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Evaluación de Yacimientos
MSc. Fulton Carlos Reátegui Ordóñez
Ingeniería de Minas UTP-Arequipa.
Msc. Fulton Reátegui Ordoñez
1.1 Materiales de los yacimientos
Existen dos tipos de yacimientos Metaliferos y no
Metalíferos
Los yacimientos metalíferos son concentraciones de
metales, que primitivamente estaban dispersos.
Los minerales forman las menas, éstas a su vez están
asociados a materia rocosa denominada también estéril.
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Menas minerales. Es una concentración de uno o más
elementos químicamente unidos, y asociados con
minerales de ganga principalmente, cuarzo o calcita y
material rocoso.
Clasificación de las menas.
Por su origen pueden ser singenéticas formados
originalmente a partir de roca intrusiva de dos tipos:
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Primarias, hipogénicas
Son aquellas que fueron depositadas durante el periodo o periodos de metalización, por soluciones hidrotermales ascendentes
Secundarias supergénicas.
Son el resultado de la alteración de las primarias. como resultado de la lixiviación u otros procesos superficiales, la acción de las aguas superficiales descendentes
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Minerales de Ganga.
Los minerales de ganga son materias asociadas a un
depósito.
La ganga puede contener un solo mineral como la pirita
este material es desechable, pero en todo caso esto no se
puede tomar como una regla ya que tenemos una infinidad
de producto de ganga que pueden ser de rendimiento
económico. (Las calizas, piritas, cuarzo etc.)
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Origen de los yacimientos minerales
El origen de los yacimientos minerales puede ser tan variado como lo son los procesos geológicos, y prácticamente cualquier proceso geológico puede dar origen a yacimientos minerales.
Se pueden considerar dos grandes grupos de yacimientos:
1. Los de minerales, ya sean metálicos o industriales, que suelen tener su origen en fenómenos locales que afectan a una roca o conjunto de éstas,
2. Los de rocas industriales, que corresponden a áreas concretas de esa roca que presentan características locales que favorecen su explotación minera.
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1.2 Procesos de formación de los yacimientos
minerales
La formación de los yacimientos minerales es muy complicada, ya que algunos contienen varias menas y gangas. A la fecha no existen dos yacimientos iguales y estos han sufrido procesos diversos.
En la formación de un depósito pudieron haber intervenido más de un proceso, entre los agentes que intervienen de los yacimientos minerales:
el agua ya sea en forma de vapor, agua magmática caliente, agua meteórica fría, agua de mar, lago o río, temperatura y presión de la superficie, otros agentes son los magmas, gases, vapores, sólidos en solución, la atmósfera, los organismos, y la roca encajonante.
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Se muestra un esquema general de algunos de los procesos de formación
yacimientos minerales, faltando en este esquema la formación de yacimientos
Volcano genéticos Sedimentarios, Sedex y yacimientos de placer.
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Veremos los diferentes procesos que dan origen a los
principales yacimientos minerales y son los siguientes:
a) Concentración magmática.
b) Sublimación.
c) Metasomatismo de contacto.
d) Procesos Hidrotermales.
e) Relleno de cavidades.
f) Reemplazamiento.
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g) Stockwork o Pórfidos Cupríferos
h) Oxidación y enriquecimiento supergénico.
i) Sedimentación.
j) Evaporación.
k) Concentración residual y mecánica.
l) Metamorfismo.
m) Volcanogenéticos sedimentarios – Exhalativos
n) Placer.
En los yacimientos minerales intervinieron dos más procesos, estos pudieron haber intervenido al mismo tiempo o en diferentes épocas.
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Los yacimientos formados al mismo tiempo que las
rocas son denominadas singenéticas.
Los yacimientos que son formados posteriormente a las
rocas se les denominan epigenéticos.
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1.2.1 Concentración Magmática
.
Los magmas pueden concentrarse en masas de suficiente
volumen y riquezas, llegando a constituir yacimientos
minerales de valor económico, son grandes y ricos pero
existen relativamente pocos.
Los yacimientos magmáticos se forman de la masa ígnea
intrusivas por simple cristalización o por concentración por
diferenciación
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Los denominados ortotécticos y ortomagmáticos han sido
formados por:
1. simple cristalización sin concentración
2. segregación de cristales de la primera formación
3. inyección de materias concentradas en otros lugares por
diferenciación.
