yac. filiacion sedimentaria

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA YACIMIENTOS DE FILIACIÓN SEDIMENTARIA Y OTROS TIPOS DE YACIMIENTOS. CURSO: YACIMIENTOS MINERALES II DOCENTE: Ing. Wilder Chuquiruna Chávez ALUMNOS: CORONADO MOSQUEIRA, Enrique PRADO CACHAY, Jose Oscar ROMERO RUIZ, Hebert SUAREZ QUILICHE, Elmer Kalper TERÁN VARGAS, Edwin Romny Cajamarca. Noviembre de 2013

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  • UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

    FACULTAD DE INGENIERA

    ESCUELA ACADMICA PROFESIONAL DE INGENIERA

    YACIMIENTOS DE FILIACIN SEDIMENTARIA Y

    OTROS TIPOS DE YACIMIENTOS.

    CURSO: YACIMIENTOS MINERALES II

    DOCENTE: Ing. Wilder Chuquiruna Chvez ALUMNOS:

    CORONADO MOSQUEIRA, Enrique PRADO CACHAY, Jose Oscar ROMERO RUIZ, Hebert SUAREZ QUILICHE, Elmer Kalper TERN VARGAS, Edwin Romny

    Cajamarca. Noviembre de 2013

  • YACIMIENTOS DE FILIACIN SEDIMENTARIA Y OTROS TIPOS DE YACIMIENTOS.

    INGENIERA GEOLGICA UNC.

    YACIMIENTOS MINERALES II

    1

    CONTENIDO INTRODUCCIN ................................................................................................................................... 3

    OBJETIVOS ........................................................................................................................................... 4

    OBJETIVO GENERAL: ........................................................................................................................ 4

    ESPECIFICOS: ................................................................................................................................... 4

    1. GNESIS DE ESTOS DEPSITOS ................................................................................................... 5

    2. SEGN LA FORMA DEL DEPSITO ............................................................................................... 5

    2.1. ESTRATIFORMES .................................................................................................................. 5

    2.2. ESTRATOS-LIGADOS ............................................................................................................ 5

    3. FUENTE MINERALOGICA ............................................................................................................. 5

    3.1. TERRIGENA .......................................................................................................................... 5

    3.2. VULCANOGENICA ................................................................................................................ 5

    3.3. TASALOGENICA .................................................................................................................... 5

    3.4. FLUIDOGENA ....................................................................................................................... 6

    4. PROCESOS SEDIMENTARIOS ........................................................................................................ 6

    4.1. SEDIMENTOS ALCTONOS .................................................................................................. 6

    4.2. SEDIMENTOS AUTCTONOS ............................................................................................... 6

    5. MECANISMO DE MINERALIZACION ............................................................................................. 7

    5.1. PROCESO BACTERIOGENICO ............................................................................................... 8

    5.2. PROCESO SABKHA ............................................................................................................... 9

    6. PRINCIPALES TIPOS DE DEPOSITOS ............................................................................................. 9

    6.1. DEPOSITO DE URANIO-VANADIO-COBRE: ........................................................................... 9

    6.1.1. PROCESOS DE FORMACIN ....................................................................................... 11

    6.2. DEPOSITOS PICHBLENDA-COFFINITA-ROSCOELITA: ......................................................... 12

    6.3. DEPSITOS ASOCIADOS A CARBONES............................................................................... 14

    6.3.1. GNESIS: .................................................................................................................... 16

    6.4. DEPSITOS DE CALCOCITA-BORNITA ................................................................................ 17

    6.5. DEPSITOS DE PATRONITA-PITCHBLENDA: ...................................................................... 17

    6.6. GALENA EN ARENISCAS ..................................................................................................... 19

    6.6.1. GENESIS DE LOS DEPOSITOS DE PLOMO EN ARENISCAS........................................... 19

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    YACIMIENTOS MINERALES II

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    6.7. DEPOSITOS DE CALCOCITA Y BORNITA EN LUTITAS Y ARENISCAS .................................... 20

    6.8. DEPOSITOS DE ESFALERITA-GALENA-BARITINA-FLUORITA EN ROCAS SEDIMENTARIAS .. 20

    6.8.1. MINERALIZACIN: ..................................................................................................... 21

    6.8.2. PROCESO DE FORMACIN: ....................................................................................... 22

    6.9. DEPOSITOS DE URANIO EN LUTITAS NEGRAS: .................................................................. 23

    6.10. FORMACIONES DE HIERRO BANDEADO (BIF): ............................................................... 23

    6.11. DEPOSITOS DE HIERRO OOLITICO ................................................................................. 27

    6.11.1. TIPO CLINTON: ........................................................................................................... 28

    6.11.2. Tipo Minnette: ........................................................................................................... 29

    6.12. YACIMIENTOS SEDIMENTARIOS DE MANGANESO ........................................................ 29

    6.12.1. NODULOS DE MANGANESO ...................................................................................... 32

    6.13. YACIMIENTOS DE METALES BASE EN ROCAS SEDIMENTARIAS ..................................... 40

    6.14. DEPSITOS DE PLACERES .............................................................................................. 42

    6.14.1. TIPOS DE PLACERES ................................................................................................... 47

    6.15. DEPSITOS DE ORO OREGNICO .................................................................................. 53

    CONCLUSIONES ................................................................................................................................. 64

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    YACIMIENTOS MINERALES II

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    YACIMIENTOS DE FILIACIN SEDIMENTARIA Y OTROS TIPOS DE YACIMIENTOS.

    INTRODUCCIN

    Los yacimientos de filiacin sedimentaria, conocidos comnmente como mantos, pueden ser a su vez estratificados si son exactamente concordantes a los estratos y no estratificados si no existe esta concordancia, pero que el eje mayor del cuerpo mineralizado es paralelo a los estratos. La ocurrencia de estos yacimientos est ligada a las formaciones calcreas (horizontes calcreos del Copacabana, Pucar, Santa, Carhuaz inferior, Pariahuanca, Chlec, Pariatambo, Chaucha, Jumasha, horizonte calcreo de la Formacin Casapalca), espordicamente se hallan en areniscas y limolitas del Grupo Mitu. Con relacin a su origen, los criterios estn divididos; unos los consideran como epigenticos, otros como singenticos, o singenticos con removilizacin zonamiento, textura, uniformidad de leyes,control estructural, alteracin hipgena de cajas y su aplicacin en la exploracin geolgica de la mina Cobriza.

    Clsicamente en la literatura comn, los mantos se formaron por reemplazamiento de un horizonte favorable a la mineralizacin, considerndolos por lo tanto como epigenticos y que estos horizontes favorables son por lo general calcreos. La escuela de Heildeberg encabezada por el Dr. C. Amstutz inici una revisin de estos mantos, considerando que su formacin fue al mismo tiempo que las rocas encajonantes, de origen sedimentario, asumiendo la tepra singentica de su origen.

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    OBJETIVOS

    OBJETIVO GENERAL:

    Dar a conocer la gnesis y la geoqumica de los diferentes yacimientos minerales

    asociados a filiacin sedimentaria.

    ESPECIFICOS:

    Dar a conocer cules son los procesos que intervienen para la formacin de este

    tipo de yacimientos

    Dar a conocer las principales asociaciones minerales, as como texturas de cada uno

    de los yacimientos asociados a filiacin sedimentaria

    Conocer las formas de ocurrencia y/o como se presentan estos yacimientos en la

    naturaleza.

    Y conocer cul es su importancia econmica teniendo en cuenta el tipo de mineral

    y la cantidad de este que albergan estos depsitos.

    YACIMIENTOS DE FILIACIN SEDIMENTARIA

    Son depsitos bandeados de cobre, uranio, vanadio, plomo, zinc, hierro y/o manganeso

    que ocurren en rocas sedimentarias, concentrados por procesos baceriognicos,

    precipitacin qumica, reduccin y/o absorcin.

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    1. GNESIS DE ESTOS DEPSITOS

    * DEPOSITOS SINGENETICOS: Ocurren cuando los minerales metlicos se depositan o se forman conjuntamente con los sedimentos encajonantes como cobre en lutitas y

    areniscas, de plomo en areniscas.

    * DEPOSITOS EPIGENETICOS: ocurren cuando los minerales metlicos se depositan despus de la formacin de la roca caja, por reaccin qumica entre la roca

    sedimentaria original con la soluciones mineralizantes provenientes de un fuente

    externa.

    2. SEGN LA FORMA DEL DEPSITO

    2.1. ESTRATIFORMES Se presentan como capas dispuestas concordantemente con la estratificacin y dentro de

    una secuencia sedimentaria, en uno o varios horizontes constituidos por metales no

    ferrosos, raros y precisos. Genticamente estn relacionados a procesos sedimentarios,

    vulcano-sedimentarios, sedimentario-epigenticoysedimentario- metamrfico.

    2.2. ESTRATOS-LIGADOS

    Se presentan como vetas, cuerpos de brecha y capas como dentro de estratos

    favorables y especficos

    3. FUENTE MINERALOGICA

    3.1. TERRIGENA

    Proviene de la erosin continental, estos metales luego de ser lixiviados son

    distribuidos en las cuencas de sedimentacin.

    3.2. VULCANOGENICA

    Est dado por la energa geotrmica, fuentes termales en ambientes volcnicos,

    generadoras de soluciones mineralizantes, que ocurren dentro de la cuenca

    sedimentara.

    3.3. TASALOGENICA

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    Es el mar o el agua marina. A veces relacionadas a cuencas epicontinentales

    rellenadas por sedimentos arcillosos y carbonatados.

    3.4. FLUIDOGENA

    Est constituido por las aguas connatas expulsadas de las rocas sedimentarias

    durante su compactacin.

    4. PROCESOS SEDIMENTARIOS Procesos sedimentarios pueden dar origen a concentraciones de ciertos componentes de

    inters econmico. Esto puede ocurrir como una concentracin mecnica en sedimentos

    clsticos (sedimentos alctonos) o por la precipitacin qumica de ciertos componentes

    (sedimentos autctonos)

    4.1. SEDIMENTOS ALCTONOS

    Estos son aquellos depsitos que han sido transportados al ambiente donde han sido

    depositados e incluyen a los depsitos clsticos y piroclsticos.

    El tipo de depsitos alctonos ms importante son los placeres. Estos son depsitos

    terrgenos formados por los procesos sedimentarios normales que concentran minerales

    pesados. Generalmente esta es una separacin gravimtrica que se produce en agua en

    movimiento, aunque la concentracin en medios slidos y gaseosos tambin puede ocurrir.

