LOS SISTEMAS PORFIRICOS DE LOS ANDESDE PERU Y CHILE

LOS SISTEMAS PORFIRICOS DE LOS ANDES DE PERU Y CHILE

Francisco Camus Geólogo Consultor “Honorary SEG Lecturer” VI Congreso Internacional de Prospectores y Exploradores, PROEXPLO,

1909

UBICACIÓN DE LOS PCDs ANDINOS

1970

El Teniente,Chile Operaciones: 1905-2008 Producción total : 19,10 Mt de Cu fino

SISTEMAS PORFIRICOS EN EL CORDON CIRCUMPACIFICO (RECURSOS+PRODUCCION)

49 205 18

16

29

528 La Franja Andina

Mt Cu fino

CARACTERISTICAS GEOLOGICAS DE LOS SISTEMAS PORFIRICOS DE LOS ANDES •Ocurren en cinco franjas metalogénicas •Dentro de ellas, los depósitos ocurren en “clusters” •Se pueden clasificar como PCDs de Cu; Cu-Mo y Cu-Au •Presentan fuerte control estructural •Intrusivos emplazados en forma sintectónica Quebrada Turquesa deposit

El Salvador, Chile Producción total, 1959-2008, 4,3 Mt Cu fino

Damiana exotic deposit

Presencia de yacimientos gigantes y en forma de “clusters” con concentraciones de hasta 100 Mt de Cu fino Radomiro Tomic

Chuquicamata

Mina Sur MM Quetena Genoveva

Toki

Opache

CALAMA

A

FUERTE CONTROL ESTRUCTURAL

B

N 5500

N 5000

Falla Americana N 4500

N 4000

3600N N 3500

N 3000

N 3000

WF

N 2500

N 2500 50 0 Meters

500 Meters

ALTERATIO N

DOMINANT SULFIDE CHLORITIC

OXIDIZED

CHALCO PYRITE- BORNIT E

WEAKQUARTZ-SERICITE

OXIDIZED

OXIDE - Cu

CHALCO PYRITE

QUARTZ- SERICITE

FAULT VEIN

CHALCOCITE

LOW SU LF IDE (C halcopyri te)

SERICITE O VER POTASSIC

FAULT

CHALCOCITE-COVELLITE

LOW SU LF IDE

POTASSIC

STOCKWO RKZONE

COVELLITE

ENARGI TE

SIL ICIFICATION

INTRUSIVOS EMPLAZADOS EN FORMA SINTECTONICA

W

E

Depósito Potrerillos

+ +

+ + + + + + + + + +

+ +

+

++ +

+ +

+

+

+ +

Cuñas estructurales de rocas porfídicas y córneas

Formación Asientos

++

Pórfido Cobre Rocas Córneas

0

200

400 m

EMPLAZAMIENTO SINTECTONICO DE INTRUSIVOS

Falla Michiquill ay

Yacimientos Michiquillay y El Galeno, Franja de Cajamarca, Perú

CARACTERISTICAS DE LOS COMPLEJOS INTRUSIVOS • • • •

Forman cuerpos epizonales, subvolcanicos, sill y stocks Morfologías y tamaños variables Fases pre-minerales intermedias a fases intra-mineral más félsicas con alto contenidos en SiO2 y K2O Rocas calco-alcalinas, metaluminosas, altamente oxidadas, tipo “I” de la serie de magnetita

• Tienen textura porfírica y casi siempre contienen •

anfíbola+biotita+plagioclasa +magnetita±cuarzo±feldespato-K Profundidad de emplazamiento: 1.5 a 2.5 km

• Area ocupada por complejo: 2 to 200 km2, promedio = 26 km2 • Area ocupada por la alteración-mineralización: 0.5 a 4 km2, promedio = 2 km2

EVOLUCION GEOLOGICA DEL DISTRITO CHUQUICAMATA F.Oeste

#

R.T.

