YACIMIENTOS MAGMATICOS

Los yacimientos magmáticos, son el resultado directo de los procesos magmáticos, su origen coincide en tiempo y espacio con la cristalización de las rocas ígneas, que constituyen el ámbito donde encajan estas mineralizaciones.Paul Niggli (1938) considera a la Litósfera como un complejo polifacético al cual es posible aplicarle la regla de las fases. Para ello construyó varios diagramas (Figura 1) que tratan de explicar las cinco etapas sucesivas de la consolidación de los magmas en las rocas ígneas y en los yacimientos minerales relacionados con ellas, a las que denominó de la manera siguiente:- Ortomagmática- Pegmatítica- Neumatolítica-Hidrotermal-- Solfatárica

Figura 1

Esta tipología de yacimiento recibe diferentes denominaciones: Ortomagmático Niggli Líquido magmático Schneiderhöhn Segregación magmática Lindgren Magmático Park Intramagmático Routhier Concentración magmática BatemanLos yacimientos magmáticos se forman por simple cristalización o

por concentración de diferenciados, producto de la modificación química del magma.

Diferenciación Diferenciación gravitatoriaPrincipales procesos Filtrado a presión Transporte gaseoso Asimilación Mezcla

Diferenciación

Figura 2. Esquema de una cámara magmática y de los procesos de diferenciación. (Anguita y Moreno, 1991)

•Diferenciación o cristalización fraccionada. El magma primario puede contener cristales, o puede ser que éstos se formen durante el ascenso, si éste es lo suficientemente lento. Cuando estos cristales tienen una densidad distinta a la del magma, y en condiciones favorables (sobre todo, residencia en cámaras magmáticas intermedias), se puede producir la separación de estos cristales, o bien por acumulación en la parte superior de la cámara (los de feldespatos, que suelen ser los menos densos) o en su fondo (olivino, piroxeno, que suelen ser los más densos). Esto origina la segregación de determinados componentes minerales, cambiando la composición del magma residual. •Asimilación. Durante el ascenso el magma puede fundir rocas con las que se pone en contacto, incorporando los fundidos correspondientes a su composición, que variará de acuerdo con la composición de las rocas asimiladas. Mezcla de magmas. Ocurre fundamentalmente durante la residencia en cámaras magmáticas, como consecuencia del aporte de nuevas porciones de magmas primarios, que cambian la composición del magma allí acumulado

II. TIPOLOGÍASUna clasificación tradicional es la realizada por Bateman (1968), en la cual los yacimientos magmáticos han sido diferenciados de la siguiente manera: Magmático Primario Diseminación Segregación Inyección Magmático Secundario Segregación de líquido residual Inyección de líquido residual Segregación de líquido inmiscible Inyección de líquido inmiscible

Figura 3

A. Yacimientos Magmáticos Primarios Diseminación: la cristalización simple de un magma in situ producirá una roca granuda, en cuya masa pueden estar diseminados los cristales formados primeramente, que si son valiosos y abundantes formarán un yacimiento mineral. Parte o toda la masa rocosa puede constituir el yacimiento, pueden o no ser fenocristales y los depósitos tienen forma de roca intrusiva. Ejemplo: Chimeneas diamantíferas de Sudáfrica, corindón diseminado.Segregación: son las concentraciones de minerales que cristalizan in situ, es decir, dentro de la cámara magmática. Son concentraciones tempranas como resultado de la diferenciación por cristalización y descenso gravitatorio. Los cristales pesados formados primeramente caen a la parte inferior de la cámara magmática. Ejemplo: Cromita de Bushveld, Sudáfrica. Inyección: los minerales se concentran por cristalización diferenciada y se movilizan por inyección en las rocas circundantes. Atraviesan las estructuras incluyendo fragmentos de la roca de caja (pueden producir metamorfismo) y se presentan como diques. Ejemplo: Magnetita de Kiruna, Suecia.

B. Yacimientos Magmáticos SecundariosSon las partes consolidadas de las fracciones ígneas que subsistieron después de la cristalización de los silicatos formados primeramente, difenciándose de las primeras concentraciones de minerales metálicos.Como se forman después de los silicatos, los atraviesan y reaccionan con ellos formando bordes de reacción. Estos cambios (alteraciones deutéricas), ocurren antes de la consolidación final de la masa ígnea. Se dividen en: Segregaciones líquidas residuales: los magmas residuales básicos pueden enriquecerse en Fe, Ti, álcalis y H2O. El líquido residual puede segregarse al interior de la cámara y cristalizar sin desplazamiento. Ejemplo: Faja titanífera de Bushveld, Sudáfrica.

