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• Eduardo Venegas Gonzalez

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Geología económica Docentes: Vlamir muñoz, Martín Pérez ICMI G001, NRC: 11647, Lab B50

Pórfido Cuprífero Cerro Colorado Características de la operación minera, Metalogenesis, Modelo geológico y correlación de muestras. Integrantes Daniel Rubio Eduardo Venegas. Grupo 8 – 05 de mayo 2020

Descripción general  Nombre del yacimiento:   



• Cerro Colorado. Recurso: • Cobre. Nombre de la operación: • Cerro Colorado. Nombre de la empresa: • Compañía minera Cerro Colorado Ltda. Dueños de la operación: • BHP Billiton. Fig. 1: Vista del pit Cerro colorado. (Fuente: Nueva minería y energía)

Ubicación del yacimiento  Región: • Tarapacá (1era región)

 Provincia: • Tamarugal.  Comuna: • Pozo Almonte.

 Coordenadas UTM: • Norte: 7.783.864 • Este: 473.196 Fig. 2: Mapa minero región de Tarapacá (Fuente: SERNAGEOMIN, 2018)

Fig. 3: Vista aérea división Cerro Colorado (Fuente: Google earth 2020, escala 1:28000)

Propiedad minera.

Fig 4: Concesión minera división Cerro Colorado (Fuente: SERNAGEOMIN)

Características generales de la operación minera  Tipo de yacimiento: • Pórfido Cuprífero  Recursos y reservas: • 200 millones de toneladas aprox.  Mineralogía de mena: • Crisocola, Malaquita, Atacamita, Brocantita, Libetinita, Cooper pich.  Tipo de minería: • Cielo abierto.  Producción anual: • 66.100 toneladas en cátodos de cobre por año (promedio últimos dos años)  Tipo de procesamiento: • Hidrometalúrgico.  Año puesta en marcha: • 1994

Fig. 5: Cátodos de cobre comerciales (fuente: Chile minería.)

Fig. 6: Plantas de procesos Hidrometalúrgicos (Fuente: Cerro colorado, U. Federico Santa María.)

Franjas Metalogénica.  Franja Metalogénica del Carbonífero Superior a Triásico.  Franja Metalogénica del Jurásico.  Franja Metalogénica del Cretácico Inferior.  Franja Metalogénica del Hierro.  Franja Metalogénica del Cretácico Superior.  Franja Metalogénica del Paleoceno a Eoceno temprano.  Franja Metalogénica del Eoceno Superior Oligoceno inferior.  Franja Metalogénica del Neógeno

Fig. 7: Franjas metalogénicas de chile y sus principales yacimientos (Fuente: Franjas metalogénicas, Cochilco).

Fig. 8: (a) Mapa del centro-norte de Chile mostrando los yacimientos asociados a cada franja metalogénica y (b) Escala de tiempo geológica mostrando el periodo de generación los yacimientos asociados a cada franja (Fuente: Franjas metalogénicas, Cochilco).

Ubicación del yacimiento En la franja metalogénica  Mina Cerro colorado esta emplazada en la franja metalogénica de Eoceno tardío – Oligoceno temprano de aproximadamente 33.9 millones de años (Cochilco, 2016)  Se extiende hasta el sur de Perú y contiene sus principales yacimientos.

 Los depósitos metalíferos que presenta esta franja en Chile corresponden principalmente a pórfidos de Cu-Mo

Fig. 9: Principales franjas metalogénicas con los principales yacimientos, incluido cerro colorado (Fuente: Hofmann. A, 2012 ).

Modelo de tipo de yacimiento (Según Maksaev)  Mineralización hipógena (primaria) introducida en las rocas, compuesta por Stocks subvolcánicos de composición félsica, usualmente porfíricos con fenocristales de plagioclasa, biotita y hornblenda. Usualmente multifase.  La textura de mineralización se presenta en stockworks, brechas.  Zonación de tipos de alteración hidrotermal relacionados a intrusiones ígneas: • Zona potásica, en el núcleo del sistema • Zona Fílica (Sericítica), envuelve al núcleo potásico • Zona argílica, externa a la sericítica • Zona propilítica, halo de alteración más externo.  Zonación de mineralización hipógena • Núcleo de baja ley • Zona de mena. • Zona de pirita. • Zona de baja pirita. • Zona periférica.

