Download skarn

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA GEOLOGICA
“YACIMIENTOS TIPO SKARN “
Curso: Geología de los Yacimientos Minerales
Presentado por :
MARIN CHAVEZ HERMAN
Cajamarca, Marzo del 2010
El término skarn fue introducido por petrólogos metamórficos suecos para designar
rocas metamórficas regionales o de contacto constituidas por silicatos de Ca, Mg y
Fe derivados de un protolito de calizas y dolomitas en las cuales se ha introducido
metasomáticamente grandes cantidades de Si, Al, Fe y Mg. De modo que se
entiende por skarn rocas que contienen minerales calcosilicatados, como por
ejemplo: diópsido, wollastonita, granate andradita y actinolita. Estas comúnmente
ocurren en aureolas metamórficas de contacto en torno a plutones que intruyen
secuencias calcáreas.
Sin embargo, el término SKARN es ampliamente utilizado y es adecuado para
referirse a este tipo de depósitos relacionados a aureolas de contacto de intrusiones
dentro de secuencias calcáreas (calizas, dolomitas). Estas últimas rocas formadas
por calcita o dolomita (CaCO3 y CaMg(CO3)2) se convierten en mármoles, rocas
córneas calcosilicatadas (hornfels) y/o skarns por el efecto del metamorfismo de
contacto.
Exponer los fundamentos de un yacimiento tipo skarn
Reconocer los diferentes sistemas o tipos de skarn de
acuerdo a su mineralogía
Diferenciar las diferentes etapas de los skarn
El término SKARN es ampliamente utilizado y es adecuado para referirse a este
tipo de depósitos relacionados a aureolas de contacto de intrusiones dentro
de secuencias calcáreas (calizas, dolomitas). Estas últimas rocas formadas por
calcita o dolomita (CaCO3 y CaMg(CO3)2) se convierten en mármoles, rocas
córneas calcosilicatadas (hornfels) y/o skarns por el efecto del metamorfismo de
contacto.
Skarn del granate
rojo-marrón oscuro
del depósito del
oeste de Cananea.
este granate es
típica de skarn
próximo cerca del
contacto ígneo.
Piroxeno de grano grueso, aplanado,
azulverde con la calcopirita intersticial
Skarnoid resulta del
metamorfismo de
litologias impuras
con una cierta
transferencia total
por el movimiento
del
líquido.
Constituidas
pos
minerales
aluminosilicatados
Skarnoide y flujo de fluidos (Meinert, 1995)
Skarn metamórficos, skarn metasomáticos y
depósitos skarn
1. Recristalización metamórfica de mármol, caliza arcillosa o rocas carbonatadas-
silicatadas ricas en metales, con poca o ninguna introducción de
componentes químicos, referidos como hornfels calco-silicatos, skarn
recristalizado o skarnoide.
2. Intercambio local de componentes entre diferentes litologías durante
metamorfismo de alto grado o de contacto, un proceso ahora referido como
reacción skarn, intercambio local o difusión skarn bimetasomática y bandas
calco-silicatos.
3. Intercambio local a altas temperaturas de componentes entre magmas y rocas
carbonatadas, referidas como skarn primarios o skarn de estados
magmáticos.
4. Transferencia a gran escala de componentes sobre un gran rango de
temperatura, entre fluidos hidrotermales y predominantemente rocas
carbonatadas referidas como skarn y skarn de estado postmagmático. Skarns
de este tipo ejemplifican procesos de infiltración.
Profundidad de formación
Una de los fundamentales controles sobre el tamaño
de skarn, geometría, y el estilo, es la profundidad de
formación.
La profundidad de formación de skarn también
afectará a las propiedades mecánicas de las rocas
receptoras. En skarn de profundidad, las rocas tienden
a deformarse en una manera dúctil en lugar de la
fractura.
Profundidad de formación
Tipos de formación de skarn: Metamorfismo isoquímica incluye recristalización y cambios en la estabilidad
mineral sin significantes transferencias de masa. Reacciones de skarn resultan de metamorfismo de
litologías intercaladass, como son lutitas y calizas, con transferencias de masa entre capas a pequeña
escala.
