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EL SALVADOR
Gustafson y Hunt (1975), Economic Geology, V. 70, Nº 5, pp. 857-912.
El yacimiento El Salvador se ubica en el distrito Indio Muerto en la Región de Atacama a
unos 800 km al norte de Santiago, Chile. Este yacimiento de Cu-Mo se asocia
genéticamente a un complejo intrusivo de edad Eoceno Superior (41 ± 2 Ma) que intruye
rocas volcánicas andesíticas y sedimentarias clásticas cretácicas cubiertas discordantemente
por a una secuencia de tobas y domos riolíticos paleocenos. El complejo intrusivo incluye
tres cuerpos principales de pórfidos feldespáticos de composición granodiorítica, los cuales
han sido denominados pórfido X, K y L en orden de intrusión. El pórfido más antiguo,
pórfido X, es degrano fino, equigranular a débilmente porfírico. Las texturas porfíricas se
presentan en profundidad, mientras que en el yacimiento la alteración potásica ha
producido textura equigranular. Fuerte alteración y mineralización del pórfido K también
ha obliterado parcialmente su textura. En comparación el pórfido L tardío es relativamente
poco alterado y mineralizado.
La mineralización temprana habría ocurrido en su mayor parte antes del emplazamiento del
pórfido L y habría contribuido probablemente con tres cuartos de los 5 Mt (millones de
toneladas métricas) de cobre fino en el yacimiento.
El trabajo de Gustafson y Hunt (1975) proporciona una visión más dinámica de un sistema
de tipo pórfido cuprífero, en comparación al modelo estático de Lowell y Gilbert (1970), al
separar tres etapas en el desarrollo de los procesos de alteración / mineralización de este
yacimiento.
Etapa Temprana de Alteración y Mineralización
En esta etapa se habría producido la alteración potásica en el núcleo de El Salvador y la
alteración propilítica periférica. Asimismo, se produjo el desarrollo de venillas de cuarzo
de "tipo A" y la mayor parte de la zona de sulfuros de cobre hipógenos.
Alteración potásica: Feldespato-K, biotita, con abundante cuarzo y anhidrita
omnipresente; cantidades menores de albita, clorita y sericita. Magnetita destruida con
alteración potásica fuerte.
Intensa biotitización de las andesitas (biotita, albita, anhidrita, cuarzo) con biotita fina
secundaria en la matriz de estas rocas y en las plagioclasas. En zonas adyacentes al
contacto con pórfidos las rocas están recristalizadas a un agregado fino de biotita-albitaanhidrita y ocasional sericita, clorita y calcita.
Además, en los pórfidos hay reemplazo de las plagioclasas por feldespato-K pertítico.
Venillas de Tipo “A”; venillas tempranas de cuarzo (50-95%), con feldespato-K pertítico,
anhidrita, calcopirita y bornita. Son venillas irregulares, discontinuas y segmentadas; están
cortadas por todos los otros tipos de venillas. Tienen halos de alteración potásica, pero son
prácticamente indistinguibles de la fuerte alteración potásica pervasiva de las rocas.
Formadas en roca dúctil; 1 – 25 mm de potencia; incluyen diseminación de Cpy-Bo-trazas
de Mo.
Inclusiones fluidas muy abundantes de dos tipos: líquidas altamente salinas, con burbuja de
vapor y cristales de halita y hematita y gaseosas con poco líquido y cristales opacos
probablemente de hematita. Temperaturas de homogenización de 360º a >600ºC y
salinidades entre 35 – 40% NaCl eq.
Alteración Propilítica: Epidota, clorita, calcita, cuarzo y albita. Es pervasiva en rocas
volcánicas huéspedes de los pórfidos y está controlada estructuralmente (fracturas); la
calcita es abundante (probablemente ya era abundante en el cemento de las rocas
sedimentarias).
Magnetita ±alterada a hematita: presente fuera de los límites de la biotitización.
La clorita en la zona propilítica no parece reemplazar a biotita, lo cual es frecuente dentro
de la zona de biotita.
