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• Alexis Trujillo Gutierrez

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GEOLOGIA DEL YACIMIENTO DE CUAJONE GENERALIDADES Geográficamente el yacimiento de Cuajone se encuentra ubicado en el extremo Sur del Peru a 30 km. al NE de Moquegua y a 25 km. al NO del yacimiento de Toquepal El cuerpo mineralizado de Cuajone está emplazado en una zona de fuerte relieve topográfico, ocupando la quebrada Chuntacala a 3,500 m.s.n.m. y pertenece al tipo denominado "Pórfido de Cobre", donde la mineralización de cobre se encuentra diseminada en una roca fuertemente fracturada. GEOLOGIA El basamento del yacimiento de Cuajone está constituído por una secuencia de derrames volcánicos de Andesitas y Riolitas, sometidos a intensa actividad ígnea; con una edad aproximada de 70 millones de años (Cretaceo-Terciario), que constituye el "Grupo Toquepala". El fondo del basamento no ha sido determinado. Posteriormente hubo dos fases de actividad intrusiva; la primera fase y la más importante, constituída por un stock de Latita Porfirítica, que predomina en la geología del tajo, aflorando en la parte central y Nor-Noroeste e incluso se proyecta unos 4 Km al Norte del yacimiento; presenta una textura granuda (Porfirítica), es una roca de coloración blanco amarillenta; su edad aproximada es de 51 millones de años . La segunda fase constituída por Andesita Intrusiva, que limita lateralmente con dirección NW-SE al stock de Latita, presenta una textura fina (Afanítica) y de color gris verdoso. Estas intrusiones produjeron un intenso fracturamiento en las rocas existentes, favoreciendo el ascenso de las soluciones fluidas a elevada temperatura y presión; soluciones resultantes de una actividad magmática que mineralizó las rocas circundantes.

Como una etapa tardía de intrusión se emplazó un pequeño cuerpo de Latita Porfirítica Estéril que produjo brechas de arrastre producto de la intrusión; ocupa la parte central del depósito. A estas actividades intrusivas siguieron etapas de erosión y cambios del nivel freático que ocasionaron zonas de lixiviación, oxidación y enriquecimiento del depósito. Un potente encape de volcánicos de 150 mt. de potencia constituído por traquitas cubrió el deposito hace 20-22 millones de años aproximadamente, que se denomina "Volcánicos Huaylilas" y se encuentra emplazada en el lado sur del depósito; en el lado Norte, el encape está constituído por todas del "Volcánicos Chuntacala" que datan de hace 8 millones de año. CARACTERICTICAS DEL DEPOSITO 1.

Aspectos Generales Tiene una forma de elipsoide de diámetro aproximado 1 Km por 450 mt. de

profundidad reconocida; en forma de cono invertido con paredes empinadas. 2.

Litología Las reservas de cobre por tipo de roca se distribuye de la siguiente manera:

Latita Porfirítica 55% Andesita Intrusiva 22%; Andesita Basálica 18%; Riolita Porfirítica 3% y Brechas 2% . Las reservas de mineral fueron calculadas en más de 400 millones de toneladas cortas con una ley promedio de 0.90% Cu y 0.0320% MoS2. 3.

Estructural Enmarcado regionalmente dentro del alineamiento estructural NO - SE;

relacionado con la formación de brechas y fracturamiento tipo "Stock Work". 4.

Alteración Presenta tres tipos predominantes:

-

Alteración Fílica; caracterizada por la presencia de cuarzo y arcilla sericita en Latita Porfirítica.

-

Alteración Argílica; caracterizada por la presencia de ferromagnesianos y arcilla montmorillonita en Andesita Basáltica.

-

Alteración Propílica; caracterizada por clorita, calcita y pirita, en Andesita Intrusiva.

5.

Mineralización El depósito de Cuajone tiene una mineralización simple, siendo la

distribución de leyes de cobre uniforme tanto lateralmente como en profundidad; se encuentra en forma diseminada y/o en venillas acompañada de cuarzo. La mineralización principal está constituída por calcopirita (CuFeS2) como mineral primario; otros minerales de cobre lo constituyen la calcosita (Cu2S) y la bornita como minerales secundarios y como minerales de óxidos, crisolcola CuSiO32 (H2O) y malaquita

(CuO3) (OH)2 principalmente acompañan a la

mineralización de cobre la molibdenita (MoS2) y Pirita (FeS2). En la actualidad la zona de óxidos ha sido totalmente minada, quedando un 7% de mineral enriquecido y 93% de mineral primario.

Cuajone 1993, Agosto 31

GEOLOGIA DE LA MINA CUAJONE (Por Paul C. Satchwell) 1.

INTRODUCCION El propósito de este trabajo, a ser presentado en el V congreso Geológico

del Perú en Julio de 1983 , es el de dar una descripción actualizada de la geología del pórfido de cobre de la mina a tajo abierto de Cuajone en el departamento de Moquegua, explotada por Southern Peru Copper Corporation. Se dará especial énfasis a la alteración y mineralogía económica de la zona mineralizada que aflora actualmente en la mina, basándose en observaciones macroscópicas. Los "Tipos Mineral" (Ore-types) están descritos en este trabajo y se hacen comentarios acerca de su relación con el rendimiento de la Planta Concentradora. Al presentar este trabajo sobre el progreso de la geología de Cuajone se espera unir la interpretación "global" de Stevenson (1972), Manrique y Plazolles (1974), basados en datos de perforaciones diamantinas; y futuros trabajos mas detallados, tanto en análisis estructural como estudios microscópicos, sobre el yacimiento en su totalidad. 2.