    Para poder ser concentrados los minerales pesados primero deben ser liberados de las

    rocas que los contienen y deben poseer una alta densidad, resistencia qumica a la

    meteorizacin y durabilidad mecnica. Aunque los placeres de oro son los ms conocidos

    de este tipo de depsitos, los minerales de placeres que cumplen en mayor o menor medida

    con las propiedades expuestas incluyen: casiterita, cromita, columbita, cobre, diamante,

    granate, ilmenita, magnetita, monazita, platino, rub, rutilo, zafiro, xenotima y circn.

    Los sulfuros se descomponen fcilmente al oxidarse en ambiente suprgeno,

    consecuentemente es raro encontrarlos en depsitos de placeres. Sin embargo, existen

    excepciones en secuencias precmbricas, probablemente debido a la existencia de una

    atmsfera sin oxgeno en el Precmbrico y existen raros ejemplos recientes de

    concentracin de sulfuros en placeres.

    4.2. SEDIMENTOS AUTCTONOS

    Las rocas formadas por precipitacin qumica de carbonatos pueden ser de inters

    econmico como minerales industriales (Ej. calizas y dolomitas): Sin embargo, para los

    efectos de este curso es ms relevante la formacin de depsitos metlicos por

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    precipitacin qumica tales como las formaciones de hierro bandeado (BIF: banded iron

    formations) del Precmbrico, los depsitos de hierro ooltico fanerozoicos y los depsitos

    sedimentarios de manganeso, etc.

    5. MECANISMO DE MINERALIZACION Est ligado estrechamente a depositacin metlica ya sea por oxidacin, reduccin y/o

    adsorcin.

    Los procesos de oxidacin y reduccin actan de acuerdo al tipo de elemento qumico,

    cobre, plomo, zinc, hierro o manganeso. Algunos elementos se depositan en forma de

    sulfuros.

    El azufre necesario la formacin de estos depsitos ocurre principalmente con valencia

    (-2) para los sulfuros valencia (0) para los elementos nativos y (+6) para los sulfatos.

    De acuerdo a los diagramas Eh-pH los sulfuros formados como minerales sedimentarios

    ocurren en ambientes reductores ricos en materia orgnica, los ms comunes son la piritita

    y la marcasita, presentndose en capas de carbn ,en lutitas negras y en areniscas

    bituminosas donde la pirita ocurre en soluciones cidas o ligeramente bsicas y la marcasita

    en condiciones ligeramente cidas.

    Durante el proceso de intemperismo el hierro de los minerales de las rocas gneas se

    oxida en parte como limonita y el resto se disuelve como in ferroso siendo transportado

    largas distancias en medio bsico o ligeramente cido, durante su transporte pueden

    precipitar como Hematita y Goetita en soluciones cidas o alcalinas como Siderita y silicatos

    de hierro de acuerdo a su concentracin de aniones y como sulfuros de hierro en ambientes

    reductores.

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    Imagen 1. Campos de estabilidad de los

    sedimentos no clsticos, segn el diagrama

    Eh Ph. La chamosita, en este grfico,

    representa a los silicatos de hierro

    sedimentarios (Krumbein 1963).

    5.1. PROCESO BACTERIOGENICO

    Ocurre en presencia de bacterias bacteriogenicas productoras de H2S en un medio

    reductor depositndose metales como hierro, manganeso, cobre, uranio, vanadio, plomo,

    zinc, nquel, oro, plata y germanio.

    Las bacterias proporcionan una importante fuente azufre para la formacin de sulfuros

    simples durante la deposicin de los sedimentos y despus de su enterramiento hasta una

    temperatura de 100C, es necesario adems un ambiente acufero anxico donde el pH

    vare ligeramente cido a medianamente alcalino y la presencia de una buena porosidad.

    Esta actividad puede ocurrir debajo de la corteza terrestre hasta donde circule el

    agua subterrnea. Los factores limitantes son altas concentraciones de metales pesados,

    altas temperaturas y presiones, altas salinidades, limitada cantidad de materia orgnica y

    un exceso de O2. El hierro reacciona con H2S bacterial formando hidrotroilita y luego pirita.

    Desulfovibrio Desulfuricans y Clostridium Nigrificans estas bacteria reducen el SO-2 a H2S

    en un medio orgnico o en presencia de hidrogeno. La bacteria Desulfovibrio Desulfuricans

    acta como precipitador de los sulfuros de cobre en un pH aproximado a 10

    extinguindose a un pH debajo de 4.2, bajo condiciones anaerbicas parciales el H2S

    se oxida a azufre nativo y el CO2 liberado reacciona con el Ca +2 formndose CaCO3.

    * Bacillus Manganicus oxida MnCO3 a xidos de manganeso

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    * Corynebacterium sp. Y el Chromobacterium sp. Oxidan los sulfatos a xidos.

    5.2. PROCESO SABKHA

    Ocurre sobre las llanuras costeras (costas sabkha) al o largo de mares regresivos donde

    se desarrollan procesos evaporiticos subareales .estas costas estn alimentadas por aguas

    metericas de alto Eh y bajo pH que provienen del continente y por aguas marinas de bajo

    Eh y alto pH, la confluencia de estas dos aguas crean una zona de alta velocidad de

    evaporacin creando un rgimen hidrodinmico ascendente a travs de una zona ftida y

    bacterial rica en H2S (bacteria Lactate). Las aguas metericas pueden transportar Cu,Ag,Pb

    y Zn. como elementos trazas; al pasar estas aguas por la zona de reduccin se reducen y

    precipitan los metales como sulfuros

    6. PRINCIPALES TIPOS DE DEPOSITOS

    6.1. DEPOSITO DE URANIO-VANADIO-COBRE:

    Son depsitos estrato-ligados que ocurren en ambiente continental y marino nertico,

    asociados a horizontes clsticos molsicos (areniscas, conglomerados, etc.), y/o

    carbonatados (calizas, dolomas, etc.). Los cuerpos tienen una forma lensoidal a irregular.

    La mineralizacin ocurre como relleno de cavidades y por reemplazamiento metasomtico

    (Nash y otros 1981, Stanton 1972). Depsitos de bajos tonelajes. Relacionadas a cuencas

    continentales interiores, cuencas del antepais y en artesas o grabens intermontanos. La

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    mineralizacin metlica de estos depsitos parece ms tarda a la sedimentacin. El uranio,

    vanadio y cobre se precipitaron a partir de soluciones mineralizantes subsuperficiales a

    temperaturas menores de 100 C.

    La mineraloga de estos depsitos es muy variada, encontrndose algunos minerales

    primarios y una gran cantidad de minerales secundarios. Entre los minerales primarios

    tenemos la uraninita UO2, coffinita (USiO4)- x(0H)4x, roscoelita o mica vanadfera KV2

    (AlSi3O10) (OH)2 montroesita VO(OH), calcopirita, bornita, calcocita y covelita. Entre los

    minerales secundarios oxidados de uranio se presentan la carnotita K2(UO2)2(V04)2.3H20,

    tyuyamunita Ca(UO2)2(V04)2.8H2O, uranofana CaU2Si2O11.5H2O, torbernita

    Cu(UO2)2(P04)2.12H20, autunita Ca(UO2)2 (PO4). 8H2O, zipeita (UO2)2(SO4)(0H)2.3-5H20,

    schroeckingerita NaCa3(U02) (CO3)3 (SO4) (OH). 9H2O becquerelita 2UO3.3H2O,

    fourmarierita PbO.4UO3.5H2O, uranopilita (UO2)6(SO4) (OH)10. 12H2O, rutherfordina

    UO2.CO3 y sklodowskita MgU2 (SiO4)2 (OH)6. 4H2O. Entre los minerales secundarios de

    vanadio tenemos la navahaita V2O5. H2O, rossita CaV2O6.4H2O, metarossita

    CaV2O6.2H2O, fervanita Fe (VO4).2H2O, valbortita CuCa(VO4)(OH), corvusita V6O17.nH2O,

    etc. Entre los minerales secundarios de cobre: Malaquita, azurita, calcopirita, brocantita y

    crisocola. Tambin ocurren otros minerales como eritrita, ferrimolibdita y wad. Los

    principales minerales no metlicos asociados son yeso, dolomita, fluorita, baritina y

    caolinita.

    Tectnicamente se les puede encontrar relacionados a cuencas continentales interiores,

    cuencas del antepas y en artesas o grabens intermontanos (Mitchell y Garson 1981). Las

    cuencas continentales interiores son compresivas y yacen tierra adentro de los cinturones

    magmticos y de los arcos de escurrimiento interiores, en una corteza continental al frente

    de 1a zona de escurrimiento; estas cuencas estn relacionadas a los procesos de subduccin

    de placas, siendo los depsitos de Wyoming-EEUU tpicos de este ambiente tectnico. Las

    cuencas del antepas ocurren en las placas continentales subduidas, circundadas por una

    cuenca sedi-mentaria principal; estas cuencas estn relacionadas a zonas de colisin de

    placas, siendo Siwaliks-Pakistn un ejemplo de ellos. Finalmente las artesas y grabens in-

    termontanos son cuencas del antepas en la zona continental subduida con una

    sedimentacin clstica que se inicia durante o despus de la colisin de placas y continan

    despus del cinturn de escurrimientos del antepas.

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    11

    6.1.1. PROCESOS DE FORMACIN La mineralizacin metlica en estos depsitos parece depositarse algo ms

    tardamente que la sedimentacin. El uranio, vanadio y cobre se precipitaron a partir

    de soluciones mineralizantes subsuperficiales a temperaturas menores de 100C. El

    uranio se presenta principalmente bajo la forma de ion uranoso U(IV) e ion uranilo

    U(VI); los otros iones U(I), U(II), U(III) y U(V) son desconocidos o sin importancia en la

    naturaleza. La uraninita es un metal altamente soluble en agua y altamente estable

    en condiciones reductoras. El U(IV) se oxida fcilmente a U(VI). El U(VI) coexiste con

    H2S, HS- y S2+; mientras que U(VI) coexiste con SO42- y HSO-4 .El vanadio ocurre en

    las formas V3+ y V4+ y como ion vanadato (VO4)3- en la corteza de intemperismo.