Fig. 10: Distribución de minerales de mena en un pórfido cuprífero típico(Fuente: Compilación metalogénesis, Maksaev).

Fig. 11: Distribución de zonas de alteración hidrotermal en un pórfido cuprífero combinando los modelos de Lowell y Gilbert (1970 ), Gustafson y Hunt (1975) y Giggenbach (1997) (Fuente: Compilación metalogénesis, Maksaev).

Fig.12: Modelo de zonación por efectos supérgenos en un pórfido cuprífero (Fuente: Compilación metalogénesis, Maksaev)

Modelo de tipo de yacimiento (Según USGS)  Ambiente Geológico • Tipos de Roca Desde tonalita a monzogranito o pórfidos sieníticos intruidos en rocas graníticas, volcánicas, sedimentarias calcáreas y en otras rocas.  Texturas porfídicas

 Controles de la mineralización Vetas de stockworks en porfidos, a lo largo del contacto entre el pórfido y las rocas huéspedes favorables, diseminación de sulfuros.  Mineralogía: • Calcopirita + pirita + molibdenita. • calcopirita + magnetita ± bornita ± Au. • Cuarzo + feldespato potásico + biotita ± anhidrita. • Cuarzo + sericita ± minerales de arcilla. • Enargita, tetraedrita, galena, esfalerita, y baritina.

Cuadro 1: Zonas de alteración pórfido de Cu (Fuente: USGS, 1987).

Fig. 13. Sección transversal idealizada, mostrando el modelo generalizado de yacimientos de pórfido de Cu y presentando las relaciones entre el mineral, la zonación de la alteración, enriquecimiento supérgeno y los asociados depósitos tipo skarn, reemplazo en vetas (Fuente: USGS, 1987).

Modelo geológico del yacimiento

Fig. 14: Sección en coordenadas locales 83330N, mirando al norte mostrando, las diferentes litologías presentes en Yacimiento Cerro Colorado (Fuente: Hofmann. A, 2012 ).

Mineralización  Mineralización de mena hipógena • La mineralización hipógena está representada por pirita, acompañada por calcopirita, bornita, y molibdenita. Los sulfuros se depositaron en todas las rocas como diseminados o en vetas y vetillas con cuarzo-feldespato-biotita.  Mineralización de mena Supérgena • Zona lixiviada • Óxidos de Cobre, tales como Brochantita, Crisocola, Malaquita, Atacamita, Copper pitch. • Zona de transición de óxidos mezclada con minerales de sulfuros supérgenos como, Crisocola, Covelina. • Zona de minerales de sulfuros de cobre supérgenos, con presencia mayoritaria de calcosina, y covelina en menor grado. • Zona de transición de sulfuros de cobre supérgenos y sulfuros de cobre hipógenos, donde se encuentra Calcopirita, Covelina, Calcosina.  Mineralización de Ganga • En el yacimiento es posible encontrar Cuarzo, en vetillas y microvenillas, diseminado en la ganga Sericita, como relicto en arcillas supergenas, arcillas Supérgenas (illita, cloritas, pirofilita, dikita, Caolinita, Esmectitas, diáspora). Alunita Supérgena, Hematitas y Goethita, Además el yacimiento contiene Molibdenita que no es recuperada.

Fig. 15: Modelo de dominios de la ganga reactiva en mina Cerro Colorado (Fuente: Hofmann. A, 2012 ).

Fig. 16: Sólidos 3D de dominios de ganga reactiva. (Fuente: Hofmann. A, 2012 ).

Minerales de alteración y tipos de alteración • Se han identificado cuatro fases de alteración principales, según Cepeda, et al. (1982). Zonas de alteración potásica, fílica, y propilítica que están asociados temporalmente con la mineralización de cobre y una silicificación de la micro-brecha cuarzo-monzonítica y de los márgenes de los cuerpos intrusivos. Además se observa alteración argílica que da origen a algunas arcillas.

