alteracion supergenica en el yacimiento raul condestable

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ALTERACION SUPERGENICA EN EL YACIMIENTO RAUL-ALTERACION SUPERGENICA EN EL YACIMIENTO RAUL-

CONDESTABLECONDESTABLE

PRESENTADO AL X CONGRESO PERUANODE GEOLOGIA

Por el Ing° Julio Gonzales MirandaGeólogo Consultor

Jr. Asunción 163 - Ate - Lima Telf. 437-7641 - Lima

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ALTERACION SUPERGENICA EN EL YACIMIENTO RAUL -

CONDESTABLE

Por : Ing° Julio Gonzales Miranda *

INTRODUCCION

Como es conocido, un yacimiento cuando se expone a la influencia de

la superficie se meteoriza, es decir se fractura y se descompone

químicamente hasta alcanzar el equilibrio en su nuevo medio ambiente.

La meteorización puede lixiviar uno o más componentes de un

depósito empobreciéndolo o enriqueciéndolo, por ello puede generar un

depósito de menor o mayor valor. Ejemplos de este proceso son las

conocidas lateritas de niquel y las bauxitas, el enriquecimiento supergénico

de depósitos de pórfidos de cobre o los placeres de estaño, oro, magnetita,

ilmenita, concentrados naturalmente a partir de yacimientos o rocas que lo

contienen pero en menor cantidad.

El agua que se percola en profundidad, contiene oxígeno, ácido

carbónico y eventualmente ácido húmico y ácido sulfúrico; estas aguas

meteóricas convierten los sulfuros a sulfatos, o en óxidos más estables,

metales nativos y carbonatos.

La galena mediante las aguas meteóricas se tranforma en sulfato

estable, la anglesita; la esfalerita y la galena son transformados a carbonatos

en algunos ambientes. Los minerales de cobre, zinc y niquel pueden ser

retenidos como silicatos u óxidos.

El enriquecimiento supergénico de cobre depende de 3 factores:

* Geólogo Consultor: Asunción Nº 163 - Lima 03, Teléfono 437-7641

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a) Ambiente poroso y permeable a las aguas meteóricas.

b) Alto contenido de pirita y chalcopirita.

c) Y que exista un ambiente debajo que recepcione las soluciones.

En yacimientos de baja ley, el cobre depositado en niveles mas bajos,

en una capa que se enriquece con el aporte de esta solución cuprífera,

constituyendo cuerpos de mena. Muchos pórfidos de cobre del mundo deben

su viabilidad económica a este fenómeno.

Las aguas meteóricas cargadas de oxígeno y CO2 oxidan a los

sulfuros como la pirita, calcopirita, marcasita y pirrotita; estos sulfuros se

oxidan a iones metálicos, iones de sulfato y moléculas de S2 . Los iones

metálicos de cobre migran tanto horizontalmente como en profundidad, en

donde se depositan y a veces reemplazan a los sulfuros primarios formando

el enriquecimiento supergénico.

Tomemos como ilustración algunas ecuaciones del proceso de

meteorización en los yacimientos de cobre: *

2FeS2 + 7O2 + H2O 2FeSO4(aq) + 2H2SO4 (aq)

(1-1)

Pirita Sulfato Acido Sulfúrico Ferroso

2CuFeS2 + 8.5O2+2H2O Fe2 O3 + 2Cu+2 + 4SO4 -2 + 4H+ (1-2)

Calcopirita Hematita

CuFeS2 + CuSO4 2CuS + FeSO4 (1-3)

Covelita

4

5CuFeS2 + 11CuSO4 + 8H2O 8Cu2S + 5FeSO4 + 8H2SO4

(1- 4)

Calcocita

2Cu2S + 8Fe+3 + 12SO4= + 6H2O + 1.5O2

Calcocita

2 Cuº + Cu2O + 8Fe+2 +12H+ + 14SO4 = (1- 5)

Cobre Nativo

Cuº + Cu2O + O2 3CuO (1- 6)