    Cuando se combina con el agua forma un cido vandico y luego con cationes

    apropiados forman vanadatos o se reducen a compuestos como montroesita. El

    vanadio puede precipitar como vanadato metlico pesado e insoluble y por reduccin

    como xidos e hidrxidos en presencia de materia orgnica. El cobre es derivado del

    sulfato reducindose a sulfuros en ambiente reductor. Estos 3 elementos son

    acarreados en soluciones mineralizantes, de origen meterico, cargado de iones

    metlicos lixiviados de la secuencia sedimentaria asociada y particularmente de los

    tufos. Tambin se cree que son derivados de fuentes gneas y que se mueven a lo

    largo de fracturas hacia las rocas sedimentarias donde precipitan su mineral. Algunos

    creen que es una mezcla de las dos soluciones meterica y magmtica (Stanton 1972,

    Gruner 1956, McKelvcy 1955, Adler 1964). El transporte del uranio y vanadio ocurre

    principalmente en soluciones cidas de bajo pH y el cobre es acarreado

    principalmente como sulfato.

    Estos iones metlicos pueden precipitarse por adsorcin, cambio de pH o por

    procesos rdox. La adsorcin acta principalmente en la materia orgnica (plantas

    fsiles carbonizadas, etc.), como tambin en los hidrxidos de hierro, zeolitas, arcillas

    o en el compuesto Ti(OH)4. Estas sustancias adsorben el U(VI) de las soluciones

    mineralizantes y lo reducen a U(IV) formando principalmente coffinita y a veces

    pitchblenda. Estos minerales de uranio reemplazan a la estructura celular de la

    materia orgnica. La mineralizacin contenida en los carbones sigue este proceso y

    puede alcanzar hasta 60o/o en contenido de uranio (Davies 1964). Los humatos

    producidos por reaccin de dos soluciones, uno con material hmico disuelto y el otro

    con sustancias orgnicas insolubles, tambin precipitan el uranio por adsorcin.

    El cambio de pH ocurre cuando las soluciones cidas entran en un ambiente

    reductor, en presencia de H2S, precipitndose pitchblenda, xidos de vanadio y

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    sulfuros de cobre. Tambin compuestos del tipo alcalino-urano carbonatado o uranilo-

    tricarbonatado se precipitan por descenso del pH de la solucin al entrar en zonas ricas

    en cidos orgnicos. El proceso redox ocurre principalmente en el frente lateral donde

    actan bacterias y oxidan a la pirita convirtindolo en sulfato, luego otro tipo de

    bacteria reduce el sulfato a H2S. En este frente el Uranio introducido puede precipitarse

    en un ambiente rico en H2S. Este proceso es principalmente biognico (Rackley 1968).

    6.2. DEPOSITOS PICHBLENDA-COFFINITA-ROSCOELITA:

    Son el tipo ms importante de uranio. Ocurren principalmente dentro de secuencias

    molsicas (conglomerados, areniscas y limonitas) fluviolacustrinas llamadas capas rojas. La

    mineralizacin de Uranio Vanadio Selenio presentes en estos cuerpos mineralizados es

    primaria y secundaria. Los minerales primarios son: pitchblenda, coffinita, y los minerales

    secundarios son: carnotita, tyuyamunita, becquerelita, schoepita, autunita, torbertina,

    bassetita. Los cuerpos mineralizados presentan una coloracin, blanquecina, gris claro gris

    amarillenta dentro de horizontes detrticos de color rojo, la mineralizacin est asociada al

    yeso y calcita dentro de horizontes detrticos cementados por carbonatos

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    ROLLOS MINERALIZADOS

    Son la forma mas caracterstica y principal de la mineralizacin del uranio en este tipo de

    depsitos.

    Son estructuras relativamente cilndricas que se encuentran cortando suavemente la

    estratificacin.

    Su eje puede ser recto o sinuoso dando lugar a formas de media luna, C o S

    Son de forma simple cuando ocurren En areniscas uniformes, estn relacionados a

    corrientes meandiformes a corrientes anastomosadas o a la lnea de costa marino-marginal.

    Ocurren en capas de arenisca oxidadas de color rojo marrn, acompaado de

    diseminaciones de fragmentos de plantas fsiles carbonizadas y pirita.

    Su origen puede explicarse de dos maneras de acuerdo al proceso redox. La primera

    hiptesis se apoya en un proceso biognico generador de dos tipos de bacterias, uno que

    oxida la pirita y otro que reduce el sulfato resultante a H2S. El uranio es introducido y

    transportado a travs del elongamiento oxidado por las aguas mineralizantes,

    precipitndose en la parte frontal del elongamiento, donde se genera un ambiente rico en

    H2S. Como el elongamiento oxidado se expande continuamente, el mineral del uranio es

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    nuevamente oxidado, solubilizado y llevado al nuevo frente de elongamiento, luego es

    redepositado en la zona de H2S junto con la pirita. Cuando ms se expande el elongamiento

    tanto ms se enriquecer en uranio en el rollo mineralizado generado (Rackley 1968).

    La segunda hiptesis (Granger y Warren 1969), seala que cuando se proporciona a

    un ambiente O2 disuelto a una velocidad controlada por los flujos de soluciones

    mineralizantes, la pirita-marcasita se oxidan a especies solubles metaestables de azufre,

    intermedios entre sulfuros y sulfatos. Estas formas metaestables pueden pasar

    espontneamente a sulfatos estables y luego a especies reducidas como H2S, U (IV) y

    precipitndolo en los bordes del elongamiento oxidado. Los rollos m000ineralizados de

    forma C o S pueden localizarse en la interfase donde ocurren reacciones entre las

    soluciones estancadas y las soluciones infiltradas. Estos depositan una mineralizacin

    intersticial y a veces reemplazan a los granos de arena (Granger 1978).

    6.3. DEPSITOS ASOCIADOS A CARBONES

    Se conocen dos tipos de carbones uno detrtico o clstico y el otro estratiforme, los

    horizontes clsticos como areniscas o conglomerados que contienen fragmentos de plantas

    que varan de tamao.

    Este material orgnico depositado conjuntamente con los materiales detrticos son

    preservados debajo de la mesa de agua.

    La mineralizacin de uranio ocurre dentro de fragmentos carbonizados en forma

    irregular, donde la Coffinita, Pichblenda los compuestos Urano-orgnicos reemplazan

    localmente a la estructura celular. La pirita comnmente est presente en forma

    diseminada. Los grandes fragmentos carbonizados pueden presentar ncleos silicificados.

    Segn Richard (1973) es suficiente nicamente 0.1% carbono para producir depsitos de

    sulfuros metlicos conteniendo 1% metal. En la unin de los ros tributarios con el ro

    principal pueden desarrollarse grandes bancos de areniscas acompaados de restos

    vegetales formando zonas de acumulacin ricas en material orgnico. Estas zonas de

    acumulacin ocurren a lo largo de los mrgenes de las cuencas aluviales (Tyler y Ethridge

    1983). En Colorado EEUU se han encontrado troncos fsiles conteniendo 360 libras con 20%

    U3O8 y troncos de 28 metros de largo y 60 centmetros de ancho mineralizados (Heinrich

    1958).

    Este tipo de carbn ocurre como capas de 0.3 a 0.20 mt de espesor promedio

    dentro de depresiones intramontaosas ,en estas capas puede ocurrir una

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    mineralizacin de uranio vanadio en forma lenticular a irregular contenioendo complejos

    urano-organicos .

    Esta mineralizacin puede ocurrir como relleno intersticial, como corteza de granos de

    arena, relleno de fracturas y cavidades y reemplazando granos parcialmente alterados

    El segundo tipo de carbn ocurre como capas de 0.3 a 2.0 centmetros de espesor

    promedio dentro de depresiones intermontaosas. En estas capas puede ocurrir una

    mineralizacin de uranio-vanadio en forma lenticular a irregular, conteniendo complejos

    urano-orgnicos y coffinita, raramente pitchblenda; tambin ocurren xidos de uranio

    como roekingerita, carnotita, tyuyamunita, autinita, metazeunerita, zeunerita, torbernita,

    etc. Esta mineralizacin puede ocurrir como relleno intersticial, como cortezas de grano de

    arena, relleno de fracturas y cavidades y reemplazando granos parcialmente alterados o

    granos de arena. Esta materia orgnica fue derivada de la precipitacin de cidos hmicos

    o flvicos como humatos formando capas de carbn. Estos cidos pueden provenir de:

    * Descomposicin de plantas en los canales * De escombros en plantas carbonizadas diagenticamente dentro de las areniscas * De materia orgnica depositada con lodolitas, expelidas epigenticamente hacia las

    areniscas por compactacin.

    Estos depsitos presentan un contenido de 0.001 a 0.05% U y raras veces 0.1 a

    0.2%U.

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    6.3.1. GNESIS: Estos depsitos pueden provenir de la lixiviacin de las rocas adyacentes

    especialmente de rocas granticas y tufos volcnicos donde el contenido de uranio

    vara de 5 a 40ppm. El uranio puede provenir tambin de capas piroclsticas

    conteniendo cenizas frescas, areiscas tufceas, tufos devitrificados y lodolitas

    montmorillonticas; tambin provienen de la lixiviacin de potentes secuencias

    sedimentarias. Las areniscas arcsicas derivados del granito tambin pueden

    contener uranio diseminado. Las lodolitas montmorillonticas derivadas

    principalmente de cenizas volcnicas son altamente uranferas. El contenido de

    uranio promedio de la corteza terrestre es de 3-4 ppm. (Gabelman 1970, Rackley

    1968, Granger 1978). El mineral lixiviado es principalmente uraninita en su variedad

    pitchblenda, coffinita o materia orgpanica uranpifera; estos minerales al aflorar se

    oxidan convirtindose a U (VI) fcil de disolver y se convierten en xidos. Los

    minerales de vanadio tambin se convierten en xidos al lixiviarse. Esta lixiviacin

    da lugar a la formacin de soluciones mineralizantes que acarrean principalmente

    uranio bajo la forma UO2SO4, de fcil movilidad. Estas soluciones cidas circulan

    fcilmente en grandes volmenes a travs de zonas permeables en las rocas

    clsticas.