UBICACION Y RESUMEN DE LAS ACTIVIDADES DE MINADO La mina Cuajone está ubicada a 3500 m.s.n.m., a 30 Km. al NE de

Moquegua y a 25 Km. al NO del otro tajo explotado por Southern Peru, Toquepala (ver figura 1), en la antigua Quebrada Chuntacala, la cual expuso a superficie el depósito, adyacente al empinado valle de Torata de orientación NE-SO. Aproximadamente a 35 Km. al NE de la mina, se encuentran los campos de pozos de agua de Titijones, Lago Suches y Huaitire, usados por Southern Peru, en el altiplano a 4500 m.s.n.m. Las reservas dadas para Cuajone son 470 millones de toneladas cortas a una ley de 1% Cu; desde que se empezaron las operaciones de minado apróximadamente el 25% de estas reservas han sido extraídas. El minado se lleva a cabo usando bancos de 15 Mts. de altura y hay actualmente 33 niveles entre

3850 y 3355 m.s.n.m. La molienda diaria en la Concentradora es de alrededor de 55,000 toneladas cortas de material con una producción diaria de mineral ligeramente mayor para cubrir un minado de 6 días contra una molienda de 7 días. Con la ley de cabeza actual de 1% Cu, la producción de metal de cobre es de alrededor de 14,000 toneladas cortas al mes. El tajo final, diseñado con una pendiente de 1.33:1; ha sido planeado para ser alcanzado a fines de este siglo, con una razón promedio desmonte/mineral de 2.8:1. 3.

GEOLOGIA REGIONAL La mina Cuajone está situada dentro de la "Sub-provincia cuprifera del

Pacífico" (Bellido y otros, 1972), en el flanco Occidental de la Andes del Sur peruano, zona en la que se encuentra otros depósitos importantes de pórfidos de cobre, como Cerro Verde, Quellaveco y Toquepala. De acuerdo con la teoría de placas tectónicos sobre la formación de los pórfidos de cobre, esta provincia metalogenética fue generada por un derretimiento parcial de la corteza oceánica, rica en Cu (de origen suelo marino exhalativo), a lo largo de la zona Benioff de la placa subductora del Pacífico Oriental (Sillitoe, 1972). Magmas calco alcalinos ricos en Cu fueron introducidos en la corteza por medio de fisuras, en los sedimientos volcánicos del Mezozoico de la provincia metalogenética, a una altura de 100 a 150 Km. verticalmente encima de la zona de subducción (James, 1971). La figura 1 ilustra la geología regional simplificada de la zona dentro de los departamentos de Moquegua y Tacna, en los cuales se llevan a cabo las operaciones de Southern Peru. Separados del batolito de la costa por extensos depósitos continentales de la Formación Moquegua, los tres yacimientos de Cu de esta zona están relacionados con pequeños centros intrusivos ácidos a intermedios, de dacitamonzonita. Los de Cuajone y Toquepala están adyacentes a stocks de diorita/granodiorita de Cretáceo/Terciario. Estos fueron detados en 57 m.a. por BRide (1972) dando edades de 54 m.a. para la monzonita de Quellaveco y 51 m.a. para la latita de Cuajone. Estas edades caen dentro del rango de emplazamiento del batolito de Cuajone. Estas edades caen dentro del rango de emplazamiento del batolito de la costa, de 70 m.a. de duración, que concluye alrededor de 34 m.a. (Pitcher, 1978). Las rocas encajonantes para las intrusiones cupríferas fueron los

volcánicos del Cretaceo Superior/Paleoceno, del Grupo Toquepala, cuyos afloramientos se encuentran al NE de la principal falla de Incapuquio. (Ver Fig. 1). Un reinicio de las actividades volcánicas durante el Mioceno-Plioceno fue el responsable de la deposición de extensas secuencias volcánicas de tobas, ignimbritas, cenizas y flujos de lava a partir de los centros volcánicos de las zonas Norte y NE de Cuajone - Quellaveco - Toquepala. Las estructuras de orientación NO/SE, dominan la geología regional; como en los casos de orientación de la fosa oceánica del Pacífico (zona de subducción de la placa del Pacífico Este), el batolito de la costa, el flanco Occidental de los Andes, y la Falla Incapuquio, que continua hasta el Norte de Chile. En forma paralela a esta orientación se encuentra la Falla Micalaco, que afecta a la mina Toquepala, y otras fallas más pequeñas en la zona de Quellaveco (Alva, 1980). Son de especial interés los lineamientos, anteriormente no reconocidos, claramente visibles en las fotografías "ERTS" tomadas por satélite, que pueden ser interpretados como una extensión curva al NO de la falla Micalaco, uniendo a las minas Cuajone y Toquepala. Teniendo en consideración también el hecho de que Quellaveco se encuentra a 130 de orientación desde Cuajone y que esa misma es la orientación de la geología estructural dominante en Cuajone (se verá mas adelante), se puede decir que podría existir una conexión tentativa entre los tres depósitos de pórfidos de cobre de la zona, a lo largo de profundas fisuras en la corteza. 4.

