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UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRION Facultad de Ingeniería Escuela De Formación Profesional De Ingeniería Geológica

DEPÓSITOS TIPO IOCG Iron Oxide – Copper – Gold Deposit

MINA JUSTA - MARCONA

ÁREA:

Yacimientos de Minerales II

DOCENTE:

Ing. Saturnino FLORES COAGUILA

INTEGRANTES:  CARHUAPOMA TRAVEZAÑO, Ernesto

YACIMIENTOS DE MINERALES II GEOLÓGICA

INGENIERIA

 MOSQUERA FUERO, Yessica

SEMESTRE:

VIII Cerro de Pasco, Noviembre del 2016

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INTRODUCCION En las últimas dos décadas se ha reconocido a escala mundial un nuevo tipo de yacimientos que se podrían definir como depósitos de Hematita-Magnetita con Calcopirita Aurífera, a los que se les dio el nombre de IOCG por sus siglas en inglés (Iron Oxides Copper- Gold deposits). Ocasionalmente pueden contener algo de Enargita o Tetrahedrita-Tenantita, pero éstos sin valor económico. El nombre hace referencia a una paragénesis mesotermal relativamente pobre en azufre y por lo tanto resultan menos piritosos que la mayoría de los depósitos de sulfuros tradicionales. Los depósitos de mineral de cobre de óxido de hierro (IOCG) son concentraciones importantes y altamente valiosas de minerales de cobre, oro y uranio alojados en conjuntos de ganga dominantes de óxido de hierro que comparten un origen genético común. Algunos ejemplos incluyen los depósitos de Olympic Dam, South Australia y La Candelaria, Chile, Mina Justa (Perú).

Los Estudiantes.

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INDICE Pág . INTRODUCCIÓN INDICE DEPOSITO TIPO IOCG QUE ES UN DESPOSITO IOCG GENERALIDADES DE LOS DEPÓSITOS TIPO IOCG  AMBIENTE GEOTECTONICO  MARCO TECTONICO  CONTROL ESTRUCTURAL  CARACTERISTICAS GENERALES  EDAD, TAMAÑO  MORFOLOGÍA  FACTORES QUE CONTROLAN LA MORFOLOGIA  CLASIFICACION  ORIGEN - MODELO GENÉTICO PARA LOS DEPÓSITOS IOCG DEL ARCAICO - MODELO GENÉTICO PARA LOS DEPÓSITOS IOCG ANDINOS  FLUIDOS HIDROTERMALES  ALTERACION HIDROTERMAL  MINERALOGIA DE MENA/GANGA  ZONACIÓN MINA JUSTA  GEOLOGIA ESTRUCTURAL  GEOLOGIA REGIONAL  GEOLOGIA LOCAL  MINERALIZACIÓN  ZONEAMIENTO Y PARAGENESIS  EVOLUCION DEL DEPOSITO MINA JUSTA CONCLUSION BIBLIOGRAFIA

3 4 7 8 9 11 13 15 17 20 21

DEPOSITOS TIPO IOCG Los yacimientos de tipo IOCG se encuentran en varios distritos mundo. La mayor parte se localizan en cinturones antiguos con intensa deformación, magmatismo y metamorfismo de alto grado, lo que hace difícil establecer relaciones precisas entre mineralización y eventos geológicos. 3

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QUE ES UN DEPÓSITO IOCG  Los depósitos de IOCG (iron Oxide Copper - Gold) son depósitos magmático-hidrotermal caracterizados por la presencia de óxidos de hierro (hematites y magnetita) como fase principal con fases ricas en Cu y Au asociadas. Comúnmente asociadas con la alteración sódico o sódico-cálcico.  El concepto de un sistema IOCG

existe un amplio rango de

alteración hidrotermal y tipos de yacimientos aparentemente dispares que pueden ser generados por estos grandes sistemas hidrotermales generados por magmas, pero puede haber casos con fluidos no magmáticos que son derivados de las rocas de la corteza.

GENERALIDADES DE LOS DEPÓSITOS TIPO IOCG 1. AMBIENTE GEOTECTÓNICO 4

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Los depósitos tipo IOCG típicamente están localizados a lo largo o en la intersección de las estructuras de la corteza mayor, que comúnmente es tensional o eventos de transtensión. Además se ha encontrado en niveles medios de la corteza, que algunos ejemplos se dan en zonas extensionales anorogénicos, orogénicos, intracratónica, rifts intra-arco, arcos magmáticos y cuenca de tras-arco. En la figura de la distribución de los depósitos tipo IOCG y pórfidos de Cu, se observa que la mayoría de estos yacimientos se encuentran en las zonas de subducción de la placa del pacífico.