Figura 4

Inyección líquida residual: el líquido residual rico en Fe se acumula y por alguna perturbación se desplaza. Puede ocurrir que el líquido sea derivado hacia lugares de menor presión, o que el líquido residual se filtre por presión hacia fuera y forme inyecciones magmáticas posteriores. Las masas minerales resultantes pueden tener forma de capas o diques. Los metálicos rodean, atraviesan, corroen y reaccionan con los silicatos magmáticos ya formados. Las reacciones tienen lugar antes de la consolidación final. Los silicatos se encuentran rotos y aplastados (texturas siderolítica). Ejemplo: Magnetitas de Kiruna, Suecia. Segregación de líquidos inmiscibles: al enfriarse el magma, los sulfuros de Fe, Ni, Cu, pueden separarse en forma de gotas inmiscibles que se acumulan en el fondo de la cámara magmática donde forman segregaciones de sulfuros líquidos. Los sulfuros permanecen líquidos hasta después de haber cristalizado los silicatos, entonces los corroen y cristalizan alrededor. La parte inferior de la cámara se enriquece en sulfuros. Están confinados a rocas de la familia del gabro (asociación: pirrotina, calcopirita, pentlandita, Ni, Cu, Pt, Au, Ag) Inyección de líquidos inmiscibles: la fracción rica en sulfuros es impulsada a lugares de menor presión como zona de cizalla o de brechas. Los metálicos penetran, corroen, alteran y hasta reemplazan a los silicatos. Los depósitos tienen formas irregulares o de diques. Ejemplo: Mina Vlackfontein, Sudáfrica.

II. MARCO TECTÓNICODe acuerdo a Cox & Singer (1986), los yacimientos magmáticos pueden, según el ambiente tectónico, clasificarse en:

Asociados a Intrusiones máficas y ultramáficas Área de tectónica

estable Depósitos estratificados- Basal- Intermedio- Superior Depósitos tipo dique

Stillwater (Ni-Cu)Bushveld (Cr)Merensky Reef (EGP)Bushveld (Fe-Ti-V)Great Dyke (Cr-EGP)

Depósitos tipo pipes Pipes (Cu-Ni)Pipes (EGP)

Área de tectónica inestable

Intrusivos asociados a vulcanismo- Ambiente de rift- Greenstone belt

Duluth (Cu-Ni-EGP)Noril’sk (Cu-Ni-EGP)Komatitas (Ni-Cu)Dunitas (Ni-Cu)

Intrusión durante la orogénesis- Sinorogénesis en terreno volcánico- Ofiolitas

Anortositas (Ti), GrenvilleMoa (Cromitas podiformes-EGP)

Asociados a Intrusiones alcalinas

Areas estables Carbonatitas- Complejos alcalinos- Pipes-diamantes

Palabora (Cu-Ap-Vermiculita)

kimberlitas Kimberley (Diamantes)

Asociados a vulcanismo Kirunavaara (P-Fe)Laco (Fe)

IV. PARAGÉNESIS. ASOCIACIÓN PETROLÓGICAExisten asociaciones definidas entre minerales metálicos y magmáticos, y ciertas clases de rocas, por ej.:•Platino: se encuentra sólo en rocas básicas o ultrabásicas, como norita, peridotitas o sus productos de alteración. Cromita: con raras excepciones solo se encuentra en peridotitas, anortositas y rocas básicas similares. •Magnetita titanífera: tiene por roca madre al gabro y la anortosita, y los depósitos de magnetita magmática se hallan en la sienita. •Ni-Cu: están asociados universalmente a noritas. •Corindón: está asociado a la sienita nefelinica. •Diamante: solo se halla en cantidades comerciales en las kimberlitas, que es una variedad de peridotitas. De este modo se ve que las rocas básicas profundas están asociadas a los depósitos magmáticos de importancia, los cuales pueden indicar una relación genética durante los comienzos de la historia de las rocas básicas.•Rocas ultramáficas: cromita (en peridotitas y anortositas), sulfuros de Ni (norita), serpentina, EGP (elementos del grupo del platino)Rocas máficas: cromita, ilmenita, apatita, sulfoarseniuros de Ni.Rocas intermedias: magnetitas, ilmenitas, hematita.Rocas alcalinas: corindón (sienita nefelínica)Kimberlitas: diamantes.

