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• Ronal Zuñiga

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Yacimientos de hierro chilenos Franja Ferrífera Chilena Î Cordillera de la Costa III y IV Regiones 7.500.000 ton de mineral de Fe producido en el año 2005 Compañía Minera del Pacífico Mina Romeral

Mina El Algarrobo

El Hierro • La corteza terrestre contiene un 4.5% de hierro, por lo que a excepción del aluminio, el hierro es el metal más abundante en la naturaleza. • El hierro es un metal es inestable en la superficie de la Tierra, en las condiciones que nos rodean. Se oxida recubriéndose de una capa de herrumbre. • Basta con exponer cierto tiempo a la acción del aire un trozo de hierro mojado, para ver cómo aparecen rápidamente manchas de óxido en su superficie.

Minerales de hierro • De los casi trescientos minerales portadores de hierro, sólo la hematina, magnetita, goetita y siderita contienen porcentajes de hierro suficientemente abundantes para ser considerados como yacimientos económicos. • Las menas de hierro son compuestos oxidados en los que el hierro está íntimamente ligado al oxígeno por fuertes enlaces que deben romperse para liberar el metal. • Reducción con carbón en altos hornos.

Octaedros de magnetita

Franja Ferrífera Chilena

• La Franja Ferrífera Chilena de aproximadamente 600 km de largo por 25 km de ancho, se localiza en la Cordillera de la Costa de las regiones III y IV • Hay siete grandes depósitos (>100 millones de toneladas de mineral de alta ley) y unos 40 medianos y pequeños de mineral magnetita-apatita. • La producción actual proviene de tres minas.

Franja Ferrífera Chilena

Sistema de Falla de Atacama

Mina Los Colorados

Mina El Algarrobo

Esta mina está ubicada al NW de Vallenar en la III Región y reempazó a la Mina EL Algarrobo, que está próxima a cerrar por agotamiento del mineral. Los Colorados tiene reservas por 245 Mt, con ley media de 48% Fe La propiedad de este yacimiento se comparte en un 50% Mitsubishi Corporation y 50% CMP. Ubicada en la III Región, abastece de preconcentrados de hierro a la Planta de Pellets de Huasco. Esta mina está en sus últimos años de operación, debido al agotamiento del mineral. Sus reservas alcanzan a 2,6 Mt, con una ley media de 47,6% Fe, para una ley de corte de 26,0% de Fe magnético.

Ubicada en la IV Región, produce finos, granzas y pellets feed, tanto para el mercado nacional como para la exportación. Sus reservas medidas alcanzan a 38,9 Mt con una ley media de 48% Fe y una ley de corte de 30% Fe. Mina El Romeral

Producción anual aprox. 8.000.000 ton de mineral

En términos monetarios solo el 2,7% de las exportaciones mineras

América Latina: Producción de mineral de hierro* (1.000 toneladas)

Países 1997 1998 1999 2000 2001 Brasil 176.857 175.037 182.408 200.370 191.147 Chile 8.010 8.334 7.632 7.926 8.195 Colombia 755 520 567 642 637 México 14.641 14.967 16,094 14.255 11.458 Perú 2.081 2.063 2.245 1.860 4.474 Venezuela 18.504 16.553 14.050 17.328 15.665 TOTAL 220.848 217.474 222.996 242.381 231.576 * Incluye el mineral. fino utilizado en posterior aglomeración.

La producción de hierro de Brasil, Venezuela y México supera largamente a la de Chile

Denominaciones o clasificaciones usadas Para los depósitos ferríferos chilenos • Yacimientos de magnetita-apatita (Ruiz et al., 1965) u óxidos Fe – apatita • Magnetita hospedada en rocas volcánicas (Cox & Singer, 1986) • Yacimientos tipo Kiruna (Vivallo y Henríquez, 1997); de Kirunavaara, Suecia • Actualmente muchos autores los consideran un miembro extremo de los yacimientos IOCG, deficientes en Cu y Au y como sub-tipo Kiruna

Yacimientos de hierro chilenos óxidos de Fe-apatita • Típicamente son depósitos de óxidos de Fe pobres en Ti. • Formados por magnetita maciza con proporción menor de especularita. • Mena compacta y dura de color negro en parte granular constituida por octaedros de magnetita con reemplazo parcial por hematita. • Escasa ganga de apatita, actinolita, clorita. • Es común que hematita forme pseudomorfos de octaedros de magnetita denominados martita; este es un proceso de oxidación denominado martitización.