Fig. 17: Sección horizontal a cota 2400 m.s.n.m, mostrando las distintas alteraciones presentes en Yacimiento Cerro Colorado (Fuente: Hofmann. A, 2012 ).

Leyes y zonaciones • ley media de 0,706 % de cobre total y 0,432 % de cobre soluble, de las cuales 67% son minerales oxidados, 28% corresponden a sulfuros secundarios y un 5% a MSH. • el indicador que se utiliza en mina cerro colorado es la razón de solubilidad, esta indica cuanto cobre se puede lixiviar con respecto al cobre total

Fig. 18: Perfil de Zonas de mineralización con sus respectivas leyes (Fuente: Hofmann. A, 2012 ).

Fig. 19: Sección horizontal a cota 2400 m.s.n.m, mostrando las distintas zonas de mineralización (Fuente: Hofmann. A, 2012 ).

Fig. 20: Sección en coordenadas locales 83330N mirando al norte, mostrando la mineralización en Yacimiento Cerro Colorado (Fuente: Hofmann. A, 2012 ).

Fig. 21: La operación de explotación de la mina se planifico en 11 fases, en la actualidad se están explotando las fases 5, 6, 7 y 8 (Fuente: Scrib ).

Descripción de muestras  Minerales de mena • Crisocola. • Brocantita. • Malaquita. • Libetinita. • Pseudo-Malaquita. • Cuprita. • Atacamita. • Tenorita • Cooper pich.  Minerales de alteración • Caolinita • Cloritas. • Alunitas. • Pirofilita. • Smecita. • Dikita. • Ilita. • Diáspora.  Texturas • Diseminados. • Cúmulos. • Vetillas, Vetas y Microvenillas.  Alteraciones • Alteración primaria Fílica. • Alteración sobreimpuesta Argílica. Fig. 22: Muestra de laboratorio (fuente: Docentes).

Fig. 23: Muestra de laboratorio, cara superior (fuente: Docentes).

Fig. 24: Muestra de laboratorio, cara inferior (fuente: Docentes).

Fig. 25: Muestra de laboratorio, caras laterales (fuente: Docentes).

Fig. 26: Muestra general de laboratorio (fuente: Docentes).

Correlación de muestras y modelo geológico  Asociaciones Mineralógicas en las muestras y su correlación con el Modelo del Yacimiento • La muestra al presentar Brochantita, Cuprita, Atacamita, Malaquita, todos estos minerales óxidos de cobre, se infiere que la muestra proviene de la zona de óxidos, a no mas de 200 m de profundidad.  Tipos de Alteración en las muestras y su correlación con el modelo del yacimiento • En la muestra se observa una alteración tipo Fílica y argílica. Fig. 27: Perfil de Zonas de mineralización con sus respectivas leyes y el sector de donde proviene la muestra (Elaboración propia a partir de información de Hofmann. A, 2012 ).

Fig. 19: Sección horizontal a cota 2400 m.s.n.m, mostrando las distintas zonas de mineralización (Fuente: Hofmann. A, 2012 ).

Fig. 17: Sección horizontal a cota 2400 m.s.n.m, mostrando las distintas alteraciones presentes en Yacimiento Cerro Colorado (Fuente: Hofmann. A, 2012 ).

Fig. 28: Sección horizontal a cota 2400 m.s.n.m, mostrando las distintas zonas de mineralización y el sector de donde proviene la muestra (Elaboración propia a partir de información de Hofmann. A, 2012 ).

Fig. 29: Sección en coordenadas locales 83330N, mirando al norte mostrando, las diferentes litologías presentes (pertenecientes a las formaciones y unidades ya descritas) en Yacimiento Cerro Colorado y el sector de donde proviene la muestra (Elaboración propia a partir de información de Hofmann. A, 2012 ).

Fig. 30: Sección en coordenadas locales 83330N mirando al norte, mostrando la mineralización en Yacimiento Cerro Colorado y el sector de donde proviene la muestra (Elaboración propia a partir de información de Hofmann. A, 2012 ).

