1991 actas del simposio internacional sobre yacimientos aluviales de oro

isi 1 1 . ~

' &' Actes du Emposium international sur les g isements __ - _-. - - alluviaux --- -- d'or, ( k ? ? ,, $ - . : : . '1

Proceedings of the international symposium on alluvial gold placers, Actas del simposio internacional sobre yacimientos aluviales de Oro,

( 1 1 GISEMENTS ALLUVIAUX D'OR ALLUVIAL GOLD PLACERS

-

1 ; ~ - YACIMIENTOS ALUVIALES DE ORO

9%- Publid par 1 Edlled by 1 Publicad0 por 1 I-, Gérard Hhai l c t Michel Fornari

Editions de I'ORSTOM

Collection COLLOQUES et SkMINAIRES LA PAZ 1991

INSTITUT FMNÇAIS DE RECHERCHE SbIENTIFIOUE POUR LE DCVELOPPEMENT EN COOPhITlON

s

M: Institut Français de Recherche Scientinque pour le D6veloppe Coopbration et la Convention ORSTOM (IGL).

: United Nations Development Pr - Department of Technical ration for Develogment.

Bureau RCgisnal de Coopération Technique Poste d'Expansion Economique United Nations Revolving Fund Fos Naturd Resources Exploration Facultaci de Cienclas Ge016 Air France

6n Minera SRL

ltsres Asociados

CompaAia Minera del Sur (COMSUW) Sociedad Geol6gica de Bolivia Servicio Gesldgico Nacional de Bolivia

La loi du I I mars 1957 n'autorisant, aux termes des alinéas 2 et 3 de l'article 41, d'une part, que les ctcopies ou reproductions strictement rbsetvées B l'usage prive du copiste et non destinées B une utilisation collective)) et, d'autre part, que les analyses et les courtes cita- tions dans un but d'exemple et d'illustration, cttoute représentation ou reproduction integrale, ou partielle, faite sans le consentement de l'auteur ou de ses ayants droit ayants cause, est illiciten (alinealer de l'article 40). Cette représentation ou reproduction, par quelque procede que ce soit, constituerait donc une contrefaçon sanctionnde par les articles 425 et suivants du Code phal .

ISSN : 0767-2896 O ORSTOM 1991

f

Gisements alluviaux d'or , La Paz, 1-5 Juin 1991

AVANT PROPOS

Du 3 au 5 juin 1991 se sont réunies à La Paz (Bolivie) 220 personnes provenant de 25 pays différents et venant de plusieurs horizons de la recherche sur les placers aurifères: géologues (travaillant dans des laboratoires d'Université, dans des Services Géologiques Nationaux, des organismes de coopération ou dans des entreprises privées), des métallurgistes, des consultants, des mineurs. C'est dire que les intérêts et les approches étaient très différents. Ces différences se sont exprimées, bien siîr, dans les exposés mais aussi au cours des deux excursions qui ont suivi les conférences.

Les auteurs des 26 communications qui composent ce volume d'Actes ont exprimé leurs idées de la manière et dans la langue qui leur paraissaient les mieux appropriées. Ces contributions ne sont qu'une partie de la quarantaine d'exposés et de la douzaine de posters qui furent présentés mais elle reflètent bien, à quelques exceptions près (méthodes géophysiques appliquées à la détermination de la géométrie des alluvions minéralisées en or, techniques hydrogéochimiques de prospection), la teneur de la réunion: beaucoup de monographies de gisements (qui ne sont pas toujours replacés dans leur contexte géologique et géodynamique), des articles de présentation et de réflexion sur les méthodes de prospection, des communications portant sur les techniques d'évaluation des gisements alluviaux d'or, de traitement,des minerais et enfin sur l'exploitation. La télédétection a fait son apparition dans l'exploratio&\ des placers, surtout dans les régions d'accès difficile, non pour déceler directement les plac rs mais les structures géologiques pouvant êtres minéralisées. A côté de cela, l'étude de la mo!phologie et de la composition des particules d'or contenues dans les alluvions (quelle que soit leur teneur) est devenue une technique fréquemment utilisée et contribue à faire des alluvions aurifères, mêmes pauvres, un objet qui, étudié finement, constitue un moyen de recherche des minéralisations primaires sources. Les méthodes hydrogéochimiques sont un des autres instruments qui furent présentés.

Ce volume d'Actes a été organisé de telle sorte que le lecteur puisse aller, en parcourant l'ouvrage, de la description de gisements plus ou moins importants à leur exploitation en passant par la présentation de méthodes de prospection ou par la réflexion sur la génèse de placers précénozoïques appuyée sur la comparaison avec des placers plus récents; au cours de cet itinéraire il peut s'arrêter oil bon lui semble.

Le Symposium a été organisé par 1'ORSTOM et le PNUD-DTCD et a bénéficié de l'appui de nombreux sponsors qui sont énumérés en tête de l'ouvrage. L'ORSTOM a bien voulu accueillir ce volume dans la série "Colloques et Séminaires'' et sa fabrication n'aurait pas été possible sans l'appui de la Mission ORSTOM ed Bolivie, de Cecilia Gonzalez et de Claude Hérail; merci.

Gérard HERAIL La Paz, décembre 1991

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Gisements alluviaux d'or , La Paz, 1-5 Juin 1991

TABLE DES MATIERES CONTENTS

INDICE

AVANT PROPOS. Gérard Hérail: ..................................................................... 3

TABLE DES MATIERES. .............................................................................. 5

DEPOSITOS AURIFEROS DEL DISTRITO SANTA VICTORIA, SALTA, ARGENTINA Y SUS RELACIONES CON LA PROVINCIA METALOGENICA QUIAQUERA. Ricardo L.Sureda, Pedro Argaiiaraz, Alfredo L. Castillo: .................................................... 7

GEOLOGIA REGIONAL Y EVOLUCION DE LAS PARTICULAS DE ORO CONTENIDAS EN LOS' ALVVIONES DE L A ZONA DE MINAS, DPTO. SANTA VICTORIA, ARGENTINA. Pedro A_rgaiiaraz, Alfredo L. Castillo, Jorge Marcuzzi, Oscar Moisés Suarez: 17

PLACERES AURIFEROS EN EL ECUADOR. Jorge BarragAn G., Carlos Ortiz Y., Michel Merl yn Z. : ............................................................................................... .23

CARACTERISTICAS Y DISTRIBUCION DE LOS PLACERES AURIFEROS DE CHILEGerhard Greiner A.: ........................................................................... 39

PLACERES AURIFEROS DEL LITORAL CENTRAL DE CHILE. Federico Peebles L., Irma GonzAlez M.: ............................................................................................ .53

SEDIMENTOLOGIA Y MINERALOGIA DE LOS PLACERES AURIFEROS Y SU RELACION CON YACIMIENTOS HIDROTERMALES. Irma GonzAlez Mufioz: ........... .61

THE GOLD AND RARE EARTH BEARING PLACER DEPOSITS FOUND ON THE LEON DE ORO AND TOR0 DE ORO CLAIMS, URUBAMBA AND YANATILLI RIVERS, DEPARTMENT OF CUZC0,PERU. Allen David V. Heyl: ....................................... 75

LOS PLACERES DE MADRE DE DIOS (SE PERU). Jean Lankneus: ....................... 89

EL ORO EN LA CUENCA DEL RIO MADRE DE DIOS. Oscar A. Pastor Paredes: ...... 103

LES PLACERS D'OR DE BOLIVIE: MILIEUX DE FORMATION ET STRUCTURE GEOLOGIQUE. Gérard Hérail, Michel Fornari, Giovani Viscarra, José Antonio Ruiz, 'Luis Pozzo, Jean-François Dumont: ....................................................................... 115

GEOLOGY AND EXPLORATION OF GOLD PLACER DEPOSITS OF THE PRECAMBRIAN SHIELD OF EASTERN BOLIVIA. Michael H. Biste, Ralf Bufler, Giinter Friedrich: ............................................................................................... 145

LE PLACER DE VILADER, MODELE GENETIQUE. Michel Fornari, Gérard Hérail, Wilfredo Ramos Collorana: .......................................................................... 159

LOS PLACERES DE ORO DE LA REGION DE MAPIRI (BOLIVIA) Y SUS FUENTES PRIMARIAS. Vitaliano Miranda Angles, Gérard Hérail, Michel Fornari: ..................... 175

5

ODE% OF ALLUVIAL GOED PLACE ON. Antonio Tadeu @. Vei a, Sorge a. c. Barros: ...................... 217

Yvon T. Maurice: .......................................... 23 1

Seffrey S . %sen: ....................................................................................... 247

BILE CONGLB HE. Wilson Scarpelli: ....................................................................................... 261

TECCWON DE AURIFEROS EN LA ug0 Forers-Onsfre, Jorge E. Lopez-Rendon, William McCourt: .................................................................. 275

TATION OP THE SHAPES AND s u TEL. Ron N. W. Dilabio: .........................

William C. Mahaney: .................................................................................. 3 15

.......................................... ..325

SPZE OP OFPIN PL harles M. Debrah, Danie ................................

DES AUTEURS. ............................................................................ 461

Gisements alluviaux d'or, La Paz, 1-5 juin 1991

DEPOSITOS AURIFEROS DEL DISTRITO SANTA VICTORIA, SALTA, ARGENTINA Y SUS RELACIONES CON LA PROVINCIA METALOGENICA

QUIAQUE~~A.

RICARDO J. SUREDAl, PEDRO ARGA6lrn2 y ALFRED0 L. CASTILL03

1. Universidad Nacional de Salta - CONICET, Argentina. 2. Direcci6n General de Mineria, Salta, Argentina. 3. Universidad Nacional de Salta - Direcci6n General de Mineria de la Provincïa de Salta,

Argentina.

RESUMEN Se describe la presencia de yacimientos aluviales de Oro en el distrito minero Santa Victoria, Salta, Argentina. Los placeres yacen en los tributarios superiores de los rios Pilcomayo y Bermejo pertenecientes a la Cuenca del Plata. La red fluvial drena las formaciones precdmbricas y paleozoicas de la Cordillera Oriental por encima de los 2000 m.s.n.m.. La superficie de exploracidn potencialmente favorable supera los 4500 km2 en territorio argentino y se prolonga hacia el norte en Bolivia. La evaluaci6n realizada sobre este recurso minero es a h muy tentativa y preliminar. S610 tres fireas auriferas, de un total de siete identificadas, tienen pozos de exploraci6n sobre aluviones y muestran valores promisorios mfiximos promedio entre 2,04 a 6,l g/m3 de Au. Los placeres son del Cenozoico Superior, en su mayor parte formados luego de la fase diastrdfica Diaguitica del ciclo tect6nico Andino. Las mineralizaciones end6genas primarias conocidas pertenecen a la provincia metalogénica Quiaquefia y penetran las formaciones ordovicicas marinas del NW argentino. Se analizan las importantes relaciones metalogénicas de estos dep6sitos auriferos.

ABSTRACT: Gold placers and primary mineralizations occur in the eastern slopè of the Cordillera Oriental range in the Santa Victoria mining district, Salta, Argentina. The fluviotorrential deposits, with colluvial conglomerates and fluvial sediments were deposited after an important Andean uplift (Diaguitic diastrophic phase). Placers occur into Pliocene to Holocene deposits that lie dong the Andean valleys and in the piedmont of the Chaco- Subandean country. In this morphotectonic evolution the high river basin provides gold from the Ordovician marine rocks and their endogenous stratabound sources. The main area for alluvial gold prospecting can be estimated in 4500 km2. At present, seven gold target prospects in an early exploration stage were localized. The average positive metal contents in Pueblo Minas - Santa Cruz - Pucara areas must be arranged between 2,04 to 6,l g/m3 Au. There are very important relationships for gold-bearing process in the Quiaquefia metallogenic province.

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Gisements alluviaux d'sr, La Paz, 1-5 juin 1991

Los dep6sitos auriferos del distrito Santa Victoria, se h d a n ubicados en el extremo

superficie aproxirnada de enetra en el departamento lruya y se extiende a 1s largo de las estribaciones entrales en la unidad mor€oestructural denominada CordiIlerra Oriental, tanto en Bolivia corno en Agentina. Numerosas yacencias primasias y secundarias de oro confornala el distrito miners, siendo estas .inIlimas las rnejor conocidas en la actualidad por medio de trabajos de prospeccidn y evaluaeidn de aluviones realiaados por el gobiemo de Salta a partir del aiio 1988. Preearias explotadones de oro detritico han efectuado y efectiian los campesinos del lugarg al margen de sus tareas habituales en cultivos y rebafios. A fines del ai50 1990, la empesa que adjudic6 la licitacidn de los depdsitos aluvionales en Vizcachani y Pueblo Minas ha comenzado una explotacidn formal.

norte de la provincia de ina, junto a la frontera con Bolivia. Ocupan una

Esta antribucida describe el incipiente cono~hiento que existe al presente sobre el distrito miners y sus importantes relaciones metaloghicas en Pa regi6n andiwa. A diferenda de las provincias vecinas de Jujuy y Catarnarca, la mineria aurffera era desconoeida en Salta, adn como realidad potencial, hasta las postrimerias de la pasada dCcada (hgelelli, 1984; Sureda et al., 1986). Existe un solo antecedente espeeifico sobre el oro en Santa Victoria (Raskovsky & Castilllo, 1990). En cambio, los depdsitos auriferos andinos de posicidn geolbgica equivalente registran copiosas citas publicadas (Novaresa. 1893; Frochot, 1901; Bodenbewder, 1902; Stappenbeck, 1918; Kittl, 1925; Stegmann, 1942; Sgrosso, 1943; AhIfelcl, 1948; hgelelli, 1950, 1984; Stoll, 1961; Posnari et al., 1982, 1987, 1988; Matthews, 1983; Whkelmann, 1983; Fornari & Bonnemaison, 1984; Tistl, 1985; Kihien, 1985; Heuschmidt, 1986; Sureda et 1986; Delaune et al., 1988; HCrail et al., 1987, 1988, 1989; HBrail, 1988; Sureda, 1988; Schneider, 1990, entre otras).

Es convanienta agwpar los aluviones auriferos de Santa Victoria (fig. 1) en fireas y sectores que definen la ubicacidn geogrifica y los tramos fluviales donde yacen: P. Area de Vkcachani-Minas, 2. k e a de Santa Cruz, 3. A m de Pucari, 4 ea de Condado, 5. Area de los Toldss, 6. k e a de Lipeo, y 7. Area de Zenta- Cafias (esta dltima al sur y fuera de la fig la). Al prasente s61o las tres primeras muestran algunos trabajss de prospeceidn y eva%uacidn, con inicio de explotaci6n en el sector Vizcachani. En las cuatro iilthas, una exploraci6n preliminar ha detectado la existencia de oro detritico en los aluviones y algunos trabajos rdsticos previos de los lugarefios. La superficie promisoria para la prospeccidn aurifera aluvional ixcede las siete ireas citadas y se extiende tambidn sobre los departamentos h y a y Brin de la provincia de Salta, entre las coordenadas 22"05' a 23"26' Sur y 64"43' a 65"ll' Beste.

El irea Vizeachani-Minas drena kacia el norte y pertenece a la cuenca del rio Pilcomayo. Las anornalias de oro aluviall se han identifkado en un trams de doce kihhetros, desde Quebrada Honda hasta la fi-ontera boliviana. Se llega a partir de La Quiaca por Abra de

o por el camino a Santa Victoria con el desvio al norte hacia Vizcachani (105 or Vizcachani se han determinado contenidos de 0,086 a 0,176 d m 3 de Au en

10s niveles superiores de un aluvi6n de 1 3 m de espesor que cubre una superficie de 94,8 Ha. Sobre el substrats, c i ra o plan de pefia, el contenido registrado es de 0,354 g/rn3. En el

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i

B C POZOS DE EXPLORACION SECCIONES ALUVIALES

WEBLO MINAS PUCARA SANTA CRUZ

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ALUVIONES AURIFEROS

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A R E A P U C A R A

CUARCITAS Y ARAENISCAS CLARAS

Fig. 1: El'distrito de Santa Victoria y sus placeres auriferos. 9


En el h e a de Condado, sobre el rio horn6nimo, la exploraciôn preliminar con batea en la superficie de los duviones ha doeumentado la existeneia de or0 en un t r m o de 16 km, desde su nacimiento en %a confluencia de los rios Santa Victoria y Santa Rosa h s t a %a locdidad de Mmora. En estos depbsitos duvides predominan los c0ngPomerados muy gruesos, con grandes bloques de cuarcitas claras, blanc= o rosadas, Muy diferente es el panorma en el kea de Los Tsldos donde las arenas abundan en el sedimento duvid con rodados medianos y pequeiios. Aqui se ha eomprobado la presencia de oro a lo largo de tres kil6metros en sendos tramos sobre los rios Lipeo Chieo y Los Toldos. En el 5rea Lipeo, el oro se ha obtenido en un sector del rio Lipeo, loedizado a unos 13 kil6metros aguas arriba de las Juntas del Bermejo. Al prssente se ha identifkado oro grueso tmbien en los aluviones del rio C d a s el cud drena los extensss aflormientos de rocas ordovieicas de la Sierra de Zenta, en el limite entre Salta y Jujuy.

El distrito minero siempre presenta duviones recientes, pero a veees barnbien tcrrazas colgadas con placeres mtiguos a distintos niveles (fig ld). En todos los casos, sus dep6sitos detriticos pertenecen al Genozoico Superior y suceden a los movimientos principales del Cido Tectbnico dino. Ligados al ascenso del or6gen0, la mayor parte de los placeres de oro se habrîan formado luego de la fase distr6fica Diaguitica, retrabajando en numerosos puntos los duTcpiones anterisres.

Las Breas de proeedencia de los duviones auriferos de% distrito pertenecen a los tributarios superiores en la cuenca de los rios Bermejo y Pilcomayo. La red fluviall, en su t r m o superior y por sobre %os 2600 m s.n.m., se destaca d drenar predominantemente rocas paleozoicas y precihbricas. Las yacencias primarias comprobadas intercalan en las formaciones sedimentarias del Ordovicies marino. En el Cerro Santa Cruz y en el prospects

rias de la quebrada homônima existen antiguos laboreos redizados sobre sistemas filoneanos auriferos. Las vetas de cuarzo côitienen pequeiias cantidades de hematita, lirnonitas, pirita, arsenopirita y oro. Se ha deteetado minerdizaci6n polirnetdiea diseminada en lutitas y areniseas finas fomando Areas silicificadas con una alteracibn hidrotemal irregular de disefio mantiforme y extensi6n variable.

REFERENCIAS

L;c La Pulaca

Dlrlrlto Aurkro Santo Vlctorla

Faclss da ordonfcleo pblaformo

. . . . . . . .

Nblmo. cmtdnlcDa


Fig. 2: Las relaciones metalogénicas del distrito de Santa Victoria. 11

Es muy interesante sefida en el distpito miner~ Santa Victoria, h a t a &ora sdlo conscido psr sus sistemas vetiform 3 Barbie~ et d. 1989),

extensos aflormientos opdovicico pertenencia a la Provincia Metdoghica Quiaquefiia ona y politipiea que reune las mineralkaciones met esaProllados en la mplia cuenca marina ordovicica del margen austral del Gondwana, entre las fases diastr6ficas Iruyiea y Ocldyica del Cido Tectdnico Fmatinimo (Acefiolza y Toselli, 4976). La nominaeidn dude a un toponimo, La Quiaca, lscdidad honteriza entre Bolivia y que en un radio de 360 h agupa importmtes distritos mineros, los euales muestran una gran

la preseneia de menas. polimetflicas oligadas tmbiCn a los

parte de las tipslogias de menas presenees en la unidad metdog6nica (Sureda, 1988) (fig. 2).

i bien aiin no disponemos de eontroles pdeontol COS adeeuados que permitm precisar la posicibn estratigifica de 1% yacencias aurifer primarias de Santa Victoria, conviene recordar que en la regid provinda se conocen grandes depdsitos

- -__: ___ La Colorada en los pisos inferiores del Medio), mieneras que los depdsitos

b) predsminan en la columna estratigrifica a partir del kenigiano Medio csn losmxyimientos de la fase Guandaeblica. El vuleanismo se inicia en estos tiempos y tiene un desarrollo notable en la Puna donde pareee aeotado con apogeo en el intemdo %l~deillans-~landssrerians para desaparecer en el Caradsciano (Schwab, 1973, Coira, 1973, Chira et d.1987,B&lburg et 1988, etc). Las mineralizaciones hipog6nicas de oG de los distritos Sneonada y Santa Catdina pertenecen a este, Iapso y muestran fendmenos de secrecidn tardisteetbnica a partir de los niveles arenigianos de la FormaciQjn Acoite, con desarouo de filones de-euarzo aurifero explotados ya en los pasados sidos (NoVarese 1893, a t t l 1925; Rossello, 1988). De modo provissrio, es una hipdtesis razonable mumir procesos y edades equivdentes para las manifestaciones aurfferas primarias de Santa Victoria.

En el trams austral de la provincia metdogtnica y en el afamads distrito minero de la Sierra del Famatbina, una de las razones que impiden precisar la edad de sus vetas auriferas, estratoligadas a las sedimenbitas tremadocians de la Formaddn Negro Peinado, es la fdta de registro estratigriifico conscido de los pisos superioses del Ordovicieo. S610 a la lititud de Mendoza y en litofacies prohndas de la cuenca srdovicica, ewisten niveles del Caradsciano asociados con baritina exhalativa estrattiforme (Etcheverry et d., 1983; Brodtkorb, 1989). En La Rioja, el volcarmisrno est8 bien documentado con las Formaciones Msrado y Las Planchadas interedando principalmente en niveles del La situaeidn de los principales yacimientos del minerdizacidn atribuida a dacitas del Plioeeno que han atravesado

elli, 1984), es andoga a Ceno de Pasco en Pefi (Einaudi 1977, Cheney 1987). En casos la distribucidn de las minerdizaciones y su filiacibn correeta son aiin inciertas,

codgurmdo una adecuada motivaci6n para futuras investigaciones que pueden modificar la d a metalogenica asignada a los los terrenos pdeozoicos en la regidn andina de etel sur.

El panorama en el t rmo norte de la provincia muestra numeross investigaciones recientes que revelan la importancia de los distritos auriferos de anea y Tipuani, en la Sierra de Carabaya del sur de Perii (Fornari et d.? 1982; Fornari y Bonnemaison, 1984) y su eontinuacidn en la Cordillera Red del norte boliviano (Herail et d., 1989; Schneider, 1990). Entre los nuevos datos de vdos metdogCnics se eneuentra el doble hallazgo de mantos con

a de lavas traquimdesiticas, en la 85; Schneider? 1996), una 4) en el extremo austral de

la Cordillera Oriental del Perii. Ta1 como aeontece en las cornarcas centrales de la provinda, 1 2


la relacidn del Oro quiaqueiio con el magmatismo asociado es inequivoca. El fen6meno volcinico muestra migraci6n hacia el norte en la Cuenca ordovicica, para continuar en el tiempo durante el ciclo sedimentario siluro-dev6nico, hasta el destacado climax magmitico asociado a la fase Chica de Ciclo Famatiniano. Una hip6tesis de Heuschmidt (1986) para Bolivia y con reciente aval, deviene del hallazgo de un "greenstone belt" precimbrico en la faja de Sunsas del oriente boliviano. Se actualizan asi las nociones de evolucidn y herencia metalogénica intracortical implicitas en los modelos de Boyle (1979) y Routhier (1980). En los Andes Centrales la especializacidn metilica regional del Oro adquiere una clara vigencia conceptual. De este modo, valorizamos a la Provincia Metalogénica Quiaqueiia como unidad intermedia en la cadena transformista de la litdsfera y un importante eslab6n en trinsito hacia los placeres auriferos recientes, similares a los de Santa Victoria.