1) Metamorfismo isoquímico:
Recristalización metamórfica y cambios mineralógicos reflejando el protolito y circulación
de fluidos a alta temperatura formando minerales calcosilicatados. Incluye además el
desarrollo de: mármol, rocas córneas, cuarcitas, skarn de reacción, skarnoides, talco y
wollastonita hacia la periferia.
2) Etapas múltiples de metasomatismo:
Cristalización del magma y liberación de una fase fluida produciendo skarn
metasomático. Se forman principalmente minerales anhidros por acción de fluidos de
derivación magmática a temperaturas de 400º-800ºC. Usualmente en esta etapa ocurre o
comienza la mineralización.
3) Alteración retrógrada:
Enfriamiento del plutón y circulación de aguas de temperatura más baja, posiblemente
meteóricas, oxigenadas, causando alteración retrógrada de los minerales calcosilicatados metamórficos y metasomáticos. En esta etapa se forman nuevos minerales
hidratados de temperatura más baja, a partir de los minerales anhidros formados
previamente. Incluyen: epidota, actinolita, clorita y otras fases minerales hidratadas,
típicamente con control estructural y sobreimpuestos a la secuencia de progrado (fallas,
contactos estratigráficos o intrusivos). En algunos casos la mineralización se extiende
también a esta etapa de retrogrado.
B) Recristalización metamórfica
y
cambios
de
fases
mineralógicas en la roca original,
con fenómenos locales de
metasomatismo y circulación de
D) El enfriamiento del plutón y
fluidos que forma diversos
la posible circulación de agua
minerales
del grupo
A) Intrusión
inicial calcoque
meteórica muy oxigenada
silicatados
(A esto se dele
causa metamorfismo
causa alteración retrógrada del
denomina
contacto reacción
en las skarn
rocasy
complejo de minerales calcoskarnoide),
y .sucede ante
sedimentarias.
silicatados
siendo
esta
litologías
diversasy aliberación
lo largo de
C)
Cristalización
alteración más típica ende
un contacto
entre
tipos
de
facies
acuosas
de
lo cual
sistemas
formados
a resulta
baja
fluidos.
Observe porquefluidos
el
la
skarnificación
profundidad.
metamorfismo esObserve
más extenso
y
metasomáticos.
que en
de mayor temperatura
en
profundidad
la
aureola
profundidad es
que
en las
metamórfica
menor.
En elzonas
tope
adyacentes
los eltopes
del
del
sistema ya en
veces
proceso
sistema.
metasomático
supera la aureola
metamórfica.
13
La mineralogía es la clave para el
reconocimiento y la definición de
skarns, también es fundamental para
entender su origen y en la distinción de
la importancia económica de los
depósitos minerales interesantes entre
localidades no rentables.
Los minerales que son de gran utilidad para la
clasificación y para la exploración son como el
granate, piroxeno y anfíboles, que están presentes
en todos los tipos de skarn y que muestran
marcada variabilidad de composición. Por
ejemplo, el piroxeno manganifero, johannsonita,
se encuentra casi exclusivamente en skarns de
zinc. Su presencia, sin mucha más información de
apoyo, es definitivo para este tipo de skarn.
FLUIDOS MINERALIZANTES,
REACCIONES Y EQUILIBRIO
Metamorfismo de contacto
Un magma es introducido dentro de niveles de la
corteza, el metamorfismo de contacto forma una
aureola termal zonada consistente de silicatos
cálcico-alumínicos en lutitas calcáreas o margas,
silicatos
cálcico-magnesianos
en
limos
dolomíticos y wollastonita en calizas
 Composiciones metamórficas calco-silicatos reflejan la
composición de los protolitos originales sedimentarios;
en muchos casos las impurezas dominantes son
magnesio y aluminio y los resultantes minerales calcosilicatos consisten de grosularita y diópsido.
Reacciones metamórficas.
Reacciones metamórficas involucran solamente
cambios en la cantidad de componentes
volátiles presentes en la roca, como son O2,
CO2 y H2O, y son una función de las
condiciones de P-T y la fugacidad (presiones
parciales
termodinámicas)
de
estos
componentes volátiles.
Los minerales metamórficos son típicamente
sobre impuestos y alterados por metasomatismo
tardío.
Variación de los fluidos de acuerdo con la T y XCO2. Modificado de
Greenwood (1967) and Kerrick (1974).