 Variable  Rift intracontinental FIGURA 1: Distribución global etc. de los depósitos tipo pórfido de cobre y IOCG  Márgenes continentales con sus de edades. Tomada de la publicación especial N° 17 FIGURA 2: Escenario un arco tectónico y magmático donde (A)tectonics, Arco continental  Asociados aand Ambientes extensionales metallogeny, Discovery: The North American Cordillera and similar de Cu + normal o arco de isla maduro, destacando con el típico modelo andino de pórfido  Control estructural Acerationary Settings. En el volumen de Society of Economic Geologists del Mo + Au y formación epitermales de Cu-Au (Richards, 2009); el estado de 2013. de depósitos  Asociados a sistemas de fallas regionales. esfuerzo es generalmente de una compresión media. (B) Rifting del tras arco debido al estrés tensional en la placa superior (por el rollback de la placa y al retiro de la trinchera. El magmatismo bimodal es característico, y los depósitos de pórfidos de carácter félsico ricos en Mo o en Sn-W se pueden formar en la región del trasarco, estos magmas se derivan de la corteza, y los depósitos IOCG se pueden formar en condiciones de bajos contenidos de azufre. (C) Escenario de una subducción plana donde el esfuerzo de compresión se produce en la placa superior, la litosfera sufre una hidratación a profundidad y entra en un reposo magmático. (D) Retronó de la subducción inclinada con afluencia de cuña del manto astenosférico; el calentamiento de la litosfera que ésta previamente hidratada a profundidad (manto y/o corteza inferior) da como resultado la fusión parcial y magmas que estallan (comúnmente son expresados en la superficie en forma de calderas). Los depósitos tipo pórfidos, los sistemas epitermales y los IOCG pueden formarse en este tipo de sistemas volcánicos. MASH= Zona de mezcla, SCLM = manto litosférico subcontinental. Para diferenciar las características entre los depósitos tipo pórfidos y IOCG su puede hacer una 5revisión del arco magmático además de los procesos litosféricos. En los sistemas de arcos de una edad madura, la litosfera oceánica puede tener edades aproximadas de 25 Ma. El cual en el comienzo de la subducción la

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FIGURA 3: Cuatro posibles escenarios para las condiciones de fusión de la astenósfera y de la litosfera en arcos o configuraciones de post subducción. (A) En condiciones de arco con alto en fS2 y bajo en fO2, posiblemente causadas por grandes entradas de sedimentos en la zona de subducción de la corteza o litologías en la corteza superior en la zona MASH (zona de mezcla), conduce a sistemas de pórfido estériles y / o una formación profunda de depósito de sulfuro ortomagmáticos en la corteza. (B) condiciones de arcos con alto en fS2 y alto en fO2, se ha encontrado en muchas zonas de subducción de edades del Fanerozoico, potencialmente por depósitos de pórfidos de Cu + Mo + Au. (C) condiciones de arco en bajo fS2 y alto en fO2, se infieren que ocurren en zonas de subducción con edades del Precámbrico, potencialmente representados por pórfidos pobres en S o depósitos de IOCG. (D) condiciones de bajo en fS2 y altos en fO2 , se infiere que ocurre durante la fusión de la post subducción o una subducción previa donde la litosfera es modificada, está representado por pórfidos alcalinos, sistemas epitermales de Au, o por depósitos de IOCG. SCLM= manto litosféricos continental. Tomada de la publicación especial N° 17 7

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2. MARCO TECTONICO Subducción de alto ángulo  IOCG en arco subaéreo paralelo

hacia

el

este

dominado por sedimentos en una cuenca tras-arco.  IOCG en una cuenca de intra-arco subacuosa. Las edades de las evaporitas son contemporánea con la edad del IOCG.

FIGURA 4

Marco tectónico de la franja de los IOCG en los andes durante

el

Jurásico

–

Cretácico.