Los minerales metálicos cristalizaron antes que los
silicatos de la roca y se separaron por diferenciación y
cristalización.
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Tipos de concentración magmática:
Diseminación. La cristalización simple de un magma profundo in
situ una roca producirá una roca granular en cuya masa pueden
estar diseminados los cristales. Los depósitos resultantes tienen la
forma de roca intrusiva, que puede ser un dique, chimenea o una
masa de forma de bolsa, su volumen es grande comparado con la
mayoría de los yacimientos minerales.
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Segregación. Son los formados por solución u otros medios. Se
usa esta clasificación exclusivamente para las concentraciones de
minerales que cristalizaron in situ.
Las segregaciones magmáticas tempranas son concentraciones
valiosas constituyentes del magma producido donde los cristales se
diferenciaron mediante la gravedad.
Los depósitos minerales formados por segregación magmática
primaria son generalmente lenticulares y de volumen pequeño, por
lo común son lentejones aislados, coniformes y se presentan en
racimos, en algunos se casos se forman capas en la roca huésped.
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Inyecciones. Los minerales metálicos se concentraron probablemente por diferenciación por cristalización.
Son anteriores o contemporáneos de los minerales primarios (ígneos) asociados, no han permanecido en el lugar de acumulación original, sino que fueron inyectados en la roca huésped o en las rocas circundantes.
Las relaciones estructurales del yacimiento con la roca que los encierra muestra claramente que fueron inyectados; atraviesan las estructuras rocosas que los encierran, incluyen fragmentos de dicha roca o se presentan en forma de dique u otras masas intrusivas en rocas ajenas, incluso llegan a metamorfosear las paredes de las rocas.
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1.2.2 Yacimientos magmáticos secundarios
Son masas de minerales pirogénicos que cristalizaron al final del período magmático. Son las partes consolidadas de las fracciones ígneas que las subsistieron después de la cristalización, de los silicatos formados primeramente, en este respecto difieren las concentraciones primarias de minerales metálicos.
Por lo tanto los minerales metálicos de los yacimientos magmáticos secundarios se formaron después de los silicatos de la roca, los atraviesan, los inundan y reaccionan con ellos, produciendo bordes de reacción.
Estos cambios denominados alteraciones deutéricas, ocurrieron antes de la consolidación final de la masa ígnea y deben distinguirse de los efectos neumatolíticos o hidrotermales posteriores.
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Segregaciones líquidas y residuales. El magma residual se
enriquece, general y progresivamente, en sílice, álcalis, y agua, en
ciertos tipos de magma básico, el magma residual puede
enriquecerse en hierro y titanio.
El líquido residual puede segregarse a los intersticios cristalinos al
interior de la cámara magmática y cristalizar, sin ulterior
desplazamiento, formando los últimos minerales piro genéticos.
En caso de inmovilidad, este líquido forma segregaciones
magmáticas secundarias en la porción central de la cámara
magmática o en las capas del fondo, puede formar valiosos
depósitos.
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Inyección líquida residual. En este proceso el líquido residual es rico en hierro se acumula en circunstancias de perturbaciones conjuntas a las intrusiones ígneas.
1. Puede ser desviado a lugares de menos presión en las porciones consolidadas suprayacentes de la roca madre o hacia el interior rocas que lo encierran.
2. Si no se ha producido acumulación del líquido, el líquido residual rico en hierro puede filtrarse por presión hacia fuera y formar inyecciones magmáticas posteriores.
Las masas minerales resultantes pueden ser de forma irregular, capas o diques y generalmente atraviesan la estructura primaria de la roca huéspedes o cortan a las rocas invadidas.
Las relaciones de las rocas intrusivas ígneas normales y los minerales metálicos rodean, atraviesan, corroen, y reaccionan con los silicatos magmáticos de formación anterior, sin embargo estas reacciones tienen lugar antes de la consolidación final. Si los fluidos inyectados, ricos en hierro, son ricos en volátiles, pueden producir una reacción neumatolítica.
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Segregación de líquidos no miscibles. Al parecer los óxidos
metálicos no pueden formar soluciones no miscibles en magmas de
silicatos. Vogt, demostró que los sulfuros de hierro-níquel- cobre,
son solubles entre 6 y 7 % de magmas básicos y que al enfriarse
pueden separarse en forma de gotas inmiscibles que se acumulan
en el fondo de la cámara magmática, donde forman segregaciones
del sulfuro líquido.