Cuprita Tenorita

2CuO + CO2 + H2O Cu2 (OH)2 CO3 (1-7)

Malaquita

2Cu+2 + CO3 = + 2(OH)- Cu2 (OH)2 CO3 (1- 8)

Malaquita

Cu+2 + SiO2 + 2H2O CuSiO3 .H2O + 2H+ (1-9)

Crisocola

* Tomado de Gilbert et al 1986 y otros autores

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ALTERACION SUPERGENICA EN EL YACIMIENTO RAUL-

CONDESTABLE

El yacimiento Raúl - Condestable, ubicado a 90 km al sur de Lima,

cerca al poblado de Mala (ver fig. N° 1), esta emplazado en rocas de

ambiente volcánico (andesítico) y sedimentario del Aptiano-Albiano (Grupo

Casma) de la costa central peruana e intruidas por rocas porfiríticas de

composición andesítica-diorítica-dacítica. Su altitud superficial varía de 60 a

300 msnm., pero la mineralización primaria profundiza por debajo de los 80

m.

La mineralización (primaria) es principalmente estrato-ligada (mantos)

y secundariamente en vetas; la edad de dicha metalización según Injoque,

1985 es de 127 Ma .

El presente estudio trata del proceso de meteorización que ha sufrido

la veta Gladys (Fig. Nº 2) del yacimiento Raúl-Condestable, pudiéndose

extrapolar sus conclusiones a todo el yacimiento en su conjunto. Dicho

estudio está basado en la observación microscópica y macroscopica de las

muestras.

La mineralización primaria de pirita, calcopirita, pirrotita y marcasita ha

sufrido el proceso de la meteorización oxidativa, produciendo los siguientes

minerales secundarios (Fig Nº 3):

1) En la Zona de Oxidos parcialmente lixiviada, que abarca desde

superficie hasta los 35 metros de profundidad tenemos: cuprita, crisocola,

calcita, hematita, goethita, malaquita, brochantita, calcantita y muy poca

calcocita, siendo el mineral más abundante la malaquita. Esta zona presenta

intenso fracturamiento, los primeros 10 m presenta un gossan con boxwork

celular cuyos espacios son angulares característicos, dejados por la

calcopirita al oxidarse.

2) En la zona de sulfuros secundarios, que abarca desde los 35

metros hasta los 38 metros de profundidad se encuentran como minerales

secundarios: covelita, calcocita, muy poca goethita y muy poca malaquita,

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acompañando a los minerales primarios: calcopirita, pirita, marcasita,

pirrotita; estos minerales primarios están afectados por un proceso de

meteorización oxidativa incipiente. Este es un delgado horizonte de sulfuros

secundarios principalmente covelita, donde se le observa reemplazando a la

calcopirita (ver foto N° 1). En los mantos esta zona de sulfuros secundarios

es menos profunda, alrededor de 18 m.

3) Zona hipógena, desde los 38 m y, a más profundidad, aparecen

los minerales primarios sin oxidarse.

La oxidación ha producido en superficie un gossan, que contiene

malaquita y también relictos de calcopirita y aún de pirita, según el estudio

realizado la distribución pirita-calcopirita no es uniforme; en la veta la

proporción pirita/ calcopirita es de 1:1 ó 1:15; es decir que en algunos casos

predomina la calcopirita. Por tanto con esta baja proporción pirita/calcopirita,

las soluciones producto de la meteorización no han sido lo suficientemente

ácidas como para lixiviar todo el cobre y óxido de fierro, quedando estos en

el gossan e inclusive en superficie (foto N° 2).

En la zona de óxidos parcialmente lixiviada (oxido de Cu, malaquita)

se han producido dos sub-zonas, 3 a 9 metros de profundidad y la segunda

desde los 21 a 28 metros de profundidad; se postula que la primera haya

sido una mesa de agua anterior.

En la zona de sulfuros secundarios se ha producido un ligero

enriquecimiento de sulfuros entre los 35 a 38 metros de profundidad.

Constituyendo el nivel de 35 m de profundidad la última mesa de agua, a

mayor profundidad sigue la zona de sulfuros primarios.

