Mina San Rafael

UNIVERSIDAD UNIVERSIDA D NACIONAL DEL AL ALTIPLANOTIPLANO-PUNO PUNO FACULTAD DE: ING. DE MINAS

MINA SAN RAFAEL

I NTRODUCCIÓN La mina San Rafael de la Compañía Minsur S.A., en sus inicios fue productora de cobre en la parte alta  y de estaño como sub producto, ahora y en profundidad, es la única mina productora de estaño en el Perú, y la tercera productora mundial de este metal.

I NTRODUCCIÓN La mina San Rafael de la Compañía Minsur S.A., en sus inicios fue productora de cobre en la parte alta  y de estaño como sub producto, ahora y en profundidad, es la única mina productora de estaño en el Perú, y la tercera productora mundial de este metal.

CAPITULO I UBICACIÓN  ACCESIBILIDAD  CLIMA  VEGETACION 

Mina San Rafael

UBICACION La unidad minera San Rafael se encuentra ubicada en el departamento de Puno, provincia de Melgar, distrito de Antauta, a una altitud que varia entre 4.500 y 5.200 m.s.n.m. en el nevado Quenamari de la cordillera Oriental del Sur del Perú.

UBICACION

 ACCESIBILIDAD El acceso por vía terrestre se realiza a partir de la ciudad de Juliaca existen dos rutas: Pucara  – Asillo - San Rafael y  Azángaro  – San Rafael, ambas con el 50% asfaltado y con un recorrido de aproximadamente aproximada mente 180 Km. Es posible también emplear la vía férrea principalmente para transport transporte e de carga.

El acceso aéreo, cuenta con el aeropuerto en la ciudad de Juliaca y con un campo de aterrizaje para aviones de fuselaje corto en las instalaciones de San Rafael a una altitud de 4.323 m.s.n.n.  y distante a 25 minutos de vuelo desde Juliaca y a 2 horas desde Lima en vuelo directo

CLIMA Y VEGETACION El clima es frígido durante todo el año, con variaciones drásticas de temperaturas entre el día y la noche ( 18º C en el día y 15º C bajo cero en la noche). La vegetación en la zona es muy escasa debido al intenso frió; observándose la presencia de ichu y pastos silvestres típicos de la región puna cordillera.

CAPITULO II EXPLORACION GEOLOGIA GENERAL GEOLOGIA LOCAL  RESERVAS MINERAS 

EXPLORACION

 A principios de este siglo se concluyó que la frontera peruano-boliviana era también el límite de la mineralización de estaño. Pero luego de exploraciones se encontraría la veta san Rafael y el mineral no solo se encontraría en el Perú . El estaño encontrado en el yacimiento de San Rafael ha demostrado lo contrario.

GEOLOGIA GENERAL La exploración en el distrito minero de San Rafael tuvo dos etapas bien definidas, una por cobre y la otra por estaño. La zona mineralizada de este distrito minero abarca una extensión de 5 Km. por 7.5 Km, en donde se encuentran las minas San Rafael y Quenamari. La mineralización es de origen hidrotermal en vetas de relleno y de reemplazamiento de fracturas, y cuerpos de mineral en el monzogranito y los metasedimentos

GEOLOGIA LOCAL Las pizarras y cuarcitas de la formación Sandia han sido intruídas por dos stocks monzogranitos terciarios. En los alrededores se encuentran rocas del Paleozoico Superior.  A.- FORMACION SANDIA B.- INTRUSIVOS

Formación Sandia: Está formación del Ordovícico Superior consiste que las pizarras que son las rocas predominantes, son de color gris oscuro con muscovita en los planos de foliación; por metamorfismo de contacto con el intrusivo han sido metamorfoseadas a hornfels, que son masivos y de color oscuro-marrón.

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Intrusivos: En la zona afloran dos stocks de intrusivos, uno en el nevado San Bartolomé de la mina San Rafael, y el otro en el nevado San Francisco de la mina Quenamari, de los cuales salen varios diques. El intrusivo es un monzogranito peraluminoso con fenocristales de feldespatos alcalinos euhedrales de hasta 12 cm de longitud, con compuestos de biotita, cordierita  y microfenocristales de sillimanita.