V. TEXTURA Y ESTRUCTURAS DE MENAS Menas Cromitas – Platinoides: los minerales de cromita generalmente presentan una textura masiva, bandeada, moteadas, nodular, brechosa. La textura masiva presenta menas de composición monomineral. La textura bandeada se distingue por la alternancia de bandas de olivino y cromita. Las principales estructuras de estos depósitos son estratiformes (asociados a complejos estratigráficos como Bushveld), y bolsiformes (asociación de series komatíticas y complejos ofiolíticos). Menas Pirrotina – Pentlandita – Calcopirita: se conocen tres tipos de mineralizaciones: mineralización diseminada, singenética, veteada diseminada, masiva epigenética.Estas mineralizaciones pueden ocurrir en forma de cuerpos lenticulares, laminados, vetas y cuerpos colgados y estratificados. Menas Magnetita – Ilmenita (vanadio): encontramos mineralizaciones en forma de estratos (complejos estratiformes) y en forma de lentes u hojas bolsonadas (complejos ofiolíticos). Menas Magnetita – Apatito – Actinolita: las mineralizaciones presentan texturas brechadas (o schlieren), concordante o discordante con las rocas volcánicas. La estructura ocurre en forma de lentes, masiva, vetas.

VI. CARBONATITAS Y YACIMIENTOS ASOCIADOSSe define como una roca rica en carbonato genéticamente relacionada con los

procesos formadores de las rocas alcalinas en regiones de estabilidad cortical o fracturada. Están asociadas con procesos ígneos tanto intrusivos como extrusivos. Son normalmente designadas como yacimientos de segregación magmática.

Las carbonatitas son acumulaciones endógenas de calcita, dolomita y otros carbonatos asociados a intrusivos de composición ultra alcalina. Son carbonatos de magmas profundos, con poca fusión parcial, ricos en LIL (elevada concentración de TTRR), subsaturados en SiO2 (la SiO2 que hay es usada para formar foides, por lo que cationes restantes usan el anión CO3

= para formar compuestos). Pueden presentarse concentraciones inusuales de P, F, TTRR, Zr, Ba, Nb, Th, U, Sn, Ta y W, relacionados con la acción de fluidos residuales ricos en álcalis (formando minerales propios o formando parte de otros).

Los complejos magmáticos ultrabásicos que contienen carbonatitas penetran entre los granitos, gneis o esquistos, y suelen constituir formaciones concéntricas intrusivas zonales: stocks concéntricos, diques cónicos, anulares y radiales. Esta intrusión produce un metasomatismo alcalino con fenitización (fenitas: roca rica en feldespato potásico), que suministra Na y K con evacuación de alúmina, dando como resultado rocas de composición semejante a la de los granitos alcalinos o sienitas.

Durante el proceso de formación de los complejos magmáticos, las carbonatitas llenan su núcleo: 1º calcita (o carbonatitas cálcicas o soevitas), 2º dolomitas y 3º ankerita (rara vez). Los minerales accesorios son flogopitas, apatita, pirocloro, pirocloro uraninífero, perowskita (CaTiO3), carbonatos de TTRR, baddeleyita (ZrO2).

VII. KIMBERLITAS Y LAMPROITASLas kimberlitas son rocas ígneas ultramáficas ricas en volátiles (CO2 predominante) y en K, con abundantes cristales de olivino y de otros minerales del manto, con menores proporciones de apatito (mineral de P), magnetita, diamantes y otros minerales de alta P y Tº, de derivación profunda.

Figura 5. Kimberlite Pipe Model

Las lamproitas son rocas volcánicas o subvolcánicas ricas en potasio y magnesio, con xenolitos y diamantes de origen mantélico.Los diamantes corresponden a xenocristales y tanto las kimberlitas como los lamprófiros son sólo vehículos que transportan los diamantes desde el manto hasta la superficie.Las kimberlitas forman diques, diatremas y engrosamientos a lo largo de diques (Figura 5). Se considera que tanto las kimberlitas como las lamproitas intruyen a favor de fracturas tensionales profundas, en áreas de domos o “rifting”, y que el alto contenido de gases en el magma produce su descarga explosiva hacia la superficie, originando un cráter que se rellena con fragmentos de kimberlitas o de lamproitas y de rocas de caja.La mayoría de los yacimientos se encuentran en regiones estables tales como los escudos o plataformas, habiéndose emplazado en distintas épocas geológicas, desde el Precámbrico hasta posiblemente el Terciario.Los yacimientos primarios de diamantes de mayor importancia económica se

VII. EJEMPLOS CLÁSICOSComplejo Bushveld: situado al norte de Johannesburgo, Sudáfrica (Figura 6). Contiene la mayor reserva de Cr a nivel mundial, también metales del grupo del Pt, V, Ti, Fe y Sn. Tiene una extensión de 67.340 Km2 (300 x 370 Km) y una potencia de 8 Km. Es un lopolito ultrabásico que intruye cuarcitas y rocas eruptivas del Precámbrico (depósito de inyección magmática).