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GEOLOGIA REGIONAL Y EVOLUCION DE LAS PARTICULAS DE ORO CONTENIDAS EN LOS ALUVIONES DE LA ZONA DE MINAS, DPTO. SANTA

VICTORIA, SALTA, ARGENTINA.

PEDRO A R G ~ ~ A R A Z ~ , ALFREDO L. CASTILLO~, JORGE MARCUZZI~ y OSCAR MOISES SUAREZ~

1. Direcci6n General de Mineria, Salta, Argentina, La Casualidad S.A. 2. Universidad Nacional de Salta - Direcci6n General de Mineria de la Provhcia de Salta,

Argentina.

ABSTRACI': The study area is situated on the oriental foothills of Santa Victoria Range from the geological Province of the Oriental Cordillera. This area has a similar geomorphologic characteristics of the Puna with gentle slopes and mean elevation of 4000 m. Quaternary glaciar features are preserved. The main lithologic units correspond to uper Precambrian and lower Paleozoic marine sediments.

Most of the gold grains have length greater than 315 microns and smallest are scarse. The gold is found preferentialy near the bed-rock mixed with large amount of hemanite, oligist and magnetite. The gold grade of the richest layers varies from 0,080 dm3 to 0,610 dm3.

RESUMEN: La zona se encuentra comprendida en la Provincia Geol6gica Cordillera Oriental, en las estribaciones orientales de la Sierra de Santa Victoria, en un sector de transicidn, con caracteristicas similares a la Provincia Geol6gica Puna. Geomorfol6gicamente en la comarca Vizcachani-Minas, predomina un paisaje de relieve de iomadas suaves, similares a los sectores mesetiformes de la Puna, con alturas que oscilan los 4.000 m s.n.m.. En los limites australes y occidentales de la Cuenca coincidentes con las divisorias de aguas, predominan rasgos tipicos de una intensa actividad glaciar anterior. Las unidades litol6gicas predominantes, corresponden a un complejo sedimentario de origen ma&&- perteneciente al Precdmbrico Superior y al Paleozoico 1nferior.Las particulas de Oro de mayor frecuencia son las que se ubican arriba de 315 micrones, con escasa cantidad de finos, localizandose las proporciones mas elevadas, en los niveles basales del aluvi6n, acompafiadas por abundante cantidad de Hematita, Oligisto y Magnetita. En los aluviones del Area de Minas, se han determinado leyes promedios de Oro entre 0,080 dm3 y 0,610 dm3, en los niveles de mayor contenido.

INTRODUCCION

Una de las caracteristicas sobresaliente de la mineria de la provincia de Salta, en los liltimos cinco aiios, es la explotaci6n de los aluviones auriferos emplazados en el norte del Departamento de Santa Victoria. Los primeros trabajos y menciones referidas al tema, se

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sitiian en el afio 1.982, cuando la Direcci6n General de Mineria de Salta realizd los estudios geoldgicos del Plan Inventario inero Provincial. El real desarrollo de %a zona, mmienza en 1.985 cuamdo los lugarefios privadamente se interesan en la actividad y cornieman uBla explohci6n artesanal que se mantieme a la fecha.

* La zona (fig. 1) se encuentra comprendida en la Provincia Geolbgica Cordillera Oriental, en %as estribaciones orientales de la erra de Santa Victoria, en un sector de transici&, con caracteristicas similares a %a Provi ia Geoldgica Puna.

Geomorfol6gicamente en la comarca VHachani-Minas, predomina un paisaje de relieve de lemadas suaves, similares a los sectores mesetifornes de la Puna, con alturas que oscilan los 4.666 m s.n.m.. En los limites australes y occidentales de la cuenca, coincidentes con Pas divisorias de aguas, predominan rasgos tipicos de una intensa actividad anterisr.

Las unidades %itolb as (Sureda et ale7 1986; Turner 1964) predominintes

superior y al Paleozoico inferisr. Las rocas predmbricas, es th representadas por lutitas y grauwacas, con bancos de cuarcitas intercaladas correspsndientes a la Formacibn Puneovisana. Estas encuentran un mayor desarrollo hacia los sectores orientales del hrea de estudio, tambiBn se presentan levemente metamorfi y atravesadas por vetas y venillas de cuano, piritsl y otros minerales asbestiformes y inosos. Las sedimentitas chbricas tienen un a m p h desanolllo en el seetor, ailoran tres formaciones del Gmpo Mes6n (Lizoite, Campanario y Chel'nulmayoc), representadas litol6gieamente por arenisas silicificadas, aregiscas de eelor morads con intercalaciones de lutitas y presencia de scolithus y areniseas silicifieadas de grano mediano, respectivamente. En relacidn de discordancia con los sedimentos chbricos, suprayaeen las lutitas y cuarcitas, de las formaciones ordovieas, predominantewekte de la Formaci6n Santa Rosita, de edad Tremadodana. Las lutitas

Fig. 1: Geslogia del ea Vizeachani-Minas. B-

CQITeSpOndeII 2l Un% COmPlej dimentario de origen marino, pertenecientes al Pre&mbrico


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Gisements alluviaux d'sr, La P a , 1-5 juin 1991

muestran tondidades ses y verdosas con cris es de pirita, en sectores intercalam arenisas lutiticas que a menudo presentan dndulas en la superficie de estratificaci6n. En generd el rumbs de los estratos es noreste-sureste y buzan Bnacia el noroeste. Las r o a s ordovicicas obsewadas se destacan POP ser port ras de vctas de cuarzo que dm srigen a los yacirdentos de oro primarios; como el cas0 de ias9 ubimda en el exepems norte del sector donde se localka una veta bien defimida constituida psr cuarzo, pirita, arsenopirita, Ramatita y oxidados de cobre. Las vetas de cuarzo se repiten en tsds el sector, amnque no siempre con las rnismas caracteristicas, predorninan las asoeiadas con hematita y limonitas.

Los depdsitos aluvisnales y residuales se definen como una cubierta continua, cubriendo prictimmente toda la superficie territorial? dejando entrever en cortos espaciss la geologia del subsuelo, la que obviamente d o r a mayormente en los sectores escapados. En la zona se emplaan aluviones de origen fluvial y fluviogkuiar, predominando en las partes altas o nacientes los depbsitoos de neta gCnesis glaciar. Desde el nive% actual del lecho del rio se pueden contar dos niveles mis de terrazas, que se sobre elevan de las rn&argenes, definiendo de esta manera, dos tipos aluvionales con caracteristicas sirnilares pero con una coloracibn que los hace bien diferendables. Adernis de estos niveles duvisnales de interes econbmico, aparece en el sector otro nive& muy limitado y empobrecido qua consta de material removilizado muy recientemente con abundante contenido de materia orginia y limo, de un color pardo oscuro.

En el sector de Minas la quebrada se eneajona y el eauce est6 sobr cavado sobre el lecho rocoso del Ordovicico. Corno consecuencia de este fen6meno, tanto el bed-rock, como los depdsitos duvionales e s t h sobre elevidos respecto al eauce actual. Mada el Sur la roea base se eubre de aluviones de espesoses variables.

Los aluviones mencionados se diferencian por una distinta coloracibn, una es pardo rosado con niveles de oxidadbn de aspecto limonitico y el otro es un colsr amarillento con niveles de ocres muy bien definidos, en foma de bandas que atraviesan horizontalmente todo el paquete sedimentario, siendo las zonas enriquecidias los sectores de base adosados al bed rock. En general estin wmpuestos de material heteromCtrico, de granulometria muy variada, con individu 0 diimetro mayor alanzan los 1,sm asta particulas de la fraccidn arcilla. El material o estA en una proporddn del 7 a ~ r o ~ i m ~ ~ a ~ e ~ t e ~ la rnorfologia comprende elastm subangulssss a subredondeadss, y algunos netamente angulosos. Como consecmeneia del alto porcentaje de fracciones gmesas, el material aluvional se presenta muy trabado, con elevado ado de friccidn interna para su laboreo. Los aportes provienen de las sedimentitas Ordovicicas y Ciimbricas, predominando estas iiltimas por su mayor resistencia.

El oro detedado en los aluviones de Mimk se presenta como particulas xenomsrfas de formas sumamente inegulares y de tamafis variable, predominando el oro gmeso (mdla t4 Adquieren, en general, foma laminar, no obstante se eneuentran individuos desarrollados en

uras geomktrias irregulares. Es eonveniente mencisnar que el muestreo fue efectuads en las cabeceras de las zonas aluviales y que en los sectores cercanos, pero m6s elevados, existe una intensa glaciaci6n.

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Gisements alluviaux d’or, La Paz, 1-5 juin 1991

Con la intencidn de definir cuantitativamente el grado de transporte de las particulas (Hérail, 1988; Hérail et al., 1988), se usa el indice de Cailleux (Cailleux y Tricart, 1959). Para el sector de Minas se utilizan las particulas obtenidas en un muestreo por pozos exploratorios (Kempf, 1987) de 1 m x 1 m de seccidn y hasta 7 metros de profundidad en una superficie de 800m x 200m. Efectuada la medicidn se observa un indice de aplastamiento por demis variado, indicativo de distintas fuentes de origen primario. Los indices preponderantes varian de 2 a 3, que representa el 27% de la poblacidn, 10 que nos indica una fuente cercana y coincidente con la distancia de los yacimientos primarios detectados, le siguen indices de 10 a 11, es decir una distancia mayor de 30 km de la fuente, pasando luego a indices de 12 a 15 O mis en algunos casos 10 que nos indica una fuente lejana. Tambien se determinaron indices intermedios.

Clastos ongulosot abundanrrs. Abundante matrriol Matria limo- orenora. 0.0001 gr/m3

Mrnor cantidad da rododos. Arcillos O.OOI0 gr/m?

Aparacan bloquer. Clastor onguloror . ApQrecen bloqurr. 0.010 gr/m?

0.175 r. ’ ms

gruero y algunor bloque

Aporecen bloques ESCALAS Rodados con patinas Vertical: I : 5 0

Hor/zantal: Esquematica

Fig. 2: Distribucidn de los tenores en Oro en los aluviales del 6rea de Vizcachani-Minas.

En cuanto a los minerales acompaiiantes de las particulas de Oro rescatado se puede mencionar abundante hematita, magnetita, oligisto y en muy pequeiia proporci6n Plata nativa. Otros minerales son circdn, rutilo, granate y topacio, todos en griinulos de tamaiio fino y escasa proporcibn.

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El desarrsllo de la mineria del oro en4a provincia de Salta alcanzd relevanda a trav6s rifero provincialP, que %leva adelante la Direccidn General de Mineria con

financiamiento propio. Las Breas consideradas de inter& se coneden, por medio de licitaciones, a empresas privadas.

La geologia de la zona de inas corresponde al basamento Predrnbrico se asientan disesrdantemente .s mentitas correspsndientes al Palaozoico Chmbrics y Ordovbdcs. Las sedimentitas marinas ordoevicicas sen %as portadoras de las vetas auriferas. En %a zona se ernplman aluviones de origen fluvial y fluvioglaciar de variada coloracibn y esthn cornpuestos por material heteromktrico, hcluyends bloques de gran di6metro en una matrix que llega a la fiacci6n arcilla,

Los indices de aplastarniento medidos y %a morfol de las particulas de oro detectadas determinan distintas hentes de sriigen, indicando d cias variables dcsde el irea da apopte. Los minerales a que esencialmente acompafian al ors son hematita, rnagnetita y

sto. La distribucidn del oro en el aluvidn es irregular con variaciones laterales bien adas. Los valores medios en en el bedrock son de 0,354 d m 3 a 0,616

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2 2 ,J , i

1


PLACERES AURIFEROS EN EL ECUADOR

; JORGE BARRAGAN G.1, CARLOS O R T ~ Y.l, MICHEL MERLYN 2.2

1: Instituto Ecuatoriano de Mineria 2: Administration Générale de la Coopéraration au Développement, Proyecto D.S.M.

Av.10 de Agosto 5540 y Villalengua P.O. Box 17-03-23, Quito, Ecuador.

RESUMEN: El Instituto Ecuatoriano de Mineria se encuentra realizando una serie de investigaciones técnico-econdmicas de los placeres auriferos a 10 largo de todo el Pais. Este trabajo de inventario cubre hasta el moment0 el 80% del total del Brea declarada como-de mayor interés, tanto por su contenido aurifero como por la mayor concentracidn de mineros del Oro, en su mayor parte informales.

La fuente primaria del Oro se sitda principalmente en depdsitos mes0 a epitermales O de tipo skarn. Las rocas de caja son sobre todo metamdrficas y volchicas, cuya edad va desde el Paleozdico hasta el Terciario Superior. Generalmente se puede demostrar O suponer una relacidn genética y espacial con cuerpos intrusivos Bcidos a intermedios; esta relacidn es mis evidente en la Cordillera Occidental. Este Oro se encuentra también retrabajado dentro de las formaciones sedimentarias antiguas.

Como resultado de las investigaciones realizadas, se han determinado depdsitos secundarios de tipo aluvial, coluvial, eluvial, diluvial y de-glaciar. Los dep6sitos aluviales m8s importantes se subclasifican en placeres de quebradas y riachuelos, terrazas antiguas de los tipos Tl, T2 y "3, de barra, de inundacidn O de meandro. Cada una de las clases de placer tiene su propio comportamiento de beneficio y sus valores de concentracidn particulares.

A la escala del pais, se ha identificado cinco distritos de Oro aluvial que revelan Breas de interés, ya que el contenido promedio llega a 0,45 g/m3 y en casos puntuales supera los 2 g/m3.

La explotacidn se realiza en la mayoria de las Breas .de manera artesanal, con la aplicacidn de tecnologias tradicionales y propias de cada sector. En los dltimos afios se ha dado un giro muy sustancial,:, al haberse iniciado, en grandes depdsitos, procesos de concentracidn y recuperacidn de Oro por métodos tecnicamente dirigidos y mecanizados. Los principales en la actualidad son: RIO CHICO, donde se ha evaluado volfimenes de gravas de alrededor de 5 millones de m3 con una ley media de 1,5 g/ m3, y LOS LILENES, con reservas probadas de 14,9 millones de m3, reservas probables de 66,4 millones de m3 y una ley media de 0,3 g/m3. Asimismo, los rios Santiago, Huimbi, Camumbi y Bogoti constituyen prospectos muy importantes que a corto plazo entrarin en la etapa de explotacidn mecanizada.

Los depdsitos secundarios localizados en el flanco oeste de la Cordillera Occidental son los que mayores perspectivas poseen para desarrollar una mineria mecanizada a gran escala. En Cambio; los depdsitos que se encuentran en el flanco oriental de la Cordillera Real son lavaderos numerosos, pero solamente coadyuvan a la economia de subsistencia tanto de indigenas como

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colonos del lugai; no se ha logrado teenificar aiin su lotacibn con nuevas temicas que elvar el rendimiento y redudr el porcentaje de d a del oro fino principalmente9 el

cual se sit6a en el 50

La produccibn de OPCI en el Ecuador ha e erimentado plpl incremente considerable en los que, de 5 toneladas de or0 extraid en 1986, ha lkgado a IO

es producide a partir de los placeres. in embargo, las tres cuartas partes corresponden a la extracci6n artesanal, por 10 quej con un mayor control y la- implementaci6n de rndtodos t6cnicos modemos, se podria llegar a niveles mis altos de pr0duccibn.

aliser des recherches techiqu et 6mnodques sur le travail d’inventaire a 6tC r$ali pour le moment sur 8 c o r n e ayant un ht6rgt majeur tant pour son contenu que pour le nombre de mineurs qui y travaillent.

La source primaire de l’or se situe principalement dans des gisements meso ou $pithemaux ou dms des skams. Les roches encaissmtes sont surtout m$tmorpkiques et volcmiques; leur Lge va du PalBozoique au Tertiaire supCrieur. G6nCralernent on peut d6msne~er ou seulement suposer une relation g6n6tique et spatiale avec des intrusifs acides +k intembdiahes; c’est dms la Cordilltxe Occidentale que cette relation est la plus &dente. Cet or est Cidement repris dms les formations sedimentaires anciennes.

..

Comme resultat des recherches r6alisCes on a identifie des d6pbts second~res alluviaux, colluviaux, 6luviaux, diluviaux et glaciaires. Les dBp6ts alluviaux les plus importants ont 6t6 subdivises en placers de ravins et petits misseaux, terrasses anciennes de type Tl, T2, de barre d’inondation ou de m6amadre. -Chacun des types de placer B ses propres caract&istiques d2exploitabilit& et ses teneurs sp6cifiques.

A 1’6chdle de l’Equateur, cinq districts d’sr alluvial ont CtB identifies qui r6vèIent l’existence de zones inteaessantes car les teneurs moyennes y atteignent 0,45 g f d et ponctuellement 2 g h 3 .

Dans la plupart des zones Yexploitation s’effectue de mami&re artisanale eiappkigumt des technologies traditionelles propres & chaque secteur. Au murs de ces demi.Bres am$es on assiste h un important changement avec %’introduction, dans les grands isements9 de pro~ssus mCcmis6s de concentration et de r6cup6ration. Les principaux gisemen actuellement exploit& par ces m6thodes sont celui de RICI CHICO où on a estime le volume des alluvions h 5 millions de rn3 avec une teneur de lj5 ghn3 et celui de LOS LIEENES qui a une rBseme prouv6e de 149 millions de m3 et des r6sewes probables de 66,4 millions de m3 avec une temeur moyenne de 0,3 g f d . De mbme les rios Santiago, Huimbi, Camumbn” y BogotA constituent des prospects tres importants qui, i court terme, entreront en exploitation m6canisBe.

Les d6p6ts secondaires 1ocalisCs sur le flanc ouest de la Cordillbre entale sont ceux qui presentent les meilleures perspectives pour le dbveloppement d’un itation rnini&re m6canisbe et h grande Cchelle. En revanche les d6p6ts conserves ur le flanc orie CordillGre Royale correspondent ?a de petits gisements nombre mais qui sont seulement en csmpl6ment dans le cadre d’une Cconomie de subsistance aussi bien par les

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Gisements alluviaux d‘or, La Paz, 1-5 juin 1991

indigènes que par les colons; on a pas pu encore améliorer techniquement cette exploitation afin d’en élever le rendement et de réduire le pourcentage de pertes de l’or fin lesquelles sont de l’ordre de 50%.

La production d’or en Equateur s’est considérablement accrue ces dernièresannées: ainsi de cinq tonnes en 1986 elle a atteint dix tonnes en 1989. Les placers fournissent 30% de cette production. Cependant les trois quarts proviennent d’une exploitation artisanale, ce qui veut dire qu’avec un meilleur contrôle et ‘une amélioration des techniques on pourrait accroître le niveau de la production.

INTRODUCCION

El Oro se explotd en el territorio ecuatoriano desde antes de su conquista por los ’Incas. La llegada de los Espaiioles, al inicio del siglo XVI, trajo consigo una bdsqueda frenética del metal y la apertura de muchas minas de Oro, siendo las principales las de Zaruma y Santa Birbara en la Sierra Austral, y Nambija en la Vertiente Amaz6nica. La mineria del Oro y de la plata constituyd el eje de la economia de la Audiencia de Quito hasta la mitad del Siglo XVII, cuando, por falta de apoyo politico, declind en favor de la industria textil, la ganaderia y la agricultura (Navarro, 1986).

A fines del Siglo XIX renaci6 el interés por la mineria y llegaron capitales extranjeros al Pais para la ertplotaci6n del Oro. En 1904 se constituyd la “South American Development Company” (SADCO), la que, hasta 1950, extrajo de la mina de Portovelo unas 109 toneladas de Oro y 202 toneladas de plata (Alfaro, 1980). Al cerrar la SADCO sus operaciones, la producci6n de Oro fue bajando substancialmente, desde 89 toneladas para el aiio de 1950, hasta 0,6 toneladas para el aiio de 1983 (Almeida y Almeida, 1988).

A partir de 1982, el Gobierno ecuatoriano, consciente de la necesidad de incentivar la industria minera, decidi6 promover el Proyecto Placeres Auriferos, con el prdposito de generar nuevas fuentes de trabajo e incrementar los ingresos del Estado. Es asi como bajo esta premisa, la ex-Direccibn General de Geologia y Minas, hoy Institut0 Ecuatoriano de Minerfa (INEMIN), en el aiio de 1982 implementd el Proyecto andor , con la finalidad de conocer el potencial aurifero aluvial existente. El trabajo se bas6 en la bdsqueda de indicios de Oro en los principales rios de cada provincia. El resultado mis importante fue la elaboracidn del mapa del pptencial aurifero aluvial del Ecuador a escala 1:1’000.000 (D.G.G.M., 1983)’ en el cual quedaron identificados cinco distritos auriferos.

En base a este trabajo de prospeccidn, el INEMIN realiz6, en primera instancia, la exploracidn de varios dep6sitos detriticos, (fig. 1) como por ejemplo en el Rio Camumbi, en el Rio Anzu y otros. En el Rio Amarillo, los resultados fueron positivos, pdes se lleg6 hasta la fase de explotacidn experimental.

A partir del aiio 1987 hasta nuestros dias, la Institucidn decide continuar con los estudios en los cinco distritos, con la doble finalidad de obtener datos mis reales de los contenidos auriferos y de seleccionar areas favorables para desarrollar trabajos de mayor detalle y, de ser posible, llegar a su explotacidn.

2 5


Las técnicas utilizadas fueron principalmente las siguientes: - Recopilacidn de informacidn cartogr6fica y geoldgica. - Interpretacidn de imigenes Landsat y fotografias a6reas. - Reconocimiento geoldgico-minero del irea. - Excavacidn y documentacidn de pozos y trincheras. - Muestreo de gravas con rocker y canalones. - Andisis mineralométricos y mineraliirgicos. - Elaboracidn de mapas temiticos e informes finales de sintesis.

Hasta la fecha se ha cubierto cuatro de los cinco distritos. En cada uno se ha seleccionado keas de mayor interés por su contenido aurifero y/o su volumen de gravas. Los diferentes tipos de depdsitos registrados se resumen en la tabla No 1.

Tabla 1: diferentes tipos de depositos auriferos

l DISTRITO

~~

ELUVlAL

Rfo Camurnbl, :srneraidas - §anthgo Sabaleta,

1 Hojala

Daule -

Mullopungo Puyango - California El Moral, Quevedo

Estero Hondo,

2

Balao

3 1

Pastaza Aguarico

TlPO DE DEPOSITQ

Rlos: Santiago,

Tonsupa, Palavl, BogotB, Galera, Cachavl, Tulubl,

Tolita, Punta,

Hulnbi, San Juan ... Atacames

Rios: Lulo, California, Qulndigua, San Pablo,

Toachl, Pachijal ...