    Estas soluciones mineralizantes desarrollan principalmente una capa de

    oxidacin cuando circulan a travs de areniscas que tiene en plano horizontal una

    forma elongada, extendindose en la direccin del movimiento de las aguas. La zona

    de oxidacin es superficial y se localiza sobre el nivel de las aguas freticas,

    presentando un color rojo o a veces marrn, por la deposicin de los xidos de

    hierro. Las arcillas se cubren de pelculas hematticas y la magnetita y otros

    minerales de hierro son parcialmente oxidados. Debajo del horizonte superficial de

    oxidacin ocurre una zona estratificada oxidada conteniendo goethita,

    hidrogoethita e hidrohematita formadas a expensas de la pirita, marcasita, clorita,

    biotita, galuconita y ankerita.

    Infrayaciendo ocurre una zona constituida por barreras geoqumicas reductoras

    donde se precipitan los minerales de uranio-vanadio-selenio de color gris claro o gris

    amarillento. En estas barreras ocurren los procesos de adsorcin, cambio de pH y

    redox. Tambin se conocen barreras mecnicas que inhiben el movimiento de las

    aguas, como es el cambio de facies de arenas a lodolitas. Cuando las soluciones

    mineralizantes cidas se neutralizan, se precipita un gel de hidrxido de hierro

    uranfero. A medida que el gel se va transformando en goethita, hidrogoethita, etc.,

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    el uranio se va desplazando de los compuestos de hierro formando minerales

    secundarios independientes diseminados en la limonita, acumulndose en las

    cortezas de meteorizacin areal, lineal o fisural.

    6.4. DEPSITOS DE CALCOCITA-BORNITA

    Conocidos como depsitos de cobre en capas rojas. Se le encuentra principalmente en

    Corocoro-Bolivia; tambin en Nacimiento-EEUU, Desaguadero y Landa-Per, Chile y algunos

    pases de Europa. Se presentan principalmente en el intervalo Permiano-Trisico. Ocurren

    principalmente en areniscas en ambientes deposicionales similares a los depsitos de

    pitchblenda-coffinita-roscoelita. La mineralizacin ocurre en forma diseminada o masiva en

    lentes, capas, rollos, ndulos, fragmentos de plantas reemplazadas, etc. Tambin se les

    encuentra como bolsonadas, vetillas y en zonas brechadas. Los principales minerales

    econmicos son calcosita, covelita, bornita, calcopirita, sobre nativo, plata nativa,

    clorargirita, azurita, etc. Frecuentemente estn acompaados por pirita-marcasita y galena.

    Entre los minerales secundarios tenemos cuprita, tenorita, malaquita, azurita, brocantita,

    crisocola, hidrogoethita, pirolusita. Algunos minerales como la calcocita son argentferos y

    presentan altos contenidos de plata.

    La gnesis de estos depsitos est relacionada principalmente a su formacin a partir

    de soluciones de infiltracin (a veces relacionada a la actividad volcnica). Etas soluciones

    mineralizantes pueden lixiviar el cobre, plata, cobalto, etc., de las lutitas negras, lutitas

    petrolferas, calizas, etc., y estn posiblemente constituidas por salmueras con contenidos

    de cloruros ricos en sulfatos. Los metales lixiviados son transportados en forma de sulfatos

    solubles. Al llegar a un ambiente rico en H2S o a fragmentos carbonizados, las soluciones

    son reducidas formando sulfuros de cobre, plata, etc., debajo de la mesa de agua hacia

    arriba xidos y carbonatos de cobre. El H2S tambin puede provenir de las bacterias como

    el Desulfovibrio Desulfuricans, que permite precipitar el cobre a temperaturas debajo de

    75C (Rose 1976).

    6.5. DEPSITOS DE PATRONITA-PITCHBLENDA:

    Conocidos principalmente en Ambrosia Lake-EEUU y en Minas Ragra-Per; tambin se

    les encuentra en Europa y Asia. Ocurren principalmente en rocas carbonatadas y en

    areniscas de diferente edad (Smirnov 1977). Ocurren en las partes marginales de las

    plataformas y en las porciones superiores de la secuencia sedimentaria. Esta porcin

    superior est constituida por conglomerados, areniscas, limonitas y lutitas conteniendo

    horizontes persistentes de yeso, anhidrita, caliza y doloma. Podemos distinguir 3 facies en

    las rocas carbonatas:

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    Material clstico con matriz carbonatado de color rojizo desarrollado cerca a la

    costa.

    Calizas oolticas-organognicas, dolomas y margas desarrollados en aguas someras

    Yeso y arcilla-dolomia desarrollados en aguas ms profundas.

    De estas 3 facies, en la segunda ocurren la mayora de estos depsitos y hacia las facies

    marginales cerca a la costa y hacia las aguas profundas la mineralizacin disminuye y

    adelgaza.

    La mineralizacin ocurre principalmente en el horizonte de calizas oolticas

    organogpenicas en forma irregular, encontrndoseles como bandas en los horizontes

    conteniendo dolomas, yeso, etc., asociada a la materia orgnica o a bitmenes slidos en

    forma irregular, el uranio ocurre como xido y est acompaada de un contenido constante

    de vanadio. Los minerales primarios son pitchblenda, nasturan (uranio negro), patronita

    VS4, pirita, marcasita y molibdenia. Una gran parte del uranio esta condensado en los

    asfaltos y resinas y el vanadio es rauvita, huteita, vanoxita, corvusita, etc. La caliza uranfera

    ha sido impregnada localmente con petrleo lquido y ozokerita, de formacin tarda con

    respecto a los bitmenes, uranferos. Los minerales primarios estn acompaados de

    molibdeno, selenio, plomo, nquel, cobalto, cromo, bismuto y cobre en cantidades trazas.

    Junto con los minerales formadores de roca (calcita, dolomita), son hallados, cuarzo,

    calcedonia, palo, sulfatos y fosfatos de calcio. En la zona de oxidacin ocurren vanadatos,

    fosfatos y sulfato-carbonatos de uranio: Carnotita, tyuyamunita, otenita, uranotalita, etc.

    Dos explicaciones se dan sobre el origen de estos depsitos. La primera hiptesis se

    apoya en un origen sedimentario sujeto luego a transformaciones sustanciales diagenticas

    y epigenticas. Los cuerpos uranferos estn asociados al paleorelieve, al piso de la cuenca

    y se encuentran finamente diseminados presentando una estratificacin delgada. Durante

    la diagnesis la pitchblenda reemplaz a las conchas de gasterpodos, bivalvos, etc., dentro

    de una caliza ooltica. Y durante los procesos epigenticos se redistribuye localmente la

    mineralizacin en zonas de junturamiento; sobreimpuestos a los pliegues se desarrolla una

    oxidacin de pitchblenda y una remocin parcial de uranio a la superficie. La segunda

    hiptesis es la epigentica asociada a fallas marginales. Por estas estructuras fluyeron las

    soluciones uranferas hasta llegar a los horizontes carbonatados conteniendo petrleo,

    emplazndose uranio absorbido por los componentes pesados resina-asfalto del petrleo,

    precipitando el uranio como pitchblenda. El vanadio posiblemente proviene del petrleo

    oxidado.

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    6.6. GALENA EN ARENISCAS

    Ocurren en un clima rido o semirido, desarrollndose un imtemperismo prolongado

    sobre u basamento grantico y un proceso de peneplanizacion bajo condiciones tectonicas

    estables que permiten la erosin del basamento y la formacin de areniscas arcosicas en la

    cuenca de deposicin. Estas rocas contienen un promedio de 23ppm Pb, durante el

    intemperismo el plomo es liberado del feldespato y acarreado por las aguas subterrneas

    al lugar de deposicin del mineral. Esta agua transportan el plomo en solucin en un

    ambiente oxidante con contenidos bajos de carbonatos y sulfatos .al llegar a un ambiente

    reductor o al entrar en contacto con las aguas marinas (cambios de pH) el plomo se

    combina con los sulfatos biognicos y forma la galena.

    La mineralogpia de estos depsitos est constituida principalmente por sulfuros

    metlicos como galena, pirita, esfalerita y calcopirita entre los ms comunes, aunque

    difieren marcadamente en abundancia. Los sulfuros ocurren como granos o grupo de

    granos diseminados, como nidos o como agregados en la matriz arenosa. Algunas veces se

    observan concentraciones de galena en lentes cortos alineados paralelamente a la

    estratificacin. En areniscas con estratificacin cruzada tambin ocurren bandas

    concordantes con las estructuras sedimentarias. Tambin se encuentran concentraciones

    de galena alrededor de los fragmentos arcillosos. En algunos depsitos el cobre ocurre

    como mineral secundario y accesorio. Tambin se han encontrado cantidades menores de

    bravota y millerita. Tambin son comunes algunos minerales secundarios de plomo-zinc

    como cerusita, anglesita, smitshonita, etc. Como minerales cementantes ocurre la slice y

    los carbonatos, a veces la baritina y fluorita.

    La precipitacin de la galena ocurre por su baja solubilidad respecto de la esfalerita y

    por las concentraciones de sulfatos biognicos dejando pasar el Zn en solucin mar adentro.

    6.6.1. GENESIS DE LOS DEPOSITOS DE PLOMO EN ARENISCAS La gnesis de estos depsitos est ligada al modelo de soluciones subterrneas

    metalferas. Estos depsitos ocurren en un clima rido o semirido, desarrollndose

    un intemperismo prolongado sobre un basamento grantico y un proceso de

    peneplanizacin, bajo condiciones tectnicas estables que permiten la erosin del

    basamento y la formacin de areniscas arcsicas en la cuenca de deposicin.

    Durante el intemperismo el plomo es liberado del feldespato y acarreado por las

    aguas subterrneas al lugar de deposicin del mineral. Las aguas subterrneas

    durante su transporte por los canales subterrneos a travs de un drenaje sufren

    proceso de evaporacin que incrementa la salinidad y su contenido metlico. Estas

    aguas transportan el plomo en solucin en un ambiente reductor conteniendo

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    restos orgnicos y H2S o al entrar en contacto con las aguas marinas (cambios de

    pH), el plomo se combina con los sulfatos biognicos y forma la galena. La

    precipitacin de la galena ocurre por su baja solubilidad respecto de la esfalerita y

    por las bajas concentraciones de sulfatos biognicos, dejando pasar al zinc en

    solucin hacia mar adentro.

    6.7. DEPOSITOS DE CALCOCITA Y BORNITA EN LUTITAS Y ARENISCAS

    Son depsitos estratiformes de cobre que ocurren en lutitas y areniscas carbonosas.