Los sulfuros permanecen líquidos hasta después de haber
cristalizado los silicatos, entonces penetran en estos, los corroen y
cristalizan alrededor de los mismos. Estos son los últimos
minerales pirogénicos que cristalizan y al penetrar corroen los
silicatos anteriores dan origen a las relaciones que con frecuencia
han sido interpretadas como hidrotermales.
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Los yacimientos están formados por una mineralogía muy simple
pirrotina, petlandita, calcopirita, níquel cobre, a los que acompañan
platino, oro, plata y otros elementos confinados a las rocas ígneas
básicas de la familia del gabro.
Los productos de procesos magmáticos pueden dividirse en
metales nativos, óxidos sulfuros, y piedras preciosas. A
continuación enumeramos los diversos yacimientos y los minerales
importantes:
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1.2.3 Sublimación
La sublimación está relacionada tan sólo con compuestos
que son volatilizados y posteriormente depositados a partir
del vapor a menor temperatura o presión.
Implica una transición directa del estado sólido al gaseoso
o viceversa sin pasa por el estado líquido que usualmente
se encuentra entre ambos.
Alrededor de volcanes y fumarolas se depositan muchos
sublimados pero pocas en abundancia para que sean
costeables.
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1.2.4 Metamorfismo y metasomatismo de
contacto
Los efectos térmicos de las intrusiones magmáticas
profundas sobre las rocas invadidas son el resultado del
calor transferido directamente por las emanaciones
magmáticas, y en menor proporción por la conducción que
es más lenta, existen dos tipos:
1. Los efectos térmicos sin adición de nuevas materias, que dan
origen al metamorfismo de contacto.
2. Los efectos térmicos combinados con adiciones procedentes
de la cámara magmática, que dan origen al metasomatismo de
contacto
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El metamorfismo de contacto:
Cuando se produce el intrusivo capas enteras de rocas
carbonatos se transforman en rocas complejas llamadas
táctitas, o skarn con la adición de los óxidos de hierro bien
granatitas. Esta transformación puede ser de dos tipos:
1. Metamorfismo térmico, normal implica solo re cristalización y
recombinación de los constituyentes rocas originales.
2. Metamorfismo neumatolítico, que implica además del transporte
gaseoso de materiales a partir del magma.
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El Metasomatismo de contacto
Difiere del metamorfismo de contacto ya que implica
adiciones importantes a partir del magma, las cuales por
reacción meta somática con las rocas con las que
establece contacto forman nuevos minerales en
condiciones de elevada temperatura y presión.
Si las emanaciones magmáticas están muy cargadas de
los constituyentes de depósitos minerales, resultan
yacimientos magmáticos de contacto, particularmente en
un ambiente favorable de rocas calcáreas
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Fases de formación.
Al parecer, el Metasomatismo de contacto empieza poco
después de la intrusión y continúa hasta mucho después
de la consolidación de la parte exterior de la intrusión.
La primera fase que es térmica, produce re cristalización y
recombinación, con o sin aporte del magma, esto da origen
a muchos silicatos, la magnetita y el oligisto se forman con
los silicatos y después de ellos, pero generalmente
preceden a la formación de los sulfuros.
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Los sulfuros se forman en su mayoría, después de los silicatos y los óxidos. Se tiene algunas precisiones:
1. Modo de transferencia. La re cristalización y parte de la
recombinación pueden haber sido realizadas por el calor tan sólo, inmediatamente después de la intrusión. Sin embargo, la principal transferencia de materias por los fluidos magmáticas debe de haber ocurrido en el período posterior después de estacionarse la zona fría de la intrusión y durante la acumulación del magma final, en el que habían concentrado los mineralizantes
2. Relación con la intrusión. El Metasomatismo de contacto que da origen a los yacimientos minerales no se presenta en todos los magmas, parece depender de la composición del magma y este esta relacionado con el volumen y profundidad de la masa intrusiva.
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3. Composición de la intrusión. Los que dan origen a los depósitos minerales son en la mayoría silícica de composición intermedia, como monzonita cuarcífera, monzonita, granodiorita, o diorita cuarcífera. Las rocas altamente sílicas, como el granito normal, raras veces producen depósitos minerales. Tampoco se encuentran depósitos metasomáticos de contacto en rocas ultrabásicas, solo en casos raros en rocas básicas.
