórfido de cobre. Los estudios han demostrado que en basamentos de aragonito y granito esferoidal asociados con vetas de magnetita-clinopiroxeno-albita (pirita-calcopirita), los fluidos formados por el proceso de cristalización contienen contenidos de cobre superiores a 1.000. La red de vetas contiene grandes cantidades de magnetita, lo que sugiere que grandes cantidades de Los fluidos ricos en cobre fluyeron desde los canales de las vetas en el granito para formar mineralización en otros lugares (Perring, 2000).

Weihed et al. (2005) propusieron un modelo geodinámico de formación de depósitos minerales, enfatizando la relación entre la actividad de la pluma del manto y los depósitos tipo IOCG, depósitos de sulfuro de cobre y níquel, depósitos estratificados de plomo y zinc y cobre. -Depósitos de oro y su relación con los depósitos epitermales. Mark et al. (2000) realizaron un estudio sistemático de las interacciones entre fluidos magmáticos-hidrotermales y metamórficos-hidrotermales en el depósito de Ernest Henry. Skirrow (2000) sugirió que la formación del depósito de oro, cobre y bismuto de Tennant Creek fue el resultado de diferentes estados del agua de formación metamórfica, ya sea mezclada o reaccionada con hematita o magnetita formada anteriormente. Williams (2005) analizó la relación entre diferentes estilos genéticos en el sistema IOCG (fuente de fluido, proceso de mineralización, relación con rocas ígneas, relación con rocas portadoras de feldespato, alteración hidrotermal de rocas portadoras de feldespato, La relación entre óxidos de hierro y Cu(-Au), así como entornos tectónicos locales y globales) se compara en detalle. En general, los depósitos tipo IOCG son un tipo de depósitos que tienen muchas ventajas pero que no están estrechamente relacionados con su origen. Pollard (2006) sintetizó las características de varios tipos de depósitos IOCG y propuso modelos generales para diferentes tipos de depósitos IOCG (Figura 1).

II. Ámbito de aplicación y ejemplos de aplicación

La mina de cobre Candelaria Punta está ubicada en la Provincia de Atacama en el norte de Chile. El depósito Candelaria es la extensión occidental de la mina Candelaria-Punta. Los estratos mineralizados son rocas volcánicas y rocas piroclásticas de la Formación Bandurrias, que representan el ambiente de arco volcánico del Cretácico tardío; mezcladas con tobas marinas (Formación Chanarcillo) formadas en el ambiente sedimentario del retroarco. La mayoría de los yacimientos en el área minera están ubicados en el área donde las zonas de fallas frágiles con tendencia noroeste hacen contacto con rocas volcánicas y piroclásticas masivas. Estas fallas con tendencia noroeste y una importante zona de cizalla dúctil con tendencia noreste controlan la aparición de mineralización de cobre y oro en las andesitas del Cretácico Inferior, que están dominadas por biotita y rocas piroclásticas y están enterradas bajo una serie de tobas; estas tobas han sufrido importantes. Metamorfismo metasomático. Una zona de falla con tendencia noroeste y una zona de falla importante con tendencia noreste dentro del área minera controlan la dirección del depósito Candelaria. El depósito tiene reservas de 471×106 toneladas con ley de 0,95 de cobre y de 0,22×10-6 a 0,6×10-6 de oro. Los minerales de cobre y oro se producen como sulfuros masivos irregulares en vetillas, brechas hidrotermales en la matriz, vetas fibrosas o de red discontinuas, o sublentes en rocas alteradas hidrotermalmente. Mineralógicamente, la calcopirita es el único mineral que contiene cobre. Los minerales de cobre y oro se caracterizan típicamente por altas concentraciones de magnetita y/o hematita, así como concentraciones localizadas de plata, zinc, molibdeno y elementos ligeros de tierras raras (Fig. 1). Las rocas del depósito se ven afectadas por diferentes tipos y grados de alteración, y existen diversos grados de zonificación horizontal y vertical dentro del depósito. La característica más destacada es la presencia de grandes cantidades de alteración sódica y calcárea en rocas volcánicas, sedimentarias e intrusivas. Las alteraciones evidentes incluyen albita, plagioclasa calcárea, albita y cierto grado de alteración de hornblenda calcárea, piroxeno y epidota. El valor del isótopo de azufre δ34S está principalmente entre -3,2 ‰ y 3,1 ‰, y puede alcanzar 7,2 ‰ en la etapa tardía, lo que indica que la principal fuente de material es el magma, y ​​una pequeña cantidad proviene de rocas periféricas, es decir, rocas sedimentarias evaporativas.

Figura 1 Diagrama modelo general de diferentes tipos de depósitos IOCG

(Según Pollard, 2006)

La litología de la formación Chanarcillo es de toba y lutita, Bandurrias La formación está formada por rocas volcánicas del Cretácico Inferior y rocas piroclásticas, generalmente consideradas del mismo origen que la Gran Cuenca de Copiapó. Marschik et al. (2001) resumieron el modelo de mineralización de cobre de Candelaria (Fig. 2): el modelo A representa un sistema con magma como componente principal. El modelo B ilustra una litología de evaporita de circulación profunda, a temperatura se obtuvieron firmas de isótopos de osmio en temperaturas más altas; ocres y lutitas; el Modelo C representa un sistema de fluidos de temperatura relativamente baja y no se obtuvieron firmas de isótopos de osmio en los sedimentos ambientales detrás del arco marino.

Figura 2 Modelo de mineralización de Candelaria

(basado en Marschik et al., 2001)

Las principales estructuras de control de mineral de este depósito son la falla NW y falla NNW, las rocas circundantes que contienen minerales son lavas andesítico-basálticas y rocas piroclásticas, y las rocas intrusivas son paredes de diorita y gabro. La alteración de la roca de la pared incluye albita, feldesparización por plagioclasa de sodio y feldesparización por plagioclasa de sodio. Hay fenómenos de zonificación horizontal y vertical en el depósito. La perforación, el modelado geológico y los métodos geofísicos (polarización inducida) contribuyen a la exploración de depósitos minerales. Las prácticas de exploración en los depósitos de Candelaria han demostrado que la geofísica es una herramienta eficaz para encontrar y evaluar depósitos tipo IOCG, ya que estos depósitos son ricos en óxidos de hierro y muchas veces carecen o tienen un bajo contenido de sulfuros. En áreas mineras ocultas, los métodos magnéticos y de gravedad son los más efectivos. El campo magnético y la gravedad en el área mineralizada tienen efectos obvios, marcados por alta gravedad y anomalías magnéticas de amplitud media-alta.

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