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3. CONTROL ESTRUCTURAL

FIGURA 5

 Los depósitos fanerozoicos aparecen primariamente ligados a ambientes de arco continental así como a áreas de extensión tras-arco.  En la mayoría de los depósitos se observa un fuerte control estructural.  Típicamente se localizan a lo largo de estructuras subsidiarias relacionadas a sistemas de fallas mayores de carácter cortical.  Desarrollada durante eventos orogénicos tempranos.  Fallas reactivadas durante la formación del depósito de Cu-Au  Ocurren a lo largo de intersección de lineamientos estructurales mayores (importantes guías de exploración). 4. CARACTERÍSTICAS GENERALES  Relacionados

con

magmatismo

calcoalcalino

y

alcalino-

carbonatitas.  Asociados con plutones dioríticos oxidados. Aunque en algunos yacimientos no parecen tener relación directa a nivel de mineralización. Ej. Candelaria.  Firma geoquímica de Cu-Au-Co-Ni-As-Mo-U-(LREE).  Fluídos acuosos hipersalinos (> 30% ClNa Eq) con temperaturas >

250ºC,

a

veces

ricos

en

CO2.

La

magnetita

indica

temperaturas de precipitación >500ºC.  Sistemas de falla de escala cortical.  En Sudamérica los depósitos económicos son del Jurásico medio al Cretácico Inferior.  Asociación con evaporitas con halita marina o lacustre.  Mineralogía: abundantes óxidos de Fe, sulfuros de Cu-Fe y escasos sulfuros de Fe. Pueden contener abundante carbonato, Ba, P o F.  El oro está relacionado con la calcopirita. 9

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 Alteración: intensa en rocas hospedantes y depende de la composición de las rocas.  Calco-sódica, potásica, sódica o hidrolítica dependiendo del grado de interacción con fluidos meteóricos o connatos.  Depósitos epigenéticos caracterizados por contener grandes cantidades de óxidos de Fe (principalmente magnetita y hematita) asociados a sulfuros de Fe-Cu ± Au, Ag, U, REE1, CO3, F, Ba, Mo, Bi, Co.  Depósito

mineral

relacionado

a

procesos

magmáticos

e

hidrotermales, dentro del cual es posible reconocer diversos tipos de depósitos.  De gran importancia económica, incluye algunos de los yacimientos minerales más grandes del mundo.  Bajo condiciones hidrotermales de formación, el azufre tiende a combinarse preferentemente con Mo, Cu, Zn, y Pb, formando los respectivos sulfuros y por supuesto con el Fe para formar pirita, pero que, al agotarse prematuramente el ion S= disponible, deja la mayor parte del Fe formando óxidos (Hematita-Magnetita). Dentro del sistema hidrotermal, se puede

reconocer

un

ambiente

geoquímico

central

“Reductor”

(Magnetita>> Hematita, a veces Pirrotina) con una “Aureola Oxidante” (Hematita >> Magnetita con pirita y otros sulfuros). 10

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FIGURA 6

5. EDAD, TAMAÑO  Edad: Proterozoico-Plioceno  Tamaño: ocurrencias menores a yacimientos gigantes

6. MORFOLOGÍA Los depósitos IOCG se pueden expresar en una amplia variedad de morfologías, y de tipos de alteración que dependen de su estratigrafía,

ya

que

puede

tomar

formas

concordantes

o

discordantes a ésta; Por otro lado, los depósitos IOCG han sido reconocidos dentro de un régimen epitermal, pero estos depósitos todavía

no

se

encuentran

bien

definidos.

Generalmente

los

depósitos IOCG, presentan reemplazamientos cuya morfología es tipo de un skarn como lo presenta el yacimiento de Wilcherry Hill en Australia. Lo que es más común en la génesis de los IOCG es su afinidad a un sistema hidrotermal magmático. Su morfología en muy diversa y va desde vetas, chimeneas hidrotermales, brechas de diversos tipos, cuerpos de reemplazamiento característicos de un skarn, stockworks, cuerpos pegmatoides y o tipo diatrema como se muestra en la figura.

11 Figura 7.- Muestra las diferentes morfologías de los cuerpos en depósitos tipo IOCG, según Sillitoe 2003.

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 Fallas

compartidas

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con

dikes

pre-minerales

(andesita

basáltica/diorita).  Los grandes depósitos son compuestos con varios estilos de mineralización, localizados en zonas de alta permeabilidad estructural y litológica, posiblemente confinada debajo de rocas calcáreas acuitardos.  Las Vetas de brechas (y mantos de brechas y pipes) ocurren a paleoprofundidades someras, por consiguiente están confinadas a rocas hospedantes volcanogénicas.  Hacia arriba hay abundancia de óxidos de hierro hidrotermales a partir de magnetita a especularita hematita.  El sistema IOCG puede estar oculto debajo de una zona extensa de alteración de feldespato destructivo estéril que contiene pirita.  Es probable que los fluidos magmáticos que ascienden por fallas de diques rellenos son derivados del mismo reservorio magmático que los diques. 12