    Son excepcionalmente importantes en la produccin mundial. Estos sedimentos se

    depositan principalmente en cuencas epicontinentales, prximas a la costa. Se presentas

    dos grupos. Lutitas cuprferas, Areniscas cuprferas. La mineralizacin se presenta como

    capas y como segregaciones tipo manto. Las capas son delgadas generalmente 0.3 a 0.5m.

    La mineralizacin en estos depsitos est confinado especialmente a las lutitas carbonosas.

    6.8. DEPOSITOS DE ESFALERITA-GALENA-BARITINA-FLUORITA EN

    ROCAS SEDIMENTARIAS

    Son depsitos estratiformes y estratos - ligados que contienen las mayores reservas de

    Pb- Z en el mundo. Son conocidos como depsitos del valle del Mississipy o del Irish.

    Tectnicamente ocurren en plataformas continentales muy raramente en zona orgenas,

    en estas plataformas estn asociadas a las mrgenes de las cuencas intracratonicas de

    mares epicontinentales. La litologa asociada est constituida por dolomas, menos

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    frecuente en calizas muy ricas en materia orgnica. Generalmente estn asociada a

    minerales evaporiticos (yeso y anhidrita) a veces en lentes sliceos y mantos de algas. Las

    rocas carbonatadas asociadas a la mineralizacin presentan ciertos rasgos comunes, ya

    sean estructuras sedimentarias, tectnicas, diagenticas y una litologa caracterstica

    asociada.

    6.8.1. MINERALIZACIN: Estn principalmente por galena, esfalerita, baritina y fluorita, acompaada en

    algunos casos por cantidades econmicas de plata. Algunos depsitos son ricos en

    plomo y otros en otros en zinc. Como minerales accesorios ocurren la pirita y

    marcasita. Entre los minerales ganga se encuentran la calcita, aragonito y dolomita;

    algunas veces siderita y slice coloforme.

    Presentan un contenido de Zn que puede alcanzar hasta el 10% y de Pb del 3%.

    La plata un contenido menor a 20 ppm, el Co entre 20 a 10 000 ppm, el Ni de 0 a

    10000 ppm. Tambin se le reportan cadmio y germanio.

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    fig. Relacin de las estructuras tectnicas con las sedimentarias. A) Cuerpo

    mineralizado simtrico alrededor de una fisura central B) Cuerpo mineralizado a un

    lado de una falla. 1: Caliza, 2: Arenisca, 3: hiena y 4: Falla.

    6.8.2. PROCESO DE FORMACIN: El estudio de las inclusiones fluidas indica que las soluciones mineralizantes

    generadoras de este tipo de depsitos son salmueras con 10 a 30% NaCl, y

    contenidos de calcio, potasio, magnesio y boro. El plomo es transportado en

    soluciones sulfatadas y depositado por procesos de reduccin o por mescla de otras

    soluciones. El zinc es acarreado en complejos de bisulfuro, depositndose por

    oxidacin. Estas soluciones se mueven por presin litosttica y/o bombeamiento

    osmtico fluyendo a travs de la porosidad de las capas sedimentarias. La

    depositacin de las soluciones mineralizantes con contenido de azufre y metales

    puede ocurrir por: cambios de Ph, enfriamiento y disolucin; y pero cuando la

    solucin solo transporta los metales siendo proporcionado el azufre por fuentes

    locales, la depositacin puede ocurrir por: reduccin del ion sulfato, adicin de H2S

    a la solucin.

    La temperatura de formacin de los elementos metlicos vara de 80 a 200 C,

    comnmente entre 50 a 100 C.

    Segn los estudios realizados tenemos las siguientes posibilidades de origen

    para estos depsitos: singentico y epigentico.

    a) Hiptesis singentica: esta representado por los depsitos europeos

    Irish e Irlanda.

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    Los cuerpos mineralizados tienen forma de estratos formados por

    sedimentacin detrtica primaria, forma de lentes asociados a centros

    volcnicos.

    Ocurren en y/o cerca de una superficie de transgresin.

    Presentan estructuras rtmicas o laminares.

    Presentan modificaciones diagenticas como desarrollo de vetillas y masas de

    reemplazamiento.

    Depositacin marina y procesos diagenticos.

    La deposicin qumica ocurre por precipitacin qumica directamente del agua

    marina.

    Presentan elementos traza caractersticos como: Cd, Ga, Ag, Sb y Hg

    b) Hiptesis epigentica: presentan los siguientes rasgos caractersticos:

    Rellenos de fisuras, relleno de cavidades crsticas y procesos meta somticos.

    Cuerpos mineralizados concordantes del tipo estratoligado,.

    Presencia de fallas de emplazamiento profundo.

    Manifestacin de alteracin hidrotermal como silicificacin, dolomitizacin, etc.

    Depositacin a una temperatura relativamente alta, a unos 50 a 200 C.

    Soluciones mineralizantes son salmueras.

    Encontramos Zn, Pb, Cu, Ba, F, Ca, Mg, S, C Y O.

    6.9. DEPOSITOS DE URANIO EN LUTITAS NEGRAS:

    La gran mayora de las lutitas negras tienen un alto porcentaje de materia orgnica y

    pequeas cantidades de uranio entre 10 y 100 ppm. Estos se presentas en forma laminar y

    persistente a lo largo de varios kilmetros y con una potencia promedio de 5 mt. Las lutitas

    negras ocurren en cuencas marinas con circulacin de agua restringida, donde se da un

    proceso de sedimentacin lenta controlada por el aporte de material clstico.

    6.10. FORMACIONES DE HIERRO BANDEADO (BIF):

    Estas constituyen los depsitos metlicos ms grandes de la tierra y constituyen las

    rocas fuentes del 95% de los recursos de hierro del planeta; son rocas sedimentarias

    metalferas silceas bandeadas (bandas ricas en Fe alternadas con bandas silceas de chert)

    que constituyen enormes depsitos singenticos por precipitacin qumica y se presentan

    en secuencias estratigrficas del Precmbrico que alcanzan hasta cientos de metros de

    potencia y cientos a miles de metros de extensin lateral. Una buena parte de estas

    formaciones ferrferas son utilizables directamente como mena de hierro de baja ley y otras

    han sido productoras de depsitos de alta ley de Fe (particularmente cuando procesos

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    supergenos han enriquecido el contenido de Fe del mineral por lixiviacin de la slice).

    Las menas de baja ley se benefician mediante molienda fina y separacin magntica

    y/o gravitacional para concentrar magnetita y hematita, en forma de pellets con 62 65%

    Fe.

    Estos depsitos estratiformes de Fe se conocen generalmente como BIF sigla en ingls

    de formaciones de hierro bandeado (Banded Iron Formations), pero las rocas ferrferas

    bandeadas con jaspe o chert ferruginoso reciben el nombre de Taconitas en Norteamrica,

    Jaspilitas en Australia e Itabiritas en Brasil.

    Las reservas de hierro en formaciones de hierro bandeado son enormes y estas se

    depositaron en el perodo comprendido principalmente entre los 2.500 y 1.900 Ma. El

    hierro depositado en ese perodo y todava preservado es de 1014 t y posiblemente de 1015

    t. En menor medida tambin se deposit Fe en el Proterozoico Medio a Superior (1.600

    570 Ma). El consumo mundial de Fe actualmente alcanza a 109 t/ao, por lo que las

    reservas de Fe en los BIF son realmente enormes. La regin del Lago Superior al norte y

    centro de los Estados Unidos y sur de Canad es la ms productiva de mineral de hierro en

    el mundo a partir de formaciones de hierro bandeado; en Amrica del Sur Brasil es el mayor

    productor de hierro seguido de Venezuela a partir del mismo tipo de depsitos

    sediementarios.

    Las formaciones de hierro bandeado se caracterizan por una laminacin fina. Las capas

    son generalmente de 0,5 a 3 cm de potencia y, a su vez, estn laminadas a escala milimtrica

    a fracciones de milmetro. Las bandas consisten en capas de slice (chert o slice cristalina)

    alternando con capas de minerales de Fe. La ms simple y comn es la alternancia de chert

    y hematita. Sin embargo, el Fe se presenta en magnetita, hematita, limonita, siderita,

    clorita, greenalita, minnesotata, especularita, estilpnomelano, grunerita, fayalita y pirita.

    Esta laminacin fina de xidos de Fe y de slice se interpreta como una precipitacin cclica

    que pudo estar relacionada a variaciones estacionales (invierno verano), las que

    influyeron ya sea en las condiciones fisico-qumicas de los mares de la poca o bien en

    variacin de condiciones favorables para el desarrollo de bacterias u otros organismos que

    pudieron contribuir a la precipitacin del hierro.

    Existe consenso que el hierro de los BIF fue precipitado qumicamente o con

    participacin biognica en forma subacutica (sedimento qumico). En el BIF de Gunflint de

    Ontario, Canad se han identificado algas azules-verdes y hongos fsiles, algunos de los

    cuales se parecen a bacterias que actualmente pueden crecer y precipitar hidrxido frrico

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    25

    en condiciones reductoras, sugiriendo la participacin de organismos en la precipitacin del

    Fe, pero no existe consenso al respecto.

    Por otra parte, tampoco existe consenso respecto al origen del Fe de los BIF: una

    escuela de pensamiento considera que proviene de la erosin de masas terrestres

    (meteorizacin de minerales ferromagnesianos), mientras que otra plantea que provendra

    de actividad exhalativa volcnica (actividad hidrotermal subacutica relacionada a

    volcanismo). Lo que parece claro es que las condiciones ambientales de la tierra (a nivel

    planetario) en el Precmbrico eran distintas a las actuales, existan ocanos ms someros,

    mayor actividad volcnica y la atmsfera terrestre era rica en CO2, pero deficiente en

    oxgeno, por lo que se supone que en los mares y lagos de esa remota poca exista un

    ambiente esencialmente reductor y se ha sugerido que el pH del mar era algo ms bajo que

    el actual.

    Las formaciones de hierro bandeado presentan facies de xidos, carbonatos, sulfuros y

    silicatos las cuales gradan entre s y se han interpretado como resultado de precipitacin de

    los minerales en distintas secciones de cuencas marinas someras precmbricas gracias a la

    disponibilidad de iones en las aguas (Fig. 1). Las facies de xidos son las relevantes como

    mena de hierro. La depositacin de cada facies estuvo controlada por condiciones de Eh y

    pH del medio dentro de las cuencas de sedimentacin, especialmente por el potencial de

    oxidacin reduccin relacionado al contenido de oxgeno del agua. Valores relativamente

    bajos de Eh y pH favorecen la precipitacin de pirita, mientras que valores altos favorecen

    la precipitacin de xidos; los carbonatos y silicatos precipitaron en condiciones de Eh y pH

    intermedias.

