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GL54A: Metalogénesis
Semestre: Otoño 2007
Yacimientos Pb – Zn
Tomás Opazo
Cosme R. Pérez-Puig
Cristóbal Venegas
INTRODUCCIÓN
Los yacimientos de Pb – Zn o Zn – Pb, según cual de los dos metales predomine, abarcan
un amplio rango de tipos de yacimientos. Una característica en común de este tipo de
yacimientos es su asociación a hidrotermalismo, con aguas de origen tanto magmático
como meteóricas y connatas.
Desde más a menos profundos se tiene la siguiente sucesión:
-
Yacimientos de Skarn de Pb-Zn,
-
Yacimientos Filonianos asociados a zonas distales de yacimientos de tipo pórfido,
-
Yacimientos Epitermales de metales preciosos,
-
Yacimientos estratoconfinados (“stratabound”),
-
Yacimientos VMS, y
-
Yacimientos SEDEX.
De todos estos, los mayores productores de concentrados de Pb y de Zn son los
estratoconfinados del tipo metales base en rocas carbonatadas.
Las principales menas de Pb y de Zn en todos los yacimientos son la galena (Foto 1) y la
esfalerita, respectivamente (Foto 2).
Foto 1: Cristal cuboctaédrico de
Foto 2: Cristal con reflejos internos de Esfalerita.
Galena.
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SKARN DE Pb – Zn
•
Reemplazo metasomático
•
Siempre distales
•
Ambientes de subducción (granitos tipo “I”)
•
Mineralización Prógrada
•
Leyes típicas : Zn 6-12%, menor Pb y Cu
•
Esporádicamente Ag
Figura 1: Clasificación de yacimientos tipo
Skarn en función del contenido de sílice y
de Álcalis.
•
Zonación Gr-Px (Súlfuros)
•
Alteración retrógrada
•
Roca Huésped
Subclasificación
•
Cercanos a batolitos de ambiente profundo
•
Cercanos a stocks epizonales, amplio desarrollo de skarn
•
Distales a fuente ígnea.
•
Vetas de carbonatos con minerales de Mn calcosilicatados
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En Chile se reconocen los depósitos de Maria Cristina y El Toqui como yacimientos de tipo
Skarn de Pb – Zn (Fig. 2).
Figura 2: Ubicación de los yacimientos de Skarn en
Chile, con la Mina Maria Cristina, uno de los skarn de
Pb – Zn explotados en Chile.
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YACIMIENTOS FILONIANOS
También denominados yacimientos hidrotermales, se forman por la circulación de fluidos
(HIDRO-) calientes (-TERMAL) a través de fracturas en la corteza terrestre. Estos fluidos,
de origen magmático, circulan en sistemas de celdas convectivas calentadas por el mismo
cuerpo ígneo que generó los fluidos. Según se enfría el plutón y cristalizan minerales
anhidros en el magma, se va aumentando el contenido promedio de agua, con lo que al
alcanzar el punto de saturación se separan dos fases líquidas: el magma saturado en agua y
por otro lado el agua magmática, en un proceso que se conoce como Segunda Ebullición. Si
este proceso ocurre a velocidad suficiente, los fluidos son capaces de separar metales del
magma antes que queden retenidos en la red cristalina de los minerales que están
cristalizando. Dichos metales circulan por la corteza en forma de complejos: moléculas con
carga iónica formadas por un metal más un ligando (HS-, H2S, Cl-, SO42-, F-, etc.). Si
durante la circulación por la corteza se dan las condiciones físico-químicas necesarias,
dichos elementos precipitarán de manera concentrada, dando lugar a un yacimiento
explotable.
Dentro de este tipo de yacimiento hay que distinguir los yacimientos vetiformes profundos
y los yacimientos epitermales depositados en zonas someras. Los yacimientos profundos se
pueden subdividir según sus temperaturas de formación, mineralogía y gangas en
Catatermales y Mesotermales, donde la evolución del sistema hacia superficie daría lugar a
los yacimientos epitermales:
-
Catatermales: Sistemas muy profundos, con temperaturas en torno a los 400 ºC,
donde la mineralogía consiste en sulfuros simples (apy – po – py – sf(Fe) – cpy –
gn) y Au nativo en una ganga compuesta principalmente por cuarzo. La alteración
característica está definida por anfíboles – clorita – albita y menor piroxeno – mica
parda – turmalina.