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7. FACTORES QUE CONTROLAN LA MORFOLOGÍA La morfología de los cuerpos es muy variable y están fuertemente controlada por: 

la

permeabilidad

de

estructuras

regionales

como

de

estratificación  discontinuidades  fallas  zonas de cizalla  contactos intrusivos Estos sistemas pueden llegar a tener dimensiones verticales de más de 3 a 5 km, por lo que la presencia en el afloramiento de los distintos estilos de mineralización es fuertemente dependiente del nivel de erosión. 8. CLASIFICACIÓN Su clasificación es relativamente simple ya que es composicional, muchas veces no hay zonificación metálica dentro de los depósitos IOCG, estos tienden a acumular su mineralización en fallas epigenetica distales a la intrusión de origen.  Yacimientos de magnetita-apatita-ilmenita. Son menas de Fe-Ti que están asociados con rocas de composición anortositica. El origen de este tipo de yacimientos es magmático, con un mecanismo de formación por inmiscibilidad de líquidos.  Yacimientos de magmatita-apatita sin Ti. Están asociados principalmente a rocas volcánicas. El origen de este tipo de yacimiento es colada de lava de magmatita, con edades de desde el Proterozoico temprano hasta el terciario tardío. Su mecanismo

podría

generarse

por

magmas

ignimbríticos,

depósitos de ceniza de caída libre, lavas y diquestratos, depósitos sedimentarios exhalativos, lateríticos, detríticos y por reemplazamiento hidrotermal y formación en vetas.  Yacimientos tipo skarn de hierro. Se presentan en ambientes geológicos que varían desde el Precámbrico al terciario tardío, están

relacionados

con

actividad

magmática-hidrotermal

asociados con un plutonismo diorítico a graneodioritico en cinturones orogénicos. Las característica principal es la presencia de una ganga de grano grueso rico en Fe, así como la presencia 13

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de una mezcla de silicatos de Ca-Mg-Fe-Al, los minerales económicos pueden ser Au-Ag-Cu-Zn. Su ambiente tectónico se asocia a arcos de islas en donde predominan las dioritasandesitas; en los skarn de W, Cu, Pb-Zn. Para la clasificación de los depósitos tipo IOCG se deben observar sus características ya mencionadas y sus asociaciones tales como: a) La asociación de metales mayores los cuales para este caso son Fe, Cu, Au. b) Presentan una posible asociación con metales menores como: U,REE,Co,Bi,Ag,P. c) Los depósitos de

minerales

económicos

son:

magnetita,

hematita, calcopirita, bornita, calcosita diagenética, uraninita, cofinita, sulfarseniuros y apatito. d) La composición de los fluidos primarios de la mineralización son H2O-CO2-NaCl-KCl-Ca-Cl2 e) El estado de oxidación y el pH del yacimiento tienen que estar en un estado de oxidación y un pH neutro o moderadamente acida. f) El magma está asociado a procesos de subducción, transtension, anorogenicos, orogénicos, intracratonica, rifts intra-arco, arcos magmaticos y cuencas de tras-arco. g) La alteración que se produce en este tipo de yacimientos son: Na-K-Fe-P-Ca-SiO2-CO2-F. h) Su ambiente epitermal es totalmente de intermedia a baja sulfuración,

la

profundidad

de

formación

se

dan

desde

superficiales hasta los 5 kilómetros de profundidad. i) La asociación de magmas es estrictamente calco-alcalino o medianamente alcalino. La mayoría de yacimientos IOCG, están

ubicados en zonas

tectónicas extensionales y se relacionan íntimamente con rocas intrusivas. Sin embargo, en la mayor parte de los depósitos más pequeños

o

en

las

porciones

“distales”

de

los

sistemas

mineralizados más grandes no se presenta relación directa con rocas intrusivas. La generación de los magmas son por los procesos de subducción y post subducción y estos

se asocian a variedades de tipos de

yacimientos minerales.

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El agua que genera los depósitos tipo IOCG es de origen magmático, comúnmente hay una interacción con los fluidos de la corteza. Para los depósitos IOCG se puede hacer una revisión del arco magmático y los procesos litosféricos: en los sistemas de arcos maduros donde la litosfera oceánica es de una edad aproximada de 25Ma. Y comienza a hacer subducida, la corteza oceánica empieza a deshidrataste dando un icremento al metasomatismo y una fusión parcial de la cuña del manto astenoférico, este domina el proceso de la génesis en un arco magmático (Tatsumi, 1986, 1989; Peacock, 1993; Schmidt and Poli, 1998; Bourdon et al., 2003; Grove et al., 2006,2012).