4. Tamaño y forma. La mayoría de los, yacimientos metasomáticos de contacto están asociados con bolsas, batolitos y masas intrusivas de tamaño similar, raras veces están asociados con lacolitos y están ausentes los diques. Las masas que buzan suavemente producen zonas más amplias de metasomatismo de contacto que los que tienen flancos muy pronunciados.
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3. Profundidad de intrusión. La profundidad de la intrusión es un factor importante en la formación de los yacimientos metasomáticos de contacto, los depósitos sólo se encuentran en rocas granulares, lo que indica un enfriamiento lento. La ausencia de depósitos en rocas de textura vítrea y afanítica, debido a un enfriamiento rápido a escasas profundidades no son favorables para los depósitos metasomáticos y la mayoría de ellos cristalizaran a profundidades superiores a los 1500 m.
4. Alteración de la Intrusión. En general la intrusión resulta poco afectada, durante el metamorfismo de contacto, raramente sus bordes pueden estar alterados que oscurezcan él limite exacto entre la intrusión y la roca alterada. La epidota es el mineral principal formado durante la intrusión, es el resultado de la absorción CaO y CO2, de la roca invadida. Con menos frecuencia se presenta él gránate, la vesubianita, clorita, diópsido, y otros minerales es frecuente la seritización de la intrusión, es un efecto causado por emanaciones ulteriores de agua termales a través los bordes estabilizados de la intrusión.
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7. Relación con la composición. Las rocas carbonatas es las más afectadas por la intrusión del magma; la caliza y la dolomía pura cristalizan fácilmente y sé recombinan con los elementos introducidos. Las rocas carbonatadas impuras resultan más afectadas aún, puesto que las impurezas como la sílice, alúmina y el hierro son ingredientes dispuestos para entrar a en nuevas combinaciones con el óxido de calcio. La totalidad de la roca adyacente a la intrusión puede ser convertida en una masa de granate, silicatos y mineral. Las areniscas resultan un poco afectadas y recristalizan en cuarcita, y pueden contener pocos minerales metasomáticos, los esquistos y pizarras resultan calcinados y endurecidos, o alterados en forma de corumbia, generalmente con andalucita, sillimanita y estauralita. Las rocas ígneas invadidas no contienen depósitos metasomáticos de contacto, presenta una leve alteración.
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1.2.5 Procesos hidrotermales
Son soluciones hidrotermales que transportan los metales desde la intrusión en consolidación hasta el lugar de la deposición del metal y se les considera el factor de mayor importancia en la formación de depósitos minerales epigenéticos.
En su viaje a través de las rocas, las soluciones hidrotermales pueden perder su contenido mineralpor deposición en las distintas clases de aberturas de las rocas, formando depósitos de relleno de cavidades o por sustitución meta somática de las rocas, formando depósitos de substitución
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Los factores esenciales para los depósitos hidrotermales
son:
1. Disponibilidad de soluciones mineralizadoras susceptibles de
disolver materia mineral.
2. Presencia de aberturas en las rocas por las cuales puedan
canalizarse las soluciones.
3. Presencia de lugares de emplazamiento para la deposición del
contenido del mineral.
4. Reacción química cuyo resultado sea la deposición.
5. Suficiente concentración de materia mineral depositada para
llegar a constituir depósitos explotables.
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Carácter de las soluciones. La acción es visible sólo en forma de depósitos minerales o de la alteración de la pared rocosa, la palabra hidrotermal, son aguas calientes cuya temperatura oscila entre los 500° C y 50° C. Las de temperatura elevada están también a presión elevada.
Factores que afectan a la deposición.
Cambios y reacciones químicas. En su largo camino ascendente, las soluciones mineralizadoras tienen que experimentar algún cambio químico por su reacción con las rocas que atraviesan. Las rocas silicatadas las hacen alcalinas o más alcalinas. La concentración de iones de hidrogeno (PH) puede determinar cuándo ha de ocurrir la reacción con las rocas o deposición. La sustitución puede producirse por los minerales antiguos por otros nuevos, sólo por la reacción entre la solución y un sólido. Paredes muy reactivas como las calizas.
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Temperatura y presión. Los factores más importantes que producen la deposición hidrotermal a partir de soluciones se producen los cambios de temperatura y presión.
