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• Edgardo Sum

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PATHFINDERS O ELEMENTOS GUÍA Los elementos guías o elementos Pathfinders son elementos químicos que generalmente aparece como trazas, estos se encuentran asociados a un tipo de mena específico y son más fáciles de detectar o de determinar que los elementos o minerales de mena y que, cuando aparece, se convierte en claro indicador del depósito mineral. En el caso del oro, los elementos guía son plata, arsénico, antimonio, boro, bario, bismuto, cadmio, cobre, mercurio, plomo, telurio, titanio y cinc que aparecen en casi todos los tipos de depósitos de oro y que tienen mayor concentración promedio en la corteza terrestre. Por ello al referirnos a los elementos guías en un yacimiento se sabe que muchos elementos son encontrados en las soluciones hidrotermales, siendo algunos de estos elementos más móviles que otros, ya sea por causa de las condiciones fisicoquímicas de las soluciones en que se encuentran, o por su propio estado físico, siendo esta movilidad de los elementos lo que permite el desarrollo de extensos halos primarios. El elemento que constituye la parte más alejada del halo que envuelve al cuerpo mineral, generalmente no es el mismo elemento que comprende el mineral principal del depósito, sin embargo, es uno que está estrechamente relacionado con éste. El hecho de que uno o más elementos (o minerales) puedan estar estrechamente asociados, y puedan constituir un halo, ayuda en el descubrimiento de depósitos minerales “después de buscados”, lo que lleva al concepto de elemento guía, elemento indicador o pathfinder. En este sentido podemos definir un pathfinder como aquel elemento (o gas) relativamente móvil que está en asociación estrecha con el elemento que está siendo buscado, pero que puede ser encontrado más fácilmente debido a que forma un amplio halo, o porque puede ser detectado más fácilmente por métodos analíticos. Existen dos razones básicas para elegir el uso de los pathfinder en una exploración geoquímica: 1) son más móviles que el elemento buscado, de tal manera que forman un halo más extenso y amplio, por ejemplo, el uso de mercurio o arsénico como pathfinder para oro. 2) los métodos analíticos utilizados para los pathfinder son más simples, menos caros y más sensibles que los métodos utilizados para analizar el elemento del cuerpo mineral. Un buen ejemplo es el uso de los elementos fácilmente analizables como el cobre, níquel o cromo como pathfinder para el platino.

La selección de un pathfinder requiere que el elemento o elementos usados ocurran en el ambiente primario en estrecha asociación con el elemento que está siendo buscado, o que sea derivado de él por descomposición radioactiva, tal como el uso del radón como pathfinder para el uranio. Es también esencial que exista una relación directa e interpretable entre la distribución geoquímica del pathfinder y la mineralización. En algunos casos, el elemento pathfinder puede estar en la ganga de un depósito, en otros casos puede haber penetrado en la estructura de la mena mineral (sustituyendo a ciertos elementos). En el caso de menas polimetálicas, incluso alguno de los elementos mena puede ser el pathfinder para el yacimiento. Los pathfinders son particularmente útiles en la búsqueda de depósitos minerales ocultos, porque generalmente forman grandes halos. Los pathfinders son usados en los ambientes primario y secundario. ASOCIACIÓN DE MENAS ELEMENTO INDICADOR

ELEMENTO EXPLORADOR

Pórfido cuprífero

Cu, Mo

Zn, Au, Re, Ag, As, F

Depósitos completos de Zn, Cu, Ag, Au

Hg, As, S (en forma de

sulfuro

SO4), Sb, Se, Cd, Ba, F, Bi.

Vetas

de

metales Au, Ag

preciosos

Hg, As, S (en forma de SO4), Sb, Se, Cd, Ba, F, Bi.

Depósitos

del

tipo Mo, Zn, Cu

“skarn”

As, Sb, Te, Mn, Hg, I, F, Bi, Co, Se, Ti

Uranio de areniscas

U

Se, Mo, V, Rn, He, Cu, Pb

Uranio de Vetas

U

Cu, Bi, As, Co, Mo, Ni, Pb, F

Cuerpos ultramáficos de Pt, Cr, Ni

Cu, Co, Pd

oro Vetas de Fluorita

F

Y, Zn, Rb, Hg, Ba

SOLUBILIDAD APLICADA A LA EXPLORACIÓN DE YACIMIENTOS MINERALES Los depósitos minerales metálicos constituyen concentraciones anómalas de un elemento (u elementos) en la corteza terrestre. Ahora bien, para que un determinado

elemento llegue a constituir un yacimiento explotable económicamente el metal debe estar concentrado muy por encima de su abundancia media en la corteza terrestre, el grado de enriquecimiento varía para cada elemento dependiendo del valor de cada metal, esto se ilustra en la tabla a continuación.

