Recursos Minerales

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ASPECTOS GENERALES CONCEPTOS BÁSICOS Recurso: Cualquier bien capaz de suministrar alguna utilidad o beneficio al hombre. Recurso natural: Vinculados al medio natural. En cuanto al uso, están condicionados por el nivel tecnológico de la sociedad. Su distribución es irregular. Son limitados. Ej.: Coltán (columnita + tantalita; mezcla de óxidos, con aplicaciones en procesadores, microchips de PS2, telefonía móvil, …). En función de la velocidad de consumo y la velocidad de génesis, pueden ser renovables o no renovables.

No renovables Recursos energéticos Renovables

Recursos minerales

Metálicos

Hidrocarburos Uranio Carbón … Energía solar Energía eólica Biomasa …. Metales preciosos Metales básicos Hierro y metales de aleación …

Minerales y rocas industriales Recursos hídricos Suelos Recursos culturales y paisajísticos

Provincias y épocas metalogenéticas: Una provincia es una región caracterizada por una relativa abundancia de mineralizaciones (desde un distrito minero hasta grandes regiones, como el Escudo Canadiense). Una época es el intervalo de tiempo favorable para la deposición de ciertas sustancias útiles. La formación de yacimientos está relacionada con evolución geotectónica de la corteza y manto superior. La distribución espacial y temporal no es aleatoria, sino que está condicionada por el ambiente geodinámico y la edad geológica en que se forman. Existen épocas y provincias metalogenéticas que concentran determinados tipos de yacimientos. Recurso mineral: Depósitos minerales hipotéticos, especulativos o insuficientemente conocidos, cuyas posibilidades económicas no pueden ser evaluadas en las condiciones actuales. Reserva: Concentraciones minerales que si pueden ser evaluadas, económicamente explotables y legalmente extraídas con los precios del mercado y condiciones medioambientales. Reservas base: Reservas con problemas (mineralizaciones con leyes muy bajas o problemas medioambientales). Yacimiento mineral: Concentración de sustancias de origen mineral, que son susceptibles de ser explotados económicamente, o que pueden llegar a serlo, si cambian determinadas condiciones. Un yacimiento mineral, tiene un cuerpo geológico (parámetros geológicos, físicos y químicos), y por otro lado, es un objeto valorable

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(parámetros económicos; habrá que comprobarlo con el carke o concentración media en la corteza). Clark (de un elemento): Concentración de ese elemento en la corteza terrestre (abundantes: >0.01%; raros: 50% carbonatos) (Kimberlitas) Relacionados con rocas plutónicas intermedias y ácidas Pegmatíticos (relacionados con procesos fisurales de cristalización) Tipo Skarn (intercambio de fluidos entre roca intrusiva y caja) Sn-W (fluidos de rocas ácidas e intermedias) Tipo Pórfido (Cu-Mo-Sn) Hidrotermales y filonianos Relacionados con rocas volcánicas y subvolcánicas aéreas Epitermales de metales preciosos Relacionados con procesos exalativos Exalativos volcanogénicos (próximos a la fuente volcánica) Exalativos sedimentarios (lejos de la fuente volcánica) YACIMIENTOS EXÓGENOS Relacionados con procesos exógenos Mississipy Valley (diagénesis; sulfuros de Pb-Zn) Alteración (residuales y placeres) Sedimentación química o bioquímica (BIF, IF, Mn) Bacteriogénico (marino tipo rell) Evaporación (sales y evaporizas) Oxidación: supergéicos (sulfuros) Metamórficos

ALTERACIONES HIDROTERMALES

H+ y Álcalis: Potásica (formación de silicatos potásicos; se aporta potasio al sistema); Propilítica (formación de epidota, clorita y carbonatos; alteración de plagioclasa, biotita y epidota), Filítica o sericítica (formación de sericita y cuarzo; lixiviación de álcalis); Greisen (formación de más seriecita que en el caso anterior); Argílica (formación de caolinita por alteración de la plagioclasa y montmorillonita por la alteración de los anfíboles); Argílica avanzada (fluidos muy ácidos; formación de cuarzo, caolinita, alunita y topacio). Otras: Turmalinización; Silicificación; Serpentinización; Hematización; Dolomitización; Carbonatación; Fenitización; …

RECURSOS MINERALES EN ESPAÑA Es el país más minero de la Comunidad Europea. Cuenta con más de 20 sustancias excedentarias, pero no cubre todas sus necesidades. Son importantes las potasas (Cataluña), el sulfato sódico, las arcillas especiales, el caolín, la celestina, el yeso, la magnesita, los feldespatos, el talco, …  Estroncio: Primer productor mundial (Granada).  Sulfato sódico: Primer productor mundial (Burgos, Toledo, Madrid).  Sepiolita: Primer productor mundial (Madrid).  Feldespato: Primer productor europeo (Segovia).

