TRADUCCIÓN DEL LIBRO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Facultad De Ingeniería Escuela Académico Profesional De Ingeniería Geológica

TRADUCCIÓN DEL LIBRO: HYDROTHERMAL PROCESSES AND MINERAL SYSTEMS Franco Pirajno

ASIGNATURA: Geología de los Yacimientos Minerales I

TEMA

: Intrusion-Related Hyrotermal Mineral Systems – Páginas 260 - 338

DOCENTE

: Ing. Martín ZEGARRA DIAZ

ALUMNOS

: CORTEZ FLORES, Wilder

DÁVILA CUBAS, Erika Jaqueline DIAZ CRUZ, Silvia ESCORZA CÓNDOR, Kathya Rosmery GUEVARA BUSTAMANTE, Erick Richard Cajamarca, Junio del 2013

1

TABLA DE CONTENIDO

4.4 Oro relacionado a la intrusión, polimetálicos y uraníferos en sistemas de vetas y chimeneas de brechas. .................................................................................................................................... 3 4.4.1 Domos de scheelita, una intrusión relacionada a depósito de oro, Yukon, Canadá........ 6 4.4.2 Chimenea de brecha de Kidston, Queensland, Australia ............................................... 14 4.4.3 Los sistemas de vetas uraníferos. .................................................................................. 17 4.4.4 Descanso del sabio y el peregrino, Sudáfrica ................................................................ 18 4.4.5 La zona de la Orogenia Capricornio Estructuralmente Controlado por sistema de vetas Hidrotermales (de metales preciosos y base), Australia Occidental. ..................................... 20 4.4.6. Sistema de vetas polimetálicas de Altai (Siberia) y el noroeste de Mongolia (Yustid zona de Rift) ............................................................................................................................ 22 4.5 Sistemas hidrotermales asociados a Magmatismo alcalino y Complejo de Anillos Anorogénico. ............................................................................................................................... 26 4.5.1 Tectónica, edades y controles de Intracontinental Magmatismo alcalino en África ..... 29 4.6 Sistemas de minerales de Óxido de hierro-cobre-oro- elementos de tierras raras-uranio .. 57 4.6.1 Olympic Dam, Australia del Sur ...................................................................................... 64 4.6.2 Depósito Vergenoeg Óxidos de Fe-Fluorita, Sudáfrica .................................................. 76 4.6.3 El Complejo Palabora (Sudáfrica). .................................................................................. 80 4.6.4 Bayan Obo REE-Nb-Fe fuerte, Inner Mongolia, China.................................................... 83 4.6.5 Candelaria, Distrito Punta Del Cobre, Cinturón Costero Chileno ................................... 91 4.7 Comentarios finales............................................................................................................... 95

2

4.4

Oro relacionado a la intrusión, polimetálicos y uraníferos en sistemas de vetas y chimeneas de brechas.

En esta sección se discuten las vetas hidrotermales polimetálicos que tienen una clara espacial y, en muchos casos temporal, junto con rocas graníticas (Figs. 4.2 y 4.3). Un vínculo genético, sin embargo, es menos clara. Intrusiones de Sistemas de vetas relacionadas ocurren en las zonas cubiertas de plutones, o cerca de sus vértices, o en aureolas en las rocas de los alrededores. Por lo menos dos clases de vetas polimetálicos de granito asociados han sido reconocidos hasta ahora. 1. conteniendo oro y en un rango de otros metales, parece estar asociado con intrusiones de composición subalcalinas , felsica o intermedia (Lang et al 2000;. Lang y Baker 2001). Se conocen en general como depósitos relacionados a intrusión de veta (por ejemplo, Sillitoe y Thompson 1998). Ejemplos de esta categoría incluyen Fort Knox y Norte en Alaska, Dublin Gulch y Scheelite, Dome en Canadá, toda la parte de la provincia del oro Tintina, uno de los más estudiados, y Kidston en Queensland (Australia), ambos se discuten a continuación. Esta clase de yacimientos de vetas asociadas a granito incluyen sistemas de vetas de cuarzo-sulfuro con la asociación de metales tales como Ag-Au-Pb-Zn, W-Cu-Zn-Au, Au-Bi-Cu y ensambles más complejos como AUBI-Te-PbAs-Sb-Ag-Mo-Co-Cu, aunque muchas de estas asociaciones son de metal de transición. Algunos de estos depósitos de veta puede alcanzar notas altas y tonelajes (por ejemplo Dongpin en China tiene 6 g / t de oro en 16 Mt; Sillitoe y Thompson 1998). Además de lo anterior, estas intrusiones relacionados a sistemas de vetas están asociados con: (1) los líquidos carbónicos; (2) un contenido de sulfuro generalmente baja, típicamente de naturaleza reducida dominado por pirrotita, arsenopirita y pirita, con casi sin