Asociadas a la alteración clorítica hay venillas de epidota-magnetita-calcopirita y existen
venillas de pirita con halos de alteración de sericita-clorita que son posteriores a las de
epidota-magnetita-calcopirita.
La hornblenda solo está presente en niveles profundos del Pórfido L y está reemplazada en
mayor o menor medida por biotita-anhidrita-rutilo. La presencia de agregados de biotita
con rutilo y anhidrita en las porciones más latas de los pórfidos L, X y K sugieren un
reemplazo total de fenocristales de hornblenda.
Anhidrita: está presente como uno de los primeros y últimos productos de mineralización
en El Salvador.
Anhidrita Temprana: diseminada en alteración potásica y componente de las venillas de
tipo A.
Anhidrita Tardía: controlada por fracturas y es material componente de venillas más
jóvenes.
La zona de sulfatos en profundidad del yacimiento El Salvador está sellada por anhidrita y
su permeabilidad y porosidad son casi cero (no hay agua subterránea).
Zonación de sulfuros
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núcleo pobre en sulfuros: <0.25% sulfuros con magnetita o hematita-rutilo
zona de calcopirita-bornita (sin pirita), con escasa calcosina primaria; rodea al núcleo
pobre en sulfuros. El total de sulfuros en esta zona varía entre 0.5% y 2,0% del
volumen de la roca y la bornita varía desde el interior al exterior desde 50% a 0% del
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total de sulfuros. Las leyes de cobre varían entre 0,3% y 1,0% Cu, el oro 0,17 g/t Au y
la plata 1,7 g/t Ag.
Zona de calcopirita-pirita (sin bornita); rodea a la zona de calcopirita-bornita. El total
de sulfuros varía de 0,75% a 2,5% del volumen de la roca. La pirita varía desde el
interior hacia el exterior desde 0% a 75% del total de sulfuros. Las leyes de cobre entre
0,3% y 1,0% Cu.
Zona de pirita, halo externo. El total de sulfuros varía entre 0.5% a 6% del volumen
de las rocas. Las leyes de cobre <0,2% Cu.
Mineralización y alteración transicional
Mineralización / alteración con pirita y destructora de feldespatos ocurrió después de la
consolidación del último pórfido (Pórfido L), pero fue precedida por una etapa transicional
de mineralización caracterizada por el desarrollo de venillas de cuarzo de tipo B, abundante
molibdenita y turmalina.
Las venillas de tipo B son continuas, planares, con caras paralelas y normalmente con
algún bandeamiento interno; su potencia varía entre 5-50 mm (hasta 10 cm) y están
constituidas por cuarzo-anhidrita-sulfuros (sin feldespato-K). No presentan halos de
alteración, aunque en algunos casos hay halos en los que la roca está blanqueada. El cuarzo
es relativamente de grano grueso en cristales elongados perpendicularmente a las paredes.
Los sulfuros, sulfatos o cuarzo granular se presentan en el centro de las venillas o en bandas
irregulares paralelas a las paredes.
La presencia de molibdenita-calcopirita son
características, con trazas de bornita y escasa pirita; los sulfuros son de grano grueso y
tienden a estar en bandas paralelas a las paredes. Hay abundantes inclusiones fluidas de
alta salinidad y de baja densidad. En algunas venillas en las que la porción central es
drusiforme (huecos) el cuarzo más nuevo tiende a tener inclusiones fluidas de baja
salinidad con 12-15% NaCl equivalente y temperaturas de homogenización de 300º-350ºC.
Se interpreta un cambio en la composición del fluido hidrotermal hacia fines de la etapa de
formación de venillas tipo B. Este cambio se presenta en venillas individuales en las cuales
cuarzo cristalino se formó sobrecreciendo a cuarzo granular-columnar de las vetillas tipo B
para formar la línea central oquerosa. La zona de crecimiento marca un abrupto
decrecimiento en abundancia de inclusiones de salinas dos fases (I y II) y los huecos
centrales contienen solo inclusiones de baja salinidad. La reapertura de venillas de tipo B y
relleno con materiales de venillas tardías es común.