En general un descenso de temperatura hace disminuir la solubilidad y produce precipitación. Las soluciones hidrotermales inician su camino con el calor proporcionado por el magma, calor que se pierde lentamente al ir atravesando las rocas. El descenso de temperatura depende del ritmo de pérdida de calor en las paredes rocosas, lo cual depende a su vez de la cantidad de la solución que atraviese, de las reacciones exotérmicas y principalmente de la capacidad de la pared rocosa para absorber el calor.
Cuando mayor es la difusibilidad térmica de una roca más rápidamente absorberá el calor y mayor será el descenso de la temperatura en las soluciones. En las fases iniciales de circulación de las paredes rocosas frías, el descenso de temperatura será relativamente rápido pero la continua fluencia de soluciones calentará las rocas de las paredes hasta llegar a la temperatura de las soluciones, en cuyo momento disminuirá la pérdida de calor.
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Yacimientos Epitermales.
Los yacimientos epitermales son productos de origen
hidrotermal formados a poca profundidad y baja
temperatura.
La deposición tiene lugar normalmente dentro de los 900 m
de la superficie, en el rango de temperaturas de 50° y
200°C. La mayoría están en forma de rellenos de filón,
fisuras irregulares ramificadas, stockworks o chimeneas de
brecha.
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Los minerales de mena característicos de los yacimientos
epitermales incluyen los sulfoantimoniuros y
sulfoarceniuros de plata (polibasita, stephanita, pearcita,
pirargirita, proustita y otros), los teluros de oro y plata
(petzita, [(Ag, Au)2 Te ], Silvanita [(Au, Ag)Te2], Krenerita
[(Au, Ag)Te2], calaverita (AuTe2), hesita (Ag2Te) y otros),
estibina, acantita, cinabrio y mercurio nativo y electro (la
aleación natural de oro y plata), fueron depositadas en
condiciones epitermales. Otros minerales de bonanza
epitermales contienen teluros de oro y sulfuros, sulfosales
y seleniuros de plata.
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Yacimientos Mesotermales.
Los yacimientos mesotermales se forman a temperaturas y presiones moderadas, las menas se depositan alrededor de 200° y 300°C a partir de soluciones que probablemente tienen al menos una pequeña conexión con la superficie.
Las menas aparecen en muchos medios y en numerosas formas, la roca huésped puede ser ígnea, metamórfica, o más generalmente sedimentaria. Los yacimientos diseminados de cobre o porfídicos, se consideran mesotermales. Los filones o chimeneas son comunes y los mantos son cuerpos irregulares
de reemplazamiento pueden desarrollarse donde cortan a las rocas carbonatadas.
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Los filones desarrollan generalmente estructuras bandeadas que se disponen paralelas a las paredes y se forman por reemplazamiento parcial de la roca huésped a lo largo de fisuras
repetidamente abiertas, los productos más abundantes de los yacimientos mesotermales son: cobre,plomo, zinc, molibdeno, plata, oro.
Entre los minerales más característicos están la calcopirita, enargita, bornita, tetraedrita tennantita, esfalerita, galena, calcosina, así como otros minerales menos frecuentes, los minerales de ganga incluyen cuarzo, pirita, y carbonatos; un yacimiento típico de cobre – plomo-cinc puede incluir todos estos minerales y otros.
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Yacimientos Hipotermales.
Los yacimientos hipotermales se forman a temperaturas y
presiones altas en zonas en donde no existe conexión con
la superficie. El rango general de temperatura determinada
por métodos de geometría oscila entre 300° y 600° C son
comunes las estructuras y texturas indicativas de
reemplazamiento, la mayoría de las menas hipotermales
son de grano grueso.
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Los minerales de menas más comunes en la zona hipotermal
son: oro, wolfranita, casiterita, bismutina, uraninita, y los
arseniuros de cobalto y níquel, pueden estar en pequeñas
cantidades de fluorita, baritina, magnetita, ilmenita y
especularita; la pirita es el sulfuro más común de todas las
zonas minerales, es abundante en los yacimientos hipotermales.
Las menas de la zona hipotermal se depositan a profundidades
considerables y han sido llevadas ala superficie a través de
procesos orogénicos y erosión. Consecuentemente, estas
menas son más abundantes en las rocas metamórficas y en
rocas de los períodos geológicos más antiguos.