contenido

de hematita y magnetita, (3) tener

espacialmente halos de alteración limitados, (4) un entorno continental tectónico, por dentro de los márgenes convergentes, y se caracteriza por magmatismo calco-alcalina o alcalina peraluminoso, metaluminoso (Lang y Baker 2001). La mayoría de intrusión relacionadas a veta parecen ser mayores de edad Fanerozoico, pero se han propuesto ejemplos de Proterozoico y arcaico, como la monzonita-sienita asociadas a Au en depósitos del cinturón de piedra verde Abitibi en Canadá (Robert 2001). En Australia Occidental, un depósito de Au similares a los de la banda Abitibi, está en Wiluna, en la parte norte del cinturón de piedra verde Norseman-Wiluna del Cratón Yilgarn (Pirajno, datos no publicados, pero véase Cassidy et al. 1991 para una visión general). En la clase de las intrusiones relacionadas de vetas polimetálicos también pertenecen los arreglos de oro y / o vena de sulfuro teniendo en las rocas que rodean a muchos países, los sistemas de pórfidos asociados generalmente son

muy 3

oxidados, plutones granitoides de tipo I de composición dominantemente intermedia. Sin embargo, muchos de estos sistemas de vetas son considerados dentro de la categoría mesotermal, depósitos de veta de oro orogénico por Groves et al. (1998). El lector interesado debería consultar también la edición especial del mineral de Geología (Ramsay et al. 1998). La otra clase de vetas hidrotermales polimetálicos, recientemente propuesto por Thompson y Newberry (2000), se caracteriza por una asociación de metal más específico (Au + Bi + Te + As, W, Mo, Sb). Estas vetas están asociados espacial y temporalmente con granitoides reducidos, en arco continental, back-arc y la colisión, donde también se encuentran rodamientos de granitos de Sn-W. Son de tamaño moderado (2000 Mt

continentales

El

(450 Mt)

Félsicas a alcalino

Capitan (New

Feox_Cu,

Bolivia) SW USA

61

vulcanismo

Mexico),

Au, U

Copperstone, Planet (Arizona México

Medio Neógeno

Cerro de Mercado,

>300 Mt

continental

El

(>100 Mt)

centros volcánicas

Vulcan, La Perla,

Feox_REE,

félsicas

Hercules

Cu

Mesozoico

Arco Jurásico-

Humboldt complex,

>1000 Mt

SW EE.UU. y

Cretácico

Cortez Mts,

(>75 Mt)

occidental

y back-arc

Yerington, Eagle Mt

Feox_REE,

México

extensional

Cu, Au

máficas y félsicas plutónicas volcán complejos Chile cinturón

Jurásico-Cretácico

Candelaria, Manto

>3000 Mt

costero

extensional arco,

Verde, Romeral,

(350 Mt)

mafic intermedia

Teresa de Colmo

Feox_Cu,

volcán plutónico

Au, Co, REE

complejos Arco extensional

Marcona, Pampa

>2500 Mt

Franja costera

cretácica,

de

(>1400 Mt)

peruana

máfico-intermedio

Pongoo, Raul-

Feox_Cu

volcano-plutónico

Condestable,

complejos

Monterossas

Intrusiones Pérmico

Korshunovsk,

>3000 Mt

en

Tagar,

(>650 Mt)

continental

Krasnoyansk

Feox_Cu

Trampas de Siberia

inundaciones de basalto provincia Paleozoico

Carbonífero mafic

Kachar, Sarbai,

>5000 Mt

provincia Turgai

intermedia

Sokolovsk

(>2500 Mt)