La distribución de molibdenita en El Salvador está ligada a venillas de tipo B y
frecuentemente aparece en forma de pátinas tardías sin estar asociado a otros sulfuros o
halos de alteración. El contenido de molibdeno varía entre 0.005% y 0.05% Mo (50 a 500
ppm), con una media de 0.02% Mo (200 ppm). Los valores más altos de Mo se presentan
en el traslape de las zonas de calcopirita-pirita y bornita-calcopirita.
Turmalina: la distribución de turmalina es independiente de las venillas de cuarzo tipo B,
pero se la asocia a la etapa transicional de mineralización. La turmalina está en venillas
finas y en brechas con matriz de turmalina. Existen unas venillas tempranas de turmalina
con calcopirita-bornita (sin pirita) en las que los sulfuros son escasos en proporción a la
turmalina y venillas tardías de turmalina con pirita, con o sin calcopirita, con halos de
alteración de sericita-pirita. Muchas venillas de turmalina no tienen ni halos de alteración,
ni sulfuros. Las venillas de tipo B contienen turmalina, pero este mineral es generalmente
más joven cuando existen relaciones de edad.
Las brechas de turmalina son diques de guijarros (peeble dikes) tempranos con cemento de
turmalina y cuarzo.
Andalusita y corindón: En niveles profundos de El Salvador se presenta andalusita y
feldespato-K asociados al pórfido L extendiendose al pórfido X y andesitas al oeste. La
andalusita se presenta en halos oscuros discontinuos y mal definidos de alteración potásic
(feldespato-K, biotita, sericita). Algunos parecen ser halos de ciertas venillas de cuarzo de
tipo A. Estos halos incluyen feldespato-K, albita, andalusita, anhidrita, biotita o sericita y
cuarzo. El corindón ocurre solo en trazas con andalusita.
Mineralización y alteración tardía
Se caracteriza por abundante pirita y alteración hidrolítica (destructora de feldespatos y de
biotita). Hay venillas de pirita-cuarzo, de pirita con halos de alteración sericítica, zonas
periféricas con diseminación de pirita, seritización y niveles superiores con asociaciones
sericíticas y de alteración argílica avanzada.
Venillas de sulfuros de tipo D: son venillas que cortan a las venillas de cuarzo A y B y
tienden a tener un patrón radial mal definido en el yacimiento. Están constituidas por
sulfuros y sulfatos (anhidrita) con menor contenido de cuarzo y ocasional carbonato
(dolomita). El cuarzo no presenta inclusiones fluidas y presenta formas cristalinas. La
anhidrita forma masas cristalinas y comúnmente está bandeada con los sulfuros. Presentan
halos de alteración sericítica o de sericita-clorita, algunas con una parte externa de
caolinita-calcita.
Son venillas contínuas con orientación preferencial, aunque
ocasionalmente son irregulares o siguen un patrón curvo. Su potencia varía entre 1 y 75
mm (hasta 20 cm). Entre los sulfuros domina la pirita, con calcopirita, bornita, enargita,
tenantita, esfalerita y galena. La pirita domina en profundidad, pero aparece con los otros
sulfuros en niveles superiores. La molibdenita es menor. Solo escasas inclusiones fluidas
de baja salinidad en cuarzo, anhidrita y esfalerita, con temperaturas de homogenización
entre 175º y 310ºC.
Asociaciones periféricas de sericita y pirita
Existen zonas sericitizadas con pirita rodeando la zona de central de sulfuros, ellas están
caracterizadas por la asociación sericita-clorita-pirita, la que grada a una asociación
propilítica en la porción más externa. Hay buena correlación entre la abundancia de pirita y
la intensidad de la alteración sericita-clorita.
Zonas de alteración de niveles altos
Dentro de la zona periférica sericitizada, los niveles profundos están dominados por la
asociación feldespato-K y biotita, mientras que en los niveles superiores están dominados
por sericita-andalusita; aunque incluye andalusita-sericita-cuarzo-trazas de pirofilita,
diasporo o alunita. Como minerales accesorios hay sulfuros piríticos (oxidados), zircón y
rutilo.