38.5± 0.4 42.3± 0.2 Chuquic ama ta 34- 33

#

38.0± 0.4 Chu qu ic a m at a

F.Mesabi

Mina Sur

39.1± 0.4

MM C.Norte

34- 32 MM C.Central

Intrusivos IntrusivosTerciarios Terciarios Diori tataLos cos Diori LosPiPi cos Gra nono dio rita tena Gra dio ritaAn An tena

36.0± 1.2 Genovev a

37.5± 1.4 Toki

Gra nono dio rita Gra dio ritaFiesta Fiesta Pór fido ananL L ore nzo Pór fidoSS ore nzo Pór fido uqu i i Pór fidoCh Ch uqu

Opache 37.9± 0.2

Cal am a

VOLCANISMO VS EMPLAZAMIENTO DE PORFIDOS Deposit

Cretácico Superior 98

TOQUEPALA - CUAJONE QUELLAVECO cluster COLLAHUASI cluster

65

Paleoceno 60

Eoceno 55

45

Oligoceno 34

30

Grupo Toquepala (75-59 Ma) 58-52 Ma

Formación Cerro Empexa (72-63 Ma) 34-31 Ma

CHUQUICAMATA EL ABRA cluster

Formación Cerro Empexa (72-63 Ma) Formación Icanche (53-45 Ma) 39-30 Ma

LA ESCONDIDA cluster

Formación Cerro Empexa (72-63 Ma) 38-37 Ma

EL SALVADOR cluster

RIO BLANCO/LOS BRONCES EL TENIENTE

Caldera El Salvador y Domos Indio Muerto (63-56 Ma)

44-41 Ma

24

ALTERACION - MINERALIZACION Procesos hipógenos (44-31; 24-12; 12-4 Ma)

• Tardimagmático - Brechización

• Hidrotermal temprano (transicional)

• Hidrotermal principal - Brechización

• Hidrotermal tardío Pórfido Cu-Mo Ujina , Norte de Chile

EVOLUCIÓN DE LOS PROCESOS DE ALTERACIÓN Y MINERALIZACIÓN 18 km

ADVANCED ARGILLIC ALTERATION

5º

(

L I T H O C AP ) qtz-Alun-pyr /Py-enartenn-cov-cc)

4º

3º

2º

4 km PROPYLITIC (Cl-Ep-Ca-Py)

High Tº C ( Alb-ActMg) Roots of systems

Early (Transitional) hydrothermal stage “B” and “C” veins Intermediate argillic

Late magmatic K-fd, biotite, Sodic – Anhydrite Calcic (Potassic) Alteration y na (actinolite, it o u magnetite, ol Ev Ilmenite, sphene)

Main hydrothermal “D” veins (Quartzsericite)

Ser-qtz w/ Py

Ser-Cl-Bio w/ Mo-Py - Cpy

PROPYLITIC

1º

Early

(Cl-Ep-Ca-Py)

nd tre

0,5

Development of Sulfidization and Acidity Bio-K-Fd- Anhy w/ Cpy-Bn

to

1,00 Ma

Late

Porphyry systems with Intermediate to low Sulfidization

ETAPA DE ALTERACIONMINERALIZACION TARDIMAGMATICA • Vetillas EB. Biotita y proporciones variables de

albita, K-feldspar, clorita, actinolita, anhidrita y sericita verde. Pueden tener halos de biotita o albita.

El Salvador

R.Tomic

ETAPA DE ALTERACION-MINERALIZACION TARDIMAGMATICA • Vetillas de cuarzo tipo A.

Son irregulares, discontinuas, agusanadas, con calcopirita, bornita, magnetita y anhidrita. Se asocian con alteración K. No presentan halos de alteración significativos.

Toki

Relincho

ETAPA DE ALTERACION MINERALIZACION TRANSICIONAL • Vetas de cuarzo “B”. Paredes rectas, continuas, laminadas, grises, centimétricas, comunmente con moly ± cpy ± bn, ± mgtt, ± anhy. Sericita puede estar presente al igual que turmalina.

ETAPA DE ALTERACION MINERALIZACION TRANSICIONAL • Vetillas “C “. “ Menor cuarzo, sericita verde,

biotita, anhidrita, calcopirita, pirita, con menor moly y mgtt. Los halos contienen K-feldspar, sericita verde y biotita o clorita.

