Clase Metalogenesis de Chile

M etalogénesis de Los Andes Chilenos

Placa Continenta Sudamericana

Margen Continental Activo

Caden

Placa Oceánica Nazca

a mon tañosa a n di n a

Los Andes

Sillitoe & Perelló, 2005

Los Andes Centrales (5°S-36°S) más mineralizados comparados a Andes del Norte y Andes del Sur sobre todo en COBRE

>40% recursos de Cu del mundo 44% Producción mundial de Cu Chile 36% producción Cu mundo

M etalogénesis: contexto histórico  Fajas metalógenicas

longitudinales, paralelas al orógeno (Domeyko, 1876; Little, 1926).  Depósitos minerales relacionados a rocas ígneas félsicas, principalmente intrusivas.  Escasez de rocas máficas o ultramáficas.  Hasta los inicios de los años

M etalogénesis: contexto histórico  Los plutones eran referidos al “Batolito

Andino” de edad indefinida.  La metalogénesis se relacionaba a fases de desarrollo del “Geosinclinal Andino”.  Consecuentemente se consideraba que la mineralización había terminado con la fase intrusiva del Eoceno (Ej. Ruiz et al., 1965).  Aunque se habían identificado provincias metalogénicas la edad de las rocas huéspedes se atribuía al período Jurásico Superior – Eoceno.

Provincia Metalogénic Andina Ericksen (1976)

5 Subprovincias mayore Hierro Cobre Polimetálica (Metales base +Ag) Estaño Oro

Fajas Metalogéncias de Los Andes Centrales Sillitoe (1976) Faja Fe Faja Cu (Mo-Au) Faja Cu-Pb-Zn-Ag Área Cu-Fe Faja Sn (W-Ag-Bi) Zonación tipo? Segmentación tectónica

 A comienzos de 1970 relación metalogénesis

con tectónica de placas; Sillitoe (1970, 1972)

“Geostill”; Sillitoe, 1972; Sawkins, 1972; Oyarzún & Frutos, 1974

Aporte de la geocronología  A comienzos de los 1970’s se realizó la investigación

pionera de Quirt et al. (1971) y Quirt (1972) con dataciones sistemáticas K-Ar.  Esta incluía dataciones de rocas ígneas en la Región de Atacama y de pórfidos cupríferos chilenos de muestras recolectadas por Richard Sillitoe.  Los datos K-Ar revelaron la migración hacia el E de los centros de plutonismo epizonal, volcanismo y mineralización desde el Jurásico Inferior, hasta el Oligoceno, la expansión del magmatismo en el MioPlioceno y su retracción durante el Plio-Pleistoceno  (Zentilli, 1975; Clark et al., 1976; Sillitoe, 1976).

Aporte de la geocronología  La geocronología indicó que los depósitos minerales

eran progresivamente más jóvenes hacia el Este; que la mineralización no se había terminado en el Eoceno y también que los modelos metalogénicos basados en el concepto “geostill” no eran apropiados.  Sillitoe (1981, 1988) usando las edades K-Ar obtenidas por Quirt (1972) y datos adicionales definió y delineó fajas de pórfidos cupríferos del Cretácico Inferior, Paleoceno a Eoceno Inferior, Eoceno Medio a Oligoceno Inferior y Mioceno a Plioceno Inferior.

A RE Q UI PA

6 9°0 0 ' L PA A Z

1 8°0 0 ' A RI CA O CE ANO P AC IFC O

2 2°0 0 ' C LA M AA A NT O FA G A S TA

2 6°0 0 '

CO P IA P O

3 0° 0 '

B A /FC R S U M N E O 1 8°0 0 '

CO Q U IM BO

3 0° 0 '

Sillitoe, 1981, 1988 0 3 4°0 0 '

S AN TI AG O

6 9°0 0 '

1 50

3 0 Km

3 4°0 0 '

Las fajas de pórfidos Cu definidas por Sillitoe, coinciden en edad con las de otros depósitos en Chile y Perú y más dataciones demostraron que los depósitos de Los Andes se formaron en épocas metalogénicas breves en cada faja.