GEOLOGIA LOCAL :

Bolsonadas o Cuerpos Mineralizados

Nivel 4 295 Cuerpo Ore Shoot

Nivel 4 310 Cuerpo Ore Shoot

BOLSONADAS O CUERPOS MINERALIZADOS. - Las bolsonadas más conocidas son Ore Shoot, Cuerpo Brecha, Cuerpo Contacto, Cuerpo 310-S y Cuerpo 250-S. - Se forman por un cambio de rumbo en la dirección de las vetas produciendose lazos cinoides compuestos tipo Stock Work, que han sido frecuentemente mineralizados. - Estos cuerpos tienen longitudes de 30 m. a 250 m. y anchos de 15 m. a 40 m., presentando buenas características mineralógicas con leyes que promedian entre 5 % a 8 % de Sn.

GEOLOGIA REGIONAL CORDILLERA DE CARABAYA, PUNO- MAPA GEOLÓGICO

PALEOZOICO SUPERIOR

PALEOZOICO INFERIOR

PERMICO -TRIASICO CUATERNARIA

CRETACEO JURASICO

RESERVAS MINERALES 

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Las reservas mineras se hallan principalmente concentradas en dos tipos de estructuras: vetas y cuerpos de mineral. Las vetas forman sistemas conjugados de fracturas, las más conocidas con rumbo NW  – SE y buzamientos hacia NE como los vetas Quenamari y San Rafael, esta ultima representa aproximadamente 16% de las reservas de mineral del yacimiento San Rafael.

Cuerpo Brecha Cuerpo 150 Sur Brecha Cuerpo Contacto Sur

Cuerpo Rampa 410

Cuerpo 310Sur

Cuerpo Ore Shoot

Cuerpo 250- Cuerpo Sur Contacto

Cuerpo Umbral

Estas vetas rellenan fracturas de 3 km de longitud con rumbos NW-SE y con buzamiento S-W como las vetas de SAN RAFAEL, MARIANO ,VICENTE ,JORGE QUENAMARI Y NASARETH de 0.50 2.00 de A Rumbo NW-SE

CAPITULO III  CONTROLES ESTRUCTURALES DEL SIST. DE LAS  VETAS EVOLUCIONDEL SISTEMAS DE VETAS SAN RAFEL   VETAS CUERPOS MINERALES DE SAN RAFAEL MINERALIZACION ALTERACION Y PARAGENESIS ZONAMIENTO DE MINERALIZACION 

CONTROLES ESTRUCTURALES 

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Los cuerpos minerales de San Rafael tienen lugar en un sistema de vetas con fisura lateral sinestral, albergados en un monzogranito con 24 Ma. La estructura principal es la veta San Rafael; vetas paralelas pero subordinadas, como Pedro, Victoria, Mariano, Vicente y Jorge, están separadas entre 75 a 150 m en ambos lados de la veta San Rafael. En general, las vetas principales tienen rumbos de noroeste/nornoroeste y buzamientos de 40-75° al noreste. En las rocas meta-sedimentarias al sur del monzogranito, la estructura de la veta San Rafael tiene una dirección de N 35°O, pero refracta un desplazamiento a N 15°O, al entrar al intrusivo.

EVOLUCION 

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  Cuando se formó el depósito de estaño de San Rafael había un sistema hidrotermal magmático, que era rico en estaño, un muy bien preparado asiento deposicional en el monzogranito, una falla dilatante activa que facilitó transporte y concentración de fluidos hidrotermales, un mecanismo deposicional muy eficiente y una erosión subsecuente del cuerpo mineral. El depósito de San Rafael está genéticamente relacionado con una adaptación de monzogranito peraluminoso, que probablemente se mezcla con uno más primitivo, derivado del manto del magma de lamprófiros.   El magma lamprofírico debe haber contribuido mucho con el metal básico del sistema hidrotermal, pero el monzogranito contribuyó con el estaño.