Yacimientos de hierro chilenos óxidos de Fe-apatita • Rocas de caja: predominantemente lavas andesíticas y brechas volcánicas neocomianas; pocos en rocas sedimentarias de derivación volcánica, calizas o intrusivos. • Alteración: actinolita, escapolita, biotita, clorita, turmalina, clorapatita, esfena, escasos granate y pirita. • Las rocas huésped presentan coloración oscura debido al fuerte reemplazo por esos minerales de alteración. • Halos externos de rocas blanqueadas alteración de sílice, arcillas, sericita con anomalías geoquímicas de Cu-Au.

Yacimientos de óxidos de Fe-apatita • Las rocas volcánicas alteradas que hospedan a los depósitos de Fe están cerca de contacto con intrusivos dioríticos, granodioríticos tonalíticos o monzoníticos. • Algunas de esas rocas volcánicas alteradas constituyen “roof pendants” en cuerpos intrusivos. • Los depósitos de Fe ocurren alineados dentro del dominio del Sistema de Falla de Atacama; transcurrente sinistral activo durante el Cretácico Inferior

Forma de depósitos de óxidos de Fe-apatita • Cuerpos macizos con pocos minerales de ganga o de roca huésped. Los importantes son cuerpos irregulares de óx. Fe macizos de 100 – 1000 m de largo, 20 – 200 m de ancho y 20 a 650 m de alto. • Rocas brechizadas periféricas con matriz de óxidos de Fe o rocas cruzadas por venillas de óxidos de Fe o con reemplazo parcial por magnetita (baja ley Fe). • Los cuerpos más importantes (económicos) son irregulares, pero hay cuerpos vetiformes y mantiformes; vetas subverticales de rumbo NE, N-S y NE.

Tipos de depósitos de hierro chilenos (según Espinoza, 1990), clasificación por forma y rocas encajadoras. Los únicos que son económicos son los irregulares de mayor tamaño o de “tipo Algarrobo” según esta clasificación. El resto tiene explotación histórica, pero actualmente no se explota.

Yacimientos de Fe-apatita y Ox. Fe-Cu-Au Sillitoe (2003) plantea que los depósitos de Fe-apatita y los de Ox. Fe-Cu-Au pertenecen a un mismo clan de depósitos en el que los de Fe-apatito representan un miembro extremo deficiente en Cu. (transición?)

Sillitoe, 2003

Pero todavía hay controversia sobre el origen de los yacimientos de Fe-apatito y también respecto al tipo de fluidos que originan a los de Ox. Fe-Cu-Au. Magmático vs de cuenca.

Yacimientos de Fe y Ox. Fe-Cu-Au

Sur de Perú y Norte de Chile

Sillitoe, 2003

Los depósitos de óx. Fe se presentan en el ámbito de la Zona de Falla de Atacama y cerca de intrusivos del Cretácico Inferior, las metavolcanitas huéspedes en algunos casos son roofpendants en las intrusiones

Controversia respecto al origen: CANDELARIA

Magmas de mena (ígneo) versus Metasomatismo (hidrotermal)

Edades rediométricas de la faja ferrífera chilena Depósito

Roca total/ mineral

Edad (Ma)

Referencia

Boquerón Chañar

Biotita

128±4

Zentilli (1974)

Cerro Imán

Greisen

102±3

Zentilli (1974)

El Algarrobo

Monzodiorita

99.6±5

Montecinos (1985)

Diorita

115.6±5.8 Montecinos (1985)

Diorita

128±6.4

El Romeral

Biotita

110±3

Los Colorados

dique post mineral

110

Oyarzún & Frutos (1984)

Andesita

111

Pichón (1981)

Diorita

108

Pichón (1981)

Montecinos (1985) Munizaga et al. (1985)

Edades 40Ar/40Ar de depósitos de Fe; Díaz et al., 2003

Edades 40Ar/40Ar de depósitos de Fe; Díaz et al., 2003

Ubicación de depósitos de hierro datados por Díaz et al., 2003

Mina El Tofo: inició explotación de Fe en Chile en 1922 Î decae en 1953

Mina El Tofo

Mina Los Colorados

Inaugurada en 1998

Mina Algarrobo: actualmente agotándose.