-
Mesotermales: Sistemas vetiformes asociados a yacimientos de tipo pórfido,
formados a temperaturas por sobre los 300 ºC, en muchos casos en zonas distales de
dichos pórfidos debido a procesos de telescoping. La alteración principal es la
seritización con presencia de cuarzo, y la mineralogía está compuesta por sulfuros
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simples (py–apy–cpy–sf–gn) y sulfuros complejos (thd y estannina), en ganga de qz
– sid – ank.
-
Epitermales: Caracterizados por mineralización en vetas, brechas y/o diseminada,
depositada a menos de 1000 m de profundidad y con temperaturas en torno a 200250 ºC y menores. Estos depósitos se asocian a fenómenos de “boiling”, donde el
nivel de ebullición separa dos franjas (Fig. 3): una en profundidad con metales base
(Cu – Pb – Zn) y otra superior con metales preciosos (Au – Ag). En estos
yacimientos se tienen menas tanto de sulfuros simples como de sulfuros complejos
en gangas de qz – cal – dol – sid – rod – ank – bar – yeso – (fluo), asociadas a
alteraciones serícíticas y alunita – “vuggy silica” con menor kao – pyr (epitermales
de alta sulfidización HS) o cuarzo – adularia (baja sulfidización LS). A parte de los
yacimientos HS y LS, existen una serie de yacimientos epitermales, sin relación
directa a cuerpos magmáticos, en los que la circulación de los fluidos se produce
por fenómenos de bombeo tectónico, son los epitermales adularia – sericita (Fig. 4).
Figura 3: Distribución de las franjas metalíferas en yacimientos
epitermales (tanto alta sulfuración HS como baja sulfidización LS).
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Figura 4: Génesis de yacimientos epitermales adularia – sericita.
De estos tres tipos, los más interesantes y que se exploten por Pb / Zn son los yacimientos
epitermales, con tonelajes por veta de hasta 10 – 15 Mt con leyes de hasta 10 - 15% Pb+Zn.
Estudios de Inclusiones Fluidas indican salinidades aproximadas menores a 20 % eq NaCl.
Además de estos tres grupos, también existen otros subgrupos, que en algunos casos son
términos en desuso y en otros no tienen importancia económica:
-
Leptotermales: en desuso hoy día, se refiere a la franja de inferior temperatura de
los mesotermales.
-
Teletermales: considera los epitermales de más baja temperatura (< 100 ºC). En la
actualidad es un término en desuso ya que no se conocen mineralizaciones
importantes explotables.
-
Xenotermales: se trata de yacimientos anómalos, muy someros y de elevada
temperatura, con importancia nula en mineralizaciones económicas.
Todos estos yacimientos filonianos y epitermales se forman asociados a procesos
hidrotermales excepto los catatermales, que se asocian a fenómenos magmático –
hidrotermales.
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YACIMIENTOS ESTRATOCONFINADOS
Este tipo de yacimientos reciben varios sinónimos (estratoligados, stratabound, etc.) con un
mismo significado: depósitos ligados y/o confinados a un determinado nivel estratigráfico,
con mineralizaciones en filones o como reemplazos.
Se subdividen en tres tipos, en función de los elementos explotados, la roca de caja y
texturas observadas:
-
Metales base en rocas carbonatadas,
-
U – V – Metales Base en areniscas (Red Bed), y
-
Sulfuros Masivos en sedimentos.
En todos los casos, no están asociados a rocas ígneas, y estudios de δS34 indican que los
fluidos son connatos y/o meteóricos, pero no magmáticos (Fig. 5). Además, la energía
térmica necesaria para la circulación de los fluidos es aportada por el gradiente geotérmico.
Figura 5: Circulación de aguas connotas (liberadas por compactación de
sedimentos) y de aguas meteóricas infiltradas a través de la corteza para dar lugar a
yacimientos en rocas carbonatadas.