 VETAS 

Los afloramientos de vetas corresponden a fallas preminerales, tienen rumbo promedio de N30°O a N60°O con buzamientos entre 40°NE a 75°NE. Hay otros sistemas de vetas menos desarrollados con rumbo N80°E y buzamientos 70°-90° NO-SE. Se distinguen 3 sistemas de vetas (ver Cuadro). CUADRO 1).- N 30º – 60º O 40º- 75º NE 2).- N 30º - 60º O 40º - 75º SO 3. - N 80º O 70º - 80º SÉ 

Marinéla (2km), Pedro (3km), Victoria (2km), Mariano (3km), San Rafael (3km), Vicente (3km), Umbral (2km), Jorge (3km), Anisarte 17 (2m),

CUERPOS MINERALES La veta San Rafael y los cuerpos asociados con ésta representan el 88% de las reservas de la mina San Rafael. La veta principal tiene una longitud de afloramiento de 3 Km. y una extensión de profundidad conocida de aproximadamente de 1.2 Km. por debajo de la superficie. Los cuerpos de mineral de la veta San Rafael son bolsonadas de gran tonelaje ricas en cobre y estaño. No existe información sobre los cuerpos cupríferos que existen en los niveles superiores en ambos lados del contacto sur. En el intrusivo, entre el contacto sur y contacto norte, se conocen nueve cuerpos de estaño: cuerpo contacto sur, cuerpo 150-S, cuerpo rampa 410, cuerpo 150, cuerpo 310, ore shoot, cuerpo brecha,

MINERALIZACION ALTERACION Y PARAGENESIS    

Primera Etapa: Segunda Etapa: Tercera Etapa: Cuarta Etapa:

RESERVAS DE MINERAL : Block de Mineral Galería 295-N Cuerpo Contacto San Rafael MINERALIZACIÓN Y RESERVAS. El mineral económico principal es la casiterita (SnO2) del que se obtiene el estaño y en menor proporción, estañita, chalcopirita, galena. Se han diferenciado 4 eventos principales de mineralización hipogénicos en la veta San Rafael, que contribuyeron a la secuencia de mineralización .

Primera Etapa.- Vetas de cuarzo y turmalina. Segunda Etapa.- Casiterita botroidal  –  cuarzo cloritas (evento más importante).

Tercera Etapa.- Calcopirita, estaño en agujas, cuarzo  – cloritas. Cuarta Etapa.- Vetas de cuarzo calcitas (cuarzo lechoso). Las reservas actuales en la Mina San Rafael bordean los 13 a 14 millones de toneladas métricas con una ley aproximada de 5.0 % de estaño

ZONAMIENTO DE MINERALIZACION 

Zoneamiento Horizontal: Mineralización polimetálica de esfalerita, galena, chalcopirita y casiterita en agujas, bordea a la mineralización de cobre y cobre – estaño. Está mineralización está presente al sur de las vetas  Vicente, Mariano, Rosario de Antauta y al norte de la quebrada Umbral, al este en Villas de José y al oeste en las vetas Andes Peruanos y Marielena.

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Zoneamiento Vertical: En la veta San Rafael hay un marcado zoneamiento vertical, cobre en la parte superior con valores hasta de 5%-Cu 0.5% Sn por encima del nivel 4700. Aproximadamente entre el nivel 4700 m4533 m se tienen zonas de mineralización de cobre-estaño; por debajo del nivel 4533 m se tiene aumento de estaño en profundidad, en un desnivel de 680 metros verticales. Los isovalores de cobre decrecen en profundidad de más de 5 hasta 0,2

Cuerpo Contacto Sur

Cuerpo 150 Sur Brecha

Cuerpo Rampa 410

Cuerpo 150

Cuerpo 310Sur

Cuerpo Ore Cuerpo Brecha Shoot

Cuerpo 250Sur Cuerpo Contacto

ZONEAMIENTO MINERALÓGICO : - En la Veta San Rafael hay un marcado zoneamiento vertical - Sobre el nivel 4666 - zona de cobre cobre (que fue explotado) - Entre los niveles 4666 y 4533 - casiterita de grano fino en agujas , estaño madera y estaño botroidal - Entre el nivel 4533 al 3950 - estaño oscuro-gruesa - Por debajo del nivel 3950, presencia de cuarzo (joven) y cloritas mineralización polimetálica