Figura 6

Great Dyke, Zimbabwe: se cree que se formó junto con el complejo Bushveld en un sistema de megafracturas proterozoicas en el sur de África (relacionado probablemente con un rift intracontinental abortado). Es una masa alargada de rocas básicas y ultrabásicas de 500 Km de largo y 11 Km de ancho. Contiene vastas reservas de cromita estratiforme, además de ser fuente de EGP y pequeñas reservas de asbestos de serpentina. Las bandas de cromita se encuentran en hazburguitas o dunitas (Figura 7).

Figura 7

Distrito Moa, Cuba: son cuerpos de cromitas podiformes masivas casi puras en rocas ultramáficas serpentinizadas (depósito de inyección primaria). La diferenciación de la cromita ocurrió en profundidad. El mineral de ganga es el olivino y la roca de caja la constituyen la dunita y la peridotita. El yacimiento es tabular o lenticular en filones.Yacimiento Noril’sk, Siberia: es una intrusión de gabros estratificada de edad triásica (Figura 8). Tiene grandes reservas de sulfuros de Cu, Ni y EGP. Es un depósito magmático secundario de inyección y segregación. La mineralización es brechosa masiva y diseminada en la base del cuerpo y del tipo filoneana en el resto

Figura 8

Yacimiento Palabora, Transvaal (Sudáfrica): es una chimenea de 8 Km de largo por 3 Km de ancho que irrumpe verticalmente a rocas del basamento precámbrico granítico (Figura 9). La calcopirita es el sulfuro principal, con presencia de bornita, calcosina y otros minerales de Cu. Se cree que la mineralización de Cu puede ser de origen hidrotermal, por lo que se pone en duda la clasificación del yacimiento.

Figura 9

Depósito Sudbury, Ontario (Canadá): yacimiento de Ni más productivo del mundo, con Cu y EGP (Figura 10). Las mineralizaciones (sulfuros) se ubican en un nivel máfico en noritas con pirrotina, pentlandita, calcopirita acompañada por pirita y millerita.

Figura 10Yacimiento Kiruna, Suecia: contiene magnetita, hematita y fluorapatita. La ganga es actinolita y diópsido. Se cree que se generó a partir de un líquido inmiscible de magnetita y apatita que fue inyectado antes de la solidificación del cuerpo (inyección liquida residual).

Ejemplos ArgentinosCromitas alojadas en ofiolitas (podiforme): formadas por diferenciación magmática con cromita, ferrocromita y minerales del grupo del Pt. Los yacimientos son: Los Guanacos y Los Congos (Calamuchita, Córdoba; 19 – 32% Cr), de edad proterozoica superior y Uspallata (Mendoza) del Paleozoico inferior.Fe y Ti: son menas en complejos intrusivos máficos-ultramáficos en áreas cratónicas y en ambientes corticales profundos, de edad Cámbrica. La mineralización es estratiforme, en chimenea y vetas, con magnetitas, titanomagnetita, ilmenita y trazas de sulfuros (pirita y calcopirita). Los yacimientos son Cerro Cascabel y Cerro Rico (El Alto, Catamarca), con leyes del 11 al 35 % de TiO2 y 32 al 48% de Fe.Volcán Laco, Antofagasta (Chile): es un depósito de magnetita-apatito en coladas de lava asociada a un complejo volcánico plioceno-pleistoceno. El yacimiento de hierro El Laco se ubica en la Cordillera Principal de la II Región de Antofagasta (23º48’S – 67º30’W) está formado por 7 cuerpos de mena que rodean al PicoLaco un aparato volcánico andesítico a rio-dacítico y constituye un ejemplo a nivel mundial de mineralización de Fe ligada a actividad volcánica. Los cuerpos denominados Laco Norte, Laco Sur, San Vicente Alto y parte de Rodados Negros son estratoligados y aparecen intercalados, en forma concordante con las volcanitas del complejo volcánico. De acuerdo a la Compañía Minera del Pacífico las reservas de El Laco alcanzan a 224 Mt de mineral con 80 a 98% de óxido de Fe masivo. Este está constituido principalmente por magnetita (parcialmente martitizada) y escasa hematita, con una proporción menor de minerales de ganga que incluye apatito, cuarzo, alunita, rutilo, plagioclasa y sanidina. Las rocas volcánicas huésped de los cuerpos de hierro presentan una intensa alteración hidrotermal relacionada a actividad de fuentes termales y solfataras; las rocas están blanqueadas y lixiviadas y sus minerales componentes originales han sido reemplazados por cuarzo, tridimita, alunita, natroalunita, limonita, sericita, clorita y arcillas. Además, se han depositado abundantes sulfatos (yeso, alunita), sílice y azufre nativo, como producto de la actividad solfatárica. En torno a los cuerpos vetiformes e irregulares existe una delgada aureola caracterizada por cuarzo-escapolita-actinolita-magnetita.Carbonatitas, en el noroeste argentino, Distrito Rangel. Está constituido por una fase sienítica (alcalina) y otra granítica (calcoalcalina), además de un cortejo filoneano de disposición radial y anular que incluye riolitas, carbonatitas sienitas analcímicas, tufitas nefelínicas y andesitas. Las carbonatitas primarias tienen calcita, dolomita, ankerita y magnetita. Las carbonatitas metasomáticas e hidrotermales son las de interés económico y presentan TTRR y Th en calcita, siderita, manganocalcita, ankerita y cuarzo.