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En este apartado solo se van a explicar el primer grupo, ya que los yacimientos Red Bed no
se explotan por metales base, y en casos puntuales se recuperan como subproductos los
metales base. Por otro lado, los sulfuros masivos en sedimentos, no está claro su origen,
pero una mayoria de autores se inclina a pensar en un origen exhalativo similar a los
SEDEX, y por tanto se explicarán en el capítulo respectivo a depósitos SEDEX.
Los depósitos de metales base en rocas carbonatadas, como su nombre indica, se
encuentran confinados en secuencias calcáreas y/o dolomíticas; sin asociación a complejos
ígneos; y abarcan edades entre el Cambriano hasta el Cretácico, exceptuando el Siluriano.
Estos yacimientos se formaron a profundidades de entre 1 – 1.5 km, con bajas temperaturas
(50 – 200 ºC) y salinidades moderadas (10 – 30 % eq NaCl).
Los depósitos de metales base en rocas carbonatadas se pueden clasificar en función de su
paragenesis:
-
Mississippi Valley Type: Pb – Zn – V. Caracterizados a partir de las explotaciones en
niveles calcáreos de la Cuenca del Río Mississippi, donde se encuentran la mayoría
de este tipo de depósitos. Son los principales productores de Pb y Zn en el mundo.
-
Tipo Alpino: Pb – Zn – Ba – F. Yacimientos de vetas y reemplazamientos en calizas
tectonizadas. Son y han sido explotados en los Alpes Orientales, donde la explotación
de fluorita llega a ser muy importante.
-
Tipo Irlandés: Pb – Zn – Cu – Ag – Ba. Similares al Tipo Alpino, que han sido
caracterizados en la República de Irlanda, donde se vienen explotando desde la
antigüedad.
-
Tipo Balmat: Zn – Pb – Cu de ambientes evaporíticos. Se trata de una clasificación en
desuso, similar al Tipo Irlandés pero asociado a rocas evaporíticas en vez de
calcáreas.
-
Yacimientos de Namibia: Pb – Zn – Cu – Ag – V. Yacimientos con grandes
producciones de Pb y Cu; p.e. la Mina de Tsumeb.
-
Yacimiento del norte de África: Pb – Zn. Vetas emplazadas a lo largo de la Cordillera
del Atlas (comenzando al Nor-Este de Marruecos y terminando en el Norte de
Túnez).
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Un yacimiento tipo MVT es la Mina de Reocín, en Cantabria (Norte de España). A
continuación se muestran algunas imágenes para conocer algunas características de este
tipo de depósitos.
Foto 3: Estructuras de coral en calizas de la Foto 4: Bandeado de esfalerita, pirita y
roca de caja en la Mina de Reocín.
dolomita observado en la mina.
Foto 5: Marcasita en “cresta de gallo” y Foto 6: Bandeado con formas redondeadas
cristales
de
dolomita
sobre
esfalerita de esfalerita, pirita y abundante dolomita.
bandeada. Mina de Reocín.
También se observa un poco de galena.
Filón de la Mina de Mercadal, cerca de
Reocín.
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YACIMIENTOS SEDEX
Características:
-
Mineralizaciones de Pb–Zn–Ba–Ag–Cu
-
Asociados a rocas sedimentarias carbonosas (p.e. lutitas negras carbonosas)
-
El Cu suele ser posterior, no hay mineralización de Au
-
No está claro el origen de los fluidos (profundidad, fuente de metales, ambientes de
formación, …)
-
Fluidos expelidos desde cuencas sedimentarias.
-
Edad Precámbrica y Paleozoica
-
Ej. mundiales: Mt. Isa, Broken Hill, McArthur River (Australia); Red Dog (Alaska);
Sullivan (Canadá).
-
Halo de alteración da lugar a anomalías de color (descubrimiento de Red Dog)
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YACIMIENTOS VMS
Figura 4: Circulación de las aguas oceánicas a través de
fracturas en la corteza marina para crear “black
smokers” y generar depósitos VMS.
Figura 5: Zoneamiento en yacimientos VMS.