 Secuencias temporales de eventos en las muestras • la roca madre fue fracturada y luego intruida por fluidos hidrotermales cargados de sílice, que dan origen a la vetilla de cuarzo, luego ocurren nuevos fracturamientos del macizo pero con menos potencia, originando vetillas que también son intruidos por fluidos hidrotermales, pera esta vez, cargados con cobre, esto sumado a procesos supergenos (aporte de oxigeno, etc.) se producen la mineralización de oxidos de Cu como la crisocola, atacamita y cuprita. También los fluidos hidrotermales intruyeron por los poros generando amígdalas de mineral rica en Cu

 Condiciones genéticas inferidas en las muestras • La muestra se formó durante la lixiviación de rocas ricas en sulfuros. El ácido generado por la interacción de aguas subterráneas y sulfuros, lixivió el cobre de los sulfuros y los re-depositó como minerales oxidados de cobre sobre el nivel freático, y como sulfuros supérgenos debajo del mismo.

Fig. 23: Muestra de laboratorio, cara superior (fuente: Docentes).

Conclusiones mineras

Fig 31:

Fuente: Informe de sustentabilidad BHP

• Revisando los indicadores de producción, específicamente las toneladas de cobre fino producidas por año, es muy notoria la reducción paulatina de la producción de la mina cerro colorado, esto sucede debido a que a medida que se van profundizando, la razón de solubilidad va disminuyendo, dificultándose cada vez más la recuperación de cobre por la vía hidrometalúrgica, lo que se traduce en la baja producción.

Fig 32: El grafico muestra la producción anual de la mina cerro colorado y la línea de tendencia indica la baja en la producción a medida que pasan los años (Elaboración propia)

Conclusiones Geológicas.  Se determina que la muestra proviene de la zona de oxido de cobre, sobre la cota 2400 que delimita el nivel freático de la mina cerro colorado, la alteración tipo Fílica y Argílica nos lleva al cuadrante de donde probablemente viene la muestra, este se encuentra entre la cota 2400 y 2500 msnm y coordenadas UTM 72.200 E y 72.600 E. En las muestras no se observan brechiación hidrotermal, por ende, proviene de la zona en donde predomina la textura porfídica

Recomendaciones  Geológicas • Definir recursos y reservas de molibdeno • Estudiar mineralización de Reniíta • Según lo visto, es posible que se encuentre algún tipo de exótico en los alrededores del yacimiento.  Mineras • Implementar una planta concentradora, idealmente que cuente con una flotación diferencial y planta de moly para la recuperación de ambos concentrados (Cu-Mo). • Se recomienda alimentar molienda con ripios de lixiviación para luego realizar flotación, para recuperar el molibdeno remanente del material del descarte del proceso hidrometalúrgico. • Generar lazos comerciales con empresas que trabajen el molibdeno, como Molimet, Molyb chile, etc. • Estudiar la factibilidad técnico-económica de extracción de renio, ya que actualmente los concentrados se están transando desde los 3000 $us/kg en adelante

Bibliografía  Hofmann, A. (2012). Comportamiento de la mineralogía de ganga en el proceso hidrometalúrgico en mina Cerro Colorado. (Tesis para optar al título de Geólogo). Universidad de Chile. Santiago, Chile.  Jofre, P. (2012). Validación herramienta de optimización VMM-BOS2, en área de planificación mediano-corto plazo, en compañía minera Cerro Colorado. (Tesis para optar al título de Ingeniero Civil de Minas). Universidad de Chile. Santiago, Chile.  Cantallopts, J. Villela, D. (2016). Franjas metalogénicas de los Andes Centrales: blancos clave para la exploración minera. Chile. Comisión chilena del cobre.  Dennis, P. Donald, A. Eduardo, A. (1987). Modelos de yacimientos minerales. USGS  Maksaev,V. Geología económica, compilación metalogénesis. Santiago, Chile.  Sernageomin (2018). Anuario de la minería de chile. Obtenido de https://www.sernageomin.cl/anuario-de-la-mineria-de-chile/  Sernageomin (2020). Catastro minero. Obtenido de https://catastro.sernageomin.cl/  Informe de sustentabilidad BHP (2016, 2017, 2018). Obtenido de https://www.bhp.com/espanol/medioambiente/informe-de-sustentabilidad-bhpchile/

Gracias