CAPITULO IV  OPERACIONES MINERAS CAMBIOS EN LOS PROCESOS CARACT. DEL METODO DE EXPLOTACION PRINCIPALES EQUIPOS DE MINA 

OPERACIONES MINERAS 

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El yacimiento minero cuprífero-estañifero de San Rafael ha experimentado las modificaciones de acuerdo ala evolución de su explotación generando un progresivo incremento debido al desarrollo geológico- minero y que nos ha permitido en este momento situarnos como uno de los yacimientos filoneanos de estaño más importantes del mundo. Sus niveles de producción han ido en aumento desde que en 1958 se trataban 50 TM/ día de mineral de cobre; para luego a partir 1994 llegar a 1,050 TM / día de mineral de estaño y lograr en la actualidad una producción de 3,000 TM/día .

CAMBIOS EN LOS PROCESOS 

Para llegar ha esta realidad fue necesaria la mecanización de las operaciones y es allí donde la tecnología moderna ingresa en la explotación del  yacimiento. En 1992 se empieza a aplicar el método de explotación  “ Sub Level Stoping  “. Las innovaciones con este método de minado permitieron cubrir nuestras expectativas de incremento de producción con alta productividad. Los nuevos equipos de perforación adquiridos para una mediana a gran minería subterránea, han marcado la punta en el desarrollo actual de San Rafael. Esta tecnología acompañada de una adecuada capacitación de nuestros profesionales, técnicos y obreros, ha permitido estos logros.

CARACTERISTICAS DEL METODO DE EXPLOTACION 

Se aplica el método Sub Level Stoping con la variante Large Blast Hole (LBH),teniendo como base los principios de voladura a cielo abierto que fueron a condicionados a la explotación subterránea esto método es empleado en  yacimiento como en san Rafael que tiene una roca encajonante dura y competente con potencia de mineralización que oscila entre 2 a6 m en zona de veta y 6 a 35 m en los cuerpos de buzamiento entre 480 y 550 y donde la profundización del yacimiento con mineralización continua permite su acceso a través de una rampa principal de 6m por 4m de sección y una gradiente de 10%.

EXPLOTACION : METODO DE EXPLOTACION SUB LEVEL STOPING CON TALADROS LARGOS BREVE RESUMEN Debido a las limitaciones de los métodos convencionales y la necesidad de incrementar la producción , a partir del año 1992 se introduce el método de SUB LEVEL STOPING, con taladros largos para bancos de perforación de 20 m. verticales, lográndose incrementar la producción gradualmente a 1500, 2000 y actualmente 3,000 TMS/día.

Taladros Largos Tajo

Para ello fue necesario la adquisición de equipos de perforación, como son SIMBA H-157, D.T.H. Túnel 60, SIMBA H-1354 y Mustang A-32; con los cuales se realizan perforaciones de taladros paralelos y radiales hacia arriba y hacia abajo con diámetros que van de 3”  a 3 3/4” . En este método se preparan sub niveles de perforación y niveles de extracción. El minado se realiza en forma

EXPLOTACION : METODO DE EXPLOTACION SUB LEVEL STOPING CON TALADROS LARGOS EXPLOTACION SUBTERRANEA METODO SUBLEVEL STOPING ALTURA DE TAJO (m) 80 - 100 ALTURA DE SUBNIVELES ( BANCOS) (m) 20 ANCHO DE TAJOS EN VETA (m) 2.00 - 6.00 ANCHO DE TAJOS EN CUERPOS (m) 6.00 - 35.00 LONGITUDES DE TAJOS (m) 100 - 200 SOSTENIMIENTO TEMPORAL EN CUERPOS (m x m) Pilares de 6.0 x 6.0 MINERALIZACIÓN EN VETAS Y CUERPOS BUZAMIENTO 45° - 75° ROCA ENCAJONANTE COMPETENTE: INTRUSIVO MONZO GRANITICO RESTABLECIMIENTO DEL EQUILIBRIO DEL MACIZO ROCOSOS Vacío PRODUCCION MENSUAL TAJOS (tms) 52,000.00 PRODUCCION MENSUAL PREPARACIONES Y DESARROLLOS (TMS) 18,000.00

Taladros Largos Tajo

PRINCIPALES EQUIPOS DE MINA  Area de explotación: 01 Jumbo Boomer H-282 01 Simba H-1354, perforacion hacia arriba y hacia abajo, de 3” Y 31/2”de de diámetros.

