depósitos magmáticosi

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Prospección y Evaluación de Yacimientos

Docente: Valentina MuñozAgosto 2015

Yacimientos Endógenos

DEPÓSITOS MINERALES MAGMÁTICOS

• Son aquellos que se han originado durante la cristalización de un magma en la corteza.

• Los magmas como tales, sin o con poca participación de fluidos hidrotermales, pueden constituir fluidos que formen depósitos minerales.• La roca caja de la mineralización puede variar desde ultramáfica a félsica.• En estos depósitos las menas pueden ocurrir en forma masiva o bien los minerales de interés pueden presentarse como diseminaciones de minerales raros.

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• Principales comoditiesEGP, Ni, Cu, Ti, V, Cr, diamantes, cantidades menores de FeREE, Nb, Zr, Li, Be, B, U, W, Sn, y Ta.• Tipos de yacimiento• Intrusiones máficas estratificadas de: cromita, magnetita, ilmenita, EGP• Kimberlitas: diamantes• Complejo de Sudbury: sulfuros de Cu-Fe-Ni (Pt)• Komatiitas: sulfuros de Ni-Cu• Anortositas: óxidos de Fe-Ti magnetita (+/- V), Al (feldespato)• Carbonatitas: REE, Cu, Zr



• Modo de formación• Cristalización fraccionada• Inmiscibilidad sulfuros-magma silicatado• Inmiscibilidad óxidos-magma silicatado• Inmiscibilidad carbonatos-magma silicado• Diseminaciones• Etapas finales de cristalización magmática


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Principales procesos y yacimientos generados por magmas


MAGMASMÁFICOS

DEPOSITACIÓNGRAVITACIONAL

INMISCIBILIDADDE SÚLFUROS

INMISCIBILIDADDE ÓXIDOS DE Fe

1)CROMITASVESTRATIFICADAS2) CROMITAS PODIFORMES

1)SULFUROS DE Ni-Cu EN INTRUSIVOS2) SULFUROS DE Ni EN VOLCANITAS

DEPÓSITOS DE EGP

OXIDOS DE Fe-Ti

Mecanismos de segregación

En el caso de las menas masivas, existen tres mecanismos de segregación magmática que pueden concentrar los minerales con valor económico durante la formación del depósito:

• a) depositación gravitacional• b) diferenciación• c) immiscibilidad de líquidos magmáticos


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Depositación gravitacional

• Se produce debido a que los minerales originados de manera temprana y de alta densidad se hunden hasta el fondo de la cámara magmática.


Líquidos magmáticos inmiscibles• Es la separación física de una porción de

magma.• El magma inmiscible origina segregaciones de formas irregulares o pueden ser inyectadas como diques en la roca caja.• Si el magma inmiscible corresponde a volúmenes masivos de cromita o sulfuros, ellos probablemente migraran al fondo de la cámara por gravedad debido a su alto peso específico.• Un ejemplo típico corresponde a las menas de Ni- Pt-Sulfuros de Sudbury, Ontario.


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Diferenciación

Se produce por la concentración de ciertos elementos en el magma residual.• Estos elementos son aquellos que no pueden formar parte de los minerales formadores de rocas. • Ellos se incorporan en el líquido residual originando pegmatitas.• El líquido residual tiende a ser rico en agua, lo que además contribuye a formar grandes cristales.• Estos cristales pueden atrapar elementos raros y muy escasos en su estructura cristalina.• Debido a lo escaso de algunos de estos elementos, los minerales accesorios pueden ser de gran valor comercial y constituir un depósito mineral. Prospección y Evaluación de Yacimientos

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Complejos estratificados máficos-ultramáficosde Cr-Pt• Estos depósitos se forman a partir de magmas máficos a ultramáficos

(<52% SiO2) que se originan por fusión parcial del manto.• Se originan en ambientes ígneos plutónicosque se han emplazado en cratonesrelativamente estables.• Los depósitos económicamente másimportantes son de edad proterozoica.• Son todos estratificados con unacomposición promedio tipo gabro.


Mineralización asociada

• Cr, Ti, Fe, Ni, Cu, V, EGP son los mayores elementos producidos en este tipo de yacimientos.• Los principales minerales de mena corresponden a pentlandita, pirrotina, pirita, calcopirita, cromita y magnetita vanadinífera.• La ganga corresponde a minerales que conforman la roca caja e incluyen olivino, serpentina, plagioclasa, orto- y clinopiroxenos.• Oro y Co pueden ser importantes subproductos.