(Kazajstán)

arco

Feox_Cu,

volcánico-plutónico

Co

complejos

62

Altai-Sayan

Devónico máfico-

Teyskoe,

>2000 Mt

Mts, central

félsicas

Ampalyshoe,

(>375 Mt)

Asia

volcano-plutónico

Tashtagol

Feox_Cu,

complejos

REE, U

Irán central,

Cámbrico

Chogart

>1500 Mt

distrito Bafq

anorogénica

Chadomalu,

(>500 Mt)

Anomali, Gole

Feox_Cu,

Gohar, Hamadan

REE

rocas volcánicas félsicas Neoproterozoico

Pan African máfico-

Kalengwa,

>1000 Mt

Lufillian arco,

félsicas

Kasempa,

(200 Mt)

Copperbelt

volcánicas y

Malundwe,

Feox_Cu,

región a

plutónicas

Chimiwungo

Au, Co

Damara

complejos

(Namibia) Norte

Anorogénicos

Benson, Minevillem

>1000 Mt

América,

intermedia

Lyon Mt, New York

(200 Mt)

Adirondack

felsic

Feox_REE,

tierras altas

suite

Cu, U

Mesoproterozoico

Mafic intermedio

Pagisteel, Dolores

>200 Mt

Wernecke y

intrusiones ígneas

Creek

(30 Mt)

Ogilvie Mts

en

Feox_REE,

(NW Canada)

margen continental

Cu, Au, Co

rocas sedimentarias Gawler Cratón,

volcán

Olympic Dam,

>3000 Mt

Curnamona

Anorogénicos

Acropolis, Mt

(>2000 Mt)

Painter, Moonta,

Feox_REE,

complejos

Wirrda Well,

Cu, Au, U

plutónicas

Manxman

Cloncurry

Anorogénicos

Ernest Henry,

>350 Mt

distrito

intermedia

Starra,

(>175 Mt)

(Mount Isa

a félsicas suites

Osborne

Feox_REE,

inlier),

plutónicas

Cratón, Australia

Cu, Au, U,

Australia Medio-

Pb, Zn Caldera félsica

Pea Ridge, Boss-

>1000 Mt

63

continente

Anorogénicos

Bixby,

(>300 Mt)

EE.UU. (SE

Pilot Knob,

Feox_REE,

Missouri)

Bourbon

Cu, U, Au

América del Norte y Australia tienen algunos de los más grandes y mejor conocidas IOCG de edad Proterozoico medio y éstos pueden estar relacionados con el montaje de la Super continentes Proterozoico, que pueden haber actuado como un gran aislamiento manta en el flujo del manto sublitosférico, lo que resulta en la acumulación de calor,aumentando de diapirs manto, fusión anatectic, dislocación de la corteza continental, y, finalmente, la creación de sistemas hidrotermales escala regional en los niveles superficiales del corteza (fig. 4.38). Mesozoico al Cenozoico IOCG se encuentran en América del Norte cordillera y los márgenes andinos de Chile y Perú. Económicamente significativa IOCGs son: el Olympic Dam Proterozoico y Ernest Henry en Australia; el arcaico Salobo en el distrito de Carajás en Brasil, el Mesozoico Candelaria-Punta del Cobre en la franja costera de Chile. A diferencia de Australia IOCG, los depósitos de América del Sur están relacionados con ajustes extensionales en un margen convergente continental y hay cierta duda de que estos en realidad puede ser considerados como depósitos IOCG verdaderos. En las secciones que siguen ofrezco un breve resumen de los cuatro ejemplos: (1)Olympic Dam, el representante clave de los depósitos de mineral IOCG Proterozoico y la menos típica, pero sin embargo interesante, (2) Vergenoeg depósito de Fe-F en el Región Bushveld (Sudáfrica), (3) Palabora (Sudáfrica), (4) Bayan Obo, en Mongolia Interior y Candelaria-Punta del Cobre en Chile. Palabora y Bayan Obo son carbonatitas y más polémica en cuanto a si son o no pueden ser considera parte de la clase IOCG. 4.6.1 Olympic Dam, Australia del Sur El depósito Olympic Dam de clase mundial fue descubierto en 1975 y se encuentra aproximadamente 520 kilómetros al norte-noroeste de Adelaida, a lo largo del margen oriental del Cratón de Gawler, en Australia del Sur. El yacimiento fue descubierto después de muchos años de investigaciones detalladas y estudio a través de Western Mining Corporation geólogos (Woodall 1993; Haynes 2006). El concepto inicial era encontrar un depósito estratoide de roca sedimentaria alojada cobre en una cuenca Proterozoico, en que la presencia de las sucesiones basálticas gruesas sería la fuente de metales.