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Tipos de depósito VMS:
-
Tipo Chipre: Cu ± (Zn) ± Au, asociados a basaltos toleíticos de conjuntos
ofiolíticos (generación de corteza oceánica). Formados en fondos oceánicos
profundos con volcanismo basáltico. Los ejemplos típicos se presentan en la
isla de Chipre en el mar Mediterráneo.
-
Tipo Besshi: Cu – Zn ± Au ± Ag, asociados a rocas sedimentarias con aporte
terrígeno, grauvacas y turbiditas asociadas con basaltos de intraplaca. Formados
en cuencas sedimentarias marinas profundas con volcanismo basáltico.
-
Tipo Kuroko: Cu – Zn – Pb ± Au ± Ag, asociados a volcanismo bimodal con
lavas toleíticas y lavas y piroclastos calco-alcalinos. Formados en cuencas
marinas someras con volcanismo explosivo con formación de calderas en
sectores de tras-arco. Los ejemplos típicos se encuentran en Japón formados en
una cuenca marginal.
-
Tipo Noranda o Primitivos: Cu – Zn ± Au ± Ag, asociados a rocas volcánicas
totalmente diferenciadas desde basaltos a riolitas en cuencas marinas de <1 km
de profundidad. Actualmente presentes en las fajas de rocas verdes en los
escudos precámbricos (como en Canadá). Su marco tectónico es materia de
debate, pero parecen haberse formado en cuencas subsidentes limitadas por
fallas, posiblemente en secciones de tras-arco.
Los depósitos VMS típicos pueden consistir de varios lentes o stockworks y contener de 1 a
10 Mt de mena con leyes promedio de 2 a 10% Cu + Zn + Pb (±Ag-Au-Se-Cd-Bi-Sn). Los
depósitos mayores pueden alcanzar a 100 Mt de mena con altas leyes en el caso de cuerpos
masivos.
Ejemplos en Chile de yacimientos VMS son las mineralizaciones en los Esquistos Verdes
paleozoicos en Tirúa, en Casa de Piedra, etc.
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DEPÓSITOS SUPÉRGENOS
Realmente no se trata de yacimientos en el sentido estricto de la palabra, y no dan lugar a
concentraciones y tonelajes explotables. Sin embargo, pueden tener bastante importancia ya
que se pueden dar en cualquier tipo de yacimiento de Pb – Zn, teniendo una mineralogía
característica, lo que puede usarse como “target” de exploración de depósitos de Pb – Zn.
Foto 7: Cristalización típica de la Foto 8: Hemimorfita de color azul. Mina de
Hemimorfita. Mina de Toral de los Toral de los Vados.
Vados, León (España).
Foto 9: Auricalcita y smithsonita sobre Foto 10: Smithsonita sobre hidrocincita y
goethita. Mina Toral de los Vados.
sobre limonita. Mina Udias, Cantabria.
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Foto 11: Cristal de Cerusita (carbonato de Foto 12: Cristal de Anglesita sobre Galena,
Pb) de la Mina Reocín.
procedente de Marruecos.
(Imagen de fabreminerals)
Foto 13: Hidrocincita botroidal de la Mina de Reocín.
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BIBLIOGRAFÍA
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Cataluña”. Revista Bocamina nº 7. Grupo Mineralogista de Madrid.
M. Calvo, F. Tornos & G. García, 2002: “Toral de los Vados, flores de cinc en la Mina
Antonina”. Revista Bocamina nº 10. Grupo Mineralogista de Madrid.
A. M. Castro, M. Calvo, G. García & A. Alonso, 2001: “La Mina de Reocín (Cantabria”.
Revista Bocamina nº 8. Grupo Mineralogista de Madrid.
F. Gómez, M. Gutiérrez Claverol, C. Luque & M. Calvo, 2006: “La Mina de Áliva, la
blenda acaramelada de los Picos de Europa”. Revista Bocamina nº 17. Grupo Mineralogista
de Madrid.
B. K. Townley, 2006: “Metalogénesis: Hidrotermalismo y Modelos de Yacimientos”.
Geología Económica, Departamento de Geología, Universidad de Chile, p. 92.
F. Vázquez, 1996: “Geología Económica de los Recursos Minerales”. Fundación GómezPardo, E.T.S.I. Minas, Universidad Politécnica de Madrid, p. 481.
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