Mocha

Mocha

ETAPA HIDROTERMAL PRINCIPAL DE ALTERACION - MINERALIZACION • Vetillas tipo “D”. Cuarzo ± pirita, calcopirita, ± anhidrita, ± esfalerita, ± galena. Se asocia con asociación de alteración de cuarzosericita-clorita. Fuertes halos de sericita.

El Salvador

El Salvador

ETAPA HIDROTERMAL TARDIA DE ALTERACION - MINERALIZACION • Vetas masivas y brecha hidrotermal rellenas o cementadas por pirita, enargita, tenantita/tetraedrita, calcosina, covelina, alunita. Se asocian a la alteración argílica avanzada.

Rosario, Collahuasi

M&M, Chuquicamata

N W

69°33' E

S

Cº. PELADO CAMPAMENTO ANTIGUO

ZONACION DE SULFUROS EN EL SALVADOR

QUEBRADA M Z-295 SECTOR "O" Cº INDIO MUERTO 26°15'

QUEBRADA TURQUESA

Pirita QUEBRADA GRANITO

Calcopirita - Pirita Calcopirita - Bornita

1000m

Trazas de Sulfuros

IMPORTANTES PROCESOS DE BRECHIZACION Gaby deposit

Brecha Magmático hidrotermal

Cuerpos de brechas irregulares con fragmentos polimícticos, principalmente de granodiorita en una matriz de biotita-cuarzo

Gaby deposit

RIO BLANCO-LOS BRONCES, CHILE CENTRAL +

V V V

6334000

+ + +

V

V

+ +

+

+ + +

V

V

+ V

V

+

+

+

+ V

Sector Río Blanco

V

V

Sector Los Bronces

+

V

Don Luis

V

+

V

+

+ V

+

Brecha Infiernillo

+ + + San Enrique + +

+

+

+

+

+

+

V

+

+

+

V

V

+

V

V V

V

+ +

V

V

V

+

+ +

V

+

+

+

V

+ V

V

Sur - Sur

V

+

V 6330000

+

+

V

+ +

V

+

+

+

+

+

+

+

+

+ +

+

+

+

+

+

Chimenea Riolítica

+

Brecha Donoso

V

+

V

V

+

+

+

+

+

0

V 500 m

Escala

V

+

V

La Americana V V

Río Blanco

Los Bronces

IMPORTANTES PROCESOS DE BRECHIZACION BRECHA FREATOMAGMATICA

Braden Pipe El Teniente

DURACION DE LOS PROCESOS DE ALTERACION Y MINERALIZACION 1. Compilaciones recientes apuntan a que los procesos de alteración y mineralización tendrían períodos de duración que van desde 1,2 a 2,2 Ma (Sillitoe y Perelló, 2005).

2. El Teniente Eventos intrusivos: 6,46 a 5,28 Ma (U-Pb; Ar-Ar) Etapas de alteración y mineralización tardimagmática e hidrotermal principal :6,3; 5,6; 5,01-4,96; 4,89-4,78 Ma (ReOs) Braden pipe: 4,82±0,09 Ma (U-Pb) a 4,81-4,37 Ma (Ar-Ar) en sericita (Maksaev et al., 2004)

CAMBIOS CLIMATICOS Y DESARROLLO DE PROCESOS SUPERGENOS MODIFICACIONES SUPERGENAS EN EL NORTE DE CHILE Y SUR DEL PERU (42-3 Ma)

• Alzamiento rápido y exhumación seguida por alzamientos • •

mínimo prolongado y desicación debido a cambios en las condiciones climáticas. Perfiles de enriquecimiento supergénicos de alta ley han elevado las leyes primarias en estos depósitos. Migration lateral de soluciones han desarrollados mineralización exótica.