El metasomatismo inicia con la cristalización de
magmas relacionados a fluidos hidrotermales
magmáticos que producen hidrofracturamiento del
pluton y en algunos casos, de hornfels formados
previamente. Estos fluidos, que pueden mezclarse con
aguas metamórficas, o en un estado tardío, con aguas
metéoricas, ascienden a lo largo del exterior del
contacto del plutón e infiltran a la roca caja a lo largo
del contacto intrusivo como también a lo largo de las
fisuras, diques pre-skarn y sills, contactos
sedimentarios y otras zonas permeables.
 Reacciones metasomáticas, difieren de las
metamórficas, produce cambios en la cantidad
de componentes no volátiles (ejm. Ca, Fe, Si)
en la roca. Dos variedades generales de skarn
metasomáticos
han
sido
identificados:
metasomático local (reacciones skarn) e
infiltración
metasomática
(ígneo
metasomático).
 La mayoría de los principales depósitos Skarn están directamente
relacionados con la actividad ígnea.
 Skarns de Estaño y molibdeno normalmente se asocian con una alta
sílice, plutones fuerte mente diferenciadas. En el otro extremo del
espectro, skarns de hierro por lo general se asocian con baja sílice,
ricos en hierro, relativamente plutones primitivos.
 Los diagramas son menos útiles para la realización de estudios
detallados que, sin embargo, debido a la amplia gama de
composiciones ígneas posible para un individuo skarn y de la dificultad
de aislar los efectos de metasomatismo y fines de alteración se los
utiliza.
 Figura 8. Correlación entre la química de los elementos mayores.
Variación de (A) MgO y (B) K2O vs SiO2. Meinert (1995).
 Otras características importantes incluyen el estado de oxidación,
tamaño, textura, profundidad de emplazamiento, y la tectónica de
cada uno de los plutones.
 Por ejemplo, skarns de estaño son casi exclusivamente asociados con
una reducción, series ilmenita puede caracterizarse como de tipo S.
Muchos skarns de oro también se asocian con una reducción de
plutones de series ilmenita. Sin embargo, plutones de Skarn de oro son
típicamente máficas, bajo cuerpos de sílice, que no podría haber
formado por la fusión de la corteza sedimentaria. En cambio, los
plutones asociados a skarns de cobre, en particular los depósitos
pórfido de cobre, están muy oxidados, magnetita, y de tipo I asociada
a subducción relacionados con arcos magmáticos. Estos tienden a ser
plutones porfiríticos y emplazadas en niveles someros de la corteza.
Skarns de Tungsteno, por otra parte, se asocian con plutones
relativamente grandes, de grano grueso, equigranular o complejos
batolíticos que es indicativo de un medio ambiente más profundo.
Ubicación geotectónica de depósitos skarn en el cinturón CIRCUM PACIFIFICO
Los depósitos tipo skarn son más dominante en cinturones orogénicas jóvenes que del
paleozoico debido a nivel de la erosión.
 Las variaciones en el ángulo de subducción pueden tener efectos
significantes, incluyendo migración de arcos magmáticos, cambios en
la composición del magma y cambios en el estilo estructural de los
emplazamientos de magma. Estas variaciones combinadas con
perturbaciones causadas por cambios de facies estratigráficas,
profundidad de las formaciones y otras variables pueden dar aumento
en la variación en la geometría de depósitos skarn, mineralogía y
contenido del mineral dominante.
 Se considera dos casos generalizados: un orogénico medio, caso en el
cual la inclinación moderada causa subducción en un dominante arco
magmático tipo-I, y el caso en el cual la transición de tectonismo postsubducción causa más discontinuidades magmáticas de tipo I y S,
rocas más lejos hacia el cratón interior.
 Skarns asociados con subducción relacionados a plutones de
granodiorita y cuarzo monzonita son los más comunes y más
estudiados de todos estos depósitos. Donde el magma es emplazado a
relativamente grandes profundidades (5 a 15 km), grandes batolitos de
grano grueso resultan como causa típica de extenso metamorfismo,
pero, carece de cantidad significante de alteración de baja
temperatura.