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Potencial económico

Dos de estos se explotan por cromo:1) El complejo ígneo de Bushveld, en Sudáfrica2) El Gran Dique, en Zimbabwe• Únicamente el complejo Bushveld se explotan minerales del grupo del platino


Morfología

• En una sección la mayoría de los complejos estratificados tiene la forma de un embudo o cono.

• Los complejos presentan enormes dimensiones cubriendo miles de km2.• Todos son estratificados gradando desde rocas ultramáficas en la base a máficaso intermedias cerca del techo del complejo.• Algunas están asociadas con etapas graníticas tardías que cortan el complejo. Prospección y Evaluación de Yacimientos

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STILLWATER, MONTANA

BUSHVELD, JOHANNESBURGO

Depósitos estratificados de cromita (estratiforme)Cromita = (Fe,Mg)(Cr,AI)2O4• Es un mineral de alta temperatura y de alto peso específico.• Es la única mena de cromo y la principal fuente mundial de este elemento• Se utiliza principalmente en la fabricación de ferrocromo para elaboración de acero inoxidable donde no tiene sustituto, representando casi el 75 % de su uso.• También se utiliza para la confección de ladrillos refractarios para hornos de fundición.• Por su distribución geográfica mundial limitada se ha convertido en un mineral estratégico. Prospección y Evaluación de Yacimientos

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Depósitos estratificados de cromita

• El 97% de las reservas mundial de cromitas ocurren en depósitos estratiformes asociados a intrusiones máficas/ultramáficas

• Estos depósitos representan el 90% de las reservas de Cr, 75 % de ellas se encuentran en Sud África, 23% en Zimbabwe.• El mayor productor mundial es Sudáfrica (31%)• El depósito más conocido es el complejo de Bushveld• Los depósitos de cromita estratificada consisten en capas de cromita de

gran extensión lateral (desde algunos cm a varios metros de espesor) que alternan con capas silicatadas.

• Para generar mena el cromo debe concentrarse a lo menos unas 150 veces su valor base normal. Prospección y Evaluación de Yacimientos

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Cromitas podiformes

• Depósitos de cromomagmático asociadosa corteza oceánicainferior y mantosuperior expuestos encomplejos ofiolíticosen áreas tales como elmediterráneo orientaly pacífico sur.


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Cromitas podiformes• Lentes o capas en rocas ofiolíticas ultramáficas.• Sinónimos: Tipo Alpino; cromita hospedada en ofiolitas• Principales yacimientos: El mayor productor mundial de cromo a partir de cromitas podiformes es Rusia, y la producción se concentra en los distritos mineros de Perm y Kempirsai en los Urales.• Otros países productores son: Albania, Turquía, Filipinas, Nueva Caledonia e India.• Depósitos menos importantes ocurren en Cuba, Irán, Grecia, Pakistán, Omán China y Brasil.• Las leyes varían entre 20 a 60% de Cr2O3• Se originarían por cristalización fraccionada y fusión incongruente

temprana de cromita desde un magma silicatado máfico a ultramáfico.Prospección y Evaluación de Yacimientos

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LIMITACIONES E IMPORTANCIA

Limitaciones económicas: Las estructuras complejas y distribución irregular hacen difícil la exploración y desarrollo.• La importancia de las cromitas provenientes de depósitos podiformesradica en:1) tradicionalmente han sido preferidas para usos metalúrgicos por su alta razón Cr/Fe (45-60% Cr2O3: Cr/Fe = 2.8-4.3).2) Son la única fuente de mena de cromita refractaria • Históricamente las menas de cromita podiforme representan el 57 % de la producción mundial


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Depósitos formados por inmiscibilidad de sulfuros

Minerales del grupo del platino• Corresponden a seis minerales que comparten propiedades similares• Paladio (Pd), platino (Pt), rodio (RH, osmio (Os), rutenio (Ru) e iridio(Ir).• El platino se utiliza en joyería, catalizadores de autos y otros. Valor comercial US$ 350 p/oz• Rodio en catalizadores automotrices. US$ 900 p/oz.• Paladio dental, catalizadores y mercado electrónico. US$ 350 p/oz.