64

Este primer estudio se integró con los datos geofísicos, y se centró en la gravedad y las anomalías magnéticas en la plataforma Stuart, interpretados como sea posible enterrada basaltos (Gawler Range rocas volcánicas). Al mismo tiempo, los análisis de tectónica lineamientos por O'Driscoll (1985) revelaron la presencia de estructural bien definida pasillos a lo largo de las zonas de gravedad coincidente y anomalies. Una síntesis magnética de los datos, integrada con las observaciones de campo llevado a la ubicación de la primera barrenos de diamante en 1975, magnéticos y tectónica en una gravedad coincidente, magnéticos y tectónica objetivo. El modelo inicial era incorrecta, pero la Western Mining Corporation equipo de exploración no tardó en darse cuenta de que algo nuevo y emocionante había sido descubierto. Desde su descubrimiento se ha publicado mucho sobre el depósito.Información para la revisión corta que aquí se presenta, se deriva de Reeve et al. (1990), Oreskes y Einaudi (1992), Cross et al. (1993) y Haynes et al. (1995).Una interesante historia de los acontecimientos que condujeron al descubrimiento de este gigante depósito mineral se proporciona por Haynes (2006). Olympic Dam se encuentra debajo de 300400 m de cubierta sedimentaria, en un sótano que representa el ca. 1590 Ma Gawler Range Rocas volcánicas y los coetáneos Hitalba propio rocas graníticas. Estas rocas son importantes para una mejor comprensión del entorno tectono-termal, tectónica ajuste y el origen, no sólo del depósito Olympic Dam, sino también para varios otros sistemas IOCG Proterozoico. Por esta razón, doy una breve reseña de la gama Volcanics Gawler y los granitoides Hitalba Suite. El Gawler Range provincia volcánica Mesoproterozoico cubre más de 25 000 km2 y se compone de rocas volcánicas bimodales y de alto-K que forman parte de un plataforma estable en los márgenes de la Gawler Cratón de Australia del Sur (Fig. 4.39). Uranio-Pb en circones datación de basalto dio una edad de 1592+- 2 Ma;? ENdt = 1,590 rango -1,0 a 2,5 por basaltos y -1,0--8,0 de rocas volcánicas félsicas (Solomon y Groves 1994 y sus referencias). Estos volcánicas son co-magmática con un alto nivel, después de la tectónica de tipo A-feldespato alcalino granitos del Hitalba suite, a la que el Roxby Downs granito, sede de la Depósito de Olympic Dam, pertenece. El Hitalba Suite tiene un U-Pb en circones edad de ca. 1600mA y el granito Roxby Downs tiene Endt = 1590 que van desde -3,7 a -3,1 (Solomon y Groves 1994 y sus referencias). El Gawler volcánicas junto con el Hitalba batolito cubren un área de más de 40 000km2, lo que sugiere que se generaron grandes volúmenes de magmas máficos-félsicas. Un examen exhaustivo de la Gawler Rango Volcánico y Hitalba suite se pueden encontrar en Blissett et al. (1993) y Flint (1993), respectivamente. 65

Fig. 4.39 Simplificado geología del subsuelo del Cratón de Gawler Australia del Sur y la posición del depósito IOCG Olympic Dam. Después de Daly et al. (1998) y Reynolds (2000)