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Fluorita: Segundo productor europeo (Asturias). Pizarras: Primer productor mundial (NW España). Granito: Primer productor europeo (NW España). Mármol: Segundo productor mundial.

 Hg: 1. Almadén; 2. Chóvar; 3. El Entredicho; 4. Usagre.  Sulfuros masivos: 5. Aguas teñidas; 6. Aznalcóllar-Los Frailes; 7. Las Cruces; 8. Río Tinto; 9. Sotiel-Migollas-Masa Valverde; 10. Tharsis; 11. Vallejín; 12. La Zarza.  Cr: 13. Calzadilla de los Barros (+EGP); 14. Cabo Ortegal (+EGP); 15. La Gallega (+Ni); 16. Jarales-Carratraca; 17. Marbella (+Grafito); 18. Ronda (+EGP).  Ni: 19. Aguablanca; 20. Cala; 21. Cotos Wagner-Vivaldi; 22. Monchi-La BerronaBurguillos-San Guillermo; 23. Marquesado-Alquife-Las Piletas; 24. Ojos negros; 25. El Pedroso.  Sn-W: 26. Barruecopardo; 27. Bustarviejo; 28. Cabrera Lijar; 29. La Fregneda; 30. Golpejas; 31. Mina Teba; 32. Otero de Herreros; 33. La Parrilla; 34. Penouta; 35. Sant Finx; 36. Santa Comba; 37. Los Santos; 38. Oropesa; 39. El Trasquilón-Las Navas; 40. Tres Arroyos.  Au: 41. Almuradiel; 42. Carles; 43. La Codosera; 44. Corcoesto-Albores; 45. Lomo de Bas (+Ag-Sn); 46. Las Médulas; 47. Nava de Ricomalillo; 48. Pino; 49. Rodalquilar (+Sn); 50. Salave; 51. El Valle-Boinas; 52. Villamaría.  Sb: 53. Burón; 54. Mari Rosa (+Au); 55. San Antonio (+Hg-W); Villarbacú.  Pb-Zn: 57. La Carolina; 58. La Crisoleja-La Unión-Mazarrón (+Ag-Sn); 59. Linares; 60. Reocín-La Florida-Novales; 61. Rubiales; 62. La Troya.  Ag-base metales: 63. Guadalcanal; 64. Herrerías-Sierra Almagrera; 65. Hiendelaencina-Región de Atienza.  Mn-Co: 66. Calatrava.

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YACIMIENTOS RELACIONADOS CON ROCAS ÍGNEAS BÁSICAS Y ULTRABÁSICAS INTRODUCCIÓN Introducción Yacimientos intramagmáticos formados por cristalización directa de un magma. Son yacimientos familiares y singenéticos. Elementos metalogenéticos Pueden no concentrarse y no dar minerales (entran en los silicatos), no irse con los silicatos (dan fases residuales), o concentrarse (forman minerales propios que cristalizan junto a los silicatos; si la cristalización es temprana, dan cristalización fraccionada, y si son tardíos, dan inmiscibilidad líquida [yacimientos tipo Sudbury]). Origen del azufre • Fusión mantélica: Formación de magmas saturados en S por fusión de un manto anómalo en S (Arcaico, zonas profundas del manto (250-300 km) enriquecidas en S; explicaría Ni en komatiitas). Cuando 34S es -2.6 a +3.4 0/00, los magma son generados por fusión parcial en el manto. La disminución de S en el manto, se debe a sucesivos ciclos de la Tectónica de Placas. • Asimilación magmática: Contaminación al atravesar rocas ricas en S (evaporíticas); explicaría el S en Noril`sk y Duluth (únicos casos con edad menor 1700 m.a). • Acidificación del magma: La incorporación de sílice a un magma máfico próximo a la saturación de S, produce una disminución de la solubilidad de sulfuros y la separación de un líquido sulfurado inmiscible (Ej. Sudbury). Cr, Pt, Ti Son los elementos que se concentran en estos yacimientos; su roca caja puede ser básica y ultrabásica. En corteza oceánica forman ofiolitas tipo alpino (Cr) y zonados tipo Alaska (Fe). En corteza continental, pueden forman intrusiones intracratónicas tipo Bushveld (Cr) y Sudbury (Ni); Rifitng, dando basaltos de meseta (Ni); Vulcanismo intercratónico, dando komatiitas (Ni) y anortositas (Ti); Fracturas de tensión en cratones, dando kimerlitas (diamantes) y carbonatitas (Nb y T.R.).