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1.2.6 Oxidación y enriquecimiento supergénico
Cuando un mineral queda expuesto por la erosión, es
meteorizado junto con las rocas que lo encierran. Las
aguas superficiales oxidan los minerales metálicos,
produciendo disolventesm que disuelven a la vez otros
minerales. Un yacimiento metálico queda de este modo
oxidado y generalmente desprovisto de muchos de sus
materiales valiosos hasta el nivel de la capa de aguas
freáticas o hasta una profundidad donde no puede
producirse la oxidación. La parte oxidada se denomina
zona de oxidación.
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Los efectos de oxidación pueden extenderse más debajo de la zona de oxidación, cuando las soluciones disolventes, frías y diluidas se filtran hacia abajo pueden perder una o la totalidad de su contenido metálico en la zona de oxidación y dar origen a depósitos de mineral oxidado.
Si las soluciones que se filtran hacia abajo penetran en la capa de aguas freáticas, su contenido puede precipitarse en forma de sulfuros secundarios y dar a una zona de enriquecimiento secundario o enriquecimiento sulfuroso supergénico. La parte que no resulta afectada se le denomina zona primaría o hipogénica.
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La oxidación Supergénica y el enriquecimiento se
producen conjuntamente. Sin oxidación no puede haber
aporte de los disolventes a partir de los cuales puedan
precipitarse más tarde los minerales en las zonas de
oxidación o de sulfuros supergénicos, el proceso
comprende tres fases:
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1. Oxidación y solución en la zona de oxidación. Los minerales se alteran y la estructura de la mismos, las substancias metálicas son lavadas o alteradas hasta dar nuevos compuestos, la textura y el tipo de depósito primitivo quedan obscurecidos y los minerales compactos se hacen cavernosos.
2. Cambios químicos. Dentro de la zona de oxidación hay dos cambios químicos principales:
1. La oxidación, solución y la eliminación de minerales valiosos.
2. La transformación in situ de los minerales metálicos en compuestos oxidados.
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3. Coberturas y sombreros de fierro. Las coberteras indican lo que hay debajo de la superficie, excepto en las regiones heladas la mayor parte de los yacimientos presenta un sombrero o cobertera de oxidación, esto puede anunciar el hallazgo o descubrimiento de un yacimiento de gran riqueza.
El sombrero de oxidación es el afloramiento de una masa celular de limonita y ganga situada encima de los depósitos de sulfuro, la tendencia actual es también llamarlos coberturas, principalmente cuando tenemos la presencia de depósitos diseminados.
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COLORES QUE SIRVEN COMÚNMENTE PARA DIAGNOSTICAR EL YACIMIENTO EL
AFLORAMIENTO DE METÁLES COMUNES.
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Enriquecimiento Supergénico.
Los metales en solución que escapan a la captura en la
zona de oxidación gotean hacia abajo, Hacia lugares
donde no existe oxígeno, generalmente la capa de aguas
freáticas, y ahí se depositan en forma de sulfuros
secundarios. Los metales desplazados de arriba van
siendo añadidos así a los existentes debajo, con lo cual se
enriquece la parte superior de la zona de sulfuros. Esto da
origen a la zona de enriquecimiento secundario, llamada
también ahora zona de sulfuros supergénicos.
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1.2.7 Yacimientos sedimentarios
Proceso Sedimentario.
Las Rocas Sedimentarias, son el producto de la transformación de rocas preexistentes, debido a la actuación de la gravedad, de los agentes atmosféricos y también de la actividad de algunos organismos vivos.
Las rocas sedimentarias son el producto de la consolidación de los sedimentos, es decir de minerales sueltos debidos al cúmulo mecánico de fragmentos de tamaño variable (sedimentos clásticos) o a la precipitación de disoluciones, con o sin la actividad de organismos que fijan las sales disueltas en el agua (sedimentos organogénicos y químicos)
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El proceso de sedimentación tiene como resultado la formación
de rocas sedimentarias comunes sino también valiosos
depósitos de minerales de hierro, manganeso, cobre, fosfatos,
hulla, pizarras bituminosas, carbonatos, roca de cemento, arcilla
tierra de diatomeas, bentonita, magnesita, azufre, y en menor
presencia los depósitos de uranio-vanadio.