La gama Volcánico Gawler se subdividen en dos sucesiones, que comprende basalto y riolita en las partes más bajas de la sucesión y dacítico y unidades riolíticas en las partes superiores (Blissett et al. 1993). Las volcánicas en gran medida comprenden dacitas ignimbríticas gruesos y riolitas, intercaladas localmente con basáltica lavas. Erosional ventanas expose sucesiones gruesas (ca. 400 m) de la 66

subaérea lavas basálticas, que Giles (1988) divide en un conjunto inferior y una superior, más conjunto diferenciado. Estas rocas basálticas son cubierta por hojas de voluminosos dacítico felsic de tobas riolíticas de flujo de cenizas, como el Yardea Dacita. El Yardea Dacita es una hoja de ignimbrita extensa, que abarca aproximadamente 12 000 km2, se más de 100 m de espesor (Giles 1988) y se superpone a una sucesión de rocas volcánicas félsicas que incluir tobas cristalinas y lavas, y está invadido por las rocas graníticas Hitalba. La Yardea Dacita se estima que se ha entrado en erupción a temperaturas de 950-1000°C (Creaser and White 1991). Alta temperatura tobas de flujo de cenizas (1000°C ca.) son se encuentran típicamente en las inundaciones provincias volcánicas continentales, como el Paraná - Etendeka. En la provincia bimodal Etendeka en Namibia estas tobas de flujo de cenizas (Cuarzolatitas) están intercaladas con basaltos Milner (1988), como en el Gawler provincia. Milner (1988) reconoció que las unidades de cuarzo latita representan alta temperatura fresnos flujos (también llamados rheoignimbrites, Milner et al. 1992), que se deriven de la fusión de los materiales de la corteza continental de máficas a intermedias composición, por el encharcamiento de basalto se funde en la corteza inferior. En el Gawler región, hay episodios eruptivos o caldera han sido reconocidos, aunque la naturaleza del volcanismo explosivo indica que estos pueden haber estado presentes. Riolítica cúpulas invaden y se superponen a los tobas de flujo de cenizas dacíticos, se extienden por más de 50 kilómetros en un Dirección E-W lo que sugiere que estos se estallaron a lo largo de una fisura. El riolítica cúpulas se sobreyacidas a su vez por el Bunburn Dacita tobas de flujo de cenizas y más unidades piroclásticos, en su mayoría tobas líticas de cristal. Estas erupciones explosivas fueron interrumpidas por períodos cortos de la erosión y la sedimentación. Giles (1988) con elementos mayores y traza y los datos de REE interpretó las huellas geoquímicas de las rocas volcánicas Gawler como calco-alcalina, aunque varias rocas félsicas son fuertemente alcalino. Giles "AFM gráfico muestra la extrema enriquecimiento alcalino con la tendencia hacia dominat

a la esquina.REE total

mostrar concentraciones crecientes con el aumento de los valores de sílice y condritas normalizado patrones muestran anomalías negativas de la UE. Giles (1988) con elementos mayores y traza y los datos de REE interpretó las huellas geoquímicas de las rocas volcánicas Gawler como calco-alcalina, aunque varias rocas félsicas son fuertemente alcalino. Giles "AFM gráfico muestra la extrema enriquecimiento alcalino con la tendencia hacia la dominat Un rincón. REE total mostrar concentraciones crecientes con el aumento de los valores de sílice y condritas normalizado patrones muestran anomalías negativas de la UE. Los patrones de REE normalizados de dos 67

basaltos muestran que una muestra es REE fuertemente fraccionamiento (La / Yb = 30,7) en comparación con el segundo (La / Yb = 9,6), con exclusión de derivación de la más basalto evolucionado desde la más primitiva (Giles 1988). Una muestra de Hitalba Suite cuenta con la más alta REE total y el mayor Eu negativo (Eu / Eu * = 0,14) anomalía en toda la provincia Gawler, indicando fraccionamiento feldespato de un más padres máficas. Modelos de petrogénesis para los volcánicos Gawler, propuso por Giles (1988), incluyen: (1) serie de fraccionamiento calco-alcalina, (2) la mezcla de mafic y magmas félsicas, y (3) coetáneos, pero no relacionados magmas máficos derivados del manto y félsicas magmas derivados de la corteza terrestre. La naturaleza de este volcanismo bimodal y la evidencia geoquímica led Giles (1988) a la conclusión de que lo más probable explicación para el origen de las rocas volcánicas es que no están relacionados por el cristal fraccionamiento y por lo tanto, se deriva a partir de fuentes distintas (manto y máficas corteza felsic). Como tal, la provincia volcánicas Gawler no se ajustan a una serie calco-alcalina subducción. Por otra parte, la geoquímica del basaltos son consistentes con poca profundidad ( 50% en peso NaCl equivalente), (8) la tendencia general de zonificación con hematita en los niveles superiores y magnetita en los niveles más bajos, como se observa en Ernest Henry en Australia, Carajás en Brasil y el Vergenoeg que ya se ha analizado anteriormente, y a partir de carbonatos nivel superficial a través de actinolita, grunerita o fayalita a niveles más profundos (por ejemplo Vergenoeg). Las estructuras de chimenea como de Vergenoeg y Olympic Dam se parecen mucho a las que son comunes en las intrusiones alcalinas anorogénica y las asociaciones generales y sincronía con un evento anorogénico continental con soporte de magmatismo alcalino 82