Nos: Nambija, Qda Del Fiem Rlo Carnbana..

Rlos: Sardinas, Pibl

VNW, Machalera

Tutupall, Chlnapitza, Conguirni

Rlos: Amarillo, Chico, Gala, Arenilias,

Puyango, MacarB, Calaguro ...

Rfos: Nambija, Zamora Nangaritza, Mayo, Sangola, Canchis, Vergel, Cuyes, etc.

Rlos: Napo, Jatunyacu Anzu, Arajuno,

Mulatos, Cofanes, Aguarico, Payamino, Bermeja

Culebrillas,

Shlngata, Rio §an Francisco

Collay,

MARCO GEOGRAFICO Y GEOLOGICO

El Ecuador continental puede subdividirse, de Oeste a Este, en cinco regiones geogrgicas y geolbgicas: la Costa, la Cordillera Occidental, el Callejdn Interandino, la Cordillera Real (Oriental) y el Oriente. En términos generales, se puede decir que la mayor parte de los depbsitos primarios de Oro se sitiian en ambas cordilleras, a cyyos pies se extienden.10~ cinco

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Gisements alluwiaux d’or, La Paz, 1-5 juin 1991

I


distritos de Oro aluvial: tres hacia el Oeste y dos hacia el Este. Los grandes rasgos geol6gicos son los siguientes (fig. 2 ) :

L a Costa comprende: la zona de litoral propiamente dicha, una cadena de montes marginales, donde las alturas alcanzan hasta 1000 metros, y la extensa llanura de la Cuenca del Rio Guayas. El basamento esth constituido por terrenos océanicos acrecionados hace 60 millones de aiios: volchnicos basilticos crethcicos de la Formacidp Piiidn y sedimentos marinos del Creticico superior y Cenoz6ico.

La Cordillera Occidental, cuyas crestas se sitiian generalmente entre 3000 y 4000 m sobre el, nivel del mar, esth constituida sobre todo por una potente secuencia de dep6sitos volcanoclasticos y lavas andesiticas del arc0 volchnico de la Formaci6n Macuchi, del Creticico al Eoceno, con numerosos intrusivos granodioriticos: éstos son generalmente pequeiios, salvo el Batolito de Apuela al Norte y el de Chaucha al Sur. En las partes m8s altas se presentan algunos estratovolcanes, entre los cuales el Chimborazo constituye el punto culminante (6310 m).

El Callej6n Interandino, cuyas alturas se sitiian generalmente entre 2000 y 3000 m sobre el nivel del mar, tiene una mayor expresi6n morfol6gica al Norte del paralelo 2" S . Su basamento estaria conformado por rocas metamdrficas paleoz6icas de origen continental (Litherland, 1991), sobre las que descansan potentes secuencias volcanoclhticas continentales cenozdicas, con algunas cuencas fluvio-lacustres intramontanas.

La Cordillera Real (Oriental), con crestas Situadas entre 3000 y 4500 m sobre el nivel del mar, est5 conformada por rocas metamdrficas de edad jurisica y mhs antiguas de origen continental, que constituyen el borde del Crat6n Sudamericano, intruidas por plutones y stocks granodioriticos meso-y cenozoicos, y cubiertas en las partes mis altas por estratovolcanes terciarios y cuaternarios.

El Oriente se subdivide en dos: al Este la Plataforma Oriental, cuyo basamento sin aflorar es el Precimbrico del Escudo Guayanés, sobre el cual se depositaron entre el Jurisico y el Paleoceno, principalmente sedimentos marinos, y se formd en el Terciario una Cuenca de sedimentos continentales que yacen en mesas y terrazas; al Oeste la ona Subandina es estratigraficamente similar pero de mayor relieve,. caracterizada por una zona de fallas inversas, consecuencia de la formacich de los Andes, y la presencia de intrusivos granit6ides.

DESCRIPCION DE LOS DISTRITOS

DISTRITO Np 1: ESMERALDAS - SANTIAGO

Este se ubica en el Noroccidente del Pais y abarca las provincias de Carchi, Imbabura, Esmeraldas y la parte occidental de Pichincha. El acceso es dificil, por pocas carreteras de tercer orden y por via fluvial.

Geomorfologicamente, el Distrito presenta dos zonas diferentes: la Zona Costanera, con valles maduros y seniles que forman amplias planicies con gradientes suaves, y la zona al pie de

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la Cordillera Occidental, con pendientes que van aumentando progresivamente hasta tener un relieve muy accidentdo con valles profundos.

Los principales tipos de dep6sitos detriticos del Distrito son de srgen fluvial: terrazas de inundaciQin, de barra, tipos T-1, T-2 y T-3, y terruas colgantes. %ambien hay dep6sitos de playas marinas (INEMIN, 1989 a). La explotaci6n que se viene lkvando a cab0 desde hace mucho tiempo es en gran parte artesanal por medis de bateas y en alpnos cases con canalQin, por parte de los lugarefios. En pocos casos la ewplotaciôn es sed-rnecanizada por rnedio de dragas portitiles. Casi todos los trabajos mineros se concentraan en el cauce aetual, en donde desp6es de las aecentadas o en Bpoca de verano, la gente se dedica a excava- pequefios podllos en las gravas superficiales y con batea recuperar el oro y el phtins: en casos excepcionales se recupera hasta 15 g/ ms en un dia por persona.

DISTMTO NQ 2: D A n E - QUE'VEDO

Este Distrito se ubica en el centro occidental del Pais, y se enmarca dentro de las provincias de Cotopaxi, Los Rios, Manabi, Guayas y Bolivar. El acceso en su mayor parte es buens, puis existen cmeteras de primero, segundo y tercer orden.

De Este a Oeste, se distingue tres zonas geomorfolQigias diferentes, psr la presencia de la Coreliliera Occidental: la primera, caracterizada por fuertes penelientes, est6 cornpuesta por rocas de la Formaci6n amchi; la segunda, de relieve bajo, est6 formada por esnos de deyecciôn y dep6sitos de pie de monte o csluvios; la tercera es una gran llanura aluvial del Cuaternwio. La columna estratigrifica est& constituida principalmente por la Formaciôn Maeuchi (sedimentos volcinicos siliceos, lavas andesiticas y basAlticas), con muchos stocks y diques sobre todo granocfisriticos terdarios. El Holoeeno est6 conformado por extensos depjsitos aluviales.

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El Oro primario se conoce en Macuchi, dep6sito lenticular de sulfuros polimettilicos singenéticos de tipo Kuroko; éste fue explotado de 1941 a 1950, extrayéndose una cantidad total de 472.000 toneladas con 11,6 g/t Au, 68 g/t Ag y 4,7 % Cu. También se conocen mineralizaciones piritosas y polimetgicas auriferas de filones epitermales, asociados con cuellos volcinicos y diques andesitico-daciticos terciarios, como los prospectos de Sigchos - Isinlibi (INEMIN - AGCD, 1988).

Extensos depbiros aluviales cubren buena parte de la zona plana del Distrito y se observa en algunos rios hasta dos niveles de terrazas (T-1 y T-2). Aluviones recientes que rellenan los cauces actuales forman grandes terrazas de barra e inundaci6n. También se presentan otros dep6sitos de origen eluvial, tales como Estero Hondo y El Moral (INEMIN, 1989 b). La explotaci6n de éstos dep6sitos auriferos, varios de los cuales vienen trabajtindose desde hace mucho tiempo (Quebrada California, Estero Hondo, El Moral), en la mayoria de los casos se realiza en forma artesanal, mediante canal6n y batea haciendo zanjas O pozos en el cauce actual O en las terrazas. Existen buenas perspectivas para una explotaci6n de mediana O gran mineria de algunos dep6sitos detriticos.

DISTRITO NP 3: PWANGO - BALAO

Este Distrito se ubica al Suroeste del Pais, dentro de las provincias del Azuay, El Oro y Loja. El acceso en general es bueno, pués existen carreteras hasta de primer orden.

Geomorfologicamente, se distingue dos sectores diferentes: el uno montaiioso con fuertes pendientes y una altura promedia de 1000 metros sobre el nive1 del mar; el otro sector, de relieve bajo, forma parte del pie de monte andino con alturas promedias de 50 m. S. n. m.

La estratigrafia comprende principalmente: un z6calo metam6rfico paleozoico O quizh mis antiguo; la Formaci6n Celica del Cretticico, de lavas y piroclastos andesiticos; intrusivos granodioriticos creticicos y terciarios; extensas ireas (al Oeste) de Cuaternario indiferenciado, de origen aluvial y marino. La presencia de varios cuerpos granodioriticos, que han intruido a las rocas volcinicas creticicas y al metamdrfico, ha dado lugar a la formacidn de varios yacimientos meso- a epitermales vetiformes y diseminados de tipo polimetilico con Oro libre, tales como los de Ponce Enriquez y Portovelo (INEMIN-AGCD, 1988). Estos, en la actualidad son objeto de una intensa explotacidn por parte de mineros informales y pequeiias compaiiias.

En el Distrito se observan varios tipos de dep6sitos secundarios de Oro: eluviales (Mullopungo, Pucari), coluviales (Rios Vivar y Machalera), aluviales con terrazas de gran extensi6n de tipo T-1, T-2 y T-3 y otras de menor extensidn tanto de barra como de inundacidn (INEMIN, 1988). La explotaci6n se realiza en forma artesanal y mecanizada, en pequeiia y mediana escala. Los promedios de recuperaci6n del Oro por batea y canalbn, por parte de los mineros informales, varian entre 1 y 5 dm3, pero el muestreo realizado indica que el grado de recuperaci6n no sobrepasa el 60%: en efecto, solo se recupera aquellas particu1as.de Oro que tienen un diimetro mayor a 0,5 mm. Existen varios rios que tienen grandes voltimenes de aluvi6n que se explotan en forma mecanizada como el cas0 del Rio Chico (con Washing Plant), del Rio Calaguro (con la draga de canguilones de Los Lilenes) y del Rio Catamayo (con dragas flotantes de succi6n). En Rio Chico, se ha evaluado voltimenes de gravas de alrededor de 5 milliones de m3 con una ley media de lY5.g/m3; en Los Lilenes, se ha cubicado reservas

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probadas de 1 4 3 milliones de rns y resewas probables de 66,4 milliones de m3, con una ley media de 6,3 g/ms. lgunos depdsitos secundarios pueden ser objets de una explotaci6n industrial a gran eseala por su gran volumean de gravas, como los Riqs Balao, Tenguel y Jubones. Otros se pueden explotar en forma mecaniaada y artesanal a pequeiia y mediana eseala, como los Rios Guanachi, Nueve, Siete, Puyango y Catmayo.

Este Distrito, el m& extenso de todss, se &alla ubicado en el Suroriente del Pais, dentro de las provincias de Morona antiago, Zamora Chinckipe y Loja. El acceso es bastante dificil, p ~ r pocas carreteras de tercer orden y cminos de berradura a trav6s de la selva mudnica.

La msrfologia, caracterfstica de la Zona Subandina es de relieve macado, con valles j6venes encafionados. Las alturas estin comprendidas entre 600 y 3000 m s.n.rn. Geo16gicmente9 el Distrito se siti'ia por una parte en el borde oriental de la faja metmbrfica de

al, y por otra parte en les te.rrenos sedimentarios jurisicos y cret6cicos del Oriente y el batofito grmitoide de Zmora del Jurasico.

El origen del or8 primario se sit6a principalmente en grandes depbsitos como el de Wmbija, de tipo aurifero diseminado de magmatismo de contacto (con hidrotermalismo superpuesto) y el de Chinapika, de tipo pollimetâlico filoniano y stochorks, probablemnte de origen hidrotermal. TambiCn se sitiia en pequeiios dep6sitos hielrotermales (stsckworks, diseminaciones y vetas) dentro del metamôrfico de las partes altas de la Cordillera Real, algunos de los cuales estbn clarmente relacionados con p6rfidos dacfticss terciaios (Litherland, 1991). La presencia de grandes depdsitos primarios explica que casi tsdos los rios de este Distrito contienen oro en sus aluviones. Esto a m vez, ha traido consi o que el inventario del Proyeeto Placeres Auriferos se eneuentre todavia en proceso. $or lo pr to, seiialaremos que, desde hace dCcadas, el or0 se viene explotando de manera artesanal mediante canal611 y batea en muchos

O los rios: Nambija, Paute, Zamora, Tutanangosa, Abanico, Nangaritza y imismo se puede indicar que hay varios dep6sitos en la etapa de exploracibn por

parte de empesas anacionales y extxanjeras, ta1 como en los riss Santiago, Zamora, Nangaritza y Chupianza.

DISTRITO N8 5: h k P O - PASTAZA - l%X.JAaWr@O

Este Distrito se eneuentra al Nororiente del Pais y wbre las provincias de Pastaa, Napo y Sucumbios. El aeceso, a travks de la selva amadnica es regular: solmente las zonas donde se explota el petrdleo gozaan de una buena infraestructura vid; a las seras zonas se puede Uega por via aCrea, fluvial o por caninos de henadura.

Desde el punto de vista geomorfoldgico y geoldgico, se puede distinguir tres zonas de

- Una zona de montah, con crestas agudas y alturas de 1608 a 3080 m s.n.m. constituida por rocas metmdrficas, intrusivas y sedimentarias cretbcicas. - Una zona de colinas bajas, lsmas alargadas y mesetas de relieve ondulado, con plturas entre 600 y 1606 m s.n.m., constituida principalmente por rocas sedimentarias marinas del Creticieo.

Oeste a Este:

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Gisements alluviaux d‘or, La Paz, 1-5 juin 1991

- Una zona de planicies, terrazas y amplias llanuras aluviales, con alturas de 350 a 600 m s.n.m., conformada por potentes depdsitos detriticos continentales del Terciario y Cuatemario.

El origen primario del Oro no esti aiin bién definido, pero se piensa que se sitiia en la faja metamdrfica de la Cordillera Real, principalmente en amplias zonas de skarns recientemente descubiertas’Githerland, 1991), y también que el metal precioso es aportado, ya “retrabajado”, a partir de las formaciones detriticas cuaternarias Mesa y Tiyuyacu. Los principales depdsitos secundarios son de tipo aluvial, los cauces, terrazas de inundacidn, barra y tipo T-1 de gran extensidn (INEMIN, 1990). Varios rios de este distrito son muy interesantes por su contenido aurifero. Algunos, con poco volumen de gravas como los rios Puno, Sardinas, Ila, Llushin y Pastaza pueden ser trabajados en forma artesanal y semimecanizada a pequeiia escala. Otros, como los rios Napo, Anzu, Villano y Aguarico, que tienen grandes voliimenes de grava con bajos contenidos de Oro, pueden ser explotados a nivel industrial.

METODOS DE EXPLOTACION - PERSPECTIVAS

Seg6n las estadisticas del INEMIN, unos 13.000 mineros se dedican a la explotacidn del Oro aluvial, a 10 largo de los 10.000 km de playas productivas de m6s de 200 rios de los 5 Distritos (Cifra, 1990). El 80% de la explotacidn del Oro es informa1 y artesanal. La tabla No 2 resume las diferentes técnicas utilizadas en los Distritos del Pais.

- -.

La técnica de explotacidn mis difundida es la de la batea, y, en el mejor de los casos, de r6sticos canalones de madera. Los cauces se faenan en la estacidn de estiaje. En algunos rios, se desvia el caudal con represas de troncos y piedras; bloques grandes se levantan con tecles manuales y se evaciia el agua de infiltracidn con motobombas; de ésta manera se llega hasta 6 m bajo el nivel del rio (INEMIN - AGCD, 1990). Los conglomerados de las terrazas se disgregan con chorros de agua a alta presidn, para pasar las gravas sobre canalones, quedando los bloques en el sitio. En ciertos lugares, donde el bedrock est6 conformado por conglomerados endurecidos (Formaciones Tiyuyacu y Cachavi), éste se aprovecha a manera de canalones naturales.

Dentro del Distrito Np 3 (Puyango - Balao), las caracteristicas propias de los depdsitos, esto es la cercania a los yacimientos primarios, el Cambio ripido de pendiente y el contenido de Oro, han servido como pauta par la localizacidn y explotacih de dep6sitos detriticos de manera mecanizada, en un volumen considerable. Entre los miis relevantes se encuentran:

‘%

- El Rio Amarillo, localizado a 2 km de la vieja mina de Portovelo, con una ley media de 0,3 g/m3, donde se utilizd un ROSS BOX -200 con una capacidad de lavado de 150 m3/h.

- El Rio Calaguro (Los Lilenes), cuya ley media es de 0,3 g/m3, es un sitio de operacidn de una,draga de canguilones del tipo PP-100 con una capacidad de 71.604 m3 por mes.

- El Rio Chic0 (Shurimal), ubicado cerca de Puerto Bolivar, tiene una ley media de 1,5 g/m3. En este lugar se encuentra operando una Washing Plant de 100 m3/h.

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En los demiis distritos es factible la mecanizacidn de la explotacih en menor escala. Tal es el cas0 de los depdsitos de Estero Hondo (Distrito NP 2) y Rio Arajuno (Distrito NP 5). En cuanto a los otros distritos, su explotacih se puede efectuar utilizando dragas de succidn de 6 a 8 pulgadas de diiimetro, como ya se ha realizado exitosamente en el Distrito NP 1 en los rios Camumbi, Mira, Santiago, San Juan - Mayasquer, Bogotii, Cachavi, Palavi, Estero Los Negritos, Huimbi y Pachijal.

De 10 anterior, se concluye que los depdsitos localizados en el pie de monte del Flanc0 Occidental de la Cordillera Occidental, son los que tienen mejores condiciones geoldgicas y geoquimicas para la concentracidn de minerales preciosos. En, Cambio, en las estribaciones orientales de la Cordillera Real, la concentracidn de Oro es menor y su actividad se resume dentro de los pariimetros de una economia de subsistencia.

AYUDA A LOS PEQUEROS MINEROS

El INEMIN, como Entidad encargada de administrar los recursos minerales del Pais, tiene como un0 de sus objetivos el ayudar a los pequeiios mineros a mejorar'su sistema de explotacidn rudimentario, con la finalidad de elevar el porcentaje de recuperacidn del Oro, mediante la utilizacidn de equipos adecuados y que se encuentren al alcance de sus posibilidades econ6micas.

Con este propdsito, el INEMIN realiz6 en primer lugar una campaiia de carnetizacih de los mineros informales, quiénes vienen realizando la extraccibn del Oro de los rios por tradicidn de familia. Adem6s organizd cursos tedrico-pr6cticos sobre yacimientos de minerales preciosos para que los mineros conozcan sus diferentes procesos de forrnacidn y las técnicas de explotacidn y concentracidn del Oro, sin que se atente contra el ecosistema y su propia salud mediante el consumo de cianuro O mercurio. Paralelamente, el INEMIN llev6 a cab0 un Programa de ayuda a los pequeiios mineros, conjuntamente con la Misidn de Asistencia Técnica de Bélgica, a travBs del personal de su Laboratorio de Mineralurgia. El objetivo principal de este programa es la asimilacidn de nuevas técnicas por parte de los mineros para aumentar su rendimiento y reducir el porcentaje de pérdida del Oro. Aiinque los esfuerzos del Programa se dedicaron principalmente a los depdsitos de Oro primario, se consid& que los procedimientos podrian adaptarse posteriormente a los dep6sitos secundarios.

I

Basicamente, las realizaciones de este Programa fueron las siguientes (INEMIN - AGCD, 1990):

- Visitas a las zonas auriferas en explotacidn. - La caracterizacih mineraliirgica de las muestras recogidas. - Pruebas de orientacidn en laboratorio sobre las muestras caracteristicas. Estas fueron sobre todo cianuraci6n y flotacibn. Se adquirid material de concentracidn gravimétrica (mesa vibratoria, jig, espiral ...), con los que se iniciaron las pruebas correspondientes. - Aniilisis quimicos del Oro (fusi6n-copelacih) y consultas en laboratorio para los mineros. Ademiis del laboratorio central de Quito, se esta instalando otro laboratorio en b j a , en el corazdn de las zonas mineras australes.

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Gisements alluviaux d’or, La Pazl 1-5 juin 1991

El misrno Prograrma contempla %ambien, a mrto plazo, realkar dernostraciones en las zonas mineras mm los equipos de concentraeidn gravimktrica.

Tecnicamente, el Ecuador se puede subdividir en dos sectores principales para la explotaci6n de oro de placeres:

1.- El Sector Occidental se considera @OMO el mhs importante, ya que sus depdsitos ameritan una explotacidn industrial mecanizada y en gran escala, para Io euil deberi ser orientado haeia empresas con grandes capitales de inversibn.

2.- El Seetor Oriental en cambis7 tiene amplitud, pers est6 dedicado casi exclusivamente a colonos e indigenas que hacen, desde --muchos afiss atrbs, de la explstacidn del oro su eeonomia de supervivencia.

-Al msmento, la proliferacidn de la explotacidn infomal hdamentdmente mtitCmica, d i Sugar a que se desperdide alrededor del 50% del oro; esto irnpide ademtis la realizaci6n de estadisticas de produccibn en t6rminos reales. ora SQnommos que apro.adarnente un 15% de los mheros del or0 se encuentran concentrados dentro del campo aluvial, totalizando alrededor de 13.880 persornas.

Seg6n cifras proyeetadas de la hforrnaci6n estadistica del Banco Central, en 1989 el aporte del sector rninero al P.I.B. fue apenas del 0,9 %. La produccidn de oro, emnpero, esta en aumento: de 5t en 1986, alcanzii 10t en 1989, de las cuiles no ewistid ningiin ingreso substancial para el Estads por c ~ n ~ ~ p t o de tributos (Cifra, 1990). Sin embargo, con un rnayor

de produaidn y de tributacion. control y la implementacidn de m$tselos tCmicos modemos, se psdria llegar 8 niveles mhs altos

Una vez que se haym teminado las investigaciones del ImMN en los c h m Distritos, el Ecuador csntarh con un inventario mmpleto sobre su real potencial aurifero aluvial y estara en la posibilidad de ponerlo a consideracidn de empresas mineras nacionales o e e s t h interesadas en invertir dentro de este campo. La Nueva Ley de Mineria que se promulgb hace pocos dias, fue disefiada para dar las garantias necesarias a los inversionistas y para hcentivar la pequeiia mineria9 especidrnente aquella que se dedica a la extramidn de oro aluvial.

radecemos a las autoridades del Instituts Ecuatoriano de Mineria y de la Agencia General para la Cosperacih a1 Desarrsllo por haber patrocinado nuestra participaeih con el presente trabajo dentro del importante evento que mnstituye el Simposio Internacional sobre Yacimientos Auviales de Oro en La Pa, hlivia.