GÉNESIS DE YACIMIENTOS DE SULFUROS MAGMÁTICOS  Generación de un magma máfico-ultramáfico en el manto (fusión parcial). Fundido basáltico con Ni, Co, Cr, V, Cu, EGP, Au....  Ascenso del magma a la corteza (cámara magmática).  Segregación de un líquido sulfurado inmiscible → colector de Ni, Cu, Co, EGP... Magma basáltico → Sobresaturación en S. La segregación, puede darse por adición de S desde las rocas encajantes, contaminación por sílice (disminución de solubilidad del S), mezcla de magmas o por procesos de cristalización fraccionada.  Concentración del líquido sulfurado por acumulación gravitatoria (Densidad líquido sulfurado > fundido silicatado).  Cristalización del líquido sulfurado → pirrotina + pentlandita + calcopirita, con EGP en solución sólida y/o cristalización de MGP.  Redistribución de los metales por procesos hidrotermales tras la cristalización. Modelo de las bolas de billar

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Acumulación basal de sulfuros en la cámara: sulfuros masivos → semi-masivos → diseminados.

YACIMIENTOS DE CROMO Mineralizaciones de cromita. Mecanismos de cristalización Las podemos encontrar diseminadas en peridotitas mantélicas y acumulado, en pods de dunita en peridotita mantélica, o en layering en dunitas acumulado. La formación de pods de dunita, puede ser a partir de fundidos basálticos procedentes de la fusión del manto en una zona de dorsal oceánica, o por reacción fundido/roca en una zona de suprasubducción. Las mayores concentraciones de Cr-EGP se asocian siempre a dunitas. La Cromita se puede formar por cristalización coetéctica de cromita+olivino, seguido de separación mecánica; implica la creación de una cámara magmática. También puede cristalizar por mezcla de magmas o por cambios en la fugacidad del oxígeno (la solubilidad del cromo disminuye con la fugacidad del O2). Cromitas estratiformes Intrusiones estratificadas; Grandes lopolitos máfico-ultramáficos; Estructuras bandeadas y variación composicional de muro a techo (debido a procesos de diferenciación). Las de interés económico, son del Proterozoico o Arcaico. Todas las series tienen alto potencial metalogenético. Contienen el 90 % de las reservas mundiales y se explotan como capas; sólo participan en el 45 % de la producción mundial. En la mayoría de los complejos se diferencia una zona inferior ultramáfica con mineralizaciones.

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Cromitas Podiformes Relacionados con rocas básicas y ultrabásicas del manto superior y corteza inferior, que después son abducidos (ofiolitas); en márgenes de placas. Pueden ser de harzburgita (olivino + ortopiroxeno + espinela), o Lherzolita (olivino + ortopiroxeno + clinopiroxeno). Ofiolitas

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YACIMIENTOS DE Ni-Cu La mayoría del Ni (se utiliza en aleaciones) se extrae de lateritas niquelíferas. En los yacimientos de sulfuros de níquel, se necesita una fase sulfurada de un magma básica y un proceso de segregación magmática; se encuentran en rocas arcaicas, ya que el manto, actualmente empobrecido, era rico en S. Asociados a cuerpos intrusitos emplazados en áreas cratónicas Pueden ser complejos estratificados (Ej.: Sudbury; Formado por impacto meteorítico, que permitió el acceso de magma, ascendiendo las concentraciones de sulfuros y dando aglomeraciones basales; la nube que creó el impacto, generó brechas en los niveles superficiales); o relacionados con basaltos de meseta (no llega a salir el magma a la superficie; se dan grandes apilamientos volcánicos de rocas intrusivas). Yacimientos sinvolcánicos Se dan en rocas verdes de finales del Arcaico; Se generan basaltos + komatiitas con texturas spinifex; Ej.: Kombalda (Australia), y Aguablanca (España).