un entorno similar y un origen común, las diferencias se explican en términos de distal (Olympic Dam) a proximal (Vergenoeg).

4.6.4 Bayan Obo REE-Nb-Fe fuerte, Inner Mongolia, China El depósito Bayan Obo de REE-Nb-Fe en Mongolia Interior contiene un recurso de 57,4 Mt con leyes que van desde 5,17 hasta 6,19% REE2O3, reservas estimdas de Nb en alrededor de 2,2 Mt con leyes promedio desde 0,126 hasta 0,141% y 1,5 Nb2O3 Bt de Fe con una ley promedio de 35% (Drew et al 1990; Fan et al. . 2005). Bayan Obo contiene el mayor elemento de tierras raras (REE) de los recursos hasta ahora descubierto, lo que representa alrededor del 70% del total mundial. Este depósito inusual fue descubierto en 1927 por Ding Daoheng y ha sido, y sigue siendo, objeto de numerosos estudios, de los que, además de lo anterior, cito los de Chao et al. (1997), Smith y Henderson (2000), Smith et al. (2000), Yang y Le Bas (2004), Fan et al. (2004a, b), Fei et al. (2005) y Smith (2007). He extraído de estas obras para la cuenta que sigue.

El Bayan Obo, ubicada sobre la margen norte del Cratón de China Norte, es extremadamente complejo, un sistema hidrotermal, estratoides de mineral alojada en rocas carbonatadas del Mesoproterozoico del Grupo Bayan (Fig. 4.47). Este grupo es un paquete de aproximadamente 1850 m de grosor de rocas clásticas y carbonato depositado en las estructuras graben que se formaron en el basamento Arcaico (Fig. 4.48). El Grupo Bayan Obo se deforma como una serie de noroeste-mojar las rebanadas de empuje y estructuras dúplex. Rocas graníticas del Carbonífero-Pérmico penetraron en la chimenea y en las rocas sedimentarias y comprenden diorita, granodiorita, biotita granito y leuco granito. Vetas de cuarzo aurífero se asocian con algunos de estos granitos. Es importante destacar que, como se explica más adelante, es que otras rocas ígneas de la zona son, al menos, dos suites de diques de carbonatita, con intrusiones en las rocas en el campo (Na-anfíbol-albita-flogopita). El Grupo de Bayan Obo se compone de un número de unidades sedimentarias, variable denominados Y, H o Hb en la literatura (aquí uso Y). Estos se compone de un conglomerado basal y areniscas (unidad Y1), se recubre por una sucesión de lutitas carbonosas, areniscas y cuarcitas arcósica (unidades Y2-Y7), seguida de capas de caliza y dolomita (unidad Y8 alojadas en la mineralización), pizarra negra (Y9), coronada por una caliza blanca y gris (unidades Y14-Y18). Drew et al. (1990) hizo hincapié en que el ajuste paleoambiental de la base de Y8 es muy importante para la comprensión del origen del sistema de Bayan Obo. Estos autores interpretan la base 83

de Y8 como la representación de una secuencia de isla de barrera con numerosos canales de marea, de 1 a 3 m de ancho y 0,5 a 1 m de profundidad, lleno de sedimentos clásticos. Esta secuencia fue interrumpida por fallas de cabalgamiento que resulta en errores de interpretación que sugieren que las capas sedimentarias desordenadas se debieron a excavar cerca magma carbonatítico. Los 350 m de espesor de la pizarra de Y9 es conforme en la unidad Y8 y probablemente actuó como un sello de los fluidos hidrotermales.

Fig. 4.47 Mapa geológico simplificado del área Bayan Obo, distribución de las zonas de mineral y diques de carbonatita, mostrando como puntos por su longitud (ca.