GEOLOGIA DE LA MINA

4 .1

Litología Como es el caso de muchos pórfidos de cobre, una intensa alteración

hidrotermal ha destruido parcial y totalmente la textura original de la roca y la agrupación mineralógica en las rocas pre - mineral e intrusivas de Cuajone. Ya que el énfasis del presente trabajo es describir las condiciones geológicas de la zona actual de la mina, tiene más lógica tratar la mineralogía bajo el encabezamiento de "alteración hidrotermal". 4 .1 .1

Volcánicos Pre-mineral

Las rocas mas antiguas de la mina son los miembros inferiores de los volcánicos del Grupo Toquepala (Cretaceo Superior-Paleoceno), la Andesita Basáltica y la Riolita Porfirítica. La correlación de estos dos flujos volcánicos con otros miembros del grupo encontrados en Quellaveco y Toquepala, ha sido hecha por Plazolles (1980). Previamente se reconoció un tercer flujo entre los volcánicos premineral de Cuajone, intermedio tanto en posición como en composición a la Andesita Basáltica básica y a la Riolita Porfiritica acídica. Esta fue la "Andesita Cocotea". Una reinterpretación a partir de mapeo geológico y relogeo de testigos de perforación diamantina, ha llevado a la conclusión que la Andesita cocotea es parte del cuerpo Sur de la Andesita Intrusiva que instruyó a lo largo del contacto basaltoriolita. Aunque la Andesita Basáltica le debe en parte su color a la biotita de origen probablemente hidrotermal, se han identificado un anfibol (tentativamente antofilita) y un piroxeno (hedengergita), (ASARCO, 1982). Se pueden encontrar algo de textura Porfiritica remanente, en forma de manchitas anhedrales blancas muy finas (menos de 1 mm. de diámetro, posiblemente arcilla formada a partir de feldespatos) y también se puede encontrar ocasionalmente minerales corroidos (probablemente piroxenos), aunque la alteración es generalmente total. En la figura 2, se ilustra el afloramiento de los volcánicos premineral en el centro Sur de la mina actual. El flujo de riolita Porfirítica está concordantemente encima del basalto, con un buzamiento muy leve (hacia el Oeste según Manrique y Plazolles). El espesor de la riolita es hasta 250 Mts. (dependiendo de la erosión); el fondo del basalto no ha sido encontrado en ningún afloramiento ni taladro de perforación. La riolita tiene una textura porfirítica muy marcada, con abundantes fenocristales de cuarzo de un tamaño promedio de 2 mm. en una matriz afanítica. En zonas por encima y adyacentes a la Andesita Intrusiva, estos fenocristales pueden ser mas grandes (lo que sugiere una recristalización) y fracturados (esfuerzos durante la intrusión).

4 .1 .2

Complejo Intrusivo El principal cuerpo intrusivo de Cuajone es un stock de latita porfirítica, que

ocupa actualmente en la mina un afloramiento nor-central que tiene una extensión de 800 Mts. (NO-SE). A medida que progresa el minado y los cuerpos laterales de andesitas son removidos, este stock dominará la geología de la mina. Latita porfirítica no alterada y no mineralizada se extiende actualmente a 4 Km. al Norte de la mina (Stevenson, 1972). En la zona del tajo y estrictamente hablando, es un pórfido de latita cuarcífera, con cuarzo libre sub-redondeado, de 2-4 mm. de diámetro. Aunque se encuentra muy alterada, se han preservado algunos seudomorfos subhedrales de pequeños listones rectangulares de feldespatos, de 2 mm. x 5 mm. de tamaño promedio. La matriz ha sido probablemente criptocristalina. Cuerpos de latita "fresca", menos alterada y no-mineralizada se encuentran dentro de la zona de brecha central; esta es la llamada Latita Porfirítica Estéril (Barren Latite Porphyry"). Trabajos previos en Cuajone (Stevenson 1972, Manrique y Plazolles 1974), reconocieron una fase temprana de "Monzonita" intrusiva, que quedó como "techo"encima del stock principal de latita. Sin embargo, mapeo geológico y relogeo limitado de testigos pertenecientes al cuerpo principal intrusivo, revelaron que toda la textura (en donde esta no ha sido totalmente alterada) es porfirítica, aunque existe variación en la textura que refleja el enfriamiento variable del intrusivo. La segunda fase de actividad intruiva en Cuajone fue el emplazamiento de dos cuerpos de Andesita Intrusiva lateralmente a lo largo de los limites NO y SE del stock de latita . Al Norte de la mina hay afloramientos de los que han sido interpretados como extensiones de ambos cuerpos laterales, en la pendiente Sur del Valle de Torata, en que probablemente convergen en una zona de brechamiento (Stevenson). Los contactos entre la latita y los volcánicos pre-mineral, especialmente la Andesita Basaltica, pueden ser transicionales debido a asimilación; los contactos de Latita-Andesita Intrusiva son generalmente bien definidos y estructurales. La Andesita Intrusiva ha asimilado a la Andesita Basaltica al Sur de la mina, y por lo tanto tiene textura transsicional, en la cual se han preservado manchas oscuras del basalto porfirítico. En otros lugares, la textura de la Andesita Intrusiva ha quedado

totalmente destruida, aunque se cree que esta hay sido originalmente afanítica; restos probablemente de anfíbol y piroxeno remanente fueron detectados por ASARCO, 1982. 4 .1 .3

Brecha Post-Mineral Este es un fenómeno predominantemente estructural, que será

discutido con mayor detalle en la sección 4.2. Un cuerpo central de brecha aproximadamente tabular y con buzamiento alto hacia el Oeste, de 50 Mts. de espesor promedio, aflora con rumbo NO-SE por apróximadamente 500 Mts. dentro de la mina, en la zona de mineral (Ver Fig. 2 y 3) Consiste en clastos redondeados a Sub-redondeados (quijarros a contos) de rocas volcánicos e intrusivas locales-alteradas y mineralizadas, contenidas en una matriz relativamente fresca de latita porfirítica; localmente la matriz puede estar silicificada, o está parcialmente compuesta de vacíos conteniendo incrustaciones de cuarzo. Al Sur de la zona mineral, cuerpos aislados mas irregulares de la brecha tienen una matriz de arcilla a polvo de roca, y pueden contener clastos de trauitas y andesitas que no se encuentran en la mina. 4 .1 .4