    Fig. Zonacin de facies en formaciones de hierro bandeado producto de depositacin en una cuenca ideal en la cual precipitan compuestos de hierro

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    26

    FACIES DE XIDOS: son las ms importantes, puesto que constituyen la mena de hierro

    explotable, y pueden subdividirse en subfacies de hematita y de magnetita, entre las cuales

    existe una completa gradacin. La hematita en los BIF menos alterados se presenta en

    forma de especularita gris a gris azulada. Existen comnmente texturas oolticas sugiriendo

    depositacin en aguas someras, pero en otros casos la hematita es granular sin estructura.

    El chert varia desde material criptocristalino de grano fino a granos de cuarzo

    entrecrecidos (producto de recristalizacin de slice amorfa). En las subfacies menos

    comunes de magnetita, se presentan capas de magnetita alternando con capas de silicatos

    o carbonatos de Fe y capas silceas. Las facies de xidos tienen entre 30-35% Fe y esas rocas

    son explotables con concentracin magntica o gravitacional de los minerales de hierro.

    FACIES DE CARBONATOS: Estas consisten en la alternancia de chert y siderita (carbonato

    de Fe) en proporciones iguales. Puede gradar a travs de rocas con magnetita siderita

    cuarzo a las facies de xidos y por la adicin de pirita a facies de sulfuros. La siderita parece

    haberse acumulado como barro fino debajo del nivel de la accin de oleaje y no presenta

    texturas oolticas o granulares.

    FACIES DE SILICATOS: Los silicatos de hierro generalmente se asocian con magnetita,

    siderita y chert, los cuales forman capas alternadas. Las facies de carbonatos y silicatos de

    los BIF tpicamente tienen 25-30% Fe, lo cual es bajo para ser de inters econmico y

    presenta problemas en su beneficio.

    FACIES DE SULFUROS: Estas consisten en arcillolitas carbonosas con pirita caracterizadas

    por estar finamente laminadas con contenido de materia orgnica y carbn de hasta 7-8%.

    El sulfuro principal es pirita muy fina.

    EXISTEN DOS TIPOS PRINCIPALES DE FORMACIONES DE HIERRO BANDEADO (BIF)

    A. BIF TIPO ALGOMA:

    Este tipo es caracterstico de fajas de rocas verdes del Arcaico (esquistos verdes) y

    en menor medida del Proterozoico. Muestran una asociacin volcnica con grauvacas

    que sugiere un ambiente de cuenca extensional (rift). Presentan las facies de xido,

    carbonato y sulfuros; los silicatos de Fe se presentan en las facies de carbonatos. Su

    potencia es desde pocos centmetros a cientos de metros y es raro que sean continuas

    ms all de unos pocos kilmetros de corrida. La asociacin con volcanitas ha hecho

    que se favorezca un origen volcanognico exhalativo para este tipo de formaciones de

    hierro bandeado.

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    27

    B. BIF TIPO SUPERIOR:

    Estas son rocas finamente bandeadas en su mayor parte correspondientes a las

    facies de xidos, carbonatos y silicatos. Usualmente estn libres de material clstico.

    Una caracterstica prominente de estos BIF es un bandeamiento rtmico de capas ricas

    en Fe y capas silceas pobres en Fe, las cuales normalmente varan en espesor desde un

    centmetro a un metro aproximadamente. Este bandeamiento es distintivo y permite

    la correlacin de BIF por distancias considerables (Ej. en Australia occidental el

    Hamersley Brockman BIF puede correlacionarse sobre 50.000 km2).

    Los BIF tipo Superior estn asociados a cuarcitas, y lutitas carbonosas, as como con

    secuencias de conglomerados, dolomitas, chert masivo y arcillolitas. Las rocas

    volcnicas no siempre estn asociadas con este tipo de BIF, pero frecuentemente

    pueden estar presentes en la columna estratigrfica. Los BIF tipo Superior pueden

    extenderse lateralmente por cientos de kilmetros y variar su espesor desde decenas

    de metros a centenas de metros. Las secuencias en las que se presentan estos BIF se

    presentan en general discordantes sobre un basamento con alto grado metamrfico y

    los BIF, por lo general, estn presentes en la porcin inferior de la secuencia.

    Las estructuras sedimentarias de los BIF tipo Superior indican que ellos se formaron

    en aguas someras en plataformas continentales, en cuencas evaporticas cerradas por

    barras, zonas costeras planas o en cuencas intracratnicas.

    6.11. DEPOSITOS DE HIERRO OOLITICO

    Los depsitos sedimentarios de hierro fanerozoicos (del Cmbrico en adelante) no son

    bandeados, sino que corresponden a niveles masivos de rocas oolticas1 con xidos,

    silicatos y carbonatos de Fe y cemento de siderita (carbonato de Fe). La importancia

    econmica de estos depsitos sedimentarios de Fe actualmente es menor debido a sus

    bajas leyes y difcil beneficio, dado que las menas incluyen silicatos; en Inglaterra la minera

    de este tipo de depsitos fue muy importante en el pasado, pero actualmente no se

    explotan. Existen dos tipo de depsitos de hierro ooltico, los Tipo Clinton presentes en

    secuencias sedimentarias marinas someras de EEUU y constituidos por niveles masivos

    de roca ooltica con hematita chamosita siderita y los Tipo Minette, ms comunes sobre

    todo en Europa y que estn formados por rocas oolticas con limonita, siderita y chamosita.

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    28

    6.11.1. TIPO CLINTON: Uno de los depsitos ms grandes de mena de Fe ooltica se encuentra en la

    Formacin Clinton, la cual aflora espordicamente en el estado de Nueva York hasta

    Alabama en el sur donde los niveles ferrferos alcanzan su mayor espesor del orden

    de 6 m; esta es una secuencia de edad Silrica constituida por arenisca impregnada

    en hierro, pizarra y hematita ooltica finamente estratificadas. Localmente las capas

    son calcreas y gradan a calizas impuras; tienen abundantes fsiles y estructuras

    sedimentarias tales como estratificacin cruzada, grietas de barro, trazas de animales,

    y oolitas indicativos de un ambiente marino somero. El hierro fue llevado a cuencas

    sedimentarias poco profundas y lentamente oxidado y precipitado al mismo tiempo

    que se acumulaban otros sedimentos. Experimentalmente se ha demostrado que el

    agua aireada de ros con pH 7 o ms bajo son

    capaces de llevar importantes cantidades de Fe ferroso en solucin (Fe2+), si

    dicha solucin entre en contacto un medio marino donde el carbonato de Ca slido

    est en equilibrio con agua de mar, el hierro ser precipitado como xido frrico,

    tanto en el agua, como reemplazo del carbonato de Ca; consecuentemente esta es

    la explicacin ms aceptada para el origen de los depsitos oolticos de Fe.

    El contenido de Fe de los depsitos oolticos tipo Clinton es de 32-45% Fe, con

    5-20% CaO, 2-25% SiO2, 2-5% Al2O3, 1-3% MgO, 0,25-1,5% P y 0,5% S. Su contenido

    de Al2O3 y P es notablemente ms alto que en los BIF y los depsitos oolticos no se

    asocian a capas de chert, toda la slice se presenta en silicatos de Fe. El volumen de

    estos depsitos oolticos fanerozoicos es notablemente ms pequeo en

    comparacin a los enormes depsitos de hierro bandeado del precmbrico.

    En Newfoundland en la costa oriental de Canad existe el depsito de Wabana que

    est constituido por niveles ferrferos con potencia variable desde pocos centmetros

    hasta 9 m ubicados en lo 120 m superiores de una secuencia de areniscas y pizarras

    marinas someras del Ordovcico. Solo los niveles ms potentes han tenido

    importancia econmica e incluyen oolitas de chamosita y siderita en capas

    concntricas dentro de una matriz de siderita. Las capas ferrferas se presentan en

    un rea de 130 km2. La mena tiene un promedio de 51,5% Fe, 11,8% SiO2, 0,9% P.

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    29

    6.11.2. Tipo Minnette: Estos son los depsitos de hierro ooltico ms comunes y estn ampliamente

    distribuidos en rocas mesozoicas de Europa, siendo los ms importantes los de Alsacia

    y Lorena y de Luxemburgo, los que se encuentran en pizarras, areniscas y mrmoles

    del Jursico Medio. Las menas tienen del orden de 30-35% Fe en una ganga de

    carbonato de Ca y slice. Estas menas proporcionan el total de hierro usado en la

    industria del hierro y acero de Europa occidental. Los oolitos estn constituidos

    principalmente por limonita, aunque incluyen siderita, chamosita y hematita. El alto

    contenido de carbonato de Ca (5-20%) los diferencia de los BIF y su presencia es

    favorable ya que se requiere como fundente; muchas de estas menas son auto-

    fundentes. Los contenidos medios de este tipo de depsitos son de 31-37% Fe, 6-16%

    SiO2, 5-19% CaO, 4-7% Al2O3, 1,3-2,3% MgO, 0,02-0,03% Mn, 0,08-1,18% P y 0,08-

    0,23% S.

    Existen depsitos de hierro ooltico del tipo Minnette en el NW de Argentina y

    SW de Bolivia en rocas sedimentarias marinas someras del Silrico Inferior; minas 9

    de Octubre y Puesto Viejo con 826 Mt de mena ferrfera.

    A diferencia de las Formaciones de Hierro Bandeado (BIF), los depsitos

    oolticos tipo Clinton o Minnette no muestran separacin de facies de xidos,

    carbonatos y silicatos, sino que los minerales estn ntimamente mezclados,

    frecuentemente en una misma oolita.

    6.12. YACIMIENTOS SEDIMENTARIOS DE MANGANESO

    La depositacin de manganeso se produce en sedimentos marinos poco profundos (50-

    300 m), principalmente carbonatos, arcillas y areniscas glauconticas, comunmente con

    capas de conchas (coquinas), en secuencias transgresivas asociadas a cuencas anxicas en

    reas cratnicas estables o mrgenes de cratones.

    Los depsitos sedimentarios de Mn y sus equivalentes metamrficos producen la

    mayor parte del Mn en el mundo. La otra fuente son los depsitos residuales de Mn.