Magmas subcorticales  Pórfidos cupríferos Mineralización hidrotermal

Fluidos de derivación magmática

Actividad ígnea calco-alcalina

Convergencia de placas

R égim en de tectónica de placas  Hay infinitas variaciones de:  Angulo de subducción  Vector de convergencia  Razones de convergencia  Erosión por subducción  Subducción de dorsales y otras estructuras de fondo oceánico  Condiciones de esfuerzo en el margen convergente

Variaciones del régim en de tectónica de placas  Las variaciones tienen efectos en la

evolución geológica (actividad ígnea) y consecuentemente en la metalogénesis.  Esto determina que existan épocas metalogénicas, puesto que se necesita una conjunción de fenómenos geológicos favorables para producir concentración de minerales. No basta con el magmatismo!  Sobre todo para producir depósitos gigantes y de alta ley.

H ay dos etapas m ayores en la evolución geológica andina  Jurásico – Cretácico Inferior

 Marco tectónico extensional con el

desarrollo de cuencas sedimentarias de trás-arco

 Cretácico Superior – Presente:  Marco tectónico compresivo y

desarrollo de arco magmático en el borde continental, pero sin cuencas marinas de trás-arco (solo cuencas de antepaís).

C am bios m ayores se ref e ljan en la evolución geológica y m etalogénesis

Jurásico y Cretácico Inferior en Los Andes chilenos; pero sin corteza oceánica en

M etalogénesis andina ligada a zona suprasubducción

Desde el Cretácico Superior en Los Andes chilenos

H ay dos etapas m ayores en la m etalogénesis andina  Jurásico – Cretácico Inferior  Depósitos estratoligados de Cu (Ag),

de Cu-Au-óxidos de Fe (IOCG), óxidos de Fe-apatita, pórfidos Cu subordinados y baja ley.

 Cretácico Superior – Presente:  Fuerte dominio de pórfidos cupríferos

y epitermales de metales preciosos.

Pórfidos de Cu-Mo Super-gigantes (monstruosos) cenozoicos

yacimientos en explotación en Chile son la fuente de la mayor parte de la producción chilena de Cu y de todo el Mo

Unos pocos yacimientos, super-gigantes hacen que Chile sea el mayor productor de cobre del mundo

Clark, 1993

Andes Chilenos  Magmatismo

Suprasubducción  Abundancia de rocas ígneas (calcoalcalinas)  Depósitos minerales hidrotermales (mucho Cu)  Estructura Norte-Sur  Enormes pórfidos de CuMo, pero no hay depósitos de Sn y solo hay ocurrencias menores de Ni, Cr y Co.

Eoceno Superior - Oligocen

Paleoceno-Eoceno

Cretácico

Jurásico

Mioceno-Reciente Fajas de rocas ígneas progresivamente más jóvenes al este.

Migración hacia el este del arco (Zentilli, 1975; Clark et al., 1976; Sillitoe 1976)

Halter, Heinrich & Pettke, 2005; Mineralium Deposita, 39, 845-863 Model for the formation of the Alumbrera deposit. The cross section represents a reconstruction of the FNVC (to scale) at the time of formation of the Alumbrera porphyry. Copper and gold poor fluids are first extracted from sulfide-understated magma at the top of the stratified magma chamber as long as the chamber was heated by the input of fresh magma (prior to 7.5 Ma). Intrusions that form the Alumbrera stock are extracted from successively deeper parts of the magma chamber and show evolution towards more mafic magmas. Fluid pulses generated after the chamber has cooled, for approximately 0.4 Ma, come from andesitic magmas that contain sulfides. Degassing destabilizes the sulfide liquid that releases its metal load to the fluid phase. This fluid mineralized dacitic magma extracted from shallower levels. The source magma for the mineralizing fluid is emplaced after the mineralizing event. The minimum volume of magma required to account for the amount of Cu in the deposit is represented by the box of 15 km3.

Concentración de volátiles magmáticos en apófisis de cúpulas de batolitos

Pórfido Cuprífero

Candela & Piccoli, 2005

La generación de depósitos minerales hidrotermales está relacionada al marco geotectónico a escala continental  La naturaleza de las rocas intrusivas y volcánicas está determinada por el marco geotectónico, pero a su vez la naturaleza del magmatismo controla el tipo de depósitos minerales asociados.  Distintos tipos de magmas determinan la concentración hidrotermal de metales específicos o

Paleozoico Superior a Triásico  El basamento en Chile está

pobremente mineralizado, pero existe una faja discontinua de pórfidos Cu-Mo que se extiende hacia el sur en territorio Argentino.  Ninguno de estos depósitos está en explotación, a pesar que varios han sido sondeados.  El único depósito Paleozoico en explotación en Los Andes es el skarn de Cobriza en Perú (Sillitoe & Perelló, 2005).  Unos formados entre 286-272 Ma

(Pérmico Inferior)  Otros entre 248-243 Ma (Triásico Inferior).