Volcánicos Post-Mineral Los volcánicos que afloran en la mina Cuajone están indicados en la

columna geológica que acompaña a la Fig. 2, están sin diferenciar en la sección (Fig. 3). La primera deposición post-mineral fue la de Aglomerado Gris, un volcánico masivo consistente en cantos sub-angulares a angulares de andesita (provenientes de zonas externas a la mina), en una matriz tobácea compactada. Este se encuentra separado del volcánico superior pre-mineral, por el Conglomerado Riolítico, y ha rellanado un paleovalle de orientación O-E que aproximadamente coincide con la Quebrada Chuntacala. En Cuajone se reconocen dos secuencias piroclásiticas principales; separadas por la antigua Quebrada Chuntacala, y actualmente por la mina. Estas consisten en los volcánicos Huaylillas y Chuntacala de los lados Sur y Norte de la mina, respectivamente. Las edades de estos volcánicos son de 17 a 22 millones de

años para los Huaylillas y de 9 a 14 millones de años para los Chuntacala (Tosdal y otros, 1981). El principal constituyente del Huaylillas en Cuajone es la traquita bien silicificada, vesicular y con bandeamiento de flujo. Esta contiene fenocristales de sanidina, presenta un espesor variable de 120 a 150 Mts., y está separada por 10 a 20 Mts. de tobas y/o vitrófiros de los volcánicos pre-mineral. Los conglomerados verde y amarillo, en el SO y SE de la mina, respectivamente, se derivaron de la traquita y toba. Encima de la traquita y en los niveles mas altos del SO de la mina, se encuentra la Toba Blanca y el Aglomerado Tobáceo (ver Fig. 2) Las dos unidades inferiores de los volcánicos Chuntacala son: una toba cristal (conteniendo sanidina y mica) de 65 Mts. de espesor, que gradualmente se vuelve una toba blanca suave (Toba inferior, de 50 Mts. de espesor). Una gran discordancia ha sido rellenada por el Aglomerado Volcánico (Aglomerado Inferior, de espesor máximo 120 Mts.) encima del cual se repite toda la secuencia en menor escala, por la Toba Superior (25 Mts.) y Aglomerado Superior. Ambos aglomerados consisten en fragmentos de andesita sub-angular en una matriz tobacea moderadamente compacta. Una descripción en mas detalle de los volcánicos post-mineral se encuentran en el trabajo de Manrique y Plazaaolles (1974), y la correlación regional fue hecha por Tosdal y otros, 1981. 4 .2 4 .2 .1

ESTRUCTURA Fallamiento Las estructuras de orientación NO-SE (específicamente aquellas con

rumbo azimutal de 130 ) dominan completamente la geología estructural de la mina Cuajone, y como se observó en la sección 3, esta viene a ser una tendencia regional. En la mina y como se aprecia en la Fig. 2, las siguientes características geológicas presentan la tendencia NO-SE: el cuerpo de brecha central, los cuerpos de andesita emplazados lateralmente, ramificaciones estructurales al SE del stock principal de latita; y un cuerpo en forma de dique de Andesita Intrusiva.

Los mapeos que se están llevando a cabo en el lado Sur de la mina están descubriendo una serie de fallas principales de igual orientación, las ucales se extienden desde la parte sur de la zona mineralizada, hasta el contacto con los volcánicos post-mineral. La zona mineralizada del lado SE es estructuralmente muy compleja, presentando "tectónica en bloques" causada por la combinación de fallas de orientación NO-SE con otras de tendencia E-O. En esta zona los contactos entre el pórfido de latita y la Andesita Basáltica se encuentran fallados y brechados. Varias fallas E-O han sido rellenadas por diques de latita post-mineral, los cuales son mineralógicamente latita porfíritica "fresca" con algunos fenocristales de cuarzo. Estos diques carecen de cuarzo, a diferencia de la latita porfirítica del stock principal. 4 .2 .2

Otras discontinuidades de Importancia Otras dos discontinuidades que afectan a la geología estructural de

la mina son los contactos con los volcánicos post-mineral, (ver Fig. 2). En la zona norte de la mina, el contacto buza hacia afuera del tajo entre aproximadamente 5 a 15

(Ver Fig. 3), pero en la zona Sureste (al Este del paleomonte de riolita

porfirítica), existe en esta discontinuidad, una depresión poco profunda en forma de cuenca inclinada hacia el tajo, en la cual ha ocurrido un deslizamiento a lo largo de una superficie cóncava (tipo suelo). Este deslizamiento ocurrió dentro de un volumen de material ya deslizado previo a la existencia de la mina (material consistente en fragmentos de traquita en una matriz de suelo arcilloso). Dicho deslizamiento ha estado controlado por el tope del horizonte impermeable de la toba, en el cual se acumuló agua que descendió de las traquitas permeables formando así una superficie lubricada de deslizamiento. 4 .3 .2