YACIMIENTOS DE ELEMENTOS DEL GRUPO DEL PT (EGP) Asociados a sulfuros magmáticos (precipitan en estados tardíos; EGP asociados a sulfuros de Ni y Cu) o a óxidos y silicatos (en corteza oceánica; intrusiones zonadas con dunitas). Mineralizaciones de EGP
Ofiolitas pobres en EGP: Tipo MORB; Baja tasa de fusión parcial Ej.: Lizard en Cornwall, Bay of Islands en Terranova.
Ofiolitas ricas en EGP: Tipo supra-subducción; Alta tasa de fusión parcial. Ej.: Troodos en Oman, Shetland en Escocia. Procesos de concentración de EGP  Alta tasa de fusión parcial para extraer los EGP.  Separación de los EGP por cristalización. Os, Ir y Ru tienden a concentrarse en cromititas. Pt y Pd se concentran en sulfuros diseminados de metales base tales como pentlandita, heazlewoodita, millerita, pirrotina, calcopirita, calcosina y bornita. Indicadores geoquímicos de EGP  Cr, indicador para Os,Ir y Ru.  Ni y Cu, indicadores de Pt y Pd.  Au, suele ser anómalo en áreas ricas en EGP.  As, indicador cuando una concentración magmática es cortada por fallas y los EGP son reconcentrados por procesos secundarios.

YACIMIENTOS DE Ti Ilmenita y rutilo en yacimientos tipo placer y yacimientos ortomagmáticos; se producen por inmiscibilidad de los óxidos de Ti con la roca madre.

YACIMIENTOS DE Ni-Cu-Fe  Naldrett, 1997 1. Cinturones de esquistos verdes arcáicos: Komatiítas en Australia Occidental (Kambalda). 2. Rift continental: Thompson (Canadá), Jinchuan (China). 3. Cratones intracontinentales: Noril´sk (Rusia), Bushveld (Sudáfrica). 4. Cinturones orogénicos activos: Maine, (USA).

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 Misra, 2000 1. Asociación komatiítica (Kambalda, Australia) 2. Asociación toleítica I. Complejos intrusivos máficos-ultramáficos: Noril´sk y Pechenga (Rusia), Jinchuan (Canadá). II. Grandes complejos estratificados: Bushveld (Sudáfrica), Stillwater y Duluth (USA). III. Complejo Sudbury (Canadá) → origen meteorítico.

KIMBERLITAS Ultrabásicas, potásicas; afloran en superficie como diatremas tipo porfídico; Porterozoico-Cenozoico (la mayoría se han formado en los últimos 200 Ma); Diamantes en xenolitos mantélicos (peridotíticos y eclogíticos). Los peridotíticos son anteriores a la kimberlita, mientras que los eclogíticos, son de edad similar. En general, tienen leyes bajas (no todas son explotables). Forman chimeneas o diatremas con forma de cono invertido; contactos abruptos y gran extensión vertical hasta llegar a enraizar con los diques de alimentación. Emplazamiento explosivo a partir de fracturas profundas lo que originó la forma cónica; impide transformación a grafito. Se exploran zonas con rocas de composición kimberlítica, zonas con cratones antiguos (< 2000 ma), y estructuras favorables (interseccionde grandesfallas o alineamientos, con evidencia de tectónica vertical). Los mejores métodos, se basan en la prospección mineralógica (descubrimiento de AK1) y geofísica (magnético).