REFERENCIAS

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INEMIN - AGCD (informes no publicados): 1988 : Inventario, clasificacidn y metalogenia de las mineralizaciones polimetiilicas en el Ecuador, informe final. 1990 : Informe preliminar del Programa “Ayuda a los Pequeiios Mineros”

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LITHERLAND, M.,1991. La geologia y potencial minera1 de la Cordillera Real,

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U m R , T., 1983. Gold deposits in Colombia - Their metallogenesis and some fundamental

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CARACTERISTICAS Y DISTRIBUCION DE LOS PLACERES AURIFEROS DE CHILE

GERHARD GREINER A.

Empresa Nacional de Mineria (ENAMI), Mac-Iver 459, Casilla 100 D, SANTIAGO, CHILE

RESUMEN: El trabajo presenta una clasificacidn de los yacimientos aluviales auriferos de Chile en cuatro grandes grupos subdivididos en forma prictica. En ellos las fuentes de origen del Oro detritico, la similitud de los dep6sitos que se originan y su distribucidn geogrifica claramente delimitada permiten orientar los criterios de exploraci6n segiin los antecedentes geol6gicos y técnicos de cada grupo. La delimitach geogrifica de los grupos resulta de la disposici6n groseramente norte-sur de los afloramientos rocosos pertenecientes a las principales edades,en la historia geol6gica del pais.

Los cuatro grupos mayores de yacimientos son :

terciario inferior.

paleozoicos.

1.- Dep6sitos relacionados con intrusivos graniticos de edad jurisico superior - creticico -

2.- Dep6sitos relacionados con esquistos miciceos y/o cuerpos intrusivos graniticos

3.- Dep6sitos relacionados con morrenas cuaternarias de Tierra del Fuego y .Magallanes. 4.- Dep6sitos de Playas Oceinicas.

Para cada grupo se indica caractéristicas someras de las particulas de Oro, de las leyes medias de los dep6sitos y, a veces, de los voliimenes econ6micamente explotables.

ABSTRACT: The alluvial gold placers of Chile are arranged into four mayor groups, each being subdivided in a workable way. The grouping of the sources of free gold, the similarity of the placers originated and their clearly defined geographic distribution, allow the selection of exploration and mining methods based on geological and technical facts. The geographic definition results out of the coarse north-south distribution of the rock outcrops belonging to the principal ages of the geologic history of the country.

The four mayor groups of placers are : 1.- Deposits related to granitic intrusives of upper jurassic - cretaceous - lower tertiary age. 2.- Deposits related to paleozoic mica schists and for granitic intrusive bodies. 3.- Deposits related to quaternary morraines of Fireland and Magallanes 4.- Oman Beach Deposits.

Fairly distinctive features are indicated for each group on gold particles size and shape, average gold grades and on economically extractable volumes.

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Gisements alluviaux d'sr, La P

En el transcurso del Plan Aurifero Nacional de Chile, realizado psr la Empresa Nacional MI), en conjunto con los Ministerios del Interior y de Mineria, durante los

afios 1983 a 1987, se fue desarrollando una sistematizacih de los placeres auriferos del pais, basada en la creciente experiencia de los profesionales participantes y la necesidad de ordenar y racionaliaar tanto %a exploraci6n de nuevos yacimierntos como su explotaei6n. El esquema general del Plan Aurifero fue presentado en la Convencion d * de Ingenieros de Minas de Chile, 1985, por Herrera G., Montalban K., Greiner G. y

Es asi como, en forma eminentemente prictica, se ha combinado las clasifkaciones puramente cientîficas, segfin la fuente primaria del oro y de su mecanismo de acumulacidnpxm el esquema estratigrfifieo de Chile, y el ernplazamiento geomorfol6gico y geogrifico a 1s largo del pais *

La delimitaci6n geogrfifica de los grupos de lavaderos resulta de la orientacih N-S de los afloramientos rocosos pertenecientes a las principales edades en la historia geolbgica de Chile (fige 1). Asi mismo son los esquemas estratigrfifieo y tect6nico los condicionantes, para la geomorfologia, en general abrupta y, por lo tanto, para los mecanismos de erosi6n y de emplammiento, asi como del volumen y tamaiio de los placeres auriferos.

La clgSificaci6n a i establecida no preteade ser definitiva ni excluyente,ya que+ godo de ejemplo, se encuentraTdep6sitos de playas oceinicas a %O largo de todo cl litoral, hdependientes de la edad 4itol6gica de la costa o del mecanismo de aporte del oror -

Los cuatro grupos mayores de placeres auriferos asi determinados son:

t e r e i ~ o inferior. 1.- Placeres relacionados con intrusivos granitoides de edad g'urfisicasuperior - creticico -

2.- Placeres selacionados con esquistos mic&cc=ns.-y/o ' e u e r ~ s s i r r ~ r ~ ~ - - g r a . n i t - ~ c o s

3.- Placeres relacionados con morrenas cuarternarias de Tierra del Fuego y MagaUanes. 4.- Placeres de playas oceinicas.

pElle0zoicos.

Los placeres auriferos correspondientes a este grupo son los mfis numerosos y su distpibucidn es amplia desde la I a la Regi6n (fig. 1). En las Regiones I y II se los encuentra preferentemente en la Cordillera de 1 osta; en las Regiones III y IV se amplian desde la costa a la franja central del territorio; a partir de las Regiones V y Metropditana se pasan al Valle Central y a la Pre-cordillera de los Andes hasta la VIII; en la este grupo en la CordilleFa de Lonquimay, pasando a Argentins a la Provincia deNeuquen.

Gisem

ents alluviaux d’or, La Paz, 1-5 juin 1991

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Gisements alluviaux d’sr, La Paz, 1-5 juin 1991

El oro de estos placeres se genera en los aflsrarnientos con alteracibn hidrotermal de cuerpos intrusivss graniticos y granodioriticos, en yaeimientss auriferos epitermales y en las zonas de contacts entre intrmsivos y coladas de lavas y sedimentos generalmente andesiticos. La gran maysria de los placeres son del tipo csluvial, aluvial-fluvial y en menos grado rnorrenicos y fluviales maduros.Su emplazamients debe buscarse principalmente en los sedimentos de los sonos de deyecci6n;, de piedemonte, de relleno de quebradas en las Regiones nortinas y terrazas fluviales en las Regiones centro y sur.

En las Regiones III, IV, Metropolitana y parte de la V y VI predorninan los depbsitos

- Cauce superisr o cuenca de reeepcibn: su caracteristica es la existencia de miiltiples quebradas de drenaje juvenil, con poco volumen de sedimentos, mantos auriferos de poca pstencia y poca sobrearga y corniinmente de leyes altas y oro grueso. En estas zonas se ha sbtenids rendimientss de 0,4 a O,7 g,/hombre-dia, procesando 2 a 4 m3 en cuadrillas de dos hof-m’ores. - Cauce rnedio o canal de desagiie: sus caracteristicas son la existencia de un solo cauce, generalmente estrecho,maysres voliirnenes relativos de sedimentos con sobrecarga esteriles signifieativas de 1 a 3 HP y ocasionalmente mayores, mantos auriferos de potencia media O,3 a 0,7 rn, leyes marginales de o , O ~ a O,Ig/d y explotables de O,3 a 0,s g / d . Esta situacibn permite delimitar los euerpos aurfferos econbmicamente explotables y racionalizar la ewtraccibn. Los rendimientos varian entre O, y O,3 g/hornbre procesando 4 a 6 m3, en cuadrillas de 3 a 4 kombres. - Caue inferior O conos de deyeccibn :sus caracteristicas son extensidn lateral, longitudinal y vertical importantes de los sedimentos, estratifiacion y selecci6n imperfectas9 sobreargas estkriles mayores a 7 m, alcanzando hasta 70 m y mas, mantos aurfferos gredosos situadss a diferentes niveles sobre circas falsas con potencias medias de 0,s a P m. Las leyes de los

s varianentre 095 a 1 g/&, akanzands hasta 4 @rd, Se obtiewen rendimientos de 8,s ombre dia, procesando entre O,25 a 0,75 m3 en cuadrillas de dos hombres. La n lateral de los mantos y la granulometria del oro suelen ser parejas.

aluviales, en los cuales se distinguen 3 zonas:

Desde la Regidn 1Metropolitana al Sur, a meclida que aumerata el caudal de los rios, se encuematran placeres de terrazas de meandros de rios, cuya ewtensih lateral, potencia de los mantos y unifsrmidad de leyes permiten compararlos con los placeres morr6plicos, como es el cas6 de los lavaderos de Esnquimay en las nacientes del ris Bio-Bis (IX Region).

El oro de estos placeres, salvs algunas excepciones (Quebrada hcobares en Limache) es de grano fins a medio, debido al, generalmente, poco transporte que sufren hasta su emplazamients final. La mayoria de los placeres, sobre todo en el norte del pais, es de voliimenes reducidss, debido a su ubicacibn en conos de deyeccibn, salvo cuando antiguss rios permitiersn la forrnacibn de depdsitos en quebradas anchas, como en el caso de Quebrada de Ta la en La Serena y Jesiis Maria en Cspiapb.

Lss principales placeres de este grupo son: Jesds Maria, El Nlembrillo, Los Msrteros en la III Regibn; Quebrada de Talca, El krayan, Santa Gracia, El Altar en la IV Regibn; el Atajo vil-Til), Quincanque, Yali y San Pedro (Melipilla) en la Region Metrspolitana; Esnquimay en la IX Regibn.

4 2


DEPOSITOS RELACIONADOS CON ESQUISTOS MICACEOS Y/O CUERPOS INTRUSIVOS GRANITICOS PALEOZOICOS.

La distribuci6n de estos yacimientos se encuentra desde la franja costera de la V Regidn (Valparaiso) hasta el Valle Central y la costa de la X Regidn en la provincia de Llanquihue (fig. 2).

M LOVOdtfOS

Yocirnltnlos hidroltrmlts

Gronilo ~ottoxoico

Dororncnlo Mtlnmo'rlko

O 100 700 km c 1

Fig. 2: Yacimientos auriferos en el basamento metam6rfico y en granitos paleozoicos. (sacado de Ruiz y Peebles, 1988).

En las Regiones V y VI los lavaderos de la costa, principalmente aquellos ubicados en la gran Cuenca sedimentaria comprendida entre los esteros Quilpue, Marga Marga y Las Palmas, tienen origen directamente en el Batolito Coster0 de edad paleozoica. Este cuerpo plutbnico, en su mayor parte formado por rocas graniticas de textura gruesa, contiene una gran cantidad de

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vetas de silice aurifera de consid~rablles corridas y poteneias frecuentes de 5 a PO m. La fuerte denudacibn sufrida por esta gran ciipula rocosa a causa de la erosidn glacial, diluvial y fluvial cuaternnaria, produjo grandes voltirnenes de sedimentos, .los euales, el sep rernovidos y transportados haeia el oeste pop los rios actualles, originaron los potentes rellenos de sedimentos fluviales de los valles costeros. Este proceso debe haberse repetido varias veces, de acuerdo a los cidos de %as glaciaciones, lo cual ewplica la superposicidn de varios rnantos auriferos, separados por circas @edrock) hlsas de ueillas y areniscas y rnantos de gravas y ripios esteriles. Los mantos auriferos estin cornpuestos por ripios graniticos, con bolones de hasta 2 m de dihmetro, con rnatriz de gravilla y rnaicillo y son fuerternente cementados pop arcillas limonitizadas de color ocre. El oro se presenta en forma de pepitas alargadas y aplanadas de tamaiio pequefio a mediano, alcanzando hasta 6 mm de largo. Las leyes de Ba terraza, que a ~ t ~ a l m ~ n t e se esta explotando a 88 rn sobre el ester0 Marga Marga en Quilpue, alcanzann hasta 2,5 y el rendirniento promedis, mediante ewplotacidn artesanal, es de O,4O g/hornbre-dia.

El or0 de los lavaderos de la Cordillera de %a Costa y del Vallc Central entre %as Regiones VI1 y X se origina principalmente en la zona de contacto entre el Batolito Costero paleozoieo y la potente forrnacidn de esquistos rniciceos del Basamento Cristalino paleozoieo superior. En las zonas de contacto entre batolito y esquistos se encuentra un shnfimero de vetas y vetillas de cuam aurffero, ya sea contando los esquistos, inyectadas en los planos de foliaci6n de estos o en la roca ignea.El oro primario se encuentra tanto en el granito y en las vetas de cuarzo como en las roas metamdrficas. En este ambiente se eneuentra una gran variedad de placeres, puesto que picticamente cudquier aeumulacidn de sedimentos es poteneidmente aur?fera.

Desde los lavaderos de la Cordillera de la Costa en Forel y Putu (Constitueibn, W H Regidn), pasando al sur pop los faldeos de la Cordillera de Nahuelbuta (VI11 y I hasta la Cordillera de Zarao (Los Muermos, X Regidn), se encuentran placeres de acumulacidn aluvial en rnantos apegados a los flancos de los valles estrechos. El OFO de estos lavaderos proviene, en primera instancia de Pa aipula granitka y empieza a concentrarse y a e ~ ~ i q u e ~ e r s e a medida que los valles cortan la zona de contacto entre granito y esquistos y se produce el aporte de este ambiente generador. Este enriguecimiento de oro se refleja en un aumento paulatino de las leyes de los rnantos, asi como en un aumento del tarnafio de las particulas, a medidas que se baja a Io largo del fatldeo de los cerros.

En los valles anchos y los llanos de los pies de las cordilleras mencionadas se encuentran los Pavaderos fluviales de acumulacidn en terrazas y bancos de meandros de rios, formados por sedimentos gruesos, cornpuestos por elastos de granits, esquistos rnicdceos y abundante cuarzo lechoso. El oro proviene del enriguecimiento conjunto de los tres tipos de roca y por lo tanto es agui donde se producen leyes de 2 a 5 gr/rn3 y mayores. Las pepas de oro son las mis grandes del pais, siendo frecuentes los hallazgos de 4 a 15 g y hasta mayores de 100 g.

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En estas zonas los lavaderos mis importantes son los de Tore1 en Talca, Contulmo, Cayucupil, Butamalal, Lucatre, Tirua y antiguamente Pilpilco en la Provincia de Arauco, Puren, Traiguen y Carahue en la IX Regi6n y los Piques y Cordillera, en los Muermos.

En el Valle Central, en el extremo norte de la X Regidn, entre la Carretera Panamericana y Los Lagos Calafquen y Panguipulli de oeste a este, se encuentran los inmensos depdsitos morrénicos y glaciofluviales de Madre de Dios (fig. 3), que en conjunto, sin duda, constituyen el lavadero mis grande del pais. Estos depdsitos compuestos casi exclusivamente de clastos de esquistos midceos y cuarzo lechoso, son producto de la acumulacih frontal, lateral y basal de una glaciaci6n cuaternaria, que avanzd de sur-este a norte-oeste y produjo la barrera de salida de los lagos mencionados.

Fig. 3: Distrito aurifero Madre de Dios. Distribucidn de lavaderos en relacidn a paleocurso del estero Dofiico-Llipe. (sacado de Ruiz, y Peebles, 1988).

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Los mantos auriferos se encuentran colgados en las laderas de los cerros y en los fondos de los valles. Su extensi6n lateral varia desde unos pocos metros hasta 100 rn y por 1s general se encuentran varios msntos superpuestos, separados por circas falsas ,de greda gris. Gran parte de estos depdsitos estbn relacionados a paleocauces fluviales, post morr6nicos, que en gran parte han sids cubiertos pop material mis moderno, 10 que dificulta su descubrimiento

uia y Peebles, 1988). Las poteneias de %os mantos varian entre 0,50 y 2 rn y sus leyes entre 0,l y 2 gh-13. El cuerpo de mantos mis grande cubicado actualmente posee un volumen de sobre 5.000.008 m3 con una ley media de 125 d m 3 y fue eubicado en 1933 por Mufioz Cristi, Flores y Pizarro. Los recursos totales se estiman superiores a 15.600.000 m3.

El emplazamiento del oro en cl Area de la isla deTierra del Fuego y parte del territorio continental de Magallanes est6 ligado a sedimentos glaciales (tilitas), fluvioglaciales y glaciolacustres, dep6sitados sobre una c i r a constituida por la formacibn sedimentaria Eoreto, de edad terciaria. Los rodados de los lavaderos estbn formados por rocas disriticas ricas en anfibolas, esquistos miciceos con masas lenticulares de cuarzo, rocas graniticas y en rnenor proporcibn areniseas y pkaras.

Por 10 menos dos periodos de glaciacidn durante el Pleistoceno y el Holoccno, produjeron los depdsitos de manto y la morfologia actual de la isla. El origen del hiels y, psr consiguiente, de gran parte de los depbsitos glaciales auriferos deben buscarse en la Cordillera de Darwin, en el sector SSE de Tierra del Fuego (fig. 4 y 5). La primera glaciacibn probablemente fue del tipo"hie1o continental" y cubri6 una morfologia pr tente simila 8 la actual, con los valles de los rios principales ya existentes. Los sed tos depositados

de grann extensi6nn y espesores de vmios mebos. 10 largo de $a regresibn del hielo y durante cl periodo interglacial la cubierta de tilitas fue retrabajada y repositada en los valles como sedimentos fluvioglaciales, manteniéndsse los mantos de tilitas en las ireas altas o "plateau". La segunda glaciacidn estuvo retringida a las depresiones principales, formaelas por el Eshecho de Magallanes y la linea de las bahias Indtil y San Sebastibn mbs algunas lenguas de hielo que pasaban sobre el Corddn Baquedano. Estos glaciares profundizaron los valles y retrabajaronn y redepositaron los depdsitos y glaciales preexistentes. Los sucesivos pulsos de derretimiento y recongelaci6n produjeron una elasifieaci6n y seleceibn de los materiales que llev6 a la formacidn de lentes irregulares y groseramente estratifieados en una serie de cuerpos discontinuos. Con el retiro de la segunda glaciacibn se impuso un rigimen fluvial postglacial, el cual produjo un nuevo proceso de retrabajo y redepositaci6n de los materiales glaciales.

corresponden principalmenle a morrcnas de fo 0 y eonformaron una cubierta areal de aitas

Considerando la historia glacial, someramente deserita, se puede intentar una clasificaci6n de los dep6sitos auriferos en los siguientes grupos genkticos :

- Oro asociado a tilitas de morrenas de foido relacionadas a 1% primera glaciacibn. Estos dep6sitos est%n preservados como remanentes en las mesetas del Corddn Baquedano.Los espesores alcanzan a 20-30 m y el contenido de or0 en promedio es de 150 a 200 mg/m3. La alta ssbrecarga de los mantos probablemente haria antieconbmica su explotacibn.

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1 1 B o l o l i l o - lonol l la [pr lnc lpolmenlo) O g r o n l l o .

Rocor r a d i m s n t a r l o r I s r c i a r l a r .

Rocor rsd imsnlor las d a 1 C r s l d c k o S u p O r l O r .

Rocor ssdin lanlor lor do1 Craldc!cD Inlarior.

D l S C O R D A N C t A Rocas volc in lcoa dc ldor (Formacidn Tob:lera; Jwtjsico M o d m O SuPerlor).

Rocos malomdrf lcos pro - Juro)ricos.

Fis. 4: Mapa de la geologia regional (modificado de Palmer, 1972) y de ubicacibn. Se indica la posicih correspondiente al Area estudiada. (sacado de Raedecke, 1978).

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eas de accunaulaceion del hielo glacial y del rnovimeiento generalkado del hielo del Pleistoceno (sacado de Waedecke, 1978).

- Oro retrabajado y depositado durante y eomo resultado de la segunda glaciacidn. Estos dep6sitos se cncuentran a %O largo de las orillas de suave pendiente al este de los riss principales y sus tributarios mayores. La eomposieidn del material es heterogenea y las concentraciones auriferas son erraticas y discontinuas y muestran poco control estratigriifieo.

- Ors retrabajado y depositado principalmente por actividad fluvial durante y posteriormente al retiro de %a segunda glaciacidn. La activacidn de las aguas superficiales durante el retirs del hiels produjo un retrabajo de las tilitas en las cabecera de los valles. Durante este proceso se habrian producido frecuentes lagunas de embancamiento de drenajes contra morrenas s rnasas de hielo que: servian csmo arnbiente de depositacidn de gravas fluviales enriquecidas en oro.

- Oro retrabajado durante la actividad fluvial interglacial y dejado como placeres remanentes. Estos depdsitos csrresponden a los sectores que no fueron cubiertos y por 10 tanto no sufrieron erosi6n ni remocidn por la segunda glaciacidn.


En los dos iiltimos grupos se encuentran los depdsitos de mejor potencial en voliimenes grandes y leyes altas. Las extensas laderas de pendientes suaves de los rios contienen la mayor cantidad de dep6sitos individuales y pequeiios de alta ley.

El Oro de todos los depdsitos se presenta casi linicamente en particulas pequeiias. El hallazgo de pepitas mayores de un gramo es escaso. Las particulas se presentan en formas aplastadas O de hojitas delgadas como papel; algunas presentan en su superficie sistemas de estrias y otras tienen el aspecto de haber sido golpeadas por un martillo disparejo; muchas pepitas presentan superficies de color café claro hasta oscuro, por estar cubiertas por una delgada pelicula de dxido de fierro (Raedecke, 1978 y 1980).

La exploracidn de estos depdsitos se est6 realizando por la Empresa Minera Mantos Blancos S.A., filial de Anglo American, con participacidn parcial de CRA Minera de Chile.

Para los efectos de clasificacidn del material se establecieron tres categorias O unidades

Manto Pagador: es la seccidn de la columna con el mayor contenido de Oro, generalmente

Sobrecarga: es el material estéril O de baja ley sobre el manto pagador y de composicidn

Suelo: material de alto contenido orgfinico (turba) que deberfi ser repuesto después de la

mineras (fig. 6):

asociado a alguna unidad estratigrfifica, pero con composiciones litoldgicas variables.

variable que deber6 ser acumulado en desmontes.

explotacidn; ocasionalmente con alta ley de Oro.

Af HlGH LEVEL

\ f \ f \ GENTLE RECENT

PLATEAUS VALLEY VALLEY SLOPES ALLUVIAL§ y :

Fig. 6: Corte esquematico de Rio del Oro, Districto de Baquedano. (Greiner, ined. 1989).

Las reservas de mineral se clasifican en mineral de explotacidn en sec0 y mineral dragable. Cada categoria se clasifica en mineral medido, indicado, inferido e hipotético. Hasta

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Gisements alluviaux d’or, La Pm, 1-5 juin 1991

la fecha, habihdose explorado alrededor del 25% del Brea total, los recursos globales conocidos son los siguientes :

Minera1 de explotaci6n en sec03 12.800.000 m3 de alrededor de 700 rng/m~ Au. ineral dragable: 96.600.660 m3 de 266 a 366 mglm3 , (Chiner, 1989).

Estos depbsitos se encuentran principalmente en el litoral de las regiones I, IV, VI, x y IL Su origen se debe a la erosibmn, la remoci6n y la redistribucih del oro contenids en las

rocas O arenas costeras psr la acci6n de las olas.

En el extremo norte del pais, en las playas de Arica, el rio Lluta deposita en su desemboeadwa cierta cantidad de sro, proveniente de las minas ubimdas en la Cordillera de los Andes, dentro del radio de su hoya hidrsgrifica. Este oro es distribuido a 10 largo de unos 2 km de playa, inmediatamente al norte de la desembocadura, debido a que %as olas tienen una direcci6n constante, de SW a NE, motivado por la Corriente de Humboldt, que recorre la costa de sur a norge. Este placer no es econ6micamente apto para su ewplotacibn comercial y no ha sido estudiado en detdle.