Zona de sulfuros superiores
Estas zonas están oxidadas y lixiviadas, pero sulfuros relictos en cuarzo (5 a 100 µm de
diámetro) indican que existió una amplia mineralización hipógena que incluyó piritabornita-calcopirita-calcosina, mientras en las altas elevaciones existió enargita-pirita.
Asociación de alteración hidrotermal argílica avanzada
Se presenta una asociación de pirofilita, diasporo, alunita primaria, andalusita, sericita y
corindón (no hay caolín); toda en la zona lixiviada. Esta asociación parece sobreimpuesta
sobre sericitización o sericita-andalusita.
Efectos supergenos
La mina El Salvador fue desarrollada para explotar un nivel de enriquecimiento secundario
existente bajo la quebrada Turquesa cuya potencia varía entre decenas de metros y 300 m.
Usualmente es referido como el horizonte de calcosina, pero en realidad incluye un grupo
de sulfuros secundarios reemplazando a los sulfuros primarios o hipógenos. Las
asociaciones principales son:
- Calcosina(Cu2S) - djurleita (Cu1.96S)
- Djurleita (Cu1.96S) - digenita (Cu9S5)
La covelina es un constituyente menor local, la cuprita y Cu nativo son raros, pero también
presentes.
Los sulfuros secundarios se formaron por reemplazo de calcopirita y bornita primarias, pero
también se presentan como pátinas sobre pirita.
Alteración Supergena
La zona con efectos supergenos más fuertes corresponde a la sobre la zona de sulfatos y/o
la base de la alteración sericítica. Se presenta caolinita reemplazando a plagioclasas,
clorita, albita, biotita y al feldespato potásico; la sericita acompaña a estos minerales, ya
que los efectos supergenos afectan a la zona sericítica. También hay alunita supergena, se
trata de alunita fina en venillas (que es diferente de la alunita hipógena más cristalina).
Cubierta lixiviada (<0.05% Cu o <500 ppm Cu)
Incluye limonitas en su mayor parte indígenas (no transportadas) en boxworks (pátinas en
cavidades de sulfuros descompuestos.
Zona central de jarosita; diseminación, venillas de jarosita cristalina.
Zona inferior de jarosita con hematita-goethita
Zona externa de goethita-hematita
Zona pobre en sulfuros con goethita-limonita en cavidades dispersas
El Au y Mo han sido inmóviles durante la lixiviación y enriquecimiento.
La Ag ha sido lixiviada, pero menos eficientemente que el cobre.
El Fe está levemente enriquecido.
Interpretaciones de Gustafson y Hunt (1975)
Mineralización, alteración e intrusión temprana
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La mayor parte del Cu fue introducido con el pórfido X y K
Las vetillas tempranas de tipo A sugiere fracturamiento en rocas dúctiles
Los silicatos, sulfuros y anhidrita en esas asociaciones tempranas son parte integral de
esas venillas y deben haberse formado muy poco después de la consolidación del
magma porfídico.
- Se estima un emplazamiento a 2 km de profundidad en condiciones de presión
levemente superiores que la presión litostática. La profundidad real no se conoce con
certeza, pero claramente debe ser muy superior a hidrostática.
Se requiere de un fluido que puede ser de derivación magmática o meteórico, pero es
altamente improbable que el agua meteórica pudiera ingresar a un ambiente con alta
presión. Consecuentemente, debe haber sido exsuelta del magma y de la cámara
magmática subyacente. Se concluye que el agua magmática es el componente mayor de la
mineralización temprana. Esto está apoyado por datos isotópicos de hidrógeno y oxígeno
(Sheppard and Gustafson, 1976. Oxygen and hydrogen isotopes in the porphyry copper
deposit at El Salvador, Chile. Economic Geology, V. 71, pp. 1549-1559).
- La alteración potásica y la propilítica fueron contemporáneas, con la propilítica
desarrollada como marginal de la potásica. Mientras ambas son previas a la alteración
sericítica y pirita.