Cuerpos de Brecha Se puede considerar que en Cuajone, los cuerpos de brecha son de

dos tipos: cuerpos tabulares controlados por fallas generalmente con "rumbo Cuajone" NE-SO, situados en la parte central y SE de la zona mineralizada; y cuerpos irregulares y aislados encontrados inmediatamente al Sur de la actual zona mineral (ver Fig. 2). A primera vista, estos últimos parecen estar relacionados con

los primeros a lo largo de la tendencia NO-SE, pero en realidad los rumbos de los cuerpos del Sur varían alrededor de SO-NE. Una inspección mas detallada de la zona de brecha central tal como aflora actualmente (Fig. 2) demuestra que no es ni regular ni tabular, y que contiene grandes "inclusiones" de "Barren Latite Porphyry" traídas probablemente de profundidad. Esto se puede observar en la sección I-I (Fig. 3). Sin embargo existe un claro control por fallas con azimut 130 . Ambos tipo de brecha fragmentos predominante redondos, lo que implica cierto grado de "molienda" posiblemente en profundidad y anterior a su emplazamiento, a diferencia de brechamiento "in situ" con clastos angulosos que se espera de un brechamiento simple por fallas. Inclusive las fallas brechas de 0.-0.5 Mts. de grosor entre la latita y andesita Basáltica del SE de la zona mineral, presentan clastos redondeados. Sin embargo, los fragmentos de estos dos tipos de brechas controlados por fallas tienden a ser origen local, esto es, fragmentos mineralizados aunque mas "frescos", de rocas adyacentes sugiriendo así una fuente mas profunda pero no muy distante. Los cuerpos aislados del Sur contienen sin embargo, clastos ajenos a la mina y se ha sugerido un origen mucho mas profundo, con inyecciones a lo largo de fallas hacia zonas irregulares débiles estructuralmente. Los cuerpos de brecha en Cuajone son obviamente enigmáticos, y podrían constituir el tema de un estudio interesante. 4 .2 .4

Fracturamiento El

fracturamiento

dominante

encontrado

e n tr e

l as

rocas

premineralización e intrusivas de Cuajone es común para la mayoría de los depósitos de pórfidos de cobre, el "stockwork", lo cual facilitó la entreda de los fluidos hidrotermales que causaron la alteración y mineralización. En aquellas zonas en las que dichas fracturas no fueron selladas por posterior silicificación, se formó una roca fácil de fragmentar por voladura a tamaño menores de 0.5 Mts. Como superimposición al stockwork, ocurrió en Cuajone un intenso fallamiento / fracturamiento/cizallamiento, dominante en la dirección NO-SE, mas intenso aún de lo que podría ser considerado como promedio para otros pórfidos.

Las implicancias de esto en la alteración hidrotermal y supergena, serán discutidas en la siguiente sección (4.3). Los volcánicos post-mineral presentan sin embargo, características de fracturamiento muy diferentes; los aglomerados masivos tienen un fracturamiento irregular y concoidal; y en la voladura se fragmentan en bloques grandes necesitando un disparo secundario. La traquita, tobas e ignimbritas poseen un prefracturamiento natural en bloques rectangulares de diversos tamaños. Una fragmentación adicional por voladura para los bloques mas grandes es difícil de lograr, debido a la disipación de las fuerzas explosivas a lo largo de las prefacturas abiertas o rellenas de arcilla (Satchwell, 1981). 4 .3

Alteración Hidrotermal Ha sido reconocida una zona de alteración hidrotermal de 3 a 4 Km.

en Cuajone. Para el presente trabajo, la descripción se concentrará en la zona mineralizada actualmente expuesta, cuyas zonas de alteración se indican en la fig. 4. Existen un control muy fuerte sobre la alteración hidrotermal producido por la litología pre-existente en Cuajone. No se encuentran las "clásicas" capas concéntricas de alteración que se esparcen a traves de diversos tipos de roca, de acuerdo al modelo de pórfidos de Lowell & Guilbert (1970). Los tipos de roca dominados pro las agrupaciones de feldespato-cuarzo fueron alterados a fílicoargílico, mientras que aquellos que contenían originalmente ferromagnesianos, fueron alterados a biotita y clorita. La alteración a arcilla es muy intensa en Cuajone, el que puede ser considerado como un pórfido con "alto contenido de arcilla" en comparación con otros depósitos; esta arcilla es probablemente de origen tanto hipógeno como supérgeno, y su abundancia es debido al fuerte cizallamiento y fracturamiento en la zona de la mina, proporcionando canales para ambos fluidos ascendentes y descendentes. Otro control parece ser el grano fino y la naturaleza porosa de la Andestia Basáltica. El valle relleno con el aglomerado ha ejercido un control paleotográfico en el Este, responsable así del descenso de la capa lixiviada y la introducción de arcilla supergéna en zonas adyacentes (Ver Fig. 4).

La mineralogía dominante de alteración hidrotermal ha sido utilizada como la base de la clasificación de tipos minerales ("Ore-types") en Cuajone; esto se verá mas adelante en la sección 5. Los 6 tipos de alteración considerados en las siguiente descripción incluyen 3 "simples" y 3 "superpuestos". 4 .3 .1

Alteración Fílica Un contenido balanceado de cuarzo y sericita (fílica) además de una

leve alteración de arcilla, domina la mineralogía de silicatos en la zona mineralizada de Cuajone (Fig.4), encontrándose como tipo dominante el stock principal de latita porfirítica, considerando como "ore-type" normal. Los fenocristales de cuarzo permanecen en la textura original, en la cual los feldespatos han sido hidratados a sericita y arcilla (tentativamente identificado como ilita, ASARCO 1982), y están rodeados de una malla de venas de cuarzo con silicificación adyacente. 4 .3 .2

Silificación Una silicificación intensa, se encuentra dentro de la riolita porfirítica

no lixiviada en el lado Sur de la zona mineral, y zonas importantes dentro de los dos cuerpos de andesita Intrusiva presentan una silicificación dominante; en ambos casos la alteración de sílice ha borrado casi totalmente la textura/ mineralogía original. La zona de brecha central está también bastante silicifica, asimismo ciertas zonas dentro de la latita porfiritica que son lo suficientemente extensas como para ser delimitadas realísticamente en el tajo. Además de la silificación de la matriz se encuentran en este tipo de alteración, múltiples etapas de venas de cuarzo. 4 .3 .3