L

Mis al sur, en el limite de las Regiones I y II ocurre un fendmeno similar d anterior con el oro traido al mar por el rio Eoa. Este oro es enriquecido por la erosi6n del acmtilado costero, en cuyas gransdisritas se encuentran las vetas aurfferas de Las Paiquinas y Chipma. Sin embargo, las fuerges turbulencias del oleaje producen acumulaciones de oro muy erriiticas que hacen muy dificil su exploracion.

En la IV Region, dentro de una franja de 15 km de extensibn, a Io largo de la costa de Huentelauquen, existen concentraciones de oro, magnetita e ilmenita. GeolBgicamente el rasgo predominante de la zona es el macizo granitico costero pdeoaoico que intruye al basaments metmorfico de esquistos miciceos, sobre el cual se han desarrsllado extensas terrazas de abrasi6n marina matemaria. Se supone que, al igual que en los casos anteriores, el oro exristente en el granits y en el basamento se liber6 por la accidn fluvial y fue posteriormente trmsportado por las corrientes marinas y redepositads y concentrado a Po largo de la costa (Ruiz y Peebles, 1988). Exploraciones redizadas pss ENAMI en 1977 mediante piques y sondajes que dcmxon la drca entre %os 15 y 20 m, permitieron determina una ley media para dichos depdsitos del orden de 0,15 de ilmenita y 18% de magnetita.

Regibn, en las playas de las provincias de Uanquihue y Chilse, existe la mayor variedad y prshsi6n de dep6sitos de playas.

En la plara de Carelmapu se est6 redepositmdo el oso liberado por la erosidn de los sedimentos cuaternarios del delta del rio Maullin. Las leyes de oro de esta playa vm’m de 0,1 a 1 d m 3 entre las temporadas de vermo e invierno, 10 cual es, por Io demis, comfin en el sur de @hile debido a las bravez% del mar en invierno.

Inmediatamente al sur de la mterior, en las costas del Canal de Chacao y el extremo N y NW de la Isla Grmde de Chiloe, existen las playas de Astilieros, Pumillahue, Huicha y otrasS, en las cuales el oleaje erosiona los acantilados, de unos 10 a 36 m de alto, que limitan las terrazas costeras. Las terrazas estth constituidas por una co luma de sedimentos terciarios o

5 6


plio-pleistocénicos de ripios gruesos, mal clasificados y de seleccidn cadtica, con abundante cemento limonitico, groseramente estratificados y con intercalaciones de lentes de areniscas grises. No es posible identificar el O los estratos auriferos debido a la imposibilidad de efectuar un muestreo diferenciado en acantilados verticales de hasta 30 m de altura de material semi- compactado. La presencia en el concentrado aurifero de las playas de abundante magnetita y granate almandino indicaria un origen primario del Oro desde rocas metam6rficas esquistosas, cuya presencia, tierra adentro, aGn no se ha determinado. Debido a que en estas playas se encuentra Gnicamente Oro muy fino, es dable pensar, que cierta cantidad de Oro grueso de las terrazas, cuyo peso y forma impiden su flotacidn, se vaya al fondo del mar. Esta relacidn O cantidad no se ha determinado hasta el momento.

En la playa de Cucao, en la costa W de la isla de Chiloe, existe un "manto rojo" de esquistos miciceos con un alto contenido de granate piropo, el que aflora durante la baja marea y que se hunde bajo la playa con un manteo de unos 15" E. Se ha determinado que el origen del Oro se halla en este manto, ya que durante la alta marea se produce una concentracidn de Oro libre, fierrillo y granate en el fondo arenoso, por la remocidn parcial del material rocoso liviano. El contenido de granate indica la relacidn de este manto con los afloramientos de esquistos paleozoicos conocidos tierra adentro. El reconocimiento preciso del manto en corrida y manteo, asi como su ubicacidn estratigrifica pueden llevar al descubrimiento de nuevos mantos en tierras altas, donde la columna geoldgica se presente en forma semejante. Esta guia de exploracidn es muy importante, ya que con certeza se ha identificado siete niveles de terrazas marinas antiguas, solevantadas por los frecuentes movimientos tect6nicos de bloques, el mis reciente de los cuales ocurrid en 1960. Paralelamente existe la posibilidad de ubicar depdsitos de playas fdsiles levantadas, que actualmente se encuentrarian escondidos bajo la intensa vegetacidn selvitica de la costa

En la XII Regidn se encuentran muchos dep6sitos de playas de los que se tienen noticias sobre constante produccidn artesanal de Oro. Sin embargo, no contamos a la fecha con informacidn geol6gica acuciosa sobre sus caracteristicas. Los principales de estos se encuentran en las islas Navarino, Lennox, Nueva y otras al sur del Canal Beagle y en las islas magallinicas de Cab0 Virgenes, Costa del Piramo, Costa Sur de Tierra del Fuego (Bahia de Sloggett), Loff, Agustin, Berneveld, Wellington, Bertrand y Scott, Specksattel, Grey, L'Hermite y otras.

Sin duda habri mucho terreno que estudiar en la zona de las islas en el extremo sur del continente. La variedad de mecanismos y factores que afectan a la depositacih del Oro en playas es muy grande. Lo que tienen en comiin estos depdsitos, es que el Oro se presenta extremadamente fino y se emplaza junto a delgadas bandas de fierrillo, ademiis que la limpieza de las particulas de Oro por la accidn del agua de mar y de las arenas hace-riïüy ficil su recuperaci6n mediante canaletas de planchas amalgamadoras.

FEFERENCIAS :

ENAMI, 1983-90, varios informes inéditos. GREINER, Gy 1989, Proyecto Rio del Oro, ENAMI, Informe Geologico. seg. antecedentes de'

EMABLOS-CRA.

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5 2


PLACERESAVRIFEROS DEL LITORAL CENTRAL DE CHILE

FEDERICO PEEBLES L. e IRMA GONZALEZ M.

Departamento de Geologia y Geofisica. Universidad de Chile. Casilla 13518, Correo 21. Santiago - Chile

RESUMEN: En la zona litoral de Chile Central entre los paralelos 33" y 34" de latitud sur, se distribuyen numerosos placeres auriferos que han sido clasificados de acuerdo a su forma de depositacidn y fuentes de origen (placeres fluviales de primera y segunda generacibn, placeres eluviales y litorales). Las rocas mPs antiguas con intercalaciones de esquistos, del denominado Basamento metamdrfico de edad Paleozoica que se extiende en una angosta franja a 10 largo de la costa del litoral central, corresponden a anfibolitas y neises. Dicho Basamento fue intruido por el Batolito de la costa de edad Paleozoica, formado por un complejo intrusivo correspondiente principalmente a tonalitas, adamelitas, granodioritas y granitos subordinados. Este Batolito, cuyos afloramientoh constituyen aproximadamente el 50% de las rocas del Prea' esta cubierto parcialmente por conglomerados de terrazas costaneras y por sedimentos terciarios, ellos han sido parcialmente erodados por quebradas de direccidn Este-Oeste en cuyos lechos actuales se concentra la mayor parte de los placeres existentes en el Prea. Los estudios realizados en estos lavaderos permiten concluir que su fuente primaria se relaciona principalmente con vetas emplazadas en este intrusivo paleozoico O sectores dentro de dicho intrusivo en los que se observan valores ancimalos de Oro.

ABSTRACP At. the Central Chile coastal zone, between 33" and 34" south latitude, numerous gold placers deposits are distributed and they have been clasified according with the way of depositation and the origen as: fluvial deposits of 1 and 2 generation, eluvial deposits and beach Sand gold deposits.

The geological studies of these placers deposits indicate that these primary sources are related with veins that occurs in the paleozoic intrusive or with zone of the batholith that contains anomalous gold values.

INTRODUCCION

En la zona litoral de Chile Central (fig. 1) existen numerosos placeres auriferos muchos de los cuales han sido explotados a nive1 artesanal, desde la época colonial.

Siendo Chile el tercer productor de Oro en Sudamérica, después de Brasil y Colombia, no cuenta con suficientes estudios en relacidn a los factores que han condicionado la depositacidn de este tipo de yacimiento. En.la presente contribucidn se pretende dar una idea sobre el ambiente de este tipo de depdsitos en el litoral Central de Chile y su relaci6n con las fuentes hidrotermales de las cuales derivan.

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Las rocas que aflorm en el irea estudiada corresponden a rocas metambrficas e intrusivas paleozoieas, volcinicas y sedimentaias mesozoieas y a dep6sitos da terrazas cenomicas (fig. 2).

Las rocas metambrficas palesmicas constituyen el denominado Basamento mehmbrfico representado por la formaeibn Quintay (Cowalhn y Diivila, 1964) (fig. 2) que se extienda en una frmja angosta costera desde Vallpaaiso - %fia del Mar por el nsrte hasta el puerta de Sm htornio por el sur. Las rocas corresponden a anfibolitas y mises con intercalaciones de esquistos. Las rocas intrusivas eonstituyen el Batolito de la Costa (Mufioz Cristi, 1973), cuyss afloramientos cubren aproximadamente eP 40 del hrea (fig. 2) y estan formados POP un complejo intrusivo correspondiente principalme e a tonalita y adamelita, grmodiorita y granito en menor proporcih.

Las rocas volcinieas y sedimentarias se agrupan en: 1) Las formaciones Melbn y Horquetas ("homas, 1958). La primera esti fsmada por rocas volchnicas con intercallaciones sedimentarias del Jurisics Medis y la segunda por rocas volchicas asignadas al Juriisics Superios. 2) Las Formaciones Es Prado y Veta Negra (Corvalin y Divila, 1964).

s sedimentarias cenomicas constituyen la denominada fsmaci6n Navidad compuesta psr rocas sedimentarias de edad Creticico - Plisceno (Cedoni,

1968). Dichas rocas afloran principalmente en el sectsr suroeste del Are, estudiada y al este de la localidad de Cartagena (fig. 2).

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54

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ents alluviaux d'or, La Paz, 1-5 juin 1991

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Fig. 3: Distribucibn de los lavaderos de Oro en Chile Central. 5 6


Los sedimentos cenozoicos forman parte de depdsitos no consolidados (fluvial, aluvial y eluvial) de edad Terciario Superior-Cuaternario. Los sedimentos fluviales se distribuyen principalrnente en los valles de los rios y esteros constituyendo depdsitos de terraza O material de acarreo de los cauces fluviales actuales. Los depdsitos de terrazas fluviales se distribuyen tarnbién en las planicies litorales y al parecer estarian relacionados con antiguos cursos fluviales.

PLACERES AURIFEROS

PLACERES FLUVIALES

En estos placeres (Peebles y otros, 1987) la accidn fluvial ha sido el agente principal que ha intervenido en la formacidn de los depdsitos. En ellos el material aurifero ha sido transportado por el agua, desde su fuente de origen y depositado junto a otros minerales pesados en valles y planicies litorales, constituyendo dep6sitos de terrazas antiguas, y en los lechos actuales de rios y esteros (fig. 3).

Estos depdsitos han sido clasificados en 2 grupos:

- Depdsitos Fluviales de l a Generacidn. Dichos depdsitos se han originado a partir de la erosidn de vetas u otros cuerpos hidrotermales. Después de un proceso de transporte el material con contenido aurifero junto con otros minerales pesados, se ha concentrado en los lechos de las quebradas actuales O se ha distribuido en conglomerados de terrazas costaneras (Peebles et al., 1987). Entre estos depdsitos se pueden mencionar los de las terrazas altas del estero Marga-Marga, y los lechos actuales del sistema hidrogrifico del estero Yali (fig. 3), sector suroeste del irea estudiada (GonzBlez et al., 1988).

- Depdsitos Fluviales de 2 a Generacidn. Estos placeres también se han originado por erosi6n de yacimientos auriferos hidrotermales y depositados posteriormente en terrazas altas; pero posteriormente dichas terrazas han sido parcialrnente erodadas generalrnente por procesos de erosidn retrdgrados de las quebradas, dando corno resultado una segunda depositacidn del Oro en los lechos actuales de las quebradas. Como ejemplo se pueden mencionar los lavaderos localizados en los lechos actuales de las quebradas Marga- Marga, Quincanque, Rosaria Arriba, Orrego Arriba y Quebrada Honda de Cartagena.

PLACERES LITORALES

Esta clase de placeres se ha depositada en las quebradas y desembocadura de los rios en el océano, generalrnente en ambientes deltaicos. En estos placeres el Oro se presenta en pecas muy finas que se distribuyen en los bordes de lagunas costaneras (albuferas). Un ejernplo de este tipo 10 constituye el depdsito aurifero de la laguna Colejuda (Gonzilez, 1984), desembocadura del estero Yali (fig. 3).

PLACERES ELUVIALES

Estos depdsitos provienen, en el Brea estudiada, de la erosidn del granit0 paleozoico y la depositacidn en relieve mis bajo del material regolito procedente de dicha erosidn. Dentro de dicho material se concentra Oro eq cantidades comerciales.

57 I


Estudios realkados en el armito Paleozoico de la Costa, comprueba .os de eden d backgr6und de oro para este tipo de rocas efcual deberia ser del orden de

los 0,004 ppm sbtenii5ndsse valores del orden de los 0,001 a 0,008 ppm. erosi6n de esas rocas ha producido en dgunos lugares concentraciones como ejemplo se pueden mencionar los depdsitos del Junquillo d sur del rio Rapel y la Pdmilla en Villa emma (fig. 3) (Ruiz y Peebles, 1988).

De acuerdo a los factores geoldgicos que contribuyen a la formaeidn de los placeres aurfferos en el litoral centrd y a su forma de depositaciiin, se &a dividido el Brea estudiada en 3 sectores principales: seetor Estero Marga-Mxga, sector Centrd entra Quebrada Casablanca

tonio, seetor al sur del rio Maipo, zona estero El Ydi. I

Los lavaderos del seetor del Estero de Maga-Maga se distribuyen en las terrazas y esteros Maga-Maga, Las Pdmas y QuilpuC; en las inmediaciones de la eiudad de Quilpu6 y a 30 km al este de la ciudad de Vifia del varez, 1964). En la regidn apareee uha ewtensa ferrma a ~ n a cota media de 200 m s.n.m., formada por conglo~~~erados, areniscas y arcillas grises, que conatiene oro libre con kyes variables de 0,2 a 2.3 gh-113 de oro, aparecen tam'oiin otros 2 niveles de terrazas inferiores con mineraliaacidn aurifera. Dichas terrazas se originaron por sucesivos solevantmientos de la costa 10 que origin6 un proceso de erosibn retrogrado de las quebradas principales que erodaron la terraza mis mtigua (Alvarez, 1964; Peebles y otros, 1987).

El oro de ~ a ~ a - ~ a r ~ a se supsne que se originii por la erosidn de vetas de euarzo aurifers encajadas en el batdits pdeozoico de la costa, el cual aflora inmediatamente al Este de la terrua principal. El oro fue posteriormente transportado a los niveles inferiores. Se supone que este rnismo proceso sucedi6 en otros lavaderos dentro del iirea; induyendo los lavaderos de Villa Aemana y el de las Dichas.

En el seetor central, entre %a Quebrada CasabPmea y el rio Maipo, 10s p1ace.m auriferos, en grm parte aparecen relacionados con materides sedimentariss de composicidn prineipdmente voleinica, provenientes de la erosidn de terrazas de la misma composicidn, psr cursos actudes y su transporte y depositacidn esencialmente en sectores de eseasa pemmdiente. La csmposicidn litoldgica corresponde esenacidrnente a mdesitas porfiricas y afmitieas y rislitas, ademas de disritas y grnodisritas subordinadas. La fuente de origen de estos placeres, dada %a composicidn de las gravas, csnstituidas por mdesitas, scoitas, rislitas, etc., estaria relacionada con las formaciones Lo Prado y Veta Negra, ubicadas apsoximadmente 30 km Saacia el este.

Tipifica este tipo de depdsitos el placer aurifero Quebrada Moters, ailuenate de la Quebrada Honda de Cartagena. La Quebrada Mofero tiene una extensidn aprsximada en direeciiin E-W y se origina en una terraza fluvial antigua, zona del Turco, formada por arenas cuarciferas sobre la cual se ha depositado un nivel de gravas de buen redondeamiento y esfericidad, de co-mposiciiin esencialmente mechica con matriz arenosa rodados de Bgatas. El oro en este lavaders aparece en "pecas" con leyes medias de 0,8 dm Y de Au (Fuenzalida, 1964; Peebles y otros, 1987; Gonziilez y otros, 1988).

En el seetor ubicado al Sur del Rio Maipo y en la zona del Estero El Ydi, aprecen extensos aflsrmientos del Batolito de la Costa con predominio de rocas de composicidn

58


topalitica. En este intrusivo aparecen-vetas de gran corrida .con potencias variables entre 0,40 rR,hasta 2 m y compuestos principalmente por cuarzo con mineralizacidn de pirita, Oro y en algunos casas algo de plomo y zinc. ~

Estas vetas son interceptadas y erodadas en varios lugares por la fed fluvial del estero Ef Yali y ello ha dado origen a varios placeres auriferos ubicados en el lecho actual de dichas quebradas. Una zona tipica por la gran concentracidn de lavaderos, es la localidad de San Pedro; también es de interés un lavadero ubicado en la laguna Colejuda, desembocadura del estero El Yali.

CONCLUSIONES

Los estudios realizados hasta el moment0 permiten concluir:

1.- Los placeres a u r i f e provienen de la erosidn de vetas auriferas del Batolito de la Costa y su depositacidn se ha producido ya sea directamente en los cursos fluviales actuales O sobre terrazas litorales las que posteriormente han sido parcialmente erodadas originando lavaderos de 2a Generacidn.

2.- Algunos lavaderos provienen de la erosidn de vetas emplazadas en el batolito Central y que han afectado las formaciones Lo Prado y Veta Negra. Los rodados procedentes de la erosidn de las rocas de dichas formaciones, se han depositado en las terrazas labradas por el rio Maipo y en las nacientes de quebradas tributarias orientales de la Quebrada Honda de Cartagena. _ -

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SEDIMENTOLOGIA Y MINERALOGIA DE PLACERES AURIFEROS Y SU RELACION CON YACIMIENTOS.HIDROTERMALES

IRMA GONZATBZ MuRoz

Departamento de Geologia y Geofisica. Universidad de Chile. Casilla 135 18, fhrreo 21. SANTIAGO-CHILE

RESUMEN: Se presenta el estudio de lavaderos de Oro que se encuentran en la zona del Litoral Central de Chile, entre los 33" y 34' latitud sur y 70'50' long. oeste y el mar chileno.

El objetivo principal del proyecto que se est6 desarrollando en el Depto. de Geologia, es conocer la relacidn existente entre estos dep6sitos auriferos y su fuente de origen. En cada un0 de estos placeres auriferos se ha definido el marco geol6gico, sobre la base de fotografias aéreas y mapeo de terreno. Se han tomado muestras de perfiles para reconstruir la columna estratigrafica para interpretar la serie de eventos ocurridos antes, durante y después de la depositacidn aurifera, relacionando esta informaci6n con la geologia regional. Para el10 las muestras tomadas tanto en los diferentes placeres auriferos, han sido sometidas al estudio granulométrico, determinado los parimetros texturales estadisticos, factor de forma de las diferentes especies mineral6gicasY observacidn de huellas microtexturales con énfasis en los minerales pesados y granos de Oro. Segtin los datos obtenidos a partir de los parimetros citados se ha podido reunir la informaci6n de 17 lavaderos. La documentacidn de 6 yacimientos mantiformes, 62 yacimientos de Oro vetiforme y el estudio de las rocas que presentan anomalias auriferas del irea, han permitido establecer el mecanismo de depositaci6n y el posible origen de algunos de los lavaderos objeto de este estudio.

Se ha podido comprobar que la mineralogia de los sedimentos resistentes residuales, tiene una estrecha relacidn cualitativa con la composicidn mineraldgica del protolito del cual proceden; a modo de ejemplo, se puede citar a Marga-Marga, placer aurifero formado por sedimentos que provienen de rodados graniticos por accidn de erosidn en el mismo lugar O han sido 'transportados desde las vetas emplazadas en el Batolito de la Costa. Sus fracciones residuales son abundante en cuarzo, ilmenita, magnetita y circ6n. En otros sectores los lavaderos estin asociados a la acci6n conjunta de la erosidn del Batolito de la Costa, Batolito Central y formaciones Lo Prado y Veta Negra siendo estas dos tiltimas formaciones las responsables del aporte de gran cantidad de rodados volcinicos, los cuales tienen una gran extensi6n areal depositindose éstos en terrazas y quebradas. Ejemplos de este tipo de dep6sitos auriferos son: Quebrada Motero, Lagunillas, etc, formados por un proceso fluvial y eluvial. La mineralogia asociada est6 formada principalmente por cuarzo, epidota, igata, granates, circ6n y magnetita.

ABSTRACT. The purpose of this study is to describe the gold placer deposits that are found in the coastal zone of Central Chile, between 33" and 34" South latitude and to determine the origin of these deposits.

Aerial photographs and field mapping have been used to define the geological setting and topography. Samples have been taken in stratigraphic profiles to recognize geological events that occur before, during and after the gold deposition.

61

... Fig. 1: Mapa de ubicaccih del 5rea de estudio

En estos estudios de los placeres aurfferos se ha centrado el inter& en caracterizar algunos de estos depbsitos desde'el punto de vista sedimentol6gico, mineralbgico e intentar establecer los procesos que hicieron posible su csncentraci6n, transporte y erosi6n desde su fuente de origen. En varios de los estudios reafiiaados han participado alumnos de la curera de geologfa, csmo parte de su actividad eurricular colaborando al Proyecto del DTI A- 1700 - 9044, de la Seeei6n Ecsn6mica del Bepartamento de Gmlogfaa, Facultad de Ciencias Fisicas y Matemiticas de la Universidad de Chile.

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I


EL MARCO GEOLOGICO REGIONAL Y EL METODO DE ESTUDIO

El kea de estudio esta comprendida entre los 33" y 34" latitud sur y 70"SO' longitud oeste y el Océan0 Pacifico. Corresponde a una franja de Chile Central, en la cual se distinguen las siguientes rocas y sedimentos: 1) Rocas metamdrficas e intrusivas paleozoicas; 2) Rocas volcinicas y sedimentarias mesozoicas y rocas intrusivas mesozoicas-cenozoicas y 3) Rocas sedimentarias y sedimentos cenozoicos.

-.