- Suponen que previo al emplazamiento del pórfido L, existía una zona potásica rodeada
por alteración propilítica con una zona de calcopirita-bornita. En esa etapa solo habría
habido pirita en los niveles actuales de exposición. Durante la etapa final de la
mineralización temprana intruyó el pórfido L destruyendo la sección NW del patrón
previo de alteración hidrotermal / mineralización. Parte del Cu, S, K y volátiles
asimilados por el magma del pórfido L a niveles más profundos ascendieron y se
redepositaron en porciones más frías del pórfido L.
- Posiblemente 109 toneladas de azufre oxidado se fijaron en anhidrita durante la etapa
temprana de alteración / mineralización.
Mineralización transicional
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Desarrollo de stockwork de venillas de tipo B
Líquidos salinos, 350º-600ºC y presiones 200 a >900 bares
Las evidencias indican un cambio progresivo de condiciones físicas durante este
período transicional; este cambio se interpreta como el primer ingreso significativo de
agua meteórica al sistema hidrotermal.
Las presiones decrecieron por debajo de la litostática. La variación fue desde
condiciones crercanas a temperaturas magmáticas, presión litostática y fluidos de
derivación magmática hasta presión hidrostática, temperatura más baja y fluidos
dominantemente meteóricos.
Mineralización tardía
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Temperaturas <350ºC lo que implicaría que agua meteórica ingresó a través de fracturas
reaccionando con rocas previamente mineralizadas para producir alteración hidrotermal
destructiva de feldespato potásico y depositación de pirita (venillas de tipo D y
alteración periférica).
Agua meteórica en sistema convectivo.
Los patrones tardíos de alteración / mineralización están fuertemente influenciados por
el emplazamiento del pórfido L.
La circulación de aguas termales solfatáricas tardías habrían causado alteración argílica
avanzada, retrabajo de sulfuros, remoción de Cu y formación de más pirita. Esta
alteración habría sido producida por fluidos relativamente ácidos (pirofilita) y de alta
temperatura (andalusita).
MODELO GENETICO, variaciones sobre el mismo tema
Los pórfidos cupríferos en muchas partes del mundo tienen características similares a El
Salvador. Mismas texturas, tipos de venillas, patrones de alteración / mineralización y la
misma secuencia evolutiva en general, aunque cada depósito es único en detalle.
Las diferencias entre los pórfidos cupríferos surgen de distintos desarrollos de
mineralización / alteración temprana versus tardía y el grado de distorsión de los patrones
geométricos relativos a los descritos en El Salvador.
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En algunos depósitos las asociaciones tardías están más débilmente desarrolladas que
las tempranas (Ej. Yerrington).
En otros la porción central de alteración potásica puede contener pocos sulfuros y la
mena estar en el margen sericítico con pirita (Ej. San Manuel).
La mineralización temprana puede extenderse mucho más allá o encima de cualquier
exposición de un pórfido en la roca de caja (Ej. Ray).
La asociación de sericita-pirita tardía puede estar sobreimpuesta en la porción central de
modo que prácticamente borra la evidencia de una alteración / mineralización temprana
(Ej. Cananea).
El Ca puede estar en carbonato, ya sea con anhidrita o en vez de anhidrita (Ej. Ajo,
Bingham).
Intrusiones tardías o desarrollo de cuerpos de brecha de diatrema pueden remover
mucho del patrón temprano (Ej. El Teniente).
Existen muchas otras variaciones, pero Gustafson y Hunt (1975) planetan que son
variaciones sobre el mismo tema.
Los elementos esenciales son:
1. Emplazamiento relativamente somero de un complejo de stocks y diques sobre la
cúpula de un batolito subyacente.
2. Introducción metasomática de Cu y otros metales, S, K, Na y cationes de H+ desde el
magma, tanto el las apófisis de pórfido, como en las rocas de caja.