9. ORIGEN  Hidrotermal asociado a actividad magmática  Magmas de afinidad petrológica variable

calcoalcalinos,

shoshoníticos, alcalinos  Magmas relativamente oxidados, alta razón SO4/H2S, ricos en CO2, Cl, F, P  La mayoría de los yacimientos IOCG, están ubicados en zonas de tectónica extensional y se relacionan íntimamente con rocas intrusivas. Sin embargo, en la mayor parte de los depósitos más pequeños

o

en

las

porciones

“distales”

de

los

sistemas

mineralizados más grandes no se presenta relación directa con rocas intrusivas. La generación de las magas son por los procesos de subducción y post subducción y éstos se asocian a variedades de tipos de yacimientos minerales, como conocidos tenemos: depósitos tipo pórfidos relacionados con skarn, reemplazamientos y depósitos epitermales, además de depósitos tipo IOCG. El agua que genera los depósitos tipo IOCG es de origen magmático, comúnmente hay una interacción con los fluidos de la corteza (meteórico a salmuera). Para los depósitos IOCG se puede hacer una revisión del arco magmático y los procesos litosféricos: En los sistemas de arcos maduros donde la litosfera oceánica es de 15

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una edad aproximada de 25 Ma. y comienza a hacer subducida, la corteza oceánica empieza a deshidratarse dando un incremento al metasomatismo y una fusión parcial de la cuña del manto astenosférico, este domina el proceso de la génesis en un arco magmático (Tatsumi, 1986, 1989; Peacock, 1993; Schmidt and Poli, 1998; Bourdon et al., 2003; Grove et al., 2006, 2012). Cabe recordar que el descubrimiento de Olympic Dam (Haynes, D. 1995), llevó al reconocimiento de los depósitos de óxidos Fe Cu-Au como una clase aparte. Existe debate si son un solo tipo de depósitos o variaciones ricas en óxido de Fe de otros tipos de depósitos, así Sillitoe (2003) los denomina como depósitos de Feapatita del mismo clan que los de Fe-Cu-Au pero como un miembro extremo deficiente en Cu, aunque los cuerpos a óxidos de Fe-Cu-Au son más someros que los de óxidos de Fe-apatita; típicamente muestran un núcleo de óxido de hierro que puede ser magnetita y/o hematita. MODELO GENÉTICO ARCAICO  Fusión

parcial

PARA de

LOS

manto

DEPÓSITOS litosférico

IOCG

DEL

subcontinental

metasomatizado (SCLM).  Producción de magmas básicos y ultrabásicos, probablemente de afinidad alcalina y enriquecidos con volátiles, Cu y Au.  Estancamiento de magmas en el límite corteza-litósfera y fusión parcial de la corteza continental (magmas félsicos).  Paso de volátiles y metales a través del límite fundido.  Ascenso de magmas félsicos y producción de plutones félsicos.  Continúa producción de intrusiones máficasultramáficas en el mismo distrito a partir de magmas ultrabásicos o básicos de la más alta densidad.

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 Formación de gigantes brechas pipes a partir de exoluciones volátiles profundas.  Brechas formadas por rocas

silicatadas

reemplazadas óxidos

de

por hierro,

seguido por Cu, Au, U y otros

elementos

enriquecidos. MODELO GENÉTICO PARA LOS DEPÓSITOS IOCG ANDINOS

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10.

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FLUIDOS HIDROTERMALES  Hipersalinas: > 30% NaCl equivalente.  Temperatura: >250 °C  Ricas en: Cl, F, Fe, Na Y Ca

FIGURA 8: Fuente de los fluidos en un depósito tipo IOCG rico en Uranio (U). Fuente: Hitzman y Valente, 2005. Econ. Geol, 100(8): 1657-1661

11.ALTERACIÓN HIDROTERMAL Los depósitos IOCG están caracterizados por una zona progresiva de alteración que va desde el núcleo hacia afuera, la zona de alta temperatura está dentro del rango de 600° a 400°C, donde el sistema se encuentra moderadamente oxidado y rico en minerales sódicos como: albita + escapolita + anfibolita + piroxeno; por otro lado si son rico en Na-Ca-Fe se dan minerales como: magnetita + anfibolita + actinolita + apatito, y si presentan un enriquecimiento en K-Fe se tendrá una paragénesis del tipo: feldespato potásico + magnetita + biotita + anfibolita. Si presentan temperaturas medianas a bajas