1) Las Rocas metamdrficas forman el Basamento Cristalino (Formacih Quintay del Paleozoico Inferior y/o mis antiguo; Corvalh y Divila, 1964), cuya extensidn en la parte norte aflora desde Viiia del Mar hasta Caleta Quintay, donde est6 constituida principalmente por anfibolitas, neises y franjas de cuarcitas intercaladas; entre las Cruces y San Antonio afloran anfibolitas y neises con intercalaciones de esqüistos. El Batolito de la Costa (Muiioz Cristi, 1962), conformado por rocas intrusivas constituido esencialmente por tonalitas y adamelita, con granodiorita y granit0 subordinados. La edad de este Batolito de la Costa fue asignada al rango Devdnico Inferior - Carbonifero Superior (Corvalin y Munizaga, 1972; Vergara y Drake, 1979), no descartindose intrusivos mis jdvenes (Vergara y Drake, 1979). En el sector nororiental del irea aflora la formacidn El Caj6n (Corvalin y Divila, 1964) constituida por rocas metasedimentarias y metavolcinicas de probable edad paleozoica superior O Triisico- Liisico.

2) Las Rocas volcinicas y sedimentarias mesozoicas y rocas intrusivas mesozoicas- cenozoicas se agrupan en diferentes formaciones definidas por Thomas (1958), que abarcan el lapso Jurisico-Creticico Superior. Las mis antiguas corresponden a la formacidn Horqueta. Las formaciones Lo Prado y Veta Negra (Thomas, 1958), asignadas al Creticico Inferior y la formacidn Las Chilcas de composici6n volchico-sedimentaria asignada al Creticico Inferior. El Batolito Central (Muiioz Cristi, 1962), complejo litoldgico compuesto esencialmente por dioritas y granodioritas, cuyas determinaciones radiométricas y relaciones de contacto permiten asignarle una edad Creticica Superior O Terciaria Inferior, pero existen dataciones que indicarian localmente una edad jurisica (Corvalin y Divila, 1972; Vergara y Drake, 1979). El Batolito Central intruye a las formaciones mesozoicas produciendo fendmenos de metamorfismo de contacto y alteraci6n hidrotermal, responsable de la generaci6n de una variada mineralizacibn metdica y no metdica. La principal mineralizacibn metdica es aurifera.

3) Rocas Sedimentarias y Sedimentos Cenozoicos. Las rocas sedimentarias comprenden la formacih Navidad (Darwin, 1846), asignada al Mioceno y propuesta como Grupo Navidad, de edad Creticico-pliocena por Cecioni (1968). Los sedimentos cenozoicos forman parte de depdsitos no consolidados de tipo fluvial, aluvial, eluvial, ecilico y marino del lapso Terciario Superior - Cuaternario. I

La distribuci6n de los yacimientos auriferos vetiformes y la ubicaci6n de los placeres auriferos (fig. 2) permiten establecer el origen de estos placeres, en las diferentes formaciones geoldgicas, que en forma generalizada se pueden agrupar de la siguiente forma: a) Erosidn del Basamento Cristalino; b) MeteorizaciBn del Batolito de la Costa; c) Erosidn de rocas alteradas y vetas hidrotermales auriferas del Batolito de la Costa; d) Erosi6n de paleoplaceres.

Peebles et al., (1987) clasifican los placeres auriferos del Litoral Central del Pais en dos tipos: I) placeres auriferos fluviales y II) placeres eluviales en parte residuales.

63

Gisements alluviaux d'sr, La P a , 1-5 juin 1991

Fig. 2 Mapa de distribucidn de los recursos auriferos.


0 Depositos aluviales y dunas (Cuaternario)

0 Terrazas (Cuaternario)

Formacidn Navidad (Terciario superior)

DIS~ORDANCIA Formacidn Las Chilcas (Cret~cico SUpefiOf)

PROBABLE DISCORDANCM

Formacih Veta Nega (Cretdcico inferior)

Formacidn Lo Prado (Cfetdcico inferior)

Formacibn Horqueta (Jurdsico superior)

D Formacidn Meldn (JurAsico medio) DISCORDANCIA

Formacidn El C a j h (Paleozoico swperior)

Formacich Quintay (Pdeozoico inferior y/o mas antiguo) DISCORDANCIA INFERID.4

c171) Batolito de la Costa '(Paleozoico)

PA CORESPO A. 1 P6ACIMIEWITQS VETIFQRUES

--

1 - Descubridora, 2 - Santa Teresita, 3 - Fortuna de Vichuculen, 4 - Las Petras, 5 - Pinta 1-12, 6 - Ancha, 7 - Blanca Rosa, 8 - Duramnillo, 9 - Electra, 10 - El Litre, 11 - El Cura, 12 - Santa Clara, 13 - El Horca, 14 - La Parra, 15 - Escandalosa, 16 - Laguna Verde, 17 - Rica Josefa, 18 - Charlotte, 19 - Honda, 20 - Honda, 21 - Nueva California, 22 --El ,RisCo, 23 - Ventana, 24 - Rernayana, 25 - Fresia del Carmen, 26 - Marta, 27 - Santa Rita de Coliguay, 28 - El Durazno, 29 Papagayo, 30 - El Agua, 31 - La Finca, 32 - Carmen, 33 - La Union, 34 - DesengaAo, 35 - San Pedrij;" - 36 - Fortuna de Lampa, 37 - Nueva Alaska, 38 - Gaby 1, 39 - Transversal, 40 - Fray Andrbs,. - 41 - Dolores, 42 - Maria Alta y Baja, 43 - Videla, 44 - Vetd de Agua, 45 - California dèCuracavi, 46 - Cancha Rayada, 47 - Horcones, 48 - Fortuna, 49 - Traviata, 50 - Cholqui, 51 - Buena Esperanma, 52 - Irrna, 53 - Alhué (Madariaga), 56 - San Anastasio.

5. MACIMIENTQS DE QRQ MA~TIFORMES 60 - Opositora, 70 - Laguna del Alto, 71 - Elba, 72 - Santo TomAs.

79 - San Pedro de Quillota, 80 - Marga-Marga, 81 - La Palmilla, 82 - La Patagua, 83 - Llampaico, 84 - Las Dichas, 85 - Tiltil (California), 86 - Lagunillas, $7 - Leyda, 88 - San Antonio, 89 - Quincanque, 90 - Paso de Las Vacas, 91 - Quebrada Motero, 92 - San Pedro, 93 - Quilamuta, 94 - El Yali, 95 - Valle Alegre.

C. PLACERES AURIFEROS

6 5



Los lavaderos desarrollados en la cuenca del estero Marga-Marga, tienen su distribuci6n areal en las terrazas y ademis en los Esteros Las Palmas-y Quilpui. Se distinguen 3 niveles de terrazas, las cuales contienen Oro libre, producto de erosidn de vetas de cuarzo aurifero, emplazadas en el Batolito Paleozoico de la Costa. Este Oro transportado a niveles inferiores se encuentra a diferentes metros de profundidad depositindose en ocasiones en falsas circsls. En la misma direccidn del curso del estero Marga-Marga existe una falla que ha levantado el sector sur respect0 al lado norte de dicho estero (fig. 4).

Fig. 4 : Corte esquemitico N-S de las terrazas y lecho del Estero Marga-Marga.

Los resultados de los parimetros texturales de los sedimentos obtenidos de los lavaderos Marga-Marga, La Palmilla y La Patagua, se exponen en la tabla 1. Estos parirnetros texturales determinados por el método computacional de momentos estadisticos segtin f6rmulas de Mc Bride (in Carmer, 1971) indican que corresponden a sedimentos fluviales. A la misma conclusi6n se llega segdn el grafico de anilisis multivariante discriminativo de Sahii B. (1964), modificado por Gonzilez (1984). Los sedimentos Caen en el campo de transporte fluvial.

Tabla 1: Parametros texturales de los sedimentos auriferos del sector Marga-Marga.

Las pepas de Oro recolectadas en las muestras procedentes de este sector, tienen un tamaiio que fluctiîa entre 2,5 y 0,05 mm; son de color amarillo, superficie rugosa con baja esfericidad y mediana redondez, 10 que revela una corta trayectoria recorrida desde su lugar de origen (fig. 5). Algunos granos aiin mantienen atrapados granos de cuarzo. Otros presentan en sus bordes "embarquillamiento" 10 cual est6 indicando una laminaci6n seguida de plegamiento sobre si misma (fig. 6). Un grado de rugosidad y marcas de corrosi6n en su superficie (fig. 7 a lO), revela una trayectoria mis larga desde el desprendimiento de su fuente de origen O haber permanecido expuesto a la acci6n de la erosi6n durante un tiempo prolongado, O esta erosi6n oper6 intensamente en un breve laps0 de tiempo y un recorrido de transporte relativamente corto.

6 7


anca hasb estero tonio y comprende los lavaderos (gf9-

En el sector comprendido entre Casablanca y San tonio (fig. 2) el sedhento aurtfero se eneuentra ligado priacipalmente a clistos volehi Estos conglomerados tienen una distribuciiin areal bastante extensa, depositados sobre capas bastante potentes de como sobre el granito paleozsice del Batolito de la Costa y Basamenes Cristaho

1 como so tienen aenas, limos arcillosos de um promedis de 4 m de potencia. Los clastos p una alta esfericidad y redondez. El oro libre aparece relacionado a bo9osnes ganfticos, tonaliticos y de euarzo procedente de erosidn m6s reciente. %;a matriz de estos sedimentos esta fornada por menas que contienen cuarzo, feldespatos y los minerales pesados residuales obsewados son epidota, ilmenita, m etita, cire6n y augita (fig. II). En los lavaderos del sector de Lapnillas, El Turcs y Lo ara predominan los rodados volc8nicos con abundamte andesita, jaspe9 epidota y magneth.

Las particulas de oro procedentes del sector lometria h a (tamafio Sepisr a 0,7 mm), alta redondez y baja esfericidad. Se dete raciones una reciente sin gran transporte y otra con huellas de impacto y estrias de friecibn (fig. 12,13 y 14).

Enhe los placeres auriferos emplazados en este sector se destaca Quebrada euil ademAs de los minerales mendonados, abmdan las iigatas bien redondeadas transportadas por un proceso fluvial como el resto de los sedimentos.

En la tabla 2 se expresan los resulbdos de los parimetros estadisticos t turales para los diferemtes sedimentos que ineluyen la sobrecarga hasta el manto aurifers (ckca). El espesor de la sobrecmga es de 4 m y se distinguen seis estratss donde las cuatro capas superiores gresentan caracteristicas similares alternando capas de cantos y gravas con capas de arena

ara termina en la c i r a en una capa de gava con una matriz de arena

SECTOR C: Se extiende entre el rio aipo y el estero El Yali (San Pedro) (fig. 2) y comprende los lavaderos de Quincanque (89)., Paso de Las Vacas (go), Quebrada Motero (91), San Pedro (93, Quilamuta (93), El Yali (SM.) y valle Alegre (99.


Fig. 5: Oro mantiene atrapado un grano de cuarzo. Lav. Marga-Marga (Escala: 3,3 milimetros). Fig. 6 Partlculas de Oro de forma laminar con bordes plegados e irregulares; Marga-Marga (Escala: 134 micras). Fig. 7: Lfiminas de oro, plegadas con bordes redondeados y superficies alberadas Ipor erozsi6n; La Patagua @cala:

Fig. 8: Oro en lfimina, circones, magnetitas, etc. La Patagua @cala: 330 micras). Fig. 9: Laminas paralelas de Oro y lfiminas con pliegues y embarquillamiento; La Palmilla @cala 170 micras). Fig. 10: LAminas de Oro "embarquilldas"; La Palmilla (Escala: 33 micras). Fig. 11: Minerales pesados residuales. a) Augita, b) Circon, c) Magnetita y d) Ilmenita @cala: 170 micras). Fig. 12 Uminas de Oro plegadas con los bordes suaves y superficie8 alteradas @cala: 40 micras). Fig. 13: Se distinguen las l a m i n a s de Oro "embarquilladias" (Escala: 13 micras).

134 micras).

69


1. ..... E!EGZC?E .... .I ............

Media X 2,866 3,661

De%V.eSt. 2,788 2,614

simetria -6,473 -0,031 Kuvtssis 0, 173 6,167

, KUPt. Florrn. O, 147 6, 143

Los par%metros texturales de $a fracci6n arenosa (tabla 2 ) del manto aurifero, correspondientes a los lavaderos de Quincanque ($9 a y 89 b), El Yd i (94 a y Wb), y Valle Alegre (95 a y 95 b) indican que en todos estss sedimentos predominan %as arenas gmesas, con un coefiiciente de selecci6n moderado. Los sedimentos de Quineanque presentan asimctria

ativa2 10 m a l demuestza un predomimio de granulometria gmesa.

El estudio de la mineralogia y morfologia de Ilos sedimentos del mmto aurifero de eada uno de los lavaderos selemionados en el sector C9 se llevd a efecto en las fracdones superiores a 6.5 mm y Io retenido en %os tamices 6,125 mm. Los resultados obtenidos de seis lavaderos muestreados en diferentes oportumidades, indican una nsociacidn minerd6gica semejante para los lavaderos El Yali, San Pedro, Quilamuta, Valle Alegre y variando la composicidn mineral6gica cualitativva y cuantitativmente en los placeres de Quinmnque y Paso de las Vams. Los placeres auriferos del primer grupo tienen una composicidn mineraldgica media siguiente:

de las dos fracciones analiaadas para cada muestra estgn formados por cuarzo,

piroxenosa epidola, ilmenita netita. En los sedimentos de los tamices 0,125 mm la eshicidad y redondez son b n respecto a la fracd6n superior a 6 3 mm y es posible apreciar formas euhedrales. las muestras de los lavaderos Quincanque y Paso de las Vacas, la mimeralogfa est9 estrechmente ligada a los rodados que apsrta eI rio Maipo, dejando sedimentos emiqueeidos en cumo, feldespatos y micas en las fracciones gruesas, mientras que en las fracciones finas se concentra los minerales pesados destachdose magnetita, ilmenita, epidota y circ6n. Esta misma asociaci6n mineraldgica se eneuentra en la porcidn residual junto

las de oro. En estos concentrados la magnetita alcanza hasta un 60%, la ilmenita nos y anfibolas 8%, el c k 6 n 15% y los granates 5%.

feIdespatos y micas, y el 26 Es forman minerales m6ficos en los que se destacan los

Las mediciones y determinaciones de tamafis, esfericidad y redondez de una. poblaci6n de 17 granos de oro procedentes del sector de Quincanque e s t h expuestas (tabla 4). Los tamafios de los granos de oro Ruct15an entre 0,2 a 6,4 mm de ancho, 0,3 a 6,8 mm de largo y 4 1 a 6,3 mm de espesor; predominan los granos de forma aplanada. Los bordes son redondeados y la esferiddad fluetfia entre 0,d a 6,5.

7 0


Fig. 14: Microtexturas de erosi6n de una l h i n a de Oro (Escala: 6,6 micras) Fig. 15: Oro, granate, magnetita, ilmenita, augita (Escala: 33 micras). Fig. 16: Oro granate, rnagnetita, circdn, etc. Particula de Oro formada por paquete de l6minas con

Fig. 17: Oro embarquillado y minerales pesados (Escala: 670 micras) Fig. 18: Grano de Oro con baja redondez y alta esfericidad. Se observa espacios que a6n no han

Fig. 19: Huelias microtextuales de arrastre de la superficie del grano de Oro (Escala: 10 micras).

sus bordes redondeados (Escala: 66 micras).

sido cerrados (Escala: 33 micras).

Tabla 4: Esfericidad y redondem de los’17 granos de Oro, proyectados sobre grAffica de estimaci6n visual de Power.

E s f A

71

ctor A %a proeedeneia mas importante del ors es desde las vetas de cuarzs aurffers n el granits paleezoim del Batdito de La. Costa erosiomadas psr amitein fluvial del

Estero ~ a r ~ a - ~ ~ r g ~ y rîo Aconcagua. La acdiin erssiva y de transporte produjo diferentes nivelas de terrazas en los euales estiilm Bars mantss auriferos separados por falsas ciras. La tect6nica juega un rol importante produdendo desnivelas en las terrazas fornadas a m o por ejempls la falla mincidente con el curso del Marga-Marga> la cual levanta el bloque sur con respects al lado norte del Estero.

En la zona B, mayoria del oro proviene del Batolito Central, donde isten numerosas vetas de cuarzo aurifero. Rodados de estas, junto a rocas volcbims, mediante un largo proceso de transporte han eubierto grandes e tensiones hacia el oeste formando capas de mnglomerados, en cuya rnatriz se eneuentra el material portador del ors; no se descarta la participaci6n subordhada de vetas del Batolito d i la Costa,

En la zona C, el Ris aips ha sido el principal agente de erosi6n y transporte de sedimentos desde las vetas de las Formaciones VoleBnieas. Junto con la aecibn de rneteorizaei6n del Batolito de La Costa han producido concentraei6n aurifera en quebradas, esteros, rios y terraas (Quinanque, El Yali, Quilamuta, Valle

7 2

- Gisements alluviaux d'or, La Paz, 1-5 juin 1991

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THE GOLD AND RARE EARTH BEARING PLACER DEPOSITS FOUND ON THE LEON DE ORO AND TOR0 DE ORO CLAIMS, URUBAMBA AND YANATILLI

RIVERS, DEPARTMENT OF CUZCO, PERU

ALLEN DAVID V. HEYL

11580 Mira Loma Road. Reno, Nevada 89511, U.S.A.

ABSTRACT: The Leon de Oro and the Tor0 de Oro claims in central Peru have been evaluated and explored by several mining companies, Peruvian and international agencies since 1981. These investigations have discovered in the river sediments mineral resourwand, reserves of gold, rare earths, zircon and ilmenite.

Leo Bacher and Compafiia Minera Intercontinental, S.A., are the holders of the mining rights to twelve denuncios (claims) on the Urubamba and Yanatilli rivers in central Péru,. These claims control 48 kilometers of river Channel. The floodplain averages 200 - 300 meters wide, with a range of 30. to over 1,000 meters in width. The climate is tropical, with a topography of high mountains surrounding the river Valley.

The infrastructure in the area is moderately developed, with al1 weather road access to the property and a railroad terminus, electricity, and telephones in the nearby town of Quillabamba. Local labor costs are inexpensive, and most necessary supplies are available locally or in Lima.

The regional geology consists of Paleozoic rnetasediments, 3 to 5 kilometers thick, that have been intruded and deformed by felsic plutons of late Paleozoic, Mesozoic, and Tertiary ages. Associated with the plutonic activity was precious and base metal mineralization in several types of deposits. The rivers have a watershed of approximately 30,000 square kilometers above the claims. Besides the gravels of the floodplains, large paleoterraces remain on the canyon sides. The river gravels are sorted into five sizes, and are very low in Clay content, high in Sand and have a average maximum boulder size of 3 feet in diameter. The rivers are braided and lay down the sediments as point bar deposits. On the property the rivers have a average gradient of 5 meters per kilometer and a average width of 50 meters.

Gold mineralization is as small flakes, usually less than 2 mm in size, and are disseminated in a fairly homogeneous manner throughout the river gravels. The gold has a fineness of 0.93 to 0.96, and grades fiir -the-gold can range from 0.03 to 6 grams per cubic meter of bank run gravel. The gravels- also contain 0.4 to 1% zircon which have rare earths and zirconium. The rare earths have a tenor that is apparently unique, with a 30 to 35% heavy rare earth content; versus-the typical rare earth deposits tenor having only 1 to 7% heavy rare earth content. The last mineral of economic interest in the gravels is ilmenite. This mineral comprises 0.6 to 1.5% of the bank Fun gravels.

The geologic resource of the property, including both the floodplain gravels and the paleoterraces, would be a minimum of 472,500,000 cubic meters of gravel grading 0.25 grams gold and 3% heavy minerals per cubic meter. The possible reserve of the property would be 115,OOO,OOO cubic meters of gravel of the same grade.

This property was initially looked at solely for its value in gold. With time it was realized that the property's values in other minerals were much higher than the gold, and when eombined together al1 of these minerals give this property a favorable economic outlook in eomparison to other placers that are currently in production in Peru. This property has sufficient resources and reserves to merit further development work.

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E : Les placers de Le6n de Oro et de Tors de Oro (PCrou central) ont 6tC e tvalu6s par plusieurs compagnies mhi8res ainsi que des bureaux de recherche ptruviens ou internationaux depuis 1981. Ces recherches ont montr6 l'existence d'or, de terres rares, de zircon et d'ilmenite.

Leo Bacher et la Compafiia hera Intercontinental .a. sont les plus anciens concessionaires (12 concessions) dans les vall6es de 1'Urubamba et du Ymatilli. Ces placers s'étendent sur 48 %ma le long de la rivi8re. La plaine d'inondation est longue de 200 i 366 m8tres en moyenne avec des extr2mes de 36 à plus de 1600 m. Le climat est tropical et une topographie de haute montagne longe la vallte.

Les infrastructures sont moyennement d6veloppCes : routes praticables par tous temps vers la propri6t6, terminus de chemin de fer, 6lectriciti et téltphone 5 Quillabamba, la ville la plus proche. Le cocit du travail local est bon marchi, et l'on peut se procurer la plupart des fournitures necessaires sur place ou i Lima.

Des metasedhents paltozoyquis, épais de 3 a 5 b, qui ont eté intrud~s et deformés par des plutons felsiques d'sge tardi-pa160zoique9 mtsozoïque et tertiaire affleurent largement. Sous plusieurs types de dipôts, la min6ralisation de m6taux pr6.cieu.x et de metaux de base a 6tt associte i I'activittb plutonique. es rivières ont un bassin versant d'environ 30 060 km2 en amont des concessions. En plus des graviers des plaines d'inondation, il reste de grandes pal6oterrases sur les versant des cmyons. Les graviers de riviGre sont r6partis en cinq classes

- granulometriques et contiennent peu d' de, beaucoup de sable et ont une dimension moyenae de blocs de 3 pieds de diamè Les rivières sont anastomostes et dtposent les sidiments eal'point bars". Sur la concession, les rivibres ont une pente moyenne de 5 m par kilomètre et une largeur moyenne de 56 m.

La minCralisation d'or se prCsente sous forne de petites paillettes, dont la dimension e7alement .inf6rieure i 2 mm. Elles sont diss6minées de fagm très hornoghe dans les

alluviaux. L'or a une finesse de 6,93 O,!%, et la teneur en or peut aller de 0,63 B 6 g par mbtre cube. Les graviers contiennent aussi 094 à 1% de zircon contenant s terres rares et du zirconium. La teneur en terres rares est apparemment unique : 30 i 35 de terres rares lourdes, alors que les dépBts de terres rares typiques en contiennent seulement 1 à 7%. Le dernier minéral d'int6ret économique contenu dans les graviers est I'ilmCnite (0,6 à 1%).

Les ressources gtologiques de la concession, en tenant compte 2 la fois des graviers de plaine d'inondation et des palCoterrasses, seraient au minimum de 472 560 000 lima3 de graviers avec une teneur de 0,25 g d'or et 3% de minbraux 16urds par mètre cube. La rCserve possible de $a propriete serait de 115 000 O06 m3 de graviers de m9me-teneur.

Cette propriete n'a 6tC considérte au dtpart que pour-sa valeur en or. On s'est rendu compte, avec le utres minéraux 6taieXplus randes ue celles de

favorable par compa placers --@oinmunément e

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-

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INTRODUCTION

The following report was compileb with information from the Peruvian ' Instituts Geolbgico, Minero y Metaliirgico, Compaiiia inera Intercontinental, .9 reports from companies that have leased the property from-Giompafiia Minera Intercontinental, and from

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--


months of work on the property in 1987 and 1988. This report summarizes pertinent criteria for a dredging operation on the placer deposits and gives geologic resources and possible reserves from a data base of over 5,000 cubic meters of grave1 sampled and processed.