Es necesario recalcar que toda la zona del yacimiento ha sufrido

erosión, antes y después del proceso de meteorización.

Por otra parte, el proceso de oxidación y el enriquecimiento

supergénico estuvo limitado por el grado de fracturamiento de las rocas, a

más profundidad que los 38 m el grado de fracturamiento de las rocas se

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reduce drásticamente, al considerar la profundidad actual de la

meteorización es necesario tener en cuenta la erosión de la superficie,

ocurrida con posterioridad al proceso de la meteorización.

El proceso de la meteorización oxidativa y enriquecimiento supergénico

en el yacimiento Raúl-Condestable ocurrió entre los 34 - 14 Ma (Oligoceno

Inferior a Mioceno Medio). Esta datación está tomada por la similitud

climática con los yacimientos de cobre del norte de Chile y sur del Perú,

cuyos procesos de meteorización oxidativa han sido datados debidamente

por el método K/Ar (Sillitoe et al 1996 y Clark et al 1990). Se afirma que en

este lapso el clima de la costa sur peruana y norte de Chile fue templado y

húmedo, condición suficiente como para producir la meteorización oxidativa

de los yacimientos metálicos.

Según Sillitoe et al 1996, este proceso supergénico tuvo su fin cuando

se sobreimpuso el proceso de desertificación, debido al levantamiento de los

Andes y al enfriamiento de la Corriente de Humboldt, este último debido a la

formación del casquete de hielo de la Antártida.

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CONCLUSIONES

1.- El gossan en el yacimiento Raúl-Condestable es mayormente

formado in situ, contiene malaquita y relictos de pirita-calcopirita,

presentado boxwork celular con espacios angulares (foto N° 3),

observables tanto en una muestra de mena y el microscópico y fueron

producidos por la oxidación de la calcopirita, estos indicios nos

indican que en profundidad existe un yacimiento de cobre.

2.- El grado de fracturamiento constituye un control importante en el

yacimiento Raúl-Condestable. En los primeros 35 m de profundidad

las rocas están muy fracturadas y constituye la zona aireada; por

debajo de los 35 m hasta los 38 m de profundidad las rocas están

poco fracturadas y constituye la zona de saturación; el límite es la

mesa de agua (a los 35 metros), y por debajo de los 38 m de

profundidad la porosidad - permabilidad es casi nula.

3.- El proceso de oxidación en el yacimiento Raúl-Condestable ocurrió

entre los 34 - 14 Ma (Oligoceno inferior a Mioceno medio).

4.- A diferencia de los yacimientos de pórfidos de cobre, el yacimiento

Raúl-Condestable presenta un muy delgado horizonte de sulfuros

secundarios (< 3 m) contra un potente horizonte (20-40 m) de sulfuros

secundarios que presentan los yacimientos de pórfidos de cobre del

Sur del Perú.

El yacimiento Raúl-Condestable presenta una zona de

lixiviación con abundantes óxidos (malaquita) muchas veces

constituyendo menas; esto debido a que originalmente la proporción

pirita / calcopirita habría sido muy baja, mientras que los porfidos de

cobre presentan una zona de lixiviación esteril.