    La produccin mundial de Mn en 1994 fue de 22,1 Mt y los productores principales

    fueros: China (7,0 Mt), Ucrania (2,98 Mt), Sudfrica (2,87 Mt), Brasil (2,5 Mt), Australia (1,99

    Mt), India (1,60 Mt) y Gabn (1,44 Mt).

    La produccin de manganeso chilena es modesta alcanzando a 63.670 toneladas en

    1997 y proviene de la explotacin de yacimientos del Cretcico Inferior de la IV Regin por

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    30

    la empresa Manganesos Atacama, que es una subsidiaria de la Compaa Minera del

    Pacfico. Los depsitos chileno de Mn se presentan en la parte sur de la III Regin y en la IV

    Regin: Distritos de Carrizal y Las Timbles en la III regin y los distritos Arqueros, Lambert,

    Romero, La Liga, Arrayn, Corral Quemado y Fragua en la IV Regin.

    La existencia de estos depsitos dentro de rocas estratificadas del Cretcico Inferior se

    ha denominado como la cuenca del manganeso (Biese, 1956) y existen tres niveles

    manganesferos en las formaciones Arqueros y Quebrada Marquesa del Cretcico Inferior

    (Neocomiano a Albiano). Estas Formaciones incluyen calizas marinas que alternan con

    potentes secciones de rocas volcnicas y volcanocsticas.

    Los mantos con Mn tienen una potencia media de 1 m y estn constituidos por bandas

    de 110 cm de braunita (Mn2+Mn3+6SiO12) y psilomelano ((K,H2O)2Mn5O10) separadas

    por areniscas volcnicas.

    Tambin en la Cordillera de la Costa de la regin de Loncoche (Cautn) y Valdivia existen

    niveles de 0,25 a 2,0 m de potencia de cuarcita con pirolusita (MnO2) y rodonita

    ((Mn2+,Fe2+,Mg,Ca)SiO3), la que es concordante dentro de esquistos micceos

    paleozoicos. Estos depsitos de manganeso carecen de importancia econmica y se supone

    que sedimentaron junto con la secuencia clstica que fue metamorfizada.

    El manganeso tiene amplias aplicaciones industriales en: alimentos,

    fertilizantes, fungicidas, fundentes, fragancias, sabores, fundiciones, ferritas, tubos

    fluorescentes, qumicos, lixiviacin y aleaciones con hierro (acero con manganeso). Es un

    oxidante, desoxidante, colorante, blanquedor, insecticida, bactericida, alguicida, lubricante,

    nutriente, catalizador, secador, secuestrador, etc. Para cada uso particular el mangnaneso

    debe ser de un tipo particular y algunos proveedores se han especializado en proveer menas

    especiales. Un uso importante del Mn es en las pilas comunes de Zn-carbn, en las cuales

    el relleno es de xido de Mn, el cual actua como oxidante o despolarizador; para este uso

    se requiere >80% MnO2,

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    31

    Aguas cidas (bajo pH) retienen el Mn disuelto ms tiempo que al Fe y las alcalinas (alto pH)

    o menos cidas precipitan los xidos de Fe y Mn juntos.

    La solubilidad del Fe y Mn es funcin de su estado de oxidacin; en estado reducido

    ambos son muy solubles, pero cada uno forma xido muy insoluble.

    Los compuestos de Fe en la naturaleza son menos solubles que los de Mn y el ion

    ferroso es oxidado ms fcilmente que el ion manganoso. Por consiguiente, el Fe va a

    precipitar primero que el Mn y en ambiente exgeno el Mn se dispersar ms rpido que el

    Fe en procesos de meteorizacin o de alteracin. La oxidacin y solubilidad diferencial del

    Mn y Fe parece ser la explicacin ms lgica, pero el problema de la separacin de

    sedimentos de Fe y de Mn no ha sido resuelto.

    En la formacin de depsitos sedimentarios la anoxia en cuencas sedimentarias jugara

    un rol fundamental. Los depsitos mayores de Mn se formaran en los bordes de cuencas

    intracratnicas marinas someras en las que las aguas estancadas carecen de oxgeno. La

    ausencia de oxgeno conducira al aumento de Mn disuelto en las aguas ms profundas de

    la cuenca (en estado reducido; ion manganoso) en cuyo fondo se depositan lutitas negras y

    siguiendo una transgresin marina precipitara el Mn en la zona poco profunda y oxidante

    de la plataforma marina. Consecuentemente los depsitos de Mn sedimentarios se

    consideran una facies lateral de lutitas negras formadas en cuencas anxicas. Cabe

    destacar, que en el caso de la cuenca del manganeso de la IV Regin de Chile los niveles

    con manganeso corresponden justamente a secuencias transgresivas.

    El origen del Mn disuelto en las cuencas es menos claro: podra ser lixiviado de las rocas

    por los procesos de meteorizacin (descomposicin de minerales ferromagnesianos),

    transportado por corrientes de aguas a cuencas cerradas y protegidas prximas y

    precipitado por oxidacin en las porciones costeras de la cuenca. Sin embargo, el Mn

    tambin puede haberse originado en emanaciones volcnicas subacuticas, ya sea de

    materiales piroclsticos que se descomponen en los fondos marinos o por actividad

    hidrotermal relacionada al volcanismo submarino. Sea cual fuere el origen del Mn este se

    disolver en el ambiente reductor de cuencas anxicas y se depositar en condiciones

    oxidantes costeras, particularmente durante una ingresin.

    Los minerales ms comunes en los depsitos son pirolusita (MnO2) y psilomelano

    ((K,H2O)2Mn5O10); los carbonatos se presentan hacia el inetrior de las cuencas y son

    manganocalcita (calcita con Ca y Mn) y rodocrosita (MnCO3).

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    32

    6.12.1. NODULOS DE MANGANESO Estas son concentraciones modernas que se presentan en los fondos

    pelgicos de los ocanos Pacfico, Atlntico e Indico. Son concreciones que

    contienen Fe, Mn, Cu, Co, Ni, etc. que se encuentran dispersas en las llanuras

    ocenicas, dorsales meso-ocenicas actvas e inactivas, en el borde continental y

    pisos ocenicos profundos entre 2000 y 6000 m de profundidad.

    Los ndulos de manganeso estn presentes principalmente en aquellas reas

    donde se depositan arcillas pelgicas (razn de depositacin 7m/Ma). Raramente

    se encuentran en la plataforma continental, en capas de turbiditas abisales o

    en depsitos biognicos calcreos o silceos de reas ecuatoriales y altas latitudes.

    Los ndulos y costras de manganeso son depsitos hidrogenticos

    (precipitacin mineral a partir del agua de mar) y diagenticos (precipitacin mineral

    a partir de fluidos intrasedimentarios en los procesos de compactacin y litificacin

    de sedimentos).

    Fig. Modelo hidrogentico de los ndulos de ferromanganeso con fuente magmtica

    de metales (Martnez y Lunar, 1992)

    En lneas generales el origen de los componentes metlicos de estos materiales

    proviene de la actividad magmtica del ocano, de los aportes de elementos

    qumicos provenientes de aguas y vientos continentales y de componentes qumicos

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    33

    contenidos en los organismos marinos, los cuales son liberados al morir y

    descomponerse. As, ms de diez millones de m3 de xidos e hidrxidos de Mn, Fe, Ni,

    Cu, Co, etc., que se encuentran disueltos en el agua marina, precipitan todos los aos

    sobre los ndulos y costras manganesferas de los fondos ocenicos.

    La Morfologa De Los Ndulos De Mn Vara de redondeada a elipsoidal o

    completamente irregular y su morfologa depende del tipo de precipitacin mineral

    (hidrogentica o diagentica), de la forma del ncleo de precipitacin (rocas gneas,

    restos orgnicos, pedazos de ndulos preexistentes o cualquier otro objeto slido del

    fondo) y de los procesos de deformacin frgil (fracturacin) que sufren durante su

    formacin. Por otra parte, la naturaleza del ncleo influye en los procesos de

    precipitacin pues se ha comprobado que los de naturaleza ms metlica son capaces

    de acumular capas ms gruesas de xidos de manganeso que los ndulos en ncleos

    formados por materiales no metlicos (por ejemplo, restos orgnicos).

    Fig. Aspecto de dos ndulos de manganeso

    de la zona de Clarion y Clipperton en el Pacfico

    (la escala es en centmetros) con ncleo

    sedimentario a la derecha y magmtico a la

    izquierda. Cronan, 2000

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    34

    La forma de estos ndulos tambin estn en funcin de la fuente de agua

    domnate, ya sea agua del mar o agua intersticial.

    Fig. Fotografa del fondo marino

    con ndulos de Mn en la cuenca de Per. A)

    gran densidad de ndulos de 5 cm de

    dimetro a 4.030 m. de profundidad en el

    rea SPN, B) menos densidad de ndulos de

    tamao mediano (15 cm) a 4.090 m. en el

    rea SPS (Cronan, 1999)

    La distribucin de los ndulos de Mn est relacionada con las tasas de

    sedimentacin, las cuales estn controladas por el suministro de sedimentos y por

    las corrientes marinas del fondo. En general, se cumple que donde la sedimentacin

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    35

    es rpida, los ndulos de Mn son escasos. Esto se debe a que los sedimentos

    entierran los ncleos de los ndulos antes de que estos crezcan hasta un tamao

    apreciable. Cuando las tasas de sedimentacin son bajas, los ndulos suelen ser

    abundantes. Otros factores que afectan la abundancia y distribucin de los ndulos

    son la presencia o ausencia de ncleos aptos para el inicio del crecimiento de los

    ndulos, el tiempo de precipitacin y por supuesto, como hemos comentado

    anteriormente, su proximidad a las fuentes de suministro de metales.

    Muchas de las arcillas pelgicas son rojas, de grano muy fino y altamente

    oxidadas; en algunas reas estn acompaados por sedimentos de radiolarios y

    diatomeas (caparazones silceas de micoorganismos planctnicos); el contenido de

    carbn es de

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    36

    La composicin de los ndulos de manganeso es:

    Rango 8-40 % Mn Promedio 20 % Mn

    2,5-26,5 % Fe 16 % Fe 0,02-2,5 % Co 0,33 % Co 0,2-2,0 % Ni 0,6 % Ni 0,03-1,6 % Cu 0,35 % Cu 0,02-0,35 % Pb

    0,03-0,04 % Zn 0,0003 % Ag

    Su mineraloga incluye:

    o Vernadita MnO2 x nH2O; incorpora Co y Ni

    o Psilomelano nMnO x MnO2 x nH2O

    o Todorokita (Ca, Na, K. Ba, Mn2+)2 Mn5O12 x nH2O

    o Birmessita (Ca, Na) (Mn2+, Mn4+)7 O14 x 3H2O; incluye Ni, Cu, Zn

    o Hidrxidos frricos.