Productores mundiales de EGP


A nivel mundial las zonas más productivas son el Merensky Reef de Bushveld y el JM de Stillwater, Montana• Los EGP más importantes en el Merensky reef son paladio, platino y rodio• Los valores comerciales varían de unyacimiento a otro en Amplat, Sudáfrica los valores son platino: 3.1 g/t, paladio 1.5 g/t yrodio 0.28 g/t

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Recursos mundiales de Pt y Pl comparados con el Complejo de Bushveld


COMPLEJO DE BUSHVELD


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Depósitos de sulfuros magmáticos

Corresponden a concentraciones de minerales sulfurados en rocas máficas y ultramáficas.Su origen se relaciona a procesos de inmiscibilidad de sulfuros al interior de una cámara magmática.Existen numerosos esquemas de clasificación para estos depósitos la mayoría basados en el emplazamiento tectónico y características petrológicas de las rocas caja.El mecanismo de formación corresponde esencialmente a la exsoluciónde líquidos de sulfuros inmiscibles desde un magma máfico a ultramáfico.


Estos depósitos se asocian a rocas ígneas que se han formado por fusión parcial del manto originando rocas máficas y ultramáficas.Estos magmas de origen mantélicoson ricos en Fe y Mg, pobres en SiO2, con altos valores de Ni y Cu.



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• En general el volumen de magma sulfurado que se produce es pequeño por lo que se hace necesario que exista un mecanismo que permita una concentración mayor.

• El azufre es un elemento traza en la mayoría de los magmas.• Posee una limitada solubilidad por lo que gotas inmiscibles de sulfuros se pueden separar en magmas máficos y ultramáficos.• Una vez formadas, las gotas inmiscibles de sulfuros se hundirá hasta el fondo de la cámara magmática debido a que el liquido sulfurado es más denso que el magma silicatado.• Este mecanismo originará menas masivas y/o diseminadas de sulfuros ricos en Fe y Ni.



• La fracción sulfurada inmiscible actúa como colector para elementos como el Co, Ni, y EGP, debido a que ellos se concentran preferentemente asociada a sulfuros en rangos de 10 a 100.000 veces más que en el magma silicatado.

• En un grado menor, el Fe es también incorporado al liquido inmiscible y, debido a su abundancia, la mayoría de los sulfurosos inmiscibles son ricos en Fe.



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• Un descenso en la temperatura y la presión junto con la cristalización de minerales no sulfurados puede provocar que el líquido sulfurado se separe del magma original arrastrando con él a los elementos calcófilos.

• Los sulfuros y minerales nativos raros cristalizaran en un etapa posterior de menor temperatura.



Metales obtenidos de estos depósitos

Los principales metales son:• Ni (a partir de pirrotina como un constituyente menor, pentlandita y otros sulfuros menores• Cu (a partir de calcopirita)• Importantes subproductos son: Au, Ag, Pt (+Pd, Ru, Re, Ir, Os).• Los elementos asociados a estos depósitos presentan una característica común: todos muestran una preferencia por enlaces covalentes


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Distribución

Ocurren en una amplia variedad de ambientes tectónicos• Los más importantes se ubican en:• Cinturones verdes arqueanos de

Australia,Canadá, y Zimbawe;• Cinturones móviles post arqueanos

en Escandinavia, Rusia, Botswana y Canadá

• En cinturones plegados fanerozoicos de Rusia y E.E.U.U.


Sudbury

El depósito de Ni-Cu más importante a nivel mundial es el de Sudbury, ubicado en la provincia de Ontario Canadá.• Representa alrededor de un 40% de las reservas de Ni.• Es un depósito de Cu-Ni-Pt.• También ha producido Co, Fe, S, Au, Ag, Se, Te.


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La cuenca de Sudbury es una gran depresión elíptica de 60km de largo por 30 de ancho.


Ni- Cu en Komatiitas

Rocas asociadas y edad• Dunitas, piroxenitas, peridotitas, basaltos, komatiitas, basaltos

komatiiticos.• Las rocas contienen más de 15 % pudiendo llegar hasta 40 % de MgO.• Generalmente arqueanos o proterozoicos, algunos pueden ser hasta cretácicos o terciarios.


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Ambiente depositacional ytectónico• Secuencia de rocas máficas a félsicas con númerosos eventos volcánicos.• Asociados a cinturones verdes.


Mineralogía

Pirita + pirrotina + calcopirita + pentlandita• Subproductos: EGP.• El contenido de sulfuros varia desde la base al techo del depósitos.• En la base la mena de sulfuros se presenta masiva, gradando luego a una textura de red o matriz de sulfuros a diseminada.


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Ejemplos

• Kambalda, Australia• Damba, Zimbabwe• Langmuir, Canadá


Óxidos de Fe-Ti asociados a anortositas….


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