 Donde el magma es emplazado a profundidades intermedias a
superficiales de la corteza (1 a 6 km), stocks porfiríticos de granodiorita
a cuarzo monzonita resulta que comúnmente tienen rocas volcánicas
cogenéticas. Aureolas metamórficas no son extensas o con alto grado
como en los alrededores de los batolitos más profundos y la alteración
de los stocks puede ser muy extendido. Skarns asociados son ricos en
sulfuros y son minados mayormente para Cu, Fe-Cu y Zn-Pb, con
localmente importantes subproductos de Mo, Au y Ag.
Ambiente de formación de los Skarn, referido a un arco magmático donde los intrusivos de
composición media - ácida entran en contacto con rocas sedimentarias del tipo calizas y dolomitas
y de esta interacción suceden fenómenos de metamorfismo de contacto y que posteriormente con
el enfriamiento del intrusivo se liberan fluidos que reaccionan con las calizas y sucede el fenómeno
de metasomatismo.
 En la mayoría de skarns hay un patrón general de zonación granate
proximales, distales piroxeno (o un piroxenoide como wollastonita,
bustamita, o rodonita) en el contacto entre Skarn y mármol.
Zonación típica de skarns de acuerdo al avance del fluido.
 Los minerales pueden mostrar más variaciones en el patrón de
zonación a través del cambio de color o de composición. Por ejemplo,
es común un granate proximal rojo-marrón oscuro, marrón cada vez
más claros y por último, de color verde pálido cerca de la parte frontal
del mármol. El cambio de color del piroxeno es menos pronunciado,
pero en general refleja un aumento progresivo en hierro y/o
manganeso hacia el frente de mármol. Para algunos sistemas de
Skarn, estos patrones de zonación puede ser "extendida" a una
distancia de varios kilómetros y puede proporcionar una guía para la
exploración.
 Detalles de la mineralogía y la zonificación de skarns pueden ser
utilizados para la construcción de modelos de exploración de depósito
específicos; modelos detallados de zonación están disponibles para los
skarn de cobre, oro, zinc.
 Zonación que sucede en la mayoría de los skarn la cual copia la
geometría del contacto del plutón y los flujos de fluidos. Los Skarn son
zonados y la zona de endoskarn y exoscarn proximal posee un alto
contenido de Granate. Las zonas distales son más ricas en piroxeno
ENDOSKARN ROSA
Endoskarn de Plagioclasas
generalmente Cu<0.1% ancho de 5-7m
Skarn transicional de granate marrón.
Grano-medio
ENDOSKARN CAFÉ
Endoskarn con salvandas de Plagioclasas blancas y
parches de epídota (Generalmente Cu<0.5%, ancho 2-5m)
ENDOSKARN
SKARN TRANSICIONAL
CAFÉ &ROSA
Cu, Zn, + Mo, + Bi
Cu, Mo.
Exoskarn de granate verde pálido de
grano medio con esfalerita café intersticial
Exoskarn de granate verde afanítico mezclado con venas
de granates café. Pirita – calcopirita en cavidades
36
Concentrado de bornita con
wittichelita intersticial
Bornita contiene inclusiones de
wittichelita muy fina (sulfuro Cu-Bi)
HORNFELS GRIS
Hornfels gris con óxidos en las fracturas.
Generalmente solo hay trazas de pirita-pirrotita
Wollastonita bandeada, bornita y esfalerita gris. Izq: granates verdes
con bornita intersticial. Generalmente Cu=1.5%, Zn=2.2%
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 SKARN DE Sn
Estos yacimientos ocurren asociados a granitos típicamente alcalinos
(tipo "S") en ambientes intrusivos intracontinentales (ej. Bolivia). Se les
asocia mineralización de Sn conjuntamente con trazas de F, Rb, Li, Be,
W y Mo.
Poseen bajos contenidos de sulfuros y altos contenidos de óxidos en la
mena. Estos yacimientos son de pequeño volumen y baja ley, máximo
30 Mt con 0.1 – 0.4% Sn. Son de escasa o nula importancia económica.

SKARN DE W
Estos yacimientos ocurren en ambientes de margen continental,
relacionados a magmas de subducción calcoalcalinos del tipo "I" de
composición granodiorítica y cuarzomonzonítica, emplazados en
secuencias de rocas calcáreas – lutíticas.
Los minerales calcosilicatados típicos son granates, piroxenos, scheelita y
wollastonita. Estos minerales son los de mayor temperatura dentro de los
minerales de skarn.