JURASICO CRETACICO INFERIOR

20º

Cuenca de Tarapaca

30º

Cuenca marginal "abortada" de Chile Central Plataforma de Aconcagua Cuenca de Neuquén 40º

SISTEMAS DE ARCO MAGMÁTICO Y CUENCAS DE TRASARCO LEYENDA

Cuenca Río Mayo

Arco magmático Cuenca de tras-arco ensiálica Plataforma sedimentaria

50º

Relleno volcánico del Cretácico inferior de la cuenca marginal "abortada" de Chile Central

Mpodozis y Ramos, 1990

Corteza oceánica de la cuenca marginal de Magallanes del Cretácico inferior

Jurásico  Dominio de

 

 

depósitos de Cobre Estratoligados Cu (Ag) Vetas Cu (magnetitaactinolita) (IOCG?) Vetas Au y Ag No hay pórfidos cupríferos, ni yacimientos

Cretácico Inferior  Dominio

de depósitos de Cobre  Estratoligados Cu (Ag)  Cu-Au-óxidos Fe (IOCG)  Pórfidos Cu-Au  Óxidos Fe-apatita  Vetas Cu-Au  Skarn Cu, Fe

Cretácico Inferior  Sistema

de Falla de Atacama  Óxidos Fe-apatita K-Ar y 40Ar/39Ar = 108-88 Ma; U-Pb = 131-127 Ma  Cu-Au-óxidos Fe (IOCG) – Manto Verde U-Pb = 128126 Ma – Candelaria Re-Os = 114-115 Ma 

Cretácico Inferior  Pórfidos

Cupríferos  Un grupo del Cretácico Inferior 142-129 Ma  Otro grupo del “Cretácico Medio” U-Pb = 108-88 Ma  Pórfidos Cu-Au  Marco extensional o transtensional del

Cretácico Inferior  Estratoligados

de Cu (Ag) “Mantos Chilenos”  Un grupo hospedado por rocas volcánicas  Otro grupo hospedado en intercalaciones sedimentarias y/o piroclásticas  También skarn Cu

Maksaev & Zentilli, 2002

Cretácico Superior  Vetas meso a

epitermales de CuAu (epitermales de sulfuración intermedia)  Pórfidos Cu-Au  Vetas Ag (Zn-Pb) (epitermales de sulfuración intermedia)

Paleoceno-Eoceno Inferior  Pórfidos Cu-Mo  Vetas

epitermales Au y Ag (alta y baja sulfuración)  Chimeneas de brecha con matriz de turmalina Cu (Au, W)

Eoceno SuperiorO ligoceno Inferior  Pórfidos Cu-Mo  Epitermales Au  Pórfidos Cu-Mo-Au  Es la faja de

yacimientos más importante del norte de Chile y una de las mayores concentraciones de Cu conocida en el mundo.

Morphotectonic units of the northern Chile forearc.

Ott N et al. Geosphere 2006;2:236-252

M ioceno-P lioceno  Pórfidos Cu-Mo  Pórfidos Cu-Au (Frontera, vecino a Los Pelambres y algunos de Maricunga)

 Epitermales Au-

Ag (Cu)  Pórfidos Au (Maricunga)

M igración de fajas m etalogénicas ligadas a m igración delarco m agm ático

Principal aporte de la geocronología: definición de fajas metalogénicas de distintas edades, las que constituyen áreas prospectivas.

Procesos supergenos  Evolución geomorfológica, alzamiento y erosión

conducen a exhumación y enriquecimiento supergeno en depósitos del Norte de Chile.  Época metalogénica Supergena Oligoceno Superior – Mioceno Inferior (Sillitoe y McKee, 1996; Sillitoe, 2005)

 Enriquecimiento supergeno:  Mayor permeabilidad por zonas de falla o intersecciones de fallas.  Bajo potencial de neutralización de fluidos por rocas con alteración sericítica o argílica avanzada.  Condiciones ácidas por oxidación de zonas piritosas.