3. Interacción de aguas subterráneas con el centro de mineralización en efriamiento.
La evolución inevitable es:
Caliente → frío
Alteración de alcalis → alteración hidrolítica
Fluidos con aumento progresivo de actividad de S- , lo que se refleja por
Magnetita → pirrotina → pirita
Las variables que producen variaciones son:
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Profundidad de emplazamiento
Disponibilidad de aguas subterráneas
Tamaño y tiempo de sucesivas intrusiones de magma
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Abundancia de metales y elementos minerallizadores desde el magma.
Si un pórfido se emplaza a mayor profundidad o las rocas de caja son más secas (factores
climáticos o hidrológicos), el pórfido se enfriará más lento (conducción versus convección),
habrá menos sobreimposición y los efectos de aguas subterráneas serán menos
desarrollados en las etapas tardías de alteración / mineralización.
Si los pórfidos son cuerpos más masivos y se intruyen en un período corto de tiempo, hay
menos chance de que se enfríen las unidades individuales. Esto permite que exista la
transición entre la etapa temprana a tardía de minaralización antes de la introducción de una
segunda intrusión y produce una secuencia de evolución compuesta.
Si hay menos Cu en el magma parental, hay menos chance de producir mineralización
económica en cualquiera de las etapas de evolución de alteración / mineralización (lo
mismo es válido si hay menos Cl, S, etc.).
Características de la porción más profunda de El Salvador según Gustafson y Quiroga
(1995); Economic Geology, V. 90, pp. 2 - 16.
La exploración de la porción profunda del yacimiento El Salvador reveló:
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Los sulfuros persisten pero el contenido disminuye.
La magnetita es parte de todas las asociaciones excepto de las venillas tardías de pirita
tipo D.
Trazas de pirrotina-calcopirita en cuarzo y como inclusiones en pirita. Aparentemente
restos de mineralización de progrado temprana obliterada por eventos posteriores.
Relictos de venillas de especularita que se interpretan en forma similar a la anterior.
Cambian los tipo de venillas; hay venillas "EB" de biotita temprana con o sin sulfuros,
cuarzo, albita, anhidrita y actinolita, con halos de albita, feldespato-K, biotita, sericita
verde, anhidrita y andalusita. Parecen ser equivalentes profundos de las venillas de
cuarzo de tipo A.
Las venillas de tipo A de cuarzo granular, feldespato-K, sulfuros y anhidrita disminuyen
su abundancia en profundidad y son difíciles de distinguir de venillas de tipo B de
cuarzo, anhidrita con molibdenita. Estas presentan halos bien desarrollados de
feoldespato-K en comparación con las que se presentan a niveles más altos.
Venillas C más jíovenes con sericita verde, biotita y anhidrita y halos de sericita verde,
feldespato alcalíno y andalucita, cortan a las venillas B. Estas venillas C son anteriores
a las venillas D de pirita-cuarzo con halos de sericita-pirita-calcita-anhidrita y
ocasionalmente turmalina.
La alteración pervasiva de sericita se termina hacia abajo y la alteración biotítica de las
andesitas disminuye, revelando rocas córneas más restringidas de actinolita (hornfels de
actinolita).
La abundancia de sulfuros, sulfatos y feldespato potásico disminuye en profundidad,
mientras que la albita aumenta.
Hay un abrupto descenso del contenido de Cu (<0.1% Cu) dentro de un pórfido
feldespático fuertemente cruzado por venillas de cuarzo y alterado a feldespato-K y
biotita, representando el núcleo estéril debajo de la zona central de calcopirita-bornita.
Esto parece correlacionarse con la base del intenso fracturamiento y ebullición durante
la etapa temprana de formación de venillas.
Aunque Gustafson y Quiroga (1995) no lo mencionan directamente, las asociaciones de
alteración encontradas en profundidad en El Salvador son comparables a la alteración
sódica-cálcica descrita en las zonas de raíz del pórfido Yerington, Nevada por Carten
(1986); Economic Geology, V. 81, pp. 1495-1519. Esta se caracteriza por la asociación
albita-actinolita-magnetita-epidota-esfena y se desarrolla en profundidad al mismo tiempo
que la alteración potásica en niveles más altos del sistema porfírico.