THE STUDIED AREA.

The placer deposits are controlled by twelve denuncios or claims, comprised of the five Leon de Oro and the Seven Tor0 de Oro claim groups. They form a contiguous claim block 48 km long containing 5,232 hectares (11,510 acres) of land. The claims are on the eastern side of the Andes mountains, 450 km east of Peru's capital City of Lima (fig. 1). The nearest major City is Cuzco, 150 km to the southeast, and the nearest town of over 5,000 people is Quillabamba, 46 km to the south of the southernmost claim. The claims are in the district of Echarate, the province of La Convencih, in Cuzco department3 Peru.

.&F&l: Map of the department of Cuzco (Peru).

The topography around the claims is quite rugged, steep to almost vertical mountains - wtth3,OOO to 2,000 meters of vertical relief bound the Urubamba and Yanatilli Valley floors.

The flood plains are generally 200 to 400 meters wide and lie at an elevation of 800 meters. From-steep and narrow side canyons strong streams that flow into the main Valley have deposited thick alluvial fans that have covered or intermixed with older river terraces.

The climate is tropical with more than 40 inches of annual rainfall and vegetation is typical of the upper Amazon Basin: A rainy season lasts from December to March; the dry season is remainder of the year. Temperatures have averages of 25 - 30 degrees centigrade.

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During the rainy season, travel by roads ssrnetimes can be delayed bgr flooded astrems, landslides, and fallen trees.

The local Quechua and Machiganga Indians have ganned gold frsm the Umbamba and Yanatilli rivers for thousands of years. The area was not settled by the Spanish until the mid- 1806's. There have been no mechanized mining operations in the daim a r a , but srnaIl tonnage, underground precious and base metal mines have operated earlier in thmis century. Local residents continue to use basic panning and sluicing methods for. eollecting gold from the rivers.

Approximately 20 years ago, the army built an al1 weather grave1 road from Cuzco through Quillabamba and north ts Pongo Manineque to control this region. This, dong with the breakup of the hacienda system in the late 1960's, promoted the gowth of small farms in the area of the daims.

Mr. Leo Bacher, a construction engineer from Waco, Texas, was in Peru looking for favorable gold placers in 1980 and 1981. Me acquired the seven Tors de Oro daims in 1981 aftes finding good gold values and formed Compaiiia Minera Intercontinental, S.A. (fig. 2). In 1983, Superior Oil Company picked up an option on the daims and planned to develop a

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10,000 cubic meter/day dredging operation (Shafer, 1983). Overseas buyers for the planned concentrates and railroad contracts for shipping were arranged. Mobil Oil took over Superior Oil that year, however, and Mobil pulled Superior out of the mining business. Three other small mining companies acquired leases on the Tor0 de Oro and Leon de Oro claims (staked in 1985) between 1984 and 1988. Each Company started the initial contracts for production but had to shut down for lack of funds after a minimum of work.

Fig. 3: Distribution of Upper Paleozoic volcanic and plutonic rocks in the Andes of southern Peru. According to Lancelot et al. (1978).

GEOLOGY

GEOLOGICAL BACKGROUND

The gold and rare earth bearing placers of the property were formed in the eastern part of the Andean cordillera bordering the Amazon basin (fig. 3). The oldest known rocks formed in the Area are Early to late Paleozoic metasediments. These are partially metamorphozed shales, siltstones, cherts, limestones, and sandstones, which are often rich in hydrocarbons.

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They form an assemblage very similar to that seen in equal aged formations in the western Great Basin region of the U The three to five km thick metasediments were deposited along the strike of a rniogeo cline paralleling that of the modem h d e a n cordillera. The source area of the Paleozoic metasediments was to the east, from the Precambrian continental craton.

Eater, during the srogenies ehat formed the dean Csrdillera, numerous large, synorgenic plutons of Pemian, Mesozsic and Tertiay granites, monzonites, and granodiorites have intruded through the Paleozoic rnetasediments in the a e a of the Urubamba and Yanatilli river drainages (fig, 2). These plrutons form the Quillabamba bathdith md were uplifted in various phases during the Tertixy. The intrusion of the plutons and the. general uplift of the h d e a n Cordillera caused deformation, metamorphism and thrust faulting of the Paleozoic sediments. With t h e erosion has exposed the plutons from the sediment cover.

Numersus srnall base metal and auriferous quartz vein systems occur in both the plutons and the metasediments. In addition, pophyry, skarn, and disseminated precisus metal types of mineralization have been sbsewed by the author in the region. 9t is probable that most of theses types of mineralhation are related to the plutonic activity in the area, but there also could be syndepositional mineral deposits in the Paleozsic rnetasediments (Heyl, 1988a).

The Urubamba and YanatiEli river canyons probably originated in the early Tertiary tirne. Regional uplifthg and glaciation through the Tertiary has aided the rivers in eutting large, one to three km deep canyons ints the country rock, The hvo rivers above the claifns have a watershed a e a of approwimately 30,000 square km, with the Urubamba headwaters more than 300 km to the south, at a elevation of over 6,000 meters (fig. 1). Changes in the rate of uplift and in the climate have also changed the rate of erosisn, alternately switching the rivers frsm agrading to degrading. This change in erosion rates created large palesterraces. Some terraces, abandoned by the rivers, remain on the sides of the canyons. One large paleoterrace neu the village of Clmhuares measures one km long by one half km wide and one quarter k m high, and csntains mer 100,000,600 cubic meters of auriferous gravels (fig. 2). These terraces are commonly well esneealed by ve etation and landslides.

The width of the floodplains inereases downriver, Srom an average of 206 meters at the south end of the property to an average of over 400 meters at the northwest end of the property. The range in floodplain width is from 30 to over 1,600 meters. The average depth to bedrsck is unknown but it should be at least ten meters (Ramierez, 1985b).

Fig. 4: The meandering of rivers and the location of gold deposition. 8 0


The sizing of the river sediments changes rapidly downriver. At Quillabamba, 46 km upriver from the southern claim boundary, the size of the largest boulders averages 1 2/3 meter in diameter (fig. 2). In the northern claims, this maximum size has decreased to 1 meter in diameter. At the Leon de Oro No 2, 30 km downstream from the upper, claims, this average maximum size has further decreased to 1/3 meter in diameter. The river sediments have five sorting sizes, al1 rounded to well-rounded. Thirty percent of the river sediments are large cobbles, 12 cm or larger in diameter, with twenty percent of this fraction flattened by erosion. The next size fraction is coarse pebbles, 1 cm to 8 cm in diameter, containing 15% of the river sediments. Of the coarse gravels, 40% are flattened. The fine pebble fraction contains 25% of the sediments, and are 2 mm to 1 cm in diameter. This fraction is 70% flattened. Sand and silt, less than 10% flattened. The last sorting size is Clay, and it comprises 1% or less of the river sediments, making the river sediments Clay poor (Heyl, 1988b).

The sediments composition changes with the sorting sizes. The large cobble sized fraction is 40% plutonic, 55% metasediments, and 5% quartz vein. The coarse pebble fraction has the same compositional percentages as the first fraction. The fine pebble fraction is 70% metasediments, 25% plutonic, and 5% quartz vein. The Sand and silt fraction is composed of 10% rock fragments, 35% quartz, 35% feldspars, 5.5% magnetite, 2% ilmenite, 1.5% zircon, and 11% various other minerals (Heyl, 1988b, & Ramierez, 1985~).

The rivers are braided and meander on the floodplain, with sediments being deposited as point bars (Hilchey, 1988). The rivers continually erode the outside curves of their meanders, and continually deposit sediments on the inside curves (fig. 4). This process of erosion and deposition creates a river Channel that becomes more serpentine with time. Occasionally during major floods the rivers jump their banks on the floodplain and start a new, straighter main Channel. It is also during major floods when thick deposits of Sand and silt, without the larger fractions, are deposited on the floodplain. The cobble and pebble shed fractions are usually deposited in a slanted manner, so that the lower part of the Stone is pointed upstream, parallel to the flow of the water (Heyl, 1988b).

The river sediments are cemented poorly due to the low Clay content. The paleoterraces, however, which have been exposed to air over a long period of time, are partially cemented by limonite and hematite. These iron oxides are derived from magnetite, ilmenite, and pyrite found in the country rock and quartz vein fragments.

Above the confluence of the Urubamba and Yanatilli rivers, the Urubamba river averages 30 meters wide and the Yanatilli averages 15-20 meters wide. Below their confluence the Urubamba averages 50 meters wide. The river gradient at the property is about 5 meters per km, in comparison to upriver where it averages 20 meters per km. This change in gradient, along with the formentioned widening of the floodplain, has created a sediment trap below the confluence of the river. The ,river elevations can fluctuate 3-5 meters with the seasons, but during both the dry and rainy seasons there are areas that can be worked by mechanized equipment.

THE MINERALIZATION

THE GOLD MINERALIZATION

Fine-sized gold flakes are found distributed throughout the river gravels on the property (Heyl, 1988a; Shafer, 1983). Results of seven years of sampling and processing over 5,000 cubic meters of volume of the property's gravel's during that period of time have established an average, minimum bank run grade of 0.1 g gold per cubic meter of gravel. The lowest grades reported were 0.02 to 0.03 g gold per cubic meter. Local miners achieve an average bank-run grade of 0.5 to 1.0 g gold per cubic meter by mining in. higher grade areas,

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meter. Compmies that hava operated on the Pd per eubic meten; md usually with the gold

his 1 can conafirm by persond experience. has beaw dome below tvvo meters depth, and no testhg has beew done th. 'aslus, the deeper gravels potential grade of gold is unhown. Wntil

additional data from is collected, the possible grade of gold for the property's floodplahns, based on compmies m emmentall records, should be put at 0.25 g gold per eubic meter.

of gold for the property's floodplahns should be 0.5 g

Fig.

The gold partides usually are flattened flakes less than 20 mesh, with abundmt particles less than 60 mesh in size (fig. 5). The size fraction of -108 to -1-200 mesh has 29.5% of the total weight of the gold (Heyl, 1988a; SampsePl, 1984). The gold has a fineness of 0.93 to 8.96 (Sampsell, 1984). The gold occurs in both sands and gravels and is often founmd in higher grade zones, usually at the upstream point of any of the rivers point bar deposits.

The abandoned gravel terraces also contain gold, but insufficient testing of the terraces does not permit a more definite grade than that of a geslogic resource at 0.1 g gold per cubie meter.

HWVY MINEML S A N B S CONTAINING

The Urubamba and Yanatilli rivers sands and gravels contain a small amount of heavy mineral grains. These "black sands" contain valuable metals in eeonomic grades. The property's heavy mineral sands are found in a range of 1 to 16% of the bank run volume. The possible grade for the heavy mineral sands is 3% of the bmk run volume. The geologie

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resource grade is 5% of the bank run volume. The heavy mineral sands usually are less than 0.5 mm (-40 mesh) in diameter, and not rounded by erosion (Heyl, 198Sb).

The percentages of the potential, economically recoverable minerals in the heavy mineral sands (Heyl, 1988b) include 40% magnetite (iron), 20% ilmenite.(titanium), and 15% zircon (rare earths, zirconium and thorium), The other minerals that comprise the remaining 25% of the heavy mineral sands include rutile, wolframite, apatite, monazite, sphene, cassiterite, augite, pyrite, hematite, and hornblende (fig. 6), (Heyl, 19SSa; Ramierez, 1985~).

Rare earth oxides comprise 0.1 to 0.4% of the heavy minerals by weight, with a possible grade of 0.2% of the heavy mineral sands weight (fig. 7), (Maki, 1988). The rare earths are contained in the minerals apatite, monazite, sphene, and most importantly, zircon (Ramierez, 1985a). The property's rare earths have a unique aspect' in their tenor (percentages of elements in relation to one another) in comparison to the published grades of other rare earth deposits in the world.

Magnetl te llmeni te

Hematl te Zlrcon Pyrl te

Monazl te Apatl te

Other (Includlng Gold, Rutile, Sphene -

Pyroxenes, and Horn- - blende) -

t O 10 20 30 40 50

Percentage of Total

Fig. 6: Composition of heavy mineral sands.

The 16 rare earth elernents are divided by industry into two groups, the light rare earths (La, Ce, Pr, & Nd) and the heavy. rare earths (Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, 'Ho, Er, Tm, Yb, Lu, & Y). The two main types of rare earth deposits mined today, bastnaesite and beach sands containing monazite and apatite, respectively contain heavy rare earths in tenors of 1 to 2% and 3 to 7%. In comparison, the property's rare earths have a heavy rare earth tenor of 31 to 36% (fig. 8). The value at present market prices for the rare earth oxides, with a possible grade of 0.2% of the heavy mineral concentrates, is $ 4,50 per cubic meter of bank run gravel.

Zircon is the main mineral carrying values of rare earths, and the zircons also contain the element zirconium. The zircons have a possible grade of 0.46% of the bank run volume. The zircons are euhedral and transparent with a pink or white color, and are derived from the plutons of the Quillabamba batholith. The value for the zircons at present market prices and at the possible grade is $6.51 per cubic meter of bank run gravel.

The remaining mineral of main economic interest is ilmenite, which is an ore of titanium and has a possible grade of 0.6% of the bank run gravel. The value for the ilmenite at present market prices and at the possible grade is $1.20 per cubic meter of bank run gravel.

83 - -


Ï

.7: Rare earth oxides in heavy mineral sand (Typical Urubama).

The resources and reserves sf the property are contained in an area of 48 lm in lengthand up to one lcm in width (fig. 2) The Toro de Oro daims have an area of 3,026 hectares (7,478 acres). Within them are a volume of auriferous flosdplain gravels measuring 29 km long, 200 meters wide, and 10 meters de,ep containhg 58,000,000 eubic meters of bank mn gravel. The Leon de Oro daims have an area of 2,206 hectares (5,451 acres). %%rithina them are a volume of aurifersus Sloodplain gravels measuring 19 km long, 300 meters wide, and 10 rneters deep,conLairing 57,000,006 eubic meters sf bank run gravel.

The large size of the property and the constant changing of companies leasing the property have restrained the amount of evaluative work that has been done on the property. Samplinmg and production of the floodplains mainly has been eonfined to limited, intensively

ed ireas separated by distances of one half to five km. This work has proven ore reserves in several small blocks of measured dimensions with a total volume of 1,900,000 cubic meters of bmk mn gravels grading over 0.10 g gold and 3% heavy mineral sands per cubic meter. Prhese reserves were proven by pit excavations on measured grids or by production excavations with varyi dimensions, totalling over 5,000 cubic meters in volume of bank mn gravels. Both types of cavations were up to 4 meters deep and averaged 2 meters in depth. The prsven reserves have not been included in the figures of this report due to their small size in cornparison to the total resewes and resources of the property.

8 4


In estimating the other ore reserves of the property, it was decided to use the term "possible" in comparison to "probable" due to the lack of data through the entire thickness of the floodplain gravels and the long distances between areas evaluated. It must be said, however, that al1 the data show a remarkable consistency in the general floodplain gravel composition and the grades of gold contained in them from one area to another of the property. The grade of gold appears to generally increase with depth, also an encouraging sign. The possible reserves are quantitative estimates based on the geologic knowledge of the property and the projection from the proven ore blocks a continuation of grade.

The geologic resource estimates are based on the geologic knowledge of the property but have limited sample and measurement data available and thus inferences must be made as to grades and volumes. The important differences in the estimation for the resources were to infer a greater depth to the floodplain gravels (from 10 to 15 meters), to include the terrace deposits, and to increase the grades for gold and heavy mineral sands.

The possible reserves found on the floodplains consist of 115,000,000 cubic meters of gravel having a bank run grade of 0.25 g gold and 3% heavy minerals per cubic meter (Table 1). The total geologic resource of the property is 472,500,000 cubic meters of gravel having a grade of 0.25 g gold and 3.7% heavy minerals per cubic meter. The total geologic resource is comprised of two types, the floodplain resource (including possible reserves) and the terrace resource. The floodplain geologic resource, has 172,500,000 cubic meters of gravels with a grade of 0.5 g gold and 5% heavy minerals per cubic meter. The terrace geologic resource has 300,000,000 cubic meters of gravel grading at 0.1 g gold and 2% heavy minerals per cubic meter.

Typical Bastnaeslte Typlcal Monazite Urubamba

Percentage of Total Rare Earth Content

LanCerPraNeo 4; Llght ProSarrEurGadTerDysHolErbThuYtbLut Ytt % Heavy

Rare Earth Oxides Fig. 8: A cornparison of rare earth ore tenors.

The valuations for the reserves and resources was based on the following market prices for the four main minera1 products of the property. Gdld at US $400.00 per troy ounce, ilmenite at US $67.33 per ton (Mining Journal, 3/2/1990), zircon at US $486.27 perqton

8 5


Fig. 10. Values per eubie meter of bank mn (in U.S. dollars)

COLI91 TOTWL ILM4 ZIRCON2

FLOOIBPLAIN: POSSIBLE R E S E R a 15.42 1.20 4.50 5.51 3.2%

FLOODPUN: GEOEOGIC! RESOURCES 1200 1.20 3-00 5.51 1.29 TERRACE: GEOLOGIC RESOURCES 26.78 2.00 7.50 10.85 5.43

TOT& GEOLOGIC FSSOURCES 17.31 1.48 4.64 8.03 3.16

N GEOLOGIC RESOURCES

TERRAGE GEOLOGIC RESOURCES

TOTAL GEOLOGIC RESOURCES

GOLD ZIRCON ILMENITE

4. ILMENITE AT $67.33/T8N

TOTAL

GOLD ZIRCON ILMENITE

TOTAL

GOLD ZIRCON ILMENITE RE OXIDE

TOTAL

GOLD ZIRCON ILMENITE RE OXIDE

TOTAL 86

369 748 138 517

1,772 --_-_


(Mining Journal, 3/2/1990), and combined rare earths at US $1,50 per one percent of heavy mineral Sand in the bank run gravels (Table 2) (Am. Meta1 Market, 3/23/1990).

The possible floodplain reserves have a total value of US $15.42 per cubic meter. This value is based on $3.21 in gold, $6.51 in zircons, $1.20 in ilmenite, and $4.50 in rare earth oxides. The floodplain geologic resources have a total value of US $26.78 per cubic meter. This value is based on $6.43 in gold, $10.85 in zircons, $2.00 in ilmenite, and $7.50 in rare earth oxides. The terrace resource has a total value of $12.00 per cubic meter, based on $1.29 in gold, $6.51 in zircons, $1.20 in ilmenite, and $4.50 in rare earth oxides. The total geologic resource value per cubic meter is $17.31. This value contains $3.16 gold, $8.03 zircons, $4.64 in rare earth oxides, and $1.48 in ilmenite per cubic meter of bank run gravel.

The property's reserves and resources are of large value (Table 2). The floodplains possible reserves are valued at US $1.772 billion, containing 922,500 ounces of gold, 1,538,240 tons of zircon, 2,049,605 tons of ilmenite, and 36,857 tons of rare earth oxides. The geologic resource of the floodplain could be in value US $4.619 billion, and the geologic resource of the terraces could be US $3,478 billion. The combined geologic resource of the property could have a value of US $8.069 billion, containing 3,737,500 ounces of gold, 7,865,000 tons of zircon, 10,470,000 tons of ilmenite, and 186,570 tons of rare earth oxides.

CONCLUSIONS

The Leon de Oro and Tor0 de Oro claims were initially looked at and acquired for solely their potential value in gold. For four years gold was the only valuable mineral thought to be contained in the gravels of the Urubamba and Yanatilli rivers. In 1984, Ingemmet evaluated the heavy mineral sands of the property and found a potentially economic resource of zircon, ilmenite, and rare earths. Since that time, the evaluation process has included those minerals as well as gold. Continua1 examination of the heavy minerals sands has created a realization that the property's major values were not in the gold, but in the heavy mineral sands. When al1 of the valuable minerals are combined, it gives the property a highly favorable economic outlook in both total value of the products and in protection from single commodity market price fluctuations.

The property has reserves of similar size and grade in heavy mineral sands as beach placer mines in Australia that are currently in production processing ilmenite, monazite and zircon concentrates. The property also contains reserves of gold of similar size and grade as several gold placer mines currently in production or development in Peru and Bolivia.

The property has sufficient reserves and resources to merit further developmental work. A clearer picture is needed of the true depth and deeper values of the floodplains, and infill work done between the areas tested. Also, much work is needed in the terrace deposits. The blocks of proven reserves should be evaluated for the feasibility of putting them into production. The Urubamba and Yanatilli rivers have deposited large reserves and potentially world-class resources of gold and heavy mineral sands in their valleys, and a consistent, well- planned effort is needed in order to fully recover the wealth contained in those valleys.

ACKNOWLEDGEMENTS

1 would like to express my gratitude to Dr. José Ramierez, Director of the Peruvian Institut0 Geol6gico Minero y Metaldrgico (Ingemmet), for his assistance in compiling and assessing the data on the property, Mr. Leo Bacher for his help in Peru and the United States in getting this report finished, and Mr. Michael Broch, Mr. Stan King, and Mr. Craig Gibson

8 7

Gisements alluviaux d'or, La P

for thek edithg of this eport. I would also l&e to e press my tRmks te mgr wife;, Doris Heyl, for her Relp in paeparin

. Microscope stu y of gold partides from a pamed concentrate (Gsld

8. Report on the Urub inera Intercontinental, 6 department, Pegu,

o. . Report on the rare earth values for the Urubamba property, Cuzco, Peru (Cia. nera Espiritu del Peru, S.

ES TA. 1884. A study for the developrnent of small scale mining in the Umbamba valley, Cuzco, Peru (In

. 1985b. Valsrizacibn apro h a d a psr minerales biiisicos en las arenas de denuncios Tom de Oro No 1 al 7 inclusive, Quillabamba, CUZCO, Per6 (Ingemmet).

EREZ J.M. 198%. Estudis mineraldgico de la3 arena3 de Quillabamba (Fraccibn p

SAMESEU V4.9. 1984. Report en the Tors de Oro N" 2 daim of Cia. Minera Intercontinental, . (Cia. Minera Rio Tierra, S.A.).

R R.E. 1983. Report on the placer gold prospect on the upper Usutsamba river9 h a y o district, Cuzco department, Pegu (Superior Oil).


LOS PLACERES DE MADRE DE DIQS (SE PERU)

JEANLANCKNEUS

Laboratorium voor Fysische Aardrijksbunde Ruksuniversiteit-Gent. Krijgslaan 281. B-9000 Gent, BELGIQUE

RESUMEN: Una prospecci6n aluvial basada sobre concentraciones de minerales pesados fue efectuada en el Departamento de Madre de Dios (Perb sur-oriental). Los tenores en Oro de los sedimentos en los cauces actuales varian de algunos mg/m3 a varios centenares de mg/m3. Los sedimentos holocenos de la llanura de Madre de Dios arrojan tenores m6s altos y alcanzan f6cilmente 3 a 4 dm3. Un estudio detallado de los sedimentos aluviales permitid la identificacidn de 32 minerales pesados. Monacita negra se presenta en todos los rios de la regi6n. Técnicas de estadistica demuestran que existen diferencias significativas entre la mineralogia de los sedimentos auriferos y los sedimentos estériles y que es posible diferenciar ambos tipos de depdsitos con la ayuda de una muestra reducida-usando algunos minerales comunes. La granulometria de las laminillas de Oro fue analizada. No se observ6 ninguna evolucidn significativa en la granulometria de las lamiillas y en el tenor en Oro a 10 largo de los rios muestreados.