La formación de los depósitos sedimentarios implica en primer
lugar, una fuente adecuada de materiales, en segundo lugar la
reunión de estos por soluciones o por otros procesos, en tercer
lugar el transporte de los mismos, al lugar de acumulación y en
cuarto lugar, la deposición de los materiales en el receptáculo
sedimentario
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La meteorización mecánica y química y suministra materiales de mena a las cuencas de deposición al tiempo que suministra el cuarzo, arcillas y sólidos disueltos para la formación de sedimentos clásticos y no clásticos. Bajo condiciones favorables de transporte, clasificación, y deposición, algunos minerales de mena llegan a ser lo suficientemente concentrados para constituir yacimientos económicos.
Estas menas sedimentarias se clasifican generalmente como precipitados químicos y acumulaciones mecánicas, de acuerdo a su composición química y mineralógica. Si se derivaron químicamente como mecánicamente las menas sedimentarias son: Yacimientos singenéticos..
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Ciertos yacimientos han sido precipitados como sedimentos primarios de aguas superficiales por procesos químicos y bioquímicos. Las menas de este tipo incluyen óxidos, silicatos y carbonatos de hierro y manganeso, como la formación del hierro bandeado del lago superior.
Los constituyentes de los depósitos de carbonato sedimentario, como las calizas, dolomitas y magnetita industrial, se derivan de las aguas de mar o salinas, las cuales se enriquecieron con la meteorización de rocas así mismo, los constituyentes de los numerosos tipos de depósitos.
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La solución de los constituyentes de los depósitos
sedimentarios de importancia económica se realiza en
parte durante la meteorización, como ocurre con el hierro,
manganeso, fosfatos, cobre y algunos otros metales. Los
principales disolventes son el agua carbonatada, el ácido
húmico y demás ácidos orgánicos.
Las aguas carbónicas son disolventes muy activos del
hierro y manganeso y fósforo; cuando el hierro está
presente en estado ferroso su solubilidad no ofrece
ninguna dificultad, pues dicha forma es inestable.
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depósitos
A partir de soluciones bicarbonatadas. El hierro y el manganeso pueden depositarse a partir de soluciones de bicarbonato de hierro por:
1. pérdida de anhídrido carbónico.
2. oxidación e hidrólisis.
3. plantas.
4. bacterias.
5. substitución de conchas del fondo del mar, en el caso del hierro, formado por oligisto (fósil)
6. Reacción con sílice y arcilla coloidales del fondo del mar, produciendo un gel que absorbe potasio del agua y forma glauconita, o reacciones parecidas que forman chamosita.
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A partir de soluciones sulfatadas. Los minerales de hierro y
manganeso pueden ser precipitados a partir de soluciones
sulfatadas por:
1. reacción con carbonato de calcio.
2. oxidación e hidrólisis.
3. Reacción del hierro con silicatos, produciéndose greenalita.
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A partir de soluciones orgánicas. La precipitación del hierro
y el manganeso, a partir de soluciones, tiene lugar por:
1. oxidación del carbonato ferroso y manganeso a óxidos férrico y
mangánico.
2. bacterias.
3. acción de las plantas.
4. hidrólisis.
5. reacción con álcalis.
6. Los electrólitos del agua del mar actúan sobre hidrósolos de
óxido férrico estabilizados por coloides orgánicos, y dan un gel
de óxido férrico hidratado.
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Carbón
Para que el carbón pueda formarse, deben reunirse una serie de
condiciones tanto bioquímicas como geoquímicas. En un
principio se requiere de un lugar cuya humedad y clima sean
favorables para un rápido crecimiento vegetal y con aguas cuya
profundidad permita que la descomposición de la vegetación se
dé en condiciones anaerobias, o carentes de oxígeno. Este
lugar es el pantano de turba. Si las condiciones son
suficientemente anaerobias, la turba formada por el proceso
resultante de putrefacción dará lugar a carbones sapropélicos
(tipos cannel y boghead), con alto contenido de hidrocarburos y
poco abundantes en la corteza terrestre. Si la anaerobiosis no
es muy estricta, la turba dará origen a los carbones húmicos,
que con mayor frecuencia se utilizan hoy en día.
Msc. Fulton Reátegui Ordoñez
El proceso geoquímico por el cual la turba se convierte en
carbón aún se da en la actualidad y toma millones de años
en efectuarse. La turba es sometida en este proceso a
altas presiones y temperaturas, que la comprimen y
facilitan el cambio en su composición física y química. A
medida que transcurre el proceso de transformación del
carbón, se pierden cantidades de hidrógeno (H), oxígeno
(O) y material volátil (MV). Como consecuencia, el
contenido de carbón va aumentando, así como su valor
calorífico y, por tanto, su rango o grado de evolución que
va desde la turba hasta la antracita, lo cual se describirá
más adelante.