La tabla muestra que para que se forme un yacimiento de cobre se requiere que este metal se concentre al menos 80 veces por encima del contenido normal en rocas de este elemento; en los grandes yacimientos cupríferos chilenos que se explotan con leyes de 1% Cu y más la razón de concentración es >200 veces que el contenido normal de Cu en roca. Además, hay metales que requieren concentraciones varios miles de veces más altas que el contenido normal en rocas corticales para ser de interés económico. Consecuentemente deben existir procesos naturales que permiten la concentración anómala de elementos en ciertas partes de la corteza terrestre. Cabe señalar, que si bien existe consenso respecto a los distintos procesos que pueden originar depósitos o yacimientos minerales metálicos, el origen de un tipo específico en muchos casos es controvertido y distintos autores tienen diferentes interpretaciones genéticas. Fluidos Hidrotermales La formación de muchos depósitos minerales metálicos involucra la participación de soluciones acuosas calientes; por Ej. vetas, stockworks de varios tipos, depósitos exhalativos volcanogénicos, pórfidos cupríferos, etc.

La mayor parte de los depósitos metálicos de la Cordillera de Los Andes son de origen hidrotermal, por lo que estos procesos son muy relevantes para comprender la formación de los depósitos andinos en particular. Los fluidos participantes en estos procesos se denominan soluciones hidrotermales y existen distintas evidencias que indican su importancia como mineralizadores, particularmente las que provienen de inclusiones fluidas dentro de minerales precipitados a partir de soluciones hidrotermales y alteración hidrotermal de las rocas encajadoras (las que serán discutidas más adelante). La homogenización de inclusiones fluidas en minerales de depósitos hidrotermales ha mostrado que el rango de depositación de minerales de mena y ganga para todo tipo de depósitos hidrotermales es de aproximadamente 50° a 650°C. Los análisis de los fluidos muestran que el agua es la fase más común y el contenido salino es frecuentemente más alto que en el agua de mar. Las soluciones hidrotermales tienen evidentemente la capacidad de transportar una amplia variedad de materiales y depositarlos en minerales tan diversos como el oro o la sericita (hidromuscovita), lo que muestra que la fisico-química de tales soluciones es compleja y difícil de duplicar en laboratorios. El conocimiento de las propiedades y comportamiento de las soluciones hidrotermales todavía no está totalmente aclarado, existiendo muchas ideas sobre el origen de tales soluciones y los materiales que ellas transportan. De este modo los problemas principales son la fuente y naturaleza de las soluciones acuosas, la fuente de los metales y el azufre transportados por ellas, la fuerza que mueve las soluciones a través de la corteza, la forma de transporte de los componentes en solución y los mecanismos de depositación. Fuente de fluidos hidrotermales y su contenido. Existen evidencias (sobre todo de inclusiones fluidas) que las soluciones hidrotermales salinas están ampliamente distribuidas en la corteza. En algunos sistemas geotermales activos se puede observar como afloran aguas calientes en superficie. Los sistemas geotermales son objeto de estudios para comprender la circulación de soluciones hidrotermales. ¿De dónde provienen las soluciones? Los datos provenientes de fuentes termales, aguas de minas, túneles, sondajes, inclusiones fluidas de minerales y rocas indican que hay cinco fuentes de aguas hidrotermales:

1.- Aguas meteóricas: incluye aguas superficiales y subterráneas (acuíferos o aguas subterráneas). 2.- Aguas marinas: agua de los océanos. 3.- Aguas connatas o de formación: aguas que quedan atrapadas en los intersticios o poros de secuencias de rocas y aguas meteóricas de penetración profunda. 4.- Aguas metamórficas: aguas liberadas por cambios mineralógicos de minerales hidratados a minerales anhidros. 5.- Aguas magmáticas: aguas primarias derivadas de procesos ígneos que dan origen a rocas intrusivas y volcánicas. Existen evidencias que distintos tipos de aguas pueden formar depósitos similares y que aguas de dos o más tipos han jugado roles importantes en la formación de algunos depósitos minerales. Los constituyentes mayores son Na, K, Ca y Cl. En cantidades menores (