01 DTH T-60 Drillco Tools, perforación hacia abajo de 33/4” de diámetro. 01 Mustang A-32, perforación hacia abajo, de 41/8”

de diámetro acarreo interno; 02 Scoop de 6.0 Yd3. Rompebancos ( en parrilla ) de los Ore Passesv.

 Area de preparación: Perforación: Jumbo Boomer H-282 acarreo interno ; O1 Scoop de 6.0 Yd3.

Extracción a Superficie: 06 Camiones Volvo con capacidad promedio de 25 ton. cada uno.  Área de Exploraciones y desarrollos (terceros): perforación Jumbos  y maquinas Jack-Leg  Acarreo Interno:

Locomotora a batería. Palas Mineras Eimco y LM 56. Carros mineros Gramby y U35. scoop de 6.0 Yd3. O2 de 5.5 Yd3, 01 de 3.5 Yd3 y 01 de 2.2 Yd3. 04 Volvos con capacidad promedian de 35 TM.

Scoop Alimenta a Volvo

EXPLOTACION: Equipos de acarreo interno - Scoop

EXPLOTACION : Equipos de acarreo externo - Cargador Frontal alimentando Rompe Bancos

EXPLOTACION: Equipos de reducción secundaria - Rompe Bancos Kent Rompe Bancos Equipo Eléctrico Hidráulico Peso 446 Kg. Impacto de energía 1,200 Presión 1850-2250 PSI Diámetro de martillo 3 ½”

Golpes por minuto 400 - 800

EXPLOTACION: Equipos de perforación - SIMBA H-1354 Vista Lateral

Vista Frontal

CAPITULO V PLANTA CONCENTRADORA PROCESAMIENTO EN PLANTA FILTRADO Y DESPACHO DISPOSICON DE RELAVES 

PLANTA CONCENTRADORA

PLANTA CONCENTRADORA 

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La planta concentradora trata minerales de caseterita ( sno2) a razón de 2,500 TM/ dia, alcanzando recuperaciones próximas a 90%. Se utilizan dos métodos de concentración; por el gravimetrico ( jigs y mesas) con una flotación inversa  Y el de flotación directa de caseterita. El mayor logro durante el año 2,002 no fue solo alcanzar una recuperación de 89,5% sino producir concentrados de más alta ley.

2 Jig Gekko gravimetricos

Jig intermedios

PROCESAMIENTO EN PLANTA 

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En el chancado secundario y terciario ( trituración) se obtiene un producto final del circuito del orden de 85%3/8” ; para esto se disponen de una trituración Symons 41/4 STD, una trituradora HP 500, dos zarandas vibratorias 5/ por 14/ y una zaranda vibratoria 7/ por 18/ que sirve para clasificar el mineral. El producto final de este circuito lo constituyen los finos de las tres zarandas, el que se almacena en las tolvas respectivas. De las tolvas de finos el mineral se alimenta a tres zarandas vibratorias 5/ por 14/ ( abertura: 4 por 32mm), el sobre tamaño se alimenta a 12 JIGS Bendelari triple 42”  por 42”  cuyas colas se desaguan y luego son alimentados a dos molinos de bolas 8/ por 8/, la descarga de los dos molinos se trata en 7 JIGS Denver Duplex 24”   por 36”  las colas de estas JIGS son bombeados a 4 harneros Derrick de alta frecuencia que operan en circuito cerrado con los molinos de bolas.

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SECCION: MOLIENDA CLASIFICACION Y MESAS: La sección de molienda primaria opera de manera conjunta con la concentración gravimétrica en JIGS: Gruesos, intermedios y finos de los clasificadores helicoidales de 36”  (3), clasificadores helicoidales de 42”  (2) y por los finos de harneros Derrick. Estos productos son clasificados en seis hidrociclones de 15” y los gruesos de estos en un clasificador Stokes de 6 compartimientos. Cada spigot del clasificador Stokes, descarga rangos uniformes de tamaño que varia desde 30 numero ( fracción gruesa) hasta 270 numero ( fracción fina) y son alimentados a 6 grupos de mesas; Otras mesas también procesan los reboses de los ciclones y del Stokes.