La alteración tipo skarn ocurre en el contacto inmediato entre el intrusivo y
la roca huésped calcárea, tanto a nivel de exoskarn como endoskarn.
En general estos yacimientos están asociados a intrusivos relativamente
profundos, bien cristalizados y textura fanerítica granular. Pueden gradar a
skarn de Cu, o presentarse en contacto inmediato, con muy pequeño
desarrollo en skarns de Cu.

SKARNS DE Mo
Numerosos pequeños depósitos también se encuentran en el Precámbrico
asociados a cratones estables de pegmatita, aplita, rocas y otros leucocráticos
(Vokes, 1963). La mayoría de skarns de molibdeno contienen una variedad de
metales como W, Cu, Zn, Pb, Bi, Sn, y U, y algunos son realmente polimetálicos
en varios metales que deben ser recuperados con el fin de ser explotadas
económicamente. Mo-W-Cu es la asociación más común de algunos skarns de
tungsteno y skarns de cobre contienen zonas de molibdeno recuperable.
La mayoría de skarns de molibdeno se producen en arcillas carbonatadas o
rocas calcáreas clásticas. Hedenbergita piroxeno es el más común de rocas
calcosilicáticas reportadas de minerales de skarns de molibdeno, wollastonita,
anfíboles, y la fluorita. Esta mineralogía de Skarn indica una reducción de
ambiente, con actividades de alto flúor.
Ambiente geológico
Situación geotectónica: Los depósitos de skarn de Fe se presentan en
arcos de islas y zonas de rifting asociadas a márgenes continentales
convergentes (cuencas tras arco).
Ambiente de deposición: Su ambiente de deposición es generalmente
cerca de contactos de intrusivos con rocas carbonatadas, clásticas
calcáreas o volcanoclásticas calcáreas.
Edad: Los skarn de Fe se formaron mayormente durante el Mesozoico
y Cenozoico.
Características geológicas
Rocas encajonantes favorables: Las rocas favorables para contener los skarn de
Fe son rocas intrusivas básicas a intermedias (gabro, diorita, granodiorita) y rocas
volcánicas coetáneas en contacto con calizas y rocas sedimentarias calcáreas.
Control y forma de la mineralización: La mineralización se encuentra en zonas
fracturadas y dentro de calizas y rocas sedimentarias calcáreas, las cuales se
hallan cerca de contactos con rocas intrusivas.
Mineralogía: La paragénesis de los skarn de Fe es la siguiente: magnetita ±
calcopirita ± pirita de cobalto ± pirita ± pirrotita.
Características de la alteración: La alteración se presenta con diópsidohedenbergita + grosularia-antradita + epídota. Anfíbol ± clorita ± ilvaita tardío
pueden estar presentes.
Efectos de la meteorización: La meteorización da lugar a magnetita en
suelos y sedimentos de quebrada.
Características geoquímicas: Los skarn de Fe se caracterizan por
anomalías de Fe, Cu, Co y Au. Anomalías magnéticas fuertes son
comunes.
Tonelaje y Ley
La estimación de tonelaje y ley se basa en el análisis de 186 depósitos y
arroja los siguientes resultados:
· Tonelaje: la mediana estadística de depósitos es de 7.2 Millones de
toneladas, el 10 % superior de depósitos contienen > 160 Millones de
toneladas.
· Ley: la mediana estadística de depósitos es de 50 % Fe, el 10 % superior
de depósitos contienen > 63 % Fe.
Ambiente geológico
Situación geotectónica: Los depósitos de skarn de Cu se
presentan en arcos magmáticos a lo largo de márgenes
continentales convergentes.
Ambiente de deposición: Su ambiente de deposición son
intrusiones emplazadas en rocas carbonatadas.
Edad: Los skarn de Cu pueden tener edades del Paleozoico
superior al Cenozoico.
Depósitos asociados: Los depósitos asociados a los skarn de Cu
son los depósitos de skarn y de reemplazamiento de Pb-Zn y los
pórfidos de Cu.
Características geológicas
Rocas encajonantes favorables: Las rocas favorables para contener los skarn
de Cu son stocks y diques de composición granodiorítica a
cuarzomonzonítica emplazados en rocas carbonatadas.
Control de la mineralización: La mineralización se encuentra dentro de rocas
carbonatadas, las cuales se hallan cerca de rocas intrusivas.