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1.2.8 Sulfuros masivos vulcano genéticos
(VMS)
Los depósitos de sulfuros masivos volcanogénicos
(conocidos como depósitos VMS; de "volcanogenic
massive sulfide") corresponden a cuerpos estratiformes o
lenticulares de sulfuros presentes en unidades volcánicas
o en interfaces volcánico-sedimentarias depositadas
originalmente en fondos oceánicos.
A menudo, los depósitos consisten en un 90% en pirita
masiva aunque la pirrotina está presente en algunos de
ellos, pero contienen cantidades variables de Cu, Pb, Zn,
Ba, Au y Ag, siendo típicamente depósitos polimetálicos.
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Esquema mostrando el sistema de circulación de aguas marinas que dan
origen a depósitos de sulfuros masivos en los fondos oceánicos.
Debajo de los depósitos de sulfuros normalmente existe un stockwork de venillas de sulfuros en rocas intensamente alteradas, el cual parece haber sido el alimentador de los fluidos hidrotermales que penetraron para formar el cuerpo de sulfuro masivo sobreyacente. El stockwork mismo en ocasiones puede tener leyes económicas.
El origen de estos depósitos es volcánico exhalativo, es decir se han formado por emanaciones de fluidos hidrotermales asociadas a volcanismo submarino y se trata de depósitos singenéticos formados al mismo tiempo que la actividad volcánica submarina a la que se asocian.
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El depósito se forma por la acumulación de los sulfuros en
el fondo marino, mismos que normalmente constituyen
>60% del depósito, esto ocurre por:
1. Precipitación en el fondo marino
2. Reemplazo metasomático desde abajo por los fluidos
hidrotermales ascendentes
3. Formación y colapso de chimeneas por las que se emiten los
fluidos
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Acumulación de sulfuros en el fondo oceánico por exhalaciones hidrotermales involucrando precipitación, formación y colapso de chimeneas y reemplazo
desde abajo
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La mayoría de los depósitos de sulfuros masivos del mundo son relativamente pequeños y el 80% de los depósitos conocidos está en el rango de 0,1 a 10 Mt (millones de toneladas métricas).
De estos la mitad contiene <1 Mt de mineral. Sin embargo, estos depósitos pueden ser grandes o muy ricos (de alta ley) o ambos y su explotación puede ser muy rentable, sobre todo cuando se explotan distritos en que existen numerosos cuerpos mineralizados formando grupos compactos. Depósitos importantes de sulfuros masivos ocurren en Canadá, Tasmania, España, Portugal y Japón.
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1.2.9 Yacimientos de Placer
Los placeres resultan de la fracturación, meteorización y transporte de yacimientos primarios, y que se concentran a lo largo de los sistemas aluviales.
El modelo genético de los placeres es un modelo sedimentario convencional, con la existencia de un área fuente, donde existen, más o menos diseminados, los minerales que tienen interés económico, la acción de mecanismos de transporte (agua, hielo, aire, gravedad) moviliza estos minerales útiles, que han sido previamente liberados en las rocas del área fuente por acciones climáticas y biológicas.
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La acción del transporte provoca un efecto de desgaste
que hace que sólo los minerales de mayor dureza
superficial pueden resistir su acción, un efecto de acción
química, responsable de la alteración o disolución de los
minerales inestables y un efecto de selección en función
de la densidad, forma y propiedades de superficie,
responsable de la concentración de los minerales útiles.
Los yacimientos formados se sedimentan en ambiente
continental o en ambientes de transición
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En este tipo de depósitos minerales participa de una conjunción de circunstancias genéticas derivadas de la existencia de yacimientos primarios y de condiciones de alteración y sedimentológicas que liberan y concentran los minerales útiles primarios.
Esto es como si se tratará de una planta de concentración, y que la distribución de tamaños de estos minerales útiles presenta unas características semejantes a las del conjunto de sedimentos con la matización de forma y densidad correspondiente al mineral, lo cual permite mejorarla prospección y sobre todo las leyes de explotación a costos realmente bajos.
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