Mina Algarrobo, rajo N; notar rocas intrusivas blanqueadas en flanco W

Mina Romeral: inicio explotación 1956

Mina Romeral

Yacimiento Romeral Asociación espacial con Fallas, rocas foliadas, intrusivos dioríticos y Andesitas córneas, alteración actinolita-biotita-clorita y rocas blanqueadas hacia fuera.

Magnetita en procesos magmáticos • La magnetita es un mineral muy abundante que se encuentra comúnmente en pequeños cristales dispersos en las rocas ígneas y metamórficas. • La cantidad total de magnetita es tremenda y algunas veces es uno de los primeros minerales en cristalizar a partir de un magma en enfriamiento, y con su densidad mucho mayor permite posicionarse lentamente y formar acumulados en el fondo de una cámara magmática. • En algunos magmas, la ilmenita y la magnetita cristalizan al mismo tiempo y la acumulación es una mezcla de ambos minerales. Este proceso de segregación magmática ha sucedido en muchas partes del mundo para formar depósitos económicos de mineral de hierro con contenido de titanio.

Los depósitos de magnetitaapatita se dividen en dos grupos • Depósitos de magnetita-apatita-ilmenita (nelsonitas) , con alto-Ti y alto-P asociadas con anortositas. • Estos tienen proporciones eutécticas de apatita y óxidos de hierro y hay consenso que su origen es la intrusión de un magma de nelsonita. • Depósitos de magnetita-apatita bajo-Ti y bajo-P principalmente asociados con rocas volcánicas calcoalcalinas a alcalinas; Ej. Depósitos de Fe chilenos. • El origen de este grupo es controvertido y se ha propuesto tanto origen por intrusión, como hidrotermal.

Hipótesis magmática: plantea un magma primigenio de magnetita (líquido inmiscible) que habría intruido las secuencias volcánicas

Vivallo y Henriquez, 1997 Procesos hidrotermales ligados a la intrusión de magma de Fe-P producirían mineralización de Cu, Ox.Fe-Cu-Au y Fe a niveles someros. Ej. Nyström y Henriquez, 1994.

¿Magnetita magmática? • De acuerdo a consideraciones termodinámicas es posible formar líquidos inmiscibles en magmas en enfriamiento con alta fugacidad de oxígeno: magma silicatado y óxidos de hierro. • El magma de óxido de Fe tendría un punto de fusión muy alto, varios cientos de grados por encima de lavas conocidas. • Los autores que favorecen la opción de magmas de mena invocan altos contenidos de volátiles (CO2, H2O, Cl, F, SO4) que podrían bajar el punto de fusión a valores geológicamente razonables (800 a 1200°C).

¿Magnetita magmática? • La gravedad específica de la magnetita es de 4,9 a 5,2 lo que corresponde a 2 veces la densidad de rocas de la corteza. Por lo que parece difícil que una masa fundida densa de óxidos Fe pueda ascender e intruir a rocas menos densas o alcanzar la superficie y ser extruída en forma de lava. • Los autores que favorecen los magmas de mena plantean que originalmente era un magma muy rico en volátiles y que consecuentemente su densidad era menor que la magnetita pura.

¿Magnetita magmática? • Asociación con un tipo de roca de caja específico, particularmente en el caso de los depósitos mayores; rocas volcánicas neocomianas anfibolitizadas (actinolita). • Es difícil visualizar porqué si se trata de magmas de mena de óxidos de Fe deban limitarse a un tipo de roca de caja específico. • Si los yacimientos de óx.Fe-Cu-Au pertenecen a la misma familia de depósitos que los yacimientos de óx.Fe-apatita, cabe suponer que su génesis hidrotermal también es similar, pero no existe un consenso al respecto.

Mina Romeral

Los yacimientos tienen un fondo, es decir se terminan hacia abajo y no se observa un alimentador como se esperaría en un cuerpo intrusivo. Ej. Sección del yacimiento Romeral. Lo mismo se observa en depósitos agotados como por ejemplo El Tofo.

¿Magnetita hidrotermal? • De acuerdo a Ménard (1995) la mineralización de magnetitaapatito en la Cordillera de la costa de Chile al norte de El Algarrobo está relacionada a intrusiones de diorita piroxénica que habrían cristalizado a profundidades de 4 km con creciente fugacidad de oxígeno. • El fluido supercrítico exsuelto durante el enfriamiento de los plutones (800-900ºC), resultó en enriquecimiento de H+, Cl-, Na y lixiviación secuencial de Fe (