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CARBONATITAS Rocas volcánicas o plutónicas en fallas o cruces de fallas intracratónicas. Formadas por carbonatos magmáticos intrusivos, y asociadas a rocas ígneas alcalinas. Proterozoico-Actualidad. En regiones cratónicas. Formas circulares o elípticas. Se emplazan en tres estadios: 1) Intrusito de grano grueso (cc, apt, mg, aug, bt); 2) Grano más fino; hay un estadio cálcico y otro dolom´çitico; estructura bandeada; 3) Carbonatos más ricos en hierro; hay hierro, TR y elementos radiactivos; sus estructuras cortan a los dos estadios anteriores. Previo a 1) y 2) se da la fenitización, con pérdida de sílice. Corresponden a fundidos residuales de la consolidación magmática, donde se han concentrado gran cantidad de volátiles y elementos incompatibles; se asocian a TR y otros elementos menores. Yacimiento de Palabora Gran pipa alcalina (3.7 km) que intruye las rocas graníticas del basamento arcaico. Única carbonatita precámbrica con Cu, en el mundo. Se explota a cielo abierto y luego está previsto en interior. Edad 1900 Ma (1 Ma posterior que el cratón encajante). Produce Cu (su principal producción), U (uranotorianita), P (apatito y vermiculita para áridos ligeros y como aislante), y Zr-Hf (badeleyita).  Pipa norte: Se explotó por vermiculita entre 1946-1990.  Pipa central: La de mayor interés económico (Cu). Carbonatita intruída en varios estadios: C. bandeada (Mt), Foscorita (PC), transgresiva (Cu).

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 Pipa sur: Se exploto por P.

YACIMIENTOS RELACIONADOS CON ROCAS PLUTÓNICAS INTERMEDIAS A ÁCIDAS INTRODUCCIÓN Se encuentra en arcos magmáticos, en bordes de placa destructivos, y en cinturones colisionales que bordean zonas de sutura. Las mineralizaciones, se localizan en la roca plutónica o en la zona circundante; se forman por precipitación de fluidos individualizados al final de la cristalización magmática. • Serie plutónica tipo S o tipo ilmenita: Composición granítica muy restringida. Se genera por anatexia cortical de rocas metamórficas y sedimentarias con C: magmas con baja fugacidad de oxigeno (yacimientos de Sn-W, pegmatitas; cadena Hercínica europea). • Serie plutónica tipo I o tipo magnetita: Abarca toda la serie calcoalcalina (gabrodiorita-tonalita-granodiorita-granito). Se genera en el manto superior y no sufre contaminación con rocas ricas en C: fugacidad oxigeno alta: pórfidos de Cu-Mo, hidrotermales y skarn de Fe, yacimientos de Au.

PEGMATITAS

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Rocas holocristalinas de grano grueso, de origen magmático o metamórfico, que corresponden a los productos finales de la cristalización. Pueden ser ultramáficas (Cl, P, Ti), alcalinas (P, F, Zr, Cs, Nb) o graníticas (únicas con interés como yacimiento; cuarzo, microclima, plagioclasa, sodio, micas y accesorios). Las pegmatitas pueden ser simples (homogéneas, composición sencilla; borde aplítico) o complejas (heterogéneas; presentan zonado de núcleo a borde: borde con texturas aplíticas, zona de pared con cristales mayores, zona intermedia con minerales interesantes de Li y Be, núcleo estéril con Q masivo). El zonado dependerá de la distancia a la fuente de origen: Cuanto más próxima → Magnetita → PlagioclasaMicroclina → Minerales de Li y Rb → Albita-espodumena → Q, berilo, casiterita, wolframita → Más lejana. En su formación, primero cristaliza un sistema semicerrado; a medida que cristalizan los minerales, el fluido va cambiando su composición dando capas concéntricas de distinta composición; por último se da la concentración de elementos. La explotación se lleva a cabo en aquellas de pequeño tamaño, ricas en Li, Nb, Ta, Cs, Rb, donde puede haber coltán (Nb+Ta, es decir columnita + tantalita); también, turmalinas y berilos. En España, se dan en el Macizo Hercínico, Salamanca y Extremadura. Pegmatitas graníticas Se asocian a cuerpos intrusivos y/o zonas de alto grado metamórfico con fenómenos de migmatización. Se dan diferentes tipos según el nivel de emplazamiento:
Pegmatitas miarolíticas o superficiales: 1,5 - 3,5 km; En las zonas apicales de granitos epizonales; En rocas metamorficas debajo grado; Bolsadas pegamtíticas formadas por cuarzo, berilo, topacio, … (calidad gema).
Pegmatitas de elementos raros o profundidad intermedia: 3,5 - 7 km; Diques en rocas metamórficas de grado medio; Mineralizaciones de Li, Rb, Cs, Be, Ta (Sn, Nb).
Pegmatitas micáceas o de gran profundidad: 7 -11 km; Encajan en rocas metamórficas de facies anfibolita-almandino; Cuerpos irregulares y masas irregulares; Micas, U, TR, Be, Nb. 4. P.
Pegmatitas de profundidad máxima: Profundidad maxima (