Alteración Argílica Además de los minerales de arcilla, kaolinita, montmorilonita, ilita y

dickita (ASARCO 1982, Newmont 1979), esta zona incluye cantidades importantes de clorita y biotita. La alteración argílica ("Ore-type" de alto contenido de arcilla) es casi exclusivo de la endesita Basáltica en la zona central y SE de la mina (Fig. 4) y parece ser de origen tanto hipógeno como supérgeno. El cuerpo argílico central corresponde con un remanente bastante cizallado de Andesita Basáltica atrapada entre los stocks de Andesita Intrusiva y latita, el cual fue totalmente inundado por los fluidos hidratantes primarios (Ver Fig. 4.) La aureola argílica del lado NE de la

zona mineral es un efecto supergeno en la Andesita Intrusiva adyacente a la capa lixiviada. 4 .3 .4

Alteración Fílica-Propílica Una alteración realmente propílica por definición no se puede

encontrar dentro de la zona mineral debido a la presencia de chalcopirita; se le puede encontrar en profundidad en los dos cuerpos laterales de Andesita Intrusiva, con agrupaciones de clorita-pirita-epidota-calcita. El cuerpo de NE de Andesita Intrusiva presenta unos superposición de clorita sobre una mineralogía fílica con predominio de sílice. La clorita se encuentra en una matriz de material fino (reemplazando a la biotita y piroxenos pre-existentes) y también como racimos. El alto contenido de pirita en esta zona es también de carácter propilítico. 4 .3 .5

Silificación - Fílica La alteración "silicificada-fílica" es simplemente transicional entre

fílica y el tipo dominante silificado. La mayor parte del cuerpo SE de Andesita Intrusiva está incluido en esta categoría. Asimismo ciertas zonas de regular silicificación dentro de la latita porfirítica. 4 .3 .6

Argílica - Fílica Este tipo tiene una superposición fílica sobre la alteración de arcilla-

biotita-clorita; el contenido de arcilla ha quedado reducido por la presencia de cuarzo en venas y por la silicificación adyacente. Esta es la situación en el resto de la Andesita Basáltica que se encuentra al SE de la mina (Fig. 4) . Dentro de la misma zona hay cuerpos cizallados de latita y Andesita Intrusiva en los que hay ausencia de biotita/clorita y biotita, respectivamente.

A pesar de esto aún

representan minera con "moderada arcilla". 4 .4

Mineralización La siguiente descripción se concentrará en las condiciones

mineralógicas encontradas en la mina actualmente; las consideraciones generales,

basadas en trabajos hechos por Stevenson 1972, Manrique y Plazolles 1974, serán breves. 4 .4 .1

General La zona de mineralización económica de Cuajone tiene un area de

extensión máxima de 1200 x 950 Mts., alargada en el eje NO-SE (ver Fig. 5) en forma de embudo en profundidad y con paredes de buzamiento casi vertical (fig. 3). En el minado actual ya han sido alcanzados los extremos laterales del Este y Oeste; en e Norte y Sur permanecen aún volúmenes de material de la capa lixiviada y óxidos para ser extraídos antes que el control vertical domine estos limites de mineral. Para el depósito en conjunto (previo al minado) el mineral se distribuye volumétricamente dentro de las rocas encajonadas de la siguiente manera: latita (50%), Andesita Basáltica (25%), Andesita Intrusiva (23%), Riolita Porfiríca (2%). (Stevenson, 1972). La mineralización tiene típicamente forma regular, ley homogénea y mineralogía simple; sólo la zona de brecha central (con sus inclusiones de "latita estéril") representa desmonte interno. En zonas en la que los fragmentos de brecha están suficientemente mineralizados, el material posee ley minable ( 0.45% Cu), pero generalmente la proporción de matriz, que contiene solo pirita, solo una tercera parte de la zona definida como brecha/latita estéril, es económica. 4 .4 .2

Capa Lixiviada Igual que muchos pórfidos, se desarrolló una capa lixiviada sobe el

depósito debido al cobre que entró en solución por medio de ácido sulfúrico de baja concentración generando por la reacción del agua de lluvia con la pirita. En la mina actualmente se puede apreciar claramente la capa lixiviada en la riolita porfirítica del Sur (ver Fig. 2), zona en la cual presenta un espesor de 120 Mts. desde el contacto del volcánico post-mineral hasta el tope de la zona mineralizada. En el Norte hay actualmente muy poca capa lixiviada (15 Mts. en el NE), encontrándose óxidos directamente debajo de los volcánicos post-mineral.

La mineralogía de la capa lixiviada consiste principalmente de óxido de Fe (limonitas, hematita) que le dan el característico color rojo, además de óxidos de Manganeso (pirolusita y "wad"). 4 .4 .3