MODIFICACIONES SUPERGENAS Migración lateral

Recubrimiento lixiviado

Manto de enriquecimiento secundario

After Sillitoe and McKee, 1996

AREQUIPA 1

3

MODIFICACIONES

K-QS 2

3 4

2 K-QS

N

SUPERGENAS

ARICA 5

QS

6

Distribución de sistemas

7

8 IQUIQUE

10

9

porfíricos y depósitos

2 14

11

13 12

15

exóticos mostrando la

K K-QS

K

16 TOCOPILLA

K

4

17 18 19 21

20 22

23

K

27

25

K

1

3

4

predominantemente con

Cu Ox Cu S

K

Lc Cu Ox / Cu S

29 30 32

K

31

QS

1

Lc

Lc

36 35 38

3

37 39

oxidación,

Alteración Po tásica Alteración Cu arzo - sericita Litocap a

enriquecimiento

Pórfido de Cu (en ope ración)

33

34

CHA ÑA RA L

2

>>> 26

28 ANTOFAGAS TA

locación de zonas

CALAMA

3

24

K-QS

Pórfido de Cu (en exploración ) Dep ósito Exótico

K-QS

secundario y mixtas

200 km

COPIA PO

FIG. 47

MODIFICACIONES SUPERGENAS Recubrimiento lixiviado Cuajone, Peru

Formación Huaylillas (25-18 Ma)

Recubrimiento hematítico (19-14 Ma)

MODIFICACIONES SUPERGENAS Chuquicamata E

W

3000 m.

2500 m.

0

100

200m

2000 m.

Zona Lixiviada (Hem-JarGoeth) ( 0,00-0,10% Cu) Zona de Oxidos: antleritabrochantita- atacamita (1,5% Cu) Zona Primaria Falla Oeste (FW) Granodiorita "Fortuna"

Granodiorita "Elena"

Subzona Calcosina (2,5% Cu) Subzona calcosina-covelina (1,8% Cu) Subzona covelina (1,0-1,5% Cu)

Zona de Enriquecimiento Secundario

Oxidación y enriquecimiento secundario

MODIFICACIONES SUPERGENAS CHUQUICAMATA, CHILE

Zona de Oxidación con Fracturas rellenas con brochantita en el pórfido Chuqui y en vetas de qtz “A” con hematita según calcosina

MODIFICACIONES SUPERGENAS

Zona de enriquecimiento de calcosina y Recubrimiento hematítico.

Zaldívar

Zona de enriquecimiento de calcosina Zaldívar

MODIFICACIONES SUPERGENAS Migración lateral Quebrada Turquesa

El Salvador, Chile

Damiana C° Pelado Quebrada M

Rango de edades de modificaciones supérgenas (35 – 11 Ma)

MODIFICACIONES SUPERGENAS Migración Lateral

Mina Sur, distrito Chuquicamata

Mineralización exótica en basamento y gravas

Marco tectonomagmático de los sistemas porfíricos de los Andes Evolución geológica andina

• Ciclo tectónico del Paleozoico Inferior (Famatinian) – Cámbrico a Devonico tardío

• Ciclo tectónico del Paleozoico Superior (Gondwana) Carbonífero temprano a Triásico medio

• Ciclo tectónico Andino - Triásico Superior al

Reciente

Ciclo Tectónico Andino (Triásico superior - Reciente) Magmatic arc and basin

MARIANA TYPE

Tectónica Extensional Triásico superior – Cretácico inferior Depósitos estratoligados de cobre

CHILE TYPE

MAGMATIC ARC

Depósitos IOCG

Calc-alkaline

andesites

ate Young pl

Mantle

Accretionary prism

Crust Ben

ioff

zone

Depósitos de Pórfidos de cobre

Tectónica Contraccional Cretácico superior a Reciente

20º

Cuenca de Tarapaca

30º

Cuenca marginal "abortada" de Chile Central Plataforma de Aconcagua

Sistemas de arco y cuenca tras-arco del Jurásico – Cretácico Inferior Andes de Chile -Argentina

Cuenca de Neuquén LEYENDA

40º

Arco magmático

Cuenca Río Mayo

Cuenca de tras-arco ensiálica Plataforma sedimentaria

50º

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

(Tomado de Mpodozis y Ramos, 1990)