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SECCION: CHANCADO – TRITURADO- JIGS: El mineral extraído de mina es depositado en una tolva metálica de 100 toneladas. Con abertura de parrilla de 20”  (tolva de gruesos); de aquí se alimenta a dos chancadoras de quijadas 24”  „por 36”   y por medio de fajas transportadoras; el producto es almacenado en las tolvas de intermedias.

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SECCION: FLOTACIÓN

El producto fino de los hidrociclones de 15”   y 8”  y de los clasificadores helicoidales de 60”, 42”  y 36”   son enviado a un espesador de 120/. Este material (100% - 74 micrones) es deslamado entres etapas en ciclones de 4”, 2”  y 1 ¾”   para eliminar la fracción  –6,5 micrones. El material clasificado es alimentado a un banco de seis celdas DR-300 con el objeto de eliminar los sulfuros contaminantes, utilizando para este colector  xantato Z-11 y espumante MIBC. El material exento de sulfuros pasa a la flotación de caseterita en 10 celdas rougher DR-500, 5 celdas scavenger DR-500 y varias etapas de limpieza en 15 celdas D-300.Los reactivos utilizados son:  modificador de Hp, ácido sulfúrico, colector- espumante,  Aeropromoter 845,  dispersante de lamas, fluosilicato de sodio.

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FILTRADO Y DESPACHO DE CONCENTRADOS:

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Los concentrados gravimétricos (JIGS y mesas), son desaguados en un clasificador helicoidal 42”  y sus arenas se alimentan a un filtro de faja horizontal Delkor que descarga una humedad de 5-7%. El overflow del clasificador del 42”   se alimenta de espesador de 40/ por 10/ cuya descarga se alimenta a un filtro de placas Eimco, del que se obtiene un concentrado de 9% de humedad. Estos dos concentrados se junta y sé ensancan en sacos de 1,5 toneladas quedando listo para ser despachados. El concentrado obtenido por flotación se desagua en un espesador de15/. El producto espesado es filtrado en un filtro de placas obteniéndose un producto de 10% de humedad, quedando listo para él ensaque y posterior despacho. Posteriormente, todo los concentrados se mezclan en tolvas de almacenamiento de donde son ensacados.

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DISPOSICIÓN DE RELAVES La cola final del proceso (relaves) es de dos flujos, la primera formada por las espumas sulfuros y la cola scavenger  Y la segunda por las lamas; las cuales se trasladan al deposito de relaves en el que los materiales se depositaran y el agua clara va formando el espejo de agua de donde es impulsado con bombas a la laguna Chogñácota ( cuando se requiere) y de aquí a la planta también con el empleo de bombas. Las colas scavenger se emplean para construir y subir las paredes del deposito de relaves, razón por la cual, el agua en este producto no puede recuperarse antes de llegar a la relavera. Las lamas por otra parte, se depositan en la parte media del deposito de relaves. Existe personal permanente en él deposito de relaves haciendo mantenimiento y permitiendo que la deposición sea la adecuada. Parte del agua clarificada proveniente del espejo de la presa se reutiliza en el proceso de concentración y la otra parte unas ves exenta de sólidos contaminantes sé direcciona al río Antauta.

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CONCLUSIONES Si bien es cierto, que la veta San Rafael es hasta ahora la veta principal por sus altas leyes de estaño y por los cuerpos de mineral, no se descarta la posibilidad de que las otras vetas angostas como Mariano, Ramal Piso, San Rafael, Diagonal,  Vicente y Jorge ensanchen en profundidad Las pizarras de la formación Sandia del Ordovícico Superior, por metamorfismo de contacto con el intrusivo, han sido transformadas, junto a las cuarcitas se presentan algunas a veces como una cubierta superficial sobre el intrusivos ; éste tiene mayores dimensiones en profundidad. Los intrusivos y las pizarras son igualmente favorables para la mineralización de estaño o de cobre, pero los cuerpos de mineral son más definidos y persistentes en el intrusivo. y está entre los niveles 4666, 4600 y 4730, en los contactos norte y sur .