Oxidos La zona de óxidos se formó por medio de aguas subterraneas con

Cu en solución, que percolaron hacia abajo y encontraron condiciones diferentes de pH-Eh, produciéndose así la precipitación del Cu en óxidos, hidróxidos, carbonatos y silicatos. La zona de óxidos formó un cuerpo tabular casi horizontal de cerca de 15 Mts. de espesor, la mayor parte ha sido ya minada; los óxidos de Cu se almacenan para una futura lixiviación y el material de ley mas alto es enviado como fundente a la Refinería. Actualmente se encuentran óxidos de cu en la zona Norte de la mina (ver Fig. 5), con un espesor promedio de 15 Mts. y máximo de 45 Mts. (NE). Los óxidos al Sur de la mina están aislados y son insignificantes. La mineralogía de la zona de óxidos consiste en crisocola, malaquita, chalcantita, además Cu nativo, cuprita y tenorita; estos ocurren principalmente como manchas y en fracturas. El Cu nativo se encuentra en placas delgadas y dúctiles en las fracturas, y en forma dendrítica en orificios. Esta mineralogía fue confirmada por el estudio hecho por ASARCO 1982, que identificó tentativamente la presencia de Cu "pitch", un mineral amorfo y negro, presente en manchas y fracturas. A menos que se encuentre masivo, es difícil de diferenciarse macroscópicamente del "wad" de Manganeso. Ambos contactos, superior e inferior e inferior de la zona de óxidos pueden ser considerados de transición. Dentro de la capa de lixiviación se han encontrado ocasionalmente, valores de Cu en lo que parece ser puramente limonita; en este caso se sospecha la adsorción del Cu en la limonita (que es conocida en el ambiente supérgeno por consideraciones de exploración geoquímica). De igual manera se encuentran minerales de óxidos en la parte superior de la zona enriquecida, y mineralización de sulfuros con alto contenido de óxidos (Fig. 5). Mayores implicancias de óxidos vs. sulfuros serán discutidos en la sección 5.

4 .4 .4

Zona Enriquecida La zona enriquecida de Cuajone está definida mineralógicamente por

la predominancia de sulfuros secundarios sobre otro tipo de mineralización económica, la cual se refleja por una rápida disminución en las leyes de Cu debajo de este “manto” casi horizontal que promedia un espesor de 20 Mts. (Stevenson,1972). Esta zona está ya casi totalmente minada y el verdadero enriquecimiento se observa sólo en los bordes de la zona mineral. La mineralogía está dominada por chalcocita, con algo de bornita, digenita y covelita. La forma en la que se encuentra la chalcocita en la zona propiamente enriquecida es un reflejo de aquella que presentaban los sulfuros primarios originales. En donde estos estuvieron diseminados, la chalcocita ocurre como finas manchitas; sulfuros en venas resultaron en chalcocita en venas. En la zona enriquecida central, ya minada, se encontró una chalcocita mas “limpia ” que aquella actualmente expuesta en los límites del mineral , debido a la variación en las razones pirita : chalcopirita en la zona primaria original (Stevenson, 1972). El enriquecimiento de la chalcopirita fue casi completo en la parte central de la zona de mineral, con bajo contenido de pirita, pero en los extremos en donde había abundante pirita, ocurrió el fenómeno de “pirita revestida” (una fina patina de chacocita en la pirita), la consecuencia de esto será discutido en la sección 5. En los volcánicos premineral, la chalcocita es de grano muy fino, menor de 100 micrones (Sección 5). 4 .4 .5

Zona de Transición La mineralogía económica de la parte actualmente expuesta del tajo,

está dominada por una agrupación mineral “transicional” entre el enriquecimiento real (con leyes

1.5% Cu) y la zona primaria propiamente dicha (0.3% Cu).

Consiste en chalcopirita en venas y diseminada, con chalcocita en forma de hollín en las fracturas y llega a una ley de 1% Cu. Localmente coexisten la chalcopirita y chalcocita en una forma masiva, rellenando orificios de hasta 2 cm. De ancho. En la latita, que domina la zona mineral actual, la situación típica es encontrar chalcopirita en venas de cuarzo y diseminada dentro las zonas silicificadas adyacentes, con chalcocita en las

fracturas. El tamaño del grano de chalcopirita está generalmente en el rango de 100-250 micrones; su entrecrecimiento con la pirita es simple. 4 .4 .6

Zona Primaria La zona primaria propiamente dicha no se ha expuesto aún en

Cuajone, pero esta constituirá eventualmente la mineralogía dominante. Es simplemente pirita- chalcopirita, con algo de bornita y enargita, en venillas o finalmente diseminadas dentro del stock principal de latitaporfirítica. En las rocas andesíticas que contienen clorita, la chalcopirita se encuentra reemplazando al mineral ferromagnesiano en venas y racimos. Las razones pirita: chalcopirita para la zona central son bajas dentro del rango 1:1 a 2:1, aumentando hacia la perifería en donde son de hasta 15:1 (Stevenson, 1972). Dentro de la zona de brecha mas profunda se pueden encontrar trazas de enargita, tetrahadrita, esfalerita y galena. Hay que notar en esta parte que el depósito de Cuajone tiene un contenido muy bajo de metales preciosos. 4 .4 .7

Mineralización de Molibdeno El molibdeno forma un sub- producto importante en Cuajone, y es

separado del concentrado de Cu en la Planta Concentradora desde 1980. Ocurre económicamente en forma del sulfuro molibdenita, al cual se le encuentra en tres formas diferentes en Cuajone : finamente diseminado (generalmente se le detecta solo microscópicamente), cristalino en venas de cuarzo, y en forma de hollín en fracturas. La distribución del molibdeno difiere del Cu en muchas maneras: Primero; la distribución es muy errática en cuanto a ley, aunque concentraciones de alta ley de molibdeno se presentan en los lados NE y SO de la actual zona mineral (ver Fig 5). Segundo, no existe un zonamiento vertical de MO como en el caso de Cu lixiviado exidido enriquecido ; esto se explica por el comportamiento diferente del Cu y MO en el ambiente supergeno en el rango Eh oxidante, el Mo es inmóvil en Ph ácido. Por último, otra diferencia en la distribución del Mo es su fuerte control por el tipo de roca. Se ve claramente en la figura 5, que se encuentran leyes altas de Mo, adentro y adyacentes a los stocks de Andesita Intrusiva. Molibdeno de baja ley se presenta en la zona central de la mina correspondiente al stock principal de

latita,y las leyes disminuyen en profundidad dentro del mismo stock (a diferencia de Toquepala, en donde las leyes de Mo son altas en la chimenea de brecha central). La distribución irregular en el Norte de la zona mineral (Fig.5) no ha sido aún explicada aunque es posible que exista cierto control estructural. Existe un buen campo de estudio encuanto se refiere a la mineralización del Mo en Cuajone, aunque actualmente está restringida por la escasez de datos. La presencia de la mineralización de Mo independiente de otros sulfuros económicos, sugiere una fase separada de mineralización; su relación con la Andesita Intrusiva sugiere su introducción tardía. 5.