Basement

+

Quebrada Vaquillas Modelo de Evolución estructural SHORTENING

Basement

CONTRACTION

_ Basement

EXTENSION

Basement

Modelo de Evolución Tectónica y Emplazamiento de PCDS 3. Emplazamiento de PCDs

2. Contracción

1. Extensión

(Gentileza de J. Skarmeta)

36

96

52

Desarrollo de importantes DOMEYKO CORDILLERA Sistemas de fallas Como resultado de la deformación contraccional (Zona de Falla Domeyko) SALAR DE ATACAMA

SALAR PUNTA NEGRA

N

SIERRA ARGOMEDO

SIERRA EXPLORADORA

SALAR DE PEDERNALES

100 km

17 36 Mt fine Cu

FRANJAS DE PORFIDOS DE COBRE Ciclo Andino 1. Cretácico (104-98 Ma) Chile 2. Paleoceno-Eoceno inferior (6550 Ma) Chile-Perú 3. Eoceno superior-Oligoceno (44-31 Ma) Chile-Perú 4. Oligoceno Superior-Mioceno Medio (23-10 Ma) Chile-Perú 5. Mioceno-Plioceno inferior (104 Ma) Chile

(Figuras modificadas de Camus, 2003 y Sillitoe y Perelló, 2005)

Gentileza AURUM Consultores

FACTORES PARA LA FORMACIÓN DE PORFIDOS DE COBRE EN LOS ANDES (I)  Los PCDs se forman generalmente a lo largo de márgenes continentales activos que han tenido una historia de subducción continua  En los Andes, la tectónica contraccional dominante produjo acortamiento E-W a lo largo de fallas invertidas de alto ángulo (~90 Ma)

 Cambios en el espesor estratigráfico a lo largo de fallas invertidas de

alto ángulo indica inversión de fallas extensionales pre-existentes (Triásico y Jurásico superior-Cretácico inferior; Mioceno)

 La presencia de fallas de rumbo o de desplazamiento oblicuo parece ser mínimo

FACTORES PARA LA FORMACIÓN DE PORFIDOS DE COBRE EN LOS ANDES (II)  Los movimientos de la placa de Nazca durante el Terciario indican una historia de subducción consistente con la dirección N70°E

 La evolución tectonomagmática ha estado marcada por la migración hacia el este del magmatismo, volcanismo y plutonismo

 La migración, se asocia a un régimen compresional tipo

“Chileno” de ángulo de subducción moderado, que se correlaciona con aumentos en las tasas de convergencia

FACTORES PARA LA FORMACIÓN DE PORFIDOS DE COBRE EN LOS ANDES (III)

 Los períodos de aumento en la tasa de convergencia

coinciden con los eventos de deformación más fuertes que a su vez pueden correlacionarse el desarrollo temporal de las fajas de PCDs

 El alzamiento, acortamiento y engrosamiento cortical, a nivel regional, se produjo como consecuencia de la deformación contraccional y, en forma sincrónica, con la formación de los yacimientos

FACTORES PARA LA FORMACIÓN DE PORFIDOS DE COBRE EN LOS ANDES (IV)

El resultado final de los eventos de deformación

son una serie de sistemas de fallas en echelon, de rumbo N a NW/NE que controlan el emplazamiento de los PCDs

Las intrusiones porfíricas se localizan en las

zonas de acomodación entre los segmentos de cuencas invertidas

FACTORES PARA LA FORMACIÓN DE PORFIDOS DE COBRE EN LOS ANDES (V)

La intrusiones graníticas y porfíricas parecen haberse

emplazado en forma sintectónica como sills y cuerpos tabulares a lo largo de las pendientes de las fallas invertidas

No se han identificado rocas volcánicas que sean contemporaneas con los intrusivos relacionados con los PCDs

FACTORES PARA LA FORMACIÓN DE PORFIDOS DE COBRE EN LOS ANDES (VII)

Tasas dramáticas de alzamiento (~3km/Ma),

erosión sin-orogénica, exhumación y cambios climáticos, producen el ambiente ideal para los procesos de oxidación y enriquecimiento secundario

FIN