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BIBLIOGRAFIA

BLANCHARD R. (1968).- Interpretation Of leached outcrops: Nevada Bureauof Mines - Bulletin 66.CLAK A.H.O., R.M. TOSDAL, E. FARRAR & A. PLAZOLLES (1990).-Geomorphologic Environmet and Age of supergene Enrichment of theCuajone, Quellaveco, and Toquepala Porphyry Copper Deposits,Southeastern Perú: Econ. Geology Vol. 85 pp. 1604-1628.GILBERT J.M. et.al. (1986).- The Geology or ore deposits: W.H. Freemanand Company/New York.INJOQUE J. (1985).- Geochemistry of the Cu-Fe-Amphibole Skarn depositsof the Peruvian Central Coast, thesis submited to the university ofNottingham U.K. for the Degre of Ph. D.LACY W.C. (1949).- Oxidation processes and formation of oxide ore atYauricocha: Volumen Jubilar XXV Aniversario, S.G.P.MANRIQUE C.J. & A. PLAZOLLES (1975).- Geología de Cuajone: Boletín 46de la S.G.P.OSTERMANN G., CARDOSO M. & WAUSCHKUHN A. (1983).- Descripcióny correlación de los depósitos volcánicos - sedimentarios del CretáseoInferior en la región Lima-Cañete: Boletín 70 de la S.G.P.SILLITOE R. & E.H. MCKEE (1966).- Age of Supergene Oxidation andEnrichment in the Chilean Porphyry Copper Province: Vol 91, Econ. Geologypp. 164-179.SMIRNOV (1976).- Geología de Yacimientos Minerales; Ed. Mir-Moscú.TITLEY S.R. (1978).- Geologic History, Hypogene Features, and Processesof Secondary Sulfide Enrichment at Plesyumi Copper Prospect, New Britain,Papua New Guinea: Economic Geology, Vol. 73, 1978, pp. 768 - 784.WAUSCHKUHN A. & R. THUM (1982).- The Condestable mine, a volcane-exalative deposit in the Mesozoic Coastal belt of Central Perú. In AmstutGC., El Goresy a., Frenzel G., Kluth C., Moh G., Waschkuhn, A. ZimmemannR.A. (eds) Ore genesis. The state of the art. Springer, Berlin Heildelberg,New York.

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ANEXO :A continuación se presenta el Estudio Microscópicode Algunas Muestras

MUESTRA : M31 A 72 m de profundidad (MICROSCOPIA DE MINERALES OPACOS)

MINERALES PRIMARIOS : DESCRIPCIÓN

MINERAL % FORMA TAMAÑO(mm)

OCURRENCIAS ASOCIACIÓN

Pirita 1 Euhedral aAnhedral

<0.42 - Como relleno de microfracturas.- Están parcialmente circundados y

reemplazados por la calcopirita

Con lacalcopirita

Rutilo Trz Anhedral <0.15 - Diseminados, como producto de lasegregación después de laalteración de los mineralesferromagnesianos.

- En algunas áreas están comorelleno de microfracturas.

- Algunos cristales están incluidosen algunas piritas

Con la Pirita

Ilmenita 2 subhedral aanhedral

<0.21 - Cómo producto de la segregación,después de la alteración de losminerales ferromagnesianos.

- Ha reemplazado a algunos rutilos.- También se les encuentra dentro

de las microfracturas.- Dentro de algunos

ferromagnesianos alterados, seencuentran algo concentrados,formando pequeños núcleos

Con el Rutilo

Calcopirita 5 Anhedral <0.96 - Como relleno de microfracturas.- En algunas áreas circunda a la

asociación de rutilo con ilmenita(los ha reemplazadoparcialmente).

- Circunda y reemplaza a algunaspiritas.

- Presenta dos etapas de generación,la primera se encuentra enexsolución, con la esfalerita, y lasegunda es la que se halla enmayor porcentaje.

Con la Pirita

Esfalerita Trz Anhedral <0.03 - Se encuentra como remanentesdentro de las playas de calcopiritay presenta exsolución decalcopirita.

- Reemplaza parcialmente a lapirita.

- A su vez es reemplazada por lacalcopirita

Con la Pirita ycalcopirita

Roca (ganga) 92

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MINERALES SECUNDARIOS : NO SE ENCUENTRAN

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MICROSCOPIA DE MINERALES OPACOS

MUESTRA: M-5 A 37 m de profundidad

DESCRIPCION:

MINERALES PRIMARIOS:

MINERAL % FORMA TAMAÑO

(mm)

OCURRENCIAS ASOCIACIO-

NES

Ilmenita 2 subhedral

anhedral

<0,06 - Como remanentes esqueléticos.

- Reemplazada por los leucoxenos a

los cuales ha dado origen por

alteración.