    Fig. Esquema de un ndulo de Mn con morfologa y composicin diferentes en la

    parte superior e inferior. Cronan, 2000

    Es un hecho concreto que estas concreciones metalferas se forman en las

    porciones de los ocanos donde la sedimentacin es mnima, pero la fuente de los

    metales que precipitan es materia de controversia, se han planteado las siguientes

    alternativas

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    37

    1) Intemperismo continental, transporte por los ros al mar.

    2) Lixiviacin de la corteza ocenica recin formada en las dorsales meso

    ocenicas por los sistemas hidrotermales marinos, sobre todo de rocas mficas.

    3) Diagnesis anxica de los sedimentos hemipelgicos permitiendo liberar el Fe,

    Mn, etc. de los fondos ocenicos entre 200 800 m donde los valores de oxgeno

    son muy bajos transportandolos a delgadas capas oxidadas superficiales.

    4) Diagnesis xica de sedimentos pelgicos enriqueciendose en metales trazas

    dentro de los sedimentos oxidados.

    5) Extraccin biolgica de animales muertos en el ocano.

    6) De las aguas ocenicas.

    7) De sistemas hidrotermales volcnicos relacionados a las dorsales meso-

    ocenicas.

    Para el transporte de los metales se ha planteado:

    1) Transporte vertical por partculas como masas fecales, plancton o arcillas que

    atraviesan en agua marina en forma suspendida.

    2) Difusin de metales disueltos en sedimentos casi superficiales del piso marino,

    donde las reacciones diagenticas anxicas y xicas incrementan el contenido

    de metal.

    La depositacin de coloides y suspensiones de Fe y Mn en el fondo del mar ocurre

    por:

    1) Precipitacin qumica de metales del agua marina, especialmente cerca del

    fondo marino donde se presenta el contenido mximo de estos elementos.

    2) Por actividad bacteriana en los sedimentos marinos superficiales del piso

    ocenico y ndulos.

    3) Por actividad de microfauna epibentonica en los ndulos, especialmente

    foraminferos que contribuyen al crecimiento nodular.

    4) Depositacin preferencial de metales disueltos en el agua en minerales de Fe-

    Mn como todorokita.

    Con relacin a las costras de Mn, estas contienen igualmente xidos de

    manganeso, hierro y otros metales como cobalto, platino, cobre, etc. y aparecen

    generalmente en las laderas y cumbres de las montaas submarinas (seamounts) e

    islas ocenicas, y en las dorsales mediocenicas y los plateaux ocenicos (Fig. 7). Las

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    costras de Mn se localizan a profundidades entre 400 y 4500 m., aunque las ms

    potentes se sitan entre 800 y 2.500 m.

    Fig. Distribucin de las costras de Mn en montaas e islas ocenicas (Cronan, 1980)

    La velocidad de crecimiento de las costras de Mn se estima entre 1 y 10 mm por

    milln de aos. Con relacin a la tasa de crecimiento, cuanto ms lenta sea esta,

    mayor ser el contenido de cobalto en la incrustacin. El grosor medio de las costras

    es de unos 2,5 mm pero puede alcanzar 250 mm, mostrando a menudo varias

    bandas que corresponden con distintos periodos de crecimiento. Al igual que en los

    ndulos de Mn la potencia de las costras estn relacionadas con la tasa de

    sedimentacin. As, las costras tienden a formarse cuando la sedimentacin es nula

    o muy baja. Es por ello que este tipo de depsitos se localiza en las laderas o cumbres

    de las montaas submarinas e islas, libres de sedimentacin, no obstante la erosin

    y los desplomes en estos edificios volcnicos pueden destruir las costras, reduciendo

    as sus potencias. Otros factores que influyen en los grosores de las incrustaciones

    son el tiempo de crecimiento de estas y la velocidad a la que se han acumulado los

    xidos polimetlicos.

    La densidad de las costras secas es baja de unos 1,3 g/cc, tienen una porosidad del

    60%, su superficie externa suele mostrar texturas botroidales (arrionadas) y en el

    interior se observan texturas masivas, botroidales, laminadas y columnares.

    Mineralgicamente estn compuestas de vernardita (-MnO2) e hidrxidos de Fe

    amorfos (feroxyhyta -FeOOH. x H2O) y, en menor proporcin, todorokita,

    francolita, cuarzo, esmectitas y feldespatos, y pueden tener adheridas partculas

    detrticas de otros minerales (cuarzo, carbonatos, zeolitas, etc.). Con la vernardita

    estn asociados los otros metales como Co, Ni, Cr, Ti, Pt y Mo, y con los hidrxidos

    de Fe elementos como el As. La precipitacin de xidos e hidrxidos de Mn y Fe en

    las costras hidrogenticas depende de la concentracin de metales en el agua de

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    mar y sus relaciones, la carga superficial de los coloides, los tipos de agentes de

    formacin de complejos, rea superficial y tasa de crecimiento. En general, hay una

    oxidacin de Mn2+ y formacin de distintos coloides con adsorcin de metales

    diversos en suspensin y luego se alcanza la precipitacin directa sobre el fondo

    marino en forma de xidos e hidrxidos de Mn y otros metales

    En los estudios de las costras de Mn ricas en cobalto de los ocanos se ha

    comprobado que la distribucin de las mismas est relacionada con la latitud, de

    manera que la presencia y potencia de este tipo de materiales es mayor conforme

    nos acercamos al ecuador (en concreto, entre los 5 y 15 de latitud). De igual

    manera, las cantidades de cobalto y nquel tambin aumentan en direccin al

    ecuador.

    Fig. Modelo de formacin

    hidrogentico de costras

    de Mn en montaas

    submarinas mostrando la

    formacin de complejos y

    fases coloidales y

    adsorcin de metales.

    Zpc: pH en el punto cero

    de carga (Cronan, 1999)

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    6.13. YACIMIENTOS DE METALES BASE EN ROCAS SEDIMENTARIAS

    Si existen iones metlicos en aguas y condiciones redox para la precipitacin, existe

    la posibilidad de formar un depsito mineral sedimentario. Esta condiciones pueden

    darse en cuencas sedimentarias donde restos de materia orgnica en descomposicin o

    la accin bacteriana genera un medio reductor excepcional y donde la depositacin

    clstica es prcticamente nula. Si bien, el mecanismo de precipitacin de metales tiene

    una base qumica inobjetable en un medio sedimentario reductor, se plantea el

    problema de la fuente de los metales, ya que el agua de mar no los contiene en cantidad

    suficiente.

    El Kpferschiefer del Norte de Europa es probablemente la pizarra o lutita rica en

    cobre (pizarra calcrea bituminosa) ms conocida. Esta yace cerca de la base de la

    Formacin Zechstain del Prmico Medio. El Kpferschiefer tiene solo 60 cm de potencia

    media, pero se extiende desde el norte de Inglaterra hacia el este a travs de Holanda,

    Alemania y hasta Polonia en un rea de 600.ooo km2, que parece corresponder a un

    largo brazo de mar somero del Prmico de Europa. No toda el rea posee leyes

    econmicas, solo 1% del rea posee leyes >0,3% Cu y 5% de ella tiene >0,3% Zn. Se trata

    de una secuencia transgresiva que incluye un conglomerado basal (debajo del nivel

    cuprfero) y est cubierto por calizas del Zechstein.

    La secuencia tiene una base de capas rojas del Prmico Inferior (conglomerados y

    areniscas rojas; Rotliegendes), seguido de la pizarra del Kpferschiefer y de las calizas del

    Zechstein del Prmico Medio a Superior. El ambiente de sedimentacin del

    Kpferschiefer correspondera a planicies costeras dentro del nivel de mareas o

    levemente encima de ellas y en condiciones de clima rido a semi-rido (sabkha); este

    ambiente se desarroll a medida que el mar Prmico transgredi las arenas del desierto.

    La mineralizacin se presenta en el nivel Kpferschiefer, pero se extiende dentro de

    las calizas superiores y las areniscas rojas del Rotliegendes infrayacentes. El cobre y

    otros metales estn diseminados en la matriz de las rocas como sulfuros de grano fino e

    incluyen principalmente: bornita, calcosina, calcopirita, galena y esfalerita. Estos

    minerales comnmente reemplazan cemento de calcita pre-existente, fragmentos lticos

    y granos de cuarzo, as como a otros sulfuros. En el distrito de Lubin existen venillas de

    yeso, calcita y metales base, las cuales incrementan las leyes significativamente y se han

    interpretado como fracturamiento hidrulico. Adems, existe una zona de enrojecida

    conocida como facies Rote Fale, la que tendra un origen diagentico superimpuesto

    post-sedimentario y transgrede los contactos litolgicos y el cobre se presenta

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    inmediatamente encima de esta facies roja y la mineralizacin de Pb-Zn se presenta

    encima de la del cobre; esto significa que en la formacin de los depsitos ha jugado un

    rol la diagnesis de los sedimentos Prmicos y, de hecho, la delineacin de la facies roja

    se ha utilizado para localizar nuevos cuerpos mineralizados.

    Las zonas de facies de Rote Fale son coincidentes con altos subyacentes del

    basamento y la zonacin mineral mantea hacia fuera de esos altos hacia los centros de

    las cuencas. Esto ha hecho que muchos autores asignen un origen diagentico a la

    mineralizacin de lKpferschiefer, los mismos que han destacado las texturas de

    reemplazo de las menas. Por otro lado los singenetistas se afirman en las evidencias de

    terreno y, sobre todo, en la enorme extensin de los yacimientos estratiformes que se

    explica mejor por la sedimentacin. Sin embargo, las enormes cantidades de metales

    base y azufre contenidos por los estratos plantean interrogantes puesto que estos no

    son productos sedimentarios comunes.

    El Kpferschiefer se ha explotado en Mansfield, Alemania por aproximadamente

    1000 aos, pero los depsitos ms relevantes se encuentran en Polonia donde el

    Kpferschiefer presenta de 0,4 a 5,5 m de potencia y su contenido de 1,5% Cu. Los

    depsitos polacos se distribuyen en un rea de 30 x 60 km y s