CORRELACION ENTRE “ORE- TYPES” Y RECUPERACION EN LA PLANTA CONCENTRADORA

5 .1

Antecedentes La variación de las recuperaciones diarias en la Planta, y los cambios

necesarios en el procedimiento operacional para optimar producción , exigió una investigación en la mina del mineral que contribuía al alimento de la Planta. Esto trajo consigo un control diario del material minado y su correlación con la recuperación en Planta de sulfuros de Cu. Una correlación fuerte se hizo notar entre el contenido de arcilla y una recuperación por debajo del promedio; asimismo, se encontró una relación entre mineral con alto contenido de óxidos y valores altos de “sulfuro” de Cu en los relaves (ver mas adelante). Como se mencionó anteriormente, los minerales de Cuajone contienen cantidades anormales de arcillas en comparación con otros pórfidos de Cu; este parámetro se convirtió, junto con los tipos de roca, en la base de la clasificación de los “Ore - Types”. Se sometieron muestras a análisis mineralógicos (ASARCO 1982) y se hizo un control cuantificado de los diferentes tipos de mineral que contribuyeron a la alimentación de la planta. Dos años de estudios han llegado a la conclusión que aquellos minerales con alto contenido de arcilla, y algunos otros (discutidos mas adelante) se comportan diferente que lo “normal”. Estos necesitan ser tratados bajo condiciones metalúrgicas diferentes cuando son enviados diariamente a la Planta en proporciones altas.

Un trabajo reciente se ha realizado con la intención de simplificar la clasificación, basándose en los parámetros de dureza y contenido de arcillas. La relación entre esta clasificación y la alteración hidrotermal se muestra a continuación : “dura” = silicificada/fílica y fílica/propilítica; “moderada arcilla= argílica/fílica. El planteamiento de mina de tener en cuenta la mezcla en proporciones aceptables de todos los “ore-types” enviados a la Planta, para optimizar la producción y recuperación.

5 .2

Minerales de alto contenido de arcillas Este es anormal en cuanto a pérdidas de sulfuro de Cu y al uso de reactivos

en la recuperación. Los efectos de lamas debido a las arcillas, especialmente si son suficientemente finas como para formar suspensiones coloidales, exige el consumo de mayor cantidad de “frother” en la flotación y floculantes químicos en operaciones de espesamiento. Adicionalmente, las lamas pueden formar una película cubriendo a las partículas de sulfuros, aislandolas de los colectores químicos; por lo tanto, se pierden los sulfuros en los relaves. La arcilla montmorilonita (detectada en Cuajone por Nnewnont, 1979) presenta un comportamiento especial por su capacidad de hinchamiento al mojarse. Aparte de aumentar su proporción volumétrica, la reducción en gravedad específicamente inducida

produce diferentes condiciones en el asentamiento de

los relaves, (Steeneken). Es importante limitar a cantidades razonables el mineral de alto contenido de arcilla en la alimentación de la Planta, ya que la acumulación de la mas puede afectar la recuperación de los minerales “normales” tanto como los de alta arcilla. 5 .3

Minerales Duros La diferencia operacional en la Planta, creada por minerales duros, se

presenta en la molienda. La acumulación de mineral duro en los molinos (que están en circuito cerrado con los clasificadores), pueden resultar en dos tipos

de condiciones anormales: un alimento de grano grueso para las celdas de flotación (implicando liberación incompleta de sulfuros) o un tonelaje reducido (debido al tiempo adicional requerido en la molienda por unidad de volúmen). 5 .4

Minerales de grano fino En una operación de gran tonelaje, es necesario para el mineral de grano

fino, balancear la recuperación óptima con un adecuado tonelaje procesado. El estudio hecho por ASARCO 1982, encontró chalcopirita y chalcocita en algunas muestras de mineral, con un tamaño de grano menos de 50 micrones. La chalcocita muy finamente entrecrecida con cuarzo es una causa común de pérdida de Cu en los relaves de Cuajone. Aún si se logra una liberación, las partículas mas finas pueden quedar reprimidas por las lamas. El fenómeno de “pirita revestida” es una causa común de pérdidas de sulfuros. La aureola de chalcocita en la pirita puede ser tan fina que cae en el rango de 1-70 micrones (ASARCO 1982). De otra manera, un grano revestido de pirita en el concentrado, representa una impureza. 5 .5

Cobre no- recuperable La concentradora de Cuajone está diseñada para flotar sólo sulfuros de

Cu y la selección de mineral se hace basándose en métodos fríos de extracción por ácidos, con la finalidad de detectar óxidos de Cu. La crisocola chalcantita - malaquita son solubles usando este método; sin embrago , otros minerales no- sulfuros (no - recuperables) tales como Cu nativo, cuprita, tenorita y Cu "pitch" son solubles sólo parcialmente o son totalmente insolubles en el método de ácidos utilizado. Estos minerales por lo tanto, contribuyen al componente de "sulfuros" en las leyes de ensayos e la mina, pero se reportan como valores irrealmente altos en los relaves de "sulfuros" de Cu.