Síntesis  Los Andes son una provincia cuprífera que

produce el 44% del Cu del mundo.  Hay varias fajas metalogénicas paralelas al orógeno desarrolladas en períodos de tiempo restringidos; más jóvenes hacia el Este.  Paleozoico Superior – Triásico pórfidos cupríferos de baja ley.  Jurásico Superior estratoligados de Cu (Ag); Mantos Blancos, Michilla; Vetas Mgt-Act en plutones (ej. Distrito Tocopilla).

Síntesis  Cretácico Inferior, Sistema de Falla

de Atacama (milonitas y cataclasitas) asociación espacial con depósitos de óxidos Fe – apatita y Cu-Au-óxidos de Fe (IOCG). Transtensión.  Cretácico Inferior pórfidos Cu (Au), leyes hipógenas bajas, enriquecimiento supergeno Andacollo, Dos Amigos; al E de traza principal de Falla Atacama, pero en fallas subsidiarias asimilables al mismo sistema.

Síntesis  Paleoceno – Eoceno Inferior Pórfidos Cu-Mo, 



 

brechas con matriz de turmalina; Perú, Chile. Eoceno Superior – Oligoceno Inferior importantes pórfidos Cu-Mo; concentración de Cu a nivel mundial. Cordillera Domeyko. Fase compresiva Incaica, ausencia o disminución de volcanismo y migración del arco magmático subsecuente. Mioceno – Plioceno Inferior pórfidos Cu-Mo y pórfidos Cu-Au y Au en Maricunga Fases compresivas Quechua y Pehuenche, ausencia de volcanismo y migración del arco.

Síntesis  Sistema de Falla de Domeyko asociación

espacial con pórfidos Cu-Mo del Eoceno Superior – Oligoceno Inferior  La zonación de tipos de alteración hidrotermal en los pórfidos cupríferos no difiere de otras partes del mundo; sobreimposición (telescoping) de alta sulfuración en Rosario, La Escondida y Chuquicamata y MMH.  Lithocap con alteración argílica avanzada (pirofilita, corindón) en El Salvador

Síntesis  Tectónica compresiva durante formación

de fajas productivas de pórfidos cupríferos.  Ausencia de volcanismo durante compresión, incremento de tasas de alzamiento / exhumación.  Tectónica compresiva proveería condiciones para la acumulación de magmas ricos en fluido en cámaras magmáticas en la corteza superior y provee condiciones favorables para mineralización de tipo pórfido cuprífero.

Síntesis  Superposición de sistemas magmático

–hidrotermales en depósitos productivos.  Corteza más delgada en el Cretácico Inferior, magmatismo más básico y mineralización de óxidos de Fe, Cu, Au y estratoligados (fluidos magmáticos o de cuenca?, redox, petróleo).  Arcos extensionales, pórfidos de baja ley.

Conclusiones  La metalogénesis de Los Andes chilenos

está estrechamente ligada a la evolución tectono-magmática de los sucesivos arcos longitudinales ligados a subducción, progresivamente más jóvenes al este.  Hay una notable especialización y recurrencia de mineralización cuprífera hidrotermal, lo que refleja una consistencia en la fuente y procesos de generación magmática subcortical.

Conclusiones  A escala regional la relación de los

depósitos minerales productivos es con rocas ígneas, con fuerte dominio de las rocas intrusivas.  A escala de depósitos individuales el control es estructural, ya sea para localizar el emplazamiento de magmas o para canalizar el ascenso de fluidos hidrotermales o ambos.

ic zo no ic o Ce ác o Cret

También hay migración al Este del magmatismo en Los Andes de Perú

De

eH d n ó fexi

mba a b a u an c

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de

ay c an b A

FRANJAS MINERALIZADAS PERÚ

Franja Norte Pórfidos Cu-Au Miocenos Michiquillay – El Toro

Sub-franja Epitermal AuAg de Yanacocha; Mioceno

Sub-franja Epitermal AuAg de Pierina; Mioceno

Sub-franja de Skarn Polimetálicos y de Reemplazo; Oligo-Mioceno

Franja Pórfidos Cu-Mo Paleoceno Sur Peru: Toquepala, Cuajone, Cerro Verde – Santa Rosa

Franja Pórfido Cu-Skarn Eoceno -Oligoceno Andahuaylas - Yauri

Tomado de Cardozo 2001

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