Calcopirita 10 Anhedral <0,505 - Intersticial

- Como remanentes reemplazados por

los carbonatos.

- Como relleno de las microfacturas.

- A la marcasita

Marcasita 1 Anhedral <0,160 - Como relleno de las microfacturas.

- Intersticial

- Reemplazada y englobada por la

calcopirita.

- A la calcopirita

MINERALES SECUNDARIOS:


(mm)

OCURRENCIAS ASOCIACIO-

NES

Covelita Trz Anhedral <0,045 - Como producto de alteración de la

calcopirita.

- Conforma halos circundantes a los

cristales de calcopirita.

- A la calcopirita

Leucoxeno 2 Anhedral <0,110 - Como alteración de la Ilmenita

- En forma de halos o coronas.

- Intersticial entre las cloritas.

- Está ampliamente dispersada.

- A la ilmenita

roca(ganga) 85

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MUESTRA : M-51 A 35 m de profundidad

DESCRIPCIÓN :



OCURRENCIAS ASOCIACION

Calcopirita 78 Anhedral <18.0 - En forma de playas irregulares.- Se hallan moderadamente

fracturadas.- Ha sido reemplazada intensamente

por algunas gangas (cuarzo),motivo por el cual se hallan enforma de remanentes dentro de éste.

- Rellena algunas microfracturas delas piritas.

- Como exsolución en la Esfalerita,en éste caso responde a la primerageneración y su hábito es en formade gotas de lluvia.

Pirita 10 Subhedralanhedral

<3.15 - Se encuentra como remanentesdespués de haber sido reemplazadapor las gangas en primer término yen mayor intensidad y luego por lacalcopirita en menor proporción.

- Están microfracturadas.- Como remanentes esqueléticos

están dentro de algunas calcopiritas.

Pirrotita Trz Anhedral <0.048 - Como remanentes muydiseminados dentro de las playas decalcopirita, como consecuencia delreemplazamiento que ha sufrido poracción de la calcopirita.

Con la calcopiritay la esfalerita

Esfalerita Trz Anhedral <0.15 - Se encuentra como remanentesesqueléticos dentro de las playas decalcopirita.

- Presenta exsoluciones decalcopirita.

Con la calcopiritay pirrotita.

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Sigue M-51



OCURRENCIAS ASOCIACION

Covelita 1 Anhedral <0.14 - Como producto de alteración de lascalcopiritas, tanto de la primeracomo de la segunda generación; enel primer caso está asociada con laesfalerita, y en el segundo caso estáasociada con la calcopirita,habíendose iniciado la alteración apartir de las microfracturas yclivajes.

- Como relleno de microfracturas enla calcopirita.

- Como relleno en microfracturas enla ganga (silicatos).

Con lacalcopirita,esfalerita y pirita.

Goethita 1 Anhedral <0.84 - Como microplayas irregulares queestán rellenando algunas oquedadesde la muestra y también comorelleno de microfracturas de lacalcopirita, en este caso, asociada ala covelita.

- Originada en el proceso de laalteración supérgena tanto de lapirita como de la calcopirita.

Calcocita Trz Anhedral <0.015 - Como producto de la alteración dela covelita.

- Se encuentra ubicada en lasmicrofracturas de la calcopirita.

Con la covelita ycalcopirita

Gangas 10 - Constituída por la asociación delcuarzo y otros silicatos del tipoferromagnesiano, como latremolita, deduciéndose éstasúltimas por la presencia deminerales aciculares que tienen elhábito propio de esos minerales

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MUESTRA: M-6 A 31 m de profundidadDESCRIPCION:



OCURRENCIAS ASOCIACIONES

Calcopirita Trz Anhedral <0,050 - Como remanentes esqueléticos,dentro de la goethita.

- Están dispersados en los silicatos.- Intersticial entre los cristales de

cuarzo.

con la goethitacon el cuarzo

Ilmenita Trz Subhedral <0,100 - Asociada a los ferromagnesianosalterados.