Ejemplos ArgentinosCromitas alojadas en ofiolitas (podiforme): formadas por diferenciación magmática con cromita, ferrocromita y minerales del grupo del Pt. Los yacimientos son: Los Guanacos y Los Congos (Calamuchita, Córdoba; 19 – 32% Cr), de edad proterozoica superior y Uspallata (Mendoza) del Paleozoico inferior.Fe y Ti: son menas en complejos intrusivos máficos-ultramáficos en áreas cratónicas y en ambientes corticales profundos, de edad Cámbrica. La mineralización es estratiforme, en chimenea y vetas, con magnetitas, titanomagnetita, ilmenita y trazas de sulfuros (pirita y calcopirita). Los yacimientos son Cerro Cascabel y Cerro Rico (El Alto, Catamarca), con leyes del 11 al 35 % de TiO2 y 32 al 48% de Fe.Volcán Laco, Antofagasta (Chile): es un depósito de magnetita-apatito en coladas de lava asociada a un complejo volcánico plioceno-pleistoceno. El yacimiento de hierro El Laco se ubica en la Cordillera Principal de la II Región de Antofagasta (23º48’S – 67º30’W) está formado por 7 cuerpos de mena que rodean al PicoLaco un aparato volcánico andesítico a rio-dacítico y constituye un ejemplo a nivel mundial de mineralización de Fe ligada a actividad volcánica. Los cuerpos denominados Laco Norte, Laco Sur, San Vicente Alto y parte de Rodados Negros son estratoligados y aparecen intercalados, en forma concordante con las volcanitas del complejo volcánico. De acuerdo a la Compañía Minera del Pacífico las reservas de El Laco alcanzan a 224 Mt de mineral con 80 a 98% de óxido de Fe masivo. Este está constituido principalmente por magnetita (parcialmente martitizada) y escasa hematita, con una proporción menor de minerales de ganga que incluye apatito, cuarzo, alunita, rutilo, plagioclasa y sanidina. Las rocas volcánicas huésped de los cuerpos de hierro presentan una intensa alteración hidrotermal relacionada a actividad de fuentes termales y solfataras; las rocas están blanqueadas y lixiviadas y sus minerales componentes originales han sido reemplazados por cuarzo, tridimita, alunita, natroalunita, limonita, sericita, clorita y arcillas. Además, se han depositado abundantes sulfatos (yeso, alunita), sílice y azufre nativo, como producto de la actividad solfatárica. En torno a los cuerpos vetiformes e irregulares existe una delgada aureola caracterizada por cuarzo-escapolita-actinolita-magnetita.Carbonatitas, en el noroeste argentino, Distrito Rangel. Está constituido por una fase sienítica (alcalina) y otra granítica (calcoalcalina), además de un cortejo filoneano de disposición radial y anular que incluye riolitas, carbonatitas sienitas analcímicas, tufitas nefelínicas y andesitas. Las carbonatitas primarias tienen calcita, dolomita, ankerita y magnetita. Las carbonatitas metasomáticas e hidrotermales son las de interés económico y presentan TTRR y Th en calcita, siderita, manganocalcita, ankerita y cuarzo.