Forma de la mineralización: La mineralización se presenta en cuerpos
irregulares y/o tabulares.
Mineralogía: La paragénesis de los skarn de Cu es la siguiente: calcopirita +
pirita ± hematita ± magnetita ± bornita ± pirrotita.
Características de la alteración: La alteración se presenta en el centro con
diópsido + andratita, en la zona exterior con wollastonita ± tremolita y en las
zonas periféricas en forma de mármol. Las rocas ígneas pueden contener
epídota + piroxeno + granates. Una alteración retrógrada con actinolita, clorita
y minerales de arcilla puede estar presente.
Efectos de la meteorización: La meteorización da lugar a la formación
de sombreros de fierro con carbonatos y silicatos de cobre.
Características geoquímicas y geofísicas: Los skarn de Cu se
caracterizan por una zona central con los elementos Cu-Au-Ag que va
graduando a una zona exterior con Au-Ag y una zona periférica con
Pb-Zn-Ag. Los skarn de Cu siempre demuestran una anomalía
magnética.
Tonelaje y Ley: La estimación de tonelaje y ley se basa en el análisis
de 64 depósitos y arroja los siguientes resultados:
· Tonelaje: la mediana estadística de depósitos es de 0.56 Millones de
toneladas, el 10% superior de depósitos contienen > 9.2 Millones de
toneladas.
· Ley: la mediana estadística de depósitos es de 1.7 % Cu, el 10 %
superior de depósitos contienen > 4 % Cu, > 36 g/t Ag y > 2.8 g/t Au.
Mineral dominante
Py, Po, sulfuros de Fe y As, Au y Bi
Tonelaje
1Mt -100Mt. Au: 3-15 g/t. Pórfido
de Cu relacionado a Skarn: grande
Plutón
Mineral Skarn
Localización del
Skarn
Plutónico o hipabisal, en parte
granodiorita y diorita
Cpx>Gnt, generalmente reducido el
skarn intermedio, dominado la zona
proximal por granates ricos en Fe, y
la zona distal por Cpx
Proximidad cercana en contacto con
la zona mineral (exoskarn)
Profundidad de
formación
Baja, por la similitud del skarn
próximo de Gnt entre el skarn de Au
y los skarn de Cu y Fe
Otra característica
Dominante en zonas orogénicas del
Mesozoico, a menudo asociado a
pórfidos de Cu.
El patrón del zonamiento y las
variaciones composicionales de los
minerales del Skarn son similares
entre depósitos del Skarn del FeCu-Au .
Por ejemplo: en Korea y Japon, la
distancia del skarn de Fe hacia el
skarn
de
Cu-Au
es
de
aproximadamente de 1 a 3 km.
Los skarns reducidos se desarrollan
extensivamente alrededor de un
depósito del Skarn del Fe y muchos
depósitos tales como el Skarn del
Cu o del Au encontramos en la
parte distal del Skarn de Fe
CONCLUSIONES
 Se teorizó y fundamento los conocimientos básicos sobre
yacimientos tipo skarn
 Una de los fundamentales controles sobre el tamaño de skarn,
geometría, y el estilo, es la profundidad de formación.
 Los skarn sufren mayor alteración retrograda en las partes más
someras.
 La mayoría de los depósitos de skarn esta vinculada directamente
con actividad ígnea.
 Las variaciones en el ángulo de subducción pueden tener efectos muy
importantes en la formación de los skarn.
 En la mayoría de los skarn existe un patrón general de zonación.
Bibliografía y Linkografía
•“Geología de los Depósitos Minerales Metálicos”, Jorge A.Valera Lopez,Lima
– Perú,1987.
•http://www.monografias.com/trabajos-pdf/depositos-skarn/depositosskarn.shtml
•http://grupos.emagister.com/documento/depositos_de_tipo_skarn/1113-55857
•http://www.geology.gov.yk.ca/pdf/k01_cu_skarns.pdf
•http://eris.unalmed.edu.co/~rrodriguez/skarn/All%20about%20skarns.htm
•http://eris.unalmed.edu.co/~rrodriguez/MODELOS/cox-andsinger/Cu_Skarn.htm
•http://www.ingemmet.gob.pe/publi_geologicas/dep_met_peru.pdf