- Están parcialmente reemplazados porlos carbonatos.

con los carbonatos

Marcasita Trz Anhedral <0,020 - Como remanentes esqueléticos dentrode los carbonatos.

Pirita Trz Anhedral <0,005 - Como remanentes esqueléticos dentrode la hematita y goethita.

- A la hematita- A la goethita




Hematita Trz Subhedralanhedral

<0,100 - Como producto de alteración de lapirita.

- Presenta formas pseudomórficas.- Están circundadas por la goethita.

- A la pirita- A la goethita

Goethita 5 Subhedral <0,700 - Como pequeños núcleos dentro de lamalaquita.

- Como microvenillas.- Como microestructura celular- Pseudomórfico después de la

alteración de la pirita.

- A la pirita- A la goethita

Carbonatos(calcita)

5 Anhedral <0,750 - Reemplazando y circundando a lailmenita.

- A la ilmenita

Malaquita 2 Anhedral <0,850 - Intersticial- Como relleno de microfracturas.

- A la goethita- A la crisocola

Crisocola Trz Anhedral <0,850 - Intersticial- Rellena microfacturas

- A la goethita- A la malaquita

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Roca (ganga) 88


MUESTRA: M-71 A 17 m de profundidad

DESCRIPCION:



(mm)

OCURRENCIAS ASOCIACIO -

NES

Ilmenita 1 Euhedral

a

anhedral

<0,300 - Como producto de deposición de las

soluciones mineralizadas.

- Alterada en el cuarzo.

- Al leucoxeno

Calcopirita Trz Anhedral <0,008 -

Inclui

da en

el

cuarzo

.

- Al cuarzo

Oro Trz Anhedral <0,016 - Como seudoinclusión en la goethita

después de la alteración sufrida por

la pirita que originó a la goethita.

- Adyacente al ferromagnesiano

alterado.

- A la goethita

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MINERAL % FORMA TAMA -

ÑO

(mm)


Goethita 10 Anhedral <0,875 - Con hábito coloforme distribuidas

concéntricamente.

- Como parte del fenocristal de

ferromagnesiano que está

reemplazada parcialmente por la

goethita.

- Con microestructuras celulares

entrecruzadas.

- Como relleno de microfracturas.

- Está como parte integrante de la

masa fundamental que engloba a

los fragmentos de la roca y a los

fenocristales, de tal manera que en

algunos casos los circunda a éstos

- Como pseudomorfo de la pirita.

- A lacalcopirita

- A la pirita

Hematita 3 Anhedral <0,890 - Como relleno de las microfracturas.

- Presenta microestructura celular

entrecruzada.

- Circunda los fragmentos de roca y

a los fenocristales.

- Como pseudomorfo de la pirita.

- A lacalcopirita

- A la pirita

Rutilo 5 Anhedral <0,570 - Como producto de alteración de la

ilmenita.

- Como producto de segregación

después de la alteración de los

ferromagnesianos.

- Está como relleno de las

microfracturas y de la ilmenita.

- A la ilmenita

Rca (ganga) 81


MUESTRA : M-25 Muestra de superficieDESCRIPCION:



(mm)


Calcopirita Trz Anhedral < 0,010 - Diseminada en la roca

- Como remanente esqueléticos

Pirita Trz Anhedral < 0,040 - Diseminada en la roca

- Como remanentes esqueléticos



(mm)


Hematita 20 Anhedral < 0,400 - Intersticial

- Diseminación con textura

“apimentada”.

- Reemplaza a algunos

minerales ferromagnesianos

alterados.

- Sectorialmente presenta

hábito acicular, tabular.

- Con microestructuras

celulares.

- A la goethita

Goethita 15 Anhedral < 0,250 - Intersticial

- Se halla intercrecida con la

hematita

- Presenta micro estructura

celular.

- A la hematita

Leucoxeno 2 Anhedral < 0,150 - Como producto de alteración

del rutilo e ilmenita

preexistentes.

- A la hematita y

goethita.

Malaquita - Vista macroscópicamente.

Roca (ganga) 63

alteracion supergenica en el yacimiento raul condestable

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