ABSTRACT: A prospecting survey based on heavy mineral concentrates was carried out in the Department of Madre de Dios (SE Peru). The gold content in the sediments of the present day point bars varies betweeen some mg/m3 and several hundreds of mg/m3, whereas the *

older Holocene placers of the alluvial plain of Madre de Dios reach average gold contents of 3 to 4 mg/m3. A detailed study of the alluvial sediments allowed the identification of 32 heavy minerals. Dark monazite is present in al1 iivers of the region. Statistical techniques show clearly that significant differences exist' between the mineralogy of gold bearing and barren sediments. Both types of deposits cm be distinguished with the help of small samples using only some common heavy minerals. The grain size characteristics of the gold particles was analysed. In the sampled area neither the gold content nor the gold particles size decrease with the distance over which they have been transported.

INTRODUCCION

El departamento de Madre de Dios (fig. l), se situ6 en la parte sur-oriental del Penl y es limitrofe con Bolivia y Brasil. La mayor parte se ubica en la llanura amaz6nica, 10 que explica que el acceso es,dificil y las condiciones de vida y trabajo son penosos. Sin embargo, miles de personas trabajan en esta Cuenca aurifera que tiene un inmenso potencial minero.

8 9

L

Fig. 1: Las unidades rnsrfo-estrucmales del Perzi (1: ubiacicin de la parte estudiada)

Pocos estudios se han realizado en esta zona de mds de 78.806 km2. Un estudio de varios meses sobre el terreno permitid el muestres de los placeres aluviales que se encuentrm en la mayaria de los rios. En total se tornaron muestras sobre una distancia de mis de 1.280 km.

Tres aspectos principales de la sedimentologia y de la mineralogia de los placeres fueron estudiados:

a) la identificacih de tsdss los minerales pesados y sus posibilidades de extraccih como

b) las correlaciones entre la presencia de ciertos minerales pesados y la morfologia aluvial; c) la evolucicin granulom6trica de las particulas de Oro a 10 largo de 'un rio de varios

minerales secundarios con el oro;

centenares de kil6metrss. 90

Gisements alluvlaux d'or, La Paz, 1-5 juin 1991

GEQLOGIA .Y GEOMORFQLOGIA DEL PERU SUR-ORIENTAL

La parte estudiada del departamento de Madre de Dios (fig. 2) comprende dos grandes unidades morfo-estructurales: la zona subandina y la llanura de Madre de Dios.

Fig. 2: Geologia de la zona estudiada (fuentes cartogrificas: Laubacher, 1978; Laubacher et al., 1984; Onern, 1972)

1: Dep6sitos aluviales cuaternarios Q); 2: Formaci6n Mazuko (Pl); 3: Formaci6n Capas Rojas 0; 4 Creticico (Cr); 5: falla inversa; 6: falla inversa probable; 7: limite; - 8 limite desconocido. La ubicaci6n de los puntos de muestreo se indica con los simbolos siguientes: 1: punto de muestreo tinico; II: punto de muestreo detallado a 10 largo de un point bar; III: punto de muestreo detallado en perfil. Las flechas indican: la ubicaci6n de los perfiles A, B, C descritos en la figura 3; la ubicaci6n de las muestras de Oro 1,2,3 y 4 presentadas en los histogramas de la figura 7; la ubicaci6n del meandro (M) est5 en la figura 8.

La zona subandina puede ser considerada como el piedemonte de la Cordillera Oriental y est6 conformada principalmente por la Formacidn de Capas Rojas que consiste en series continentales del Secundario y del Terciario. La secuencia entera fue plegada por la fase tardimiocena de la orogénesis andina (Laubacher, 1978). Encima de este conjunto continental yace la Formacidn Mazuko de la edad pliocena (Laubacher et al., 1984). Esta formacidn detritica consta de varios centenares de metros de arenas, arcillas y conglomerados de color gris-marrdn. La formacih Mazuko es el resultado de la acumulacidn de grandes cantidades de material, arrastradas desde la cordillera y depositadas en el piedemonte por los rios que desembocan en la llanura amazdnica.

La llanura aluvial de Madre de Dios est6 constituida por una serie de depdsitos fluviales del Cuaternario formada por gravas, arenas, limos y arcillas. El espesor de estos sedimentos no es bien conocido, pero pueden ser evaluados entre 30 y 40 metros. Un sondeo,

91


efectuado por la des Petroleum, encontrb el bedrock a una profundidad de 40 m (Sanchez, 1979).

E

La erosi6n fluvial ha sido responsable de la forma.ci6n de capas gruesas de sedimentos, derivados de la erosibn de la Cordillera Oriental durante el Plioceno, que llenaron cueneas sedimentarias o que se acurnularon en el piedemonte (como la Formacibn La presencia del oro en estos sedimentos .) 1983) demuestra que de vetas de oro primario ya habia Plioceno. La Fornaci6 tiene un tanor que varia de 5 a 50 un colector intermedi procedente de la Cbrdillera Oriental. La importanda de los depbsitos de piedemonte, como fuente de oro, para los placeres aluviales de la llanura de Madre de Dios, es probablemente muy importante.

El oro esta presente en la mayoria de los sedimentos aluvides de Pa llanura de de Dios. Dos clases de acumulaciones auriferas pueden ser distinguidas (Eanckneus, 1989 a):

m m

. . . . . . . ; . . . . . . . . . . . . . . . . . .

% Arena con grava 5

Arcilla 0 Arena a Arcilla arenosa E Nive1 fseitico 6

I 13 mglm3

Fig. 3: Perfiles en los sedimentos aluviales holocenos (ubicacibn de los perfiles, ver figura 2). 92


a) Los cauces actuales Los placeres mis ricos se situh en las playas laterales y mis especificamente en las orillas internas de los meandros (point bars). La explotacidn del Oro se revela también posible en otros lugares, como por ejemplo en ciertas secciones del mismo lecho del rio que pueden ser trabajadas durante la temporada seca. El tenor varia mucho de un sitio a otro. Ningdn valor superior a 500 mg/m3 fue personalmente encontrado en este tipo de placer. Mineros- afirman que los tenores pueden alcanzar 5 gr/m3. Sin embargo, estos valores deben ser limitados a algunos lugares muy favorables a la deposicidn del Oro. Tenores de algunos centenares de mg/m3 pueden parecer bajos, pero no hay que perder de vista que son el resultado de una sola acumulacidn anual y que los mineros regresan cada aiio durante la temporada seca para lavar los 20 cm superiores de las playas. -

b) La llanura aluvial Los sedimentos holocenos de la llanura aluvial de Madre de Dios contienen también Oro. En estos placeres mis antiguos los tenores en Oro son mis altos, ya que son el resultado de una acumulaci6n ininterrumpida durante decenas de aiios. Un valor de 2400 mg/m3 fue personalmente encontrado. Fuentes locales mencionan valores maximales de 25 dm3, La figura 3 representa tres perfiles en este tipo de placer.

Los placeres de la llanura aluvial contienen mis Oro que los cauces actuales, pero su explotacidn es mis dificil debido a la presencia de vegetacidn y de una sobrecarga espesa de varios metros.

MINERALOGIA DE LOS MINERALES PESADOS

MUESTREO Y ANALISIS

Se tomaron unas 190 muestras en los sedimentos aluviales de los siguientes rios: Madre de Dios, Colorado, Inambari Alto, Inambari Bajo, Malinowsky, Tambopata, Azul y Chunco. Cada muestra contenia de 20 a 60 kilogramos de sedimento, que fueron lavados con batea para reducir el volumen inicial. Después en le laborario se utilizo el bromoformo para separar los minerales pesados de la fraccidn ligera restante. La fraccidn pesada fue dividida en cinco fracciones magnéticas (imh de mano,. 0.4, 0.7, 1.5 y >1.5 Amperios) con el fin de facilitar la identificacidn de los minerales opacos. El Oro fue separado de los demis minerales pesados no-magnéticos con la ayuda de un tub0 de eluttiaci6n (Frost, 1959) seguido por una separacidn sobre una superficie vibrante inclinada (Lanckneus, 1987). Un 90% de las laminillas de Oro fue recuperado con el tub0 de elutriaci6n, el 10% restante se recuperd con el método de vibracidn. Una muestra representativa de cada fraccidn magnética fue montada en bilsamo sobre un porta-objetos. Cien granos de cada fraccidn fueron identificados y contados con la ayuda de un microscopio mineraldgico y un binocular. Los porcentajes de los minerales pesados fueron recalculados para la muestra entera. El tenor en Oro fue calculado y expresado en mg/m3.

MINERALOGIA DE LOS PLACERES

Pocos datos existen en la literatura sobre la mineralogia de los placeres en el Departamento de Madre de Dios. Sanchez (1979) menciona la presencia de estafio, ilmenita, rutilo y circdn. Un estudio mineraldgico detallado permitici la identificacidn de 32 minerales

93

10.5 (100%) 62.4 10.2 (100%) 6.7 (93%)

6.2 (93%)

6.04 (4%) 6.1 (7%) 6.1 (4%)

0.07 (8%)

0.9 (160%) 0.67 (4%) 0.67 (39%) 0.9 (100%) 6.6 (6%)

2.6 (186%)

0.8 (100%)

0.2 (47%)

0.1 (9%)

6.0 (0%)

6.5 (100%) 4.7 (160%) 6.3 (38%)

13.0 (100%) 69.0 (100%) 4.4 (100%)

0.1 (16%) 6.1 (94%) 6.6 (08%)

6.6 (0%)

1.6 (160%) 0.06 (6%)

6.8 (160%) 6.6 144%)

11.2 (100%) 33.1 (100%)

19.9 (100%) 12.4 (100%)

0.1 (9%)

0.3 (6%) 6.9 (6%)

6.1 (3%) 0.4 (72%)

3.5 o. 8 26 0.8

94


diferentes (Lanckneus, 1987). La tabla 1 presenta el valor promedio de los minerales por cada rio estudiado. Podemos notar que el mineral econ6micamente mls interesante es la monacita de la cual existen dos variedades:

a) la monacita amarilla: se presenta frecuentemente en los concentrados del Malinowsky con un tenor miximo de 1.2%. En los demis rios de la regi6n su presencia es mis escasa.

b) la monacita negra: es un mineral que se presenta en el mundo con poca frecuencia y que fue descrita por primera vez por Zemel (1936, en Rosenblum y Mosier, 1983) que 10 identifid en placeres de Oro del Sur Yenissey (Unibn Soviética). Un estudio detenido sobre la mineralogia de este mineral junto con una revisi6n de todas las localidades en las cuales se encontr6 la monacita negra, fue realizado por Rosenblum y Mosier (1983). La monacita negra se distingue de la variedad amarilla por su alto contenido en europio y su bajo contenido en torio. Un anilisis quimico por activacicin neutrhica di6 como resultado las cifras presentadas en la table 2 junto con los porcentajes obtenidos por un anllisis semejante sobre una muestra de monacita negra procedente de Alaska.

La monacita negra estA presente en todas las muestras estudiadas. El tenor es mls elevado en los sedimentos del Rio Malinowsky (fig. 4) que contiene un valor promedio de 4.7%.

Tabla 2. Analisis de la monacita por activaci6n neutr6nica (A: muestra del rio Malinowsky; B: muestra de Alaska)

r A

14.36% 28.94% 3.17%

10.77% 1.35% 0.34% 0.34% 1.02% 0.23%

, B

14.00% 28.00% 2.90%

12.00% 1.40% 0.22% 0.22% 0.84%

I

Ln203 60.25% I 59.32% I l 1

I 4

3

2

I

l I.A. 1. B. MAL MAD TAM 1 Fig. 4: Valores promedios de la monacita negra en los concentrados de minerales pesados (I.A. =

Inambari Alto, I.B. = Inambari Bajo, MAL. = Malinowsky, MAD. = Madre de Dios, TAM. = Tambopata)

95


La mayoria de los sedimentos contienen una distribucidn mineraldgica que es caracteristica de la roca madre de la cual provienen. Es probable que las distribuciones mineraldgicas de los rios principales en el Departamento de adre de Dios no son identicas, ya que cortan en su drenaje diferentes unidades litoldgicas. Sin embargo, %a distribuciijn mineraldgica en un mismo rio no es uniforme. Estas diferencias mineraldgicas reflejan las caracteristicas hidrodinhicas del rio que difieren de un lugar a otro.

Un estudio detallads fue realizado sobre los sedimentos de point bars, a lo largo de los cuales existe toda una escala de corndiciones de deposicidn, yendo del ambiente endrgCtieo presente a la cabeza (parte rio arriba) del point bar haeia el ambiente de menos energia que domina en la cola (parte rio abajo del point bar). Como las diferencias en el nivel energetico del curso del agua deben reflejarse en las caracteristicas de los sedimentos, la distribucidn mineraldgica debe variar a lo largo de un point bar.

Para estudiar las diferencias de la composicidn mineraldgica en funcidn de la posicidn morfosl6gica del sedimento, es necesario seleccionar muestras tipicas de nuestro caso, se escogi6 36 muestras provenientes de point bars del Rio mitad de estas muestras fueron tomadas en las cabezas de los point bar otras 15 muestras fueron tomadas en las colas. Para cada 15 muestras, se puede calcular por mineral un tenor promedio. Los dos valo~es ealculados pueden entonces ses comparados. La técniea del t-test (Davies, 1973) permite controlar si e iste una diferencia estadistica entre los dos promedios obtenidos.

El t-test produjo diferencias significativas solamente en 7 minerales (figura 5) . Oro y circ6n son tipicos para el ambiente de posici6n vi ente en las eabezas de los point bas . Los sedimentos de las colas de los point bars se caracterizan por tenores miis altos en epidsta, titanita, andalucita, actinolita y limonita. El tenor en los demis minerales no difiere significativamente a Io largo de los point bars.

Como las condiciones hidrodiniimicas en las eabezas de los point bars corresponden a un ambiente favorable a la deposicidn del oro y que las condiciones hidrodiniimicas en las colas corresponden a sitios en los cuales el oro se deposita muy poco, es posible usar esta t6cnica para diferenciar sedimentos auriferos de material estéril (hnclineus, 198%). Otra tCcnica estadistica, el aniilisis discriminante (Davis, 1972), demuestra esta posibilidad.

El anhlisis discriminante es parecido al t-test con la diferencia que se usan simultaneamente varias variables en vez de una sola para evaluar la similitud o la desernejanza de los dos grupos estudiados. El anilisis discriminante germite encontrar Pa combhaciijn linear de estos minerales que producen una diferencia maxima entre dos grupos definidos. En este caso, los dos grupos constan de un lads de muestras con un tenor alto en oro y del otro lado, de muestras con bajo tenor en oro. Cuando una combinacibn de minerales es encontrada, que permite la distincibn de muestras con csnocido tenor en Oro, es posible deducir funciones de clasificacidn que pemitiriin la clasificacidn de nuevas muestras con tenor en ors desconocido. Como no todos los minerales pesados sirven como ayuda en la distineidn entre los 2 grupos, se elimina las variables in6tiles.

La funcibn discriminante se bas6 sobre las variables siguientes: circdn, limonita, andalucita, titanita, actinolita y epidota que eran los minerales que produjeron diferencias significativas e el t-test. El tenor en ilmenita y granate h e también considerado en el anhlisis. No se tom6 en cuenta el oro corno variable, de modo que el tenor en oro no influye sobre los resultados del milisis discriminante. La funci6n discriminante fue basada sobre 20 muestras de referencia de las cuales 10 pertenecen a sedimentos auriferos y 10 a sedimentos estériles. Valores numericos discriminantes fueron calculados y visualizados en figura 6. También fuersn calculados los valores num6ricos de clasificacidn para 5 muestras auriferas y 5 muestras esteriles.

96


TENOR ALTO EN

Epidota Titania

Andalucita Limonita Aktinolita

Fig. 5: Minerales tipicos para las cabezas y colas de los point bars en Madre de Dios.

Vemos en la figura 6 que 19 muestras fueron clasificadas correctamente. Est0 indica que la funcicin discriminante fue bien elegida. Esta indicacicin se confirma por los valores numéricas de clasificacidn donde 9 muestras de las 10 consideradas fueron clasificadas correctamente.

I R * IR O I R ’ l I \ \ !

I I I

Valores numericos discriminantes Valores numéricos de clasificacidn

‘7 Muestra aurifera d 1

M,uestra aurifera

Muestra estCril 1. Muestra estCril

Fig. 6: Proyecci6n de los valores numéricos discriminantes y de cizificacibn sobre la funci6n discriminante. R l y R2 son las proyecciones de los promedios multivariables de muestras auriferas y

estériles. Solamente 2 muestras fueron clasificadas incarreetamente (indicadas con una flecha). 97


Datss sobre la granulometria del oro forman una contribucidn importante para comprender los criteriss responsables de %a formaciBn de placeres. Conocer la granulometria de las particulas de oro es tarnbien muy importante para proyectar de una qanera bptirna y econ6mica el proeeso de recuperacidn mis adeeuado.

e midieron individualmente el mcho y el largo de unas 20.000 particulas con la un sistema de rnedicih que permite un anaisis granulom6trico preciso y rhpido. El

consta de un binocuh equipado de un espejo de dibuje, y de una mesa de aeidn conectada a una micro-cornputadom. Los siguientes parhetros se registraron muestra: largo y ancho de eada'particulla de Oro, largo de la particeula mayor y menor

y d n6rners de particul La distribueibn nulombtrica del oro en cada muestra puede ser representada por un

histograma, los hisksg s, representados en la figura 7, esth basados en las anchuras de las pal-ticulas.

Las distribuciones granulom6tricas Ob idas son lognomales y unimodales. El oro es muy fins en tsds el departamente de dre de Diss, pers pequeiias diferencias granulsm6tricas existen entre los diferentes rios. La tabla 3 presenta los tmaiios medios de las particulas de oro deducidos por cada rio.

% W .

20 22

18 . 16 . 14 . la . 10 . 8 .

B . 4 .

2 .

$6 24

22 20 18

16

14

12

10

8

6 4

2

50 58 67 78 91 106 123 143 166 193 221 260 302 350 407 473 54Y 638 741 861 1000 pm

Fig. 7: Histogramas del anchs de las particulas de Oro e~ varias muestras (ubicacih de las muestras, ver figura 2).

Notamos que el oro rniis fins proviene del Ris Malinswsky mientras que los rios Inambari y Tambopata contienen las particulas rnk grandes. Los histsgramas dejan suponer que particulas inferiores a los 50 prn deben existir. Estas no han podido ser recuperadas, ya que el limite inferior de recuperacidn con la batea es de 50 pm.

Los espesores de las laminillas varian normalmente.entre 3 y 10 Pm. La rnayoria de las particulas pesan entre 125 y l$2 microgramos.

98


Tabla 3. Tamaiios promedios de las laminillas de Oro.

Tamaiio Promedio Rio Inambari 155 pm Rio Tambopata 155 pm 'Rio Madre de Dios 135 pm Rio Malinowsky 155 pm

EVOLUCION GRANULOMETRICA A LO LARGO DE UN POINT BAR

Mencionamos que el Oro en los rios de la regidn es muy fino y que existe poca variacibn en la granulometria del Oro de un rio a otro. Estudiamos ahora la influencia de un meandro sobre la granulometria de las laminillas de Oro. Como ejemplo escogemos un meandro del Rio Madre de Dios (fig. 8). Dos muestras fueron tomadas en la cabeza del point bar y dos en la cola. La tabla 4 presenta los datos granulométricos (medianas de largo y anch.0) y algunos elementos mineralbgicos de las muestras.

Fig. 8: El meandro estudiado del Rio Madre de Dios (ubicaci6n del meandro, ver figura 2).

Tabla 4: Caracteristicas granulométricas de las particulas de Oro y parametros mineral6gicos a Io largo de un point bar del Rio Madre de Dios.

Muestra

Mediana largo Oro (pm) . Mediana ancho Oro (un) Tenor en Oro (mg/m3) Tenor en min. pesados (kg/m3)

Circdn (%) Epidota Circddepidota

Parte rio arriba del. Parte rio abqjo del point bar - point bar (cabeza) (cola)

~~~ ~ ~~~~ ~ ~ ~~~

- - -

a b C d

295 230 215 190 205 150 120 130

1134 1260 23 16 1.7 5.6 0.6 2.0

10.0 8.7 7.2 5.7 1.4 0.7 2.6 3.6 7.1 12.4 2.8 1.6

99


El mdisis de la tabla 4 permite deducir los elementos siguientes:

a) Existe una difereneh notable en la granulometria del oro entre la cabeza y la cola del point bar. El oro es mucho m8s fiino en la parte rio abajo del point bar.

b) La cabeza del point bar se caraeteriza por un tenor mis alto en oro y circbn y un tenor mis bajo en epidota. Este comportmiento selectivo en funcidn de la morfologia duvid ya fue discutido.

G) El tenor en mineralles pesados es rnaysr en Pa parte rio miba del point bar.

Poca informaci6n es disponible en la literatura que trata del transporte de partieulas de oro sobre distancias de varios centenares de kilbmetros. Por esta rndn se dedicb uns atenci6n

dre de Dios, que es el curso d As importante de %a regibn. Och s sobre una distmcia de que separa la confluencia del dre de Dios hasta Puerto onado. Podemos suponer que el or0 donado ha viajado m%s de 400 km desde las mineralizaciones

Un cierto n6mero de parhmetros -he calculado con el fin de estudiar la evolucidn graulom6triea del o Estos comprenden las mediaas de largo y mcho de las laminillas presentes, el largo m imo, el nfimero de particulas de oro y el tenor en oro. Las distacias entre cada punto de estreo y un punto de refereneia (Puerto Maldonag.1~) fueron tanbien medidas. Fueron calculados coefieientes de correlacidn Pearson (Davies, 1973) para establecer el grado de asoeiacidn entre cada par de parhetros. Solamente las 64 muestras provenientes del eauce actual fueron esnsideradas en los eAlculos. gunos de los csefieientes de correladdn se indicm en la tabla 5.

alizando los datos de la tabla 5, podemos resumir las conclusiones de la mmera siguiente:

a) Las particulas de oro no presentm ninguna evolucih granulomitrica significativa a 10 largo del rio muestreado (coeficiente de correlacibn mediana largo/distaneia: -0.60). Esto signifca que el tamaf@ de las particulas no decrece de ninguna manera aguas abajo.

b) El tenor en oro no disminuye de una manera significativa a lo largo del rio muestreado (coeficiente de correlaeidn tenor en oro/distancia: 0.21).

iste una relacibn signifieativa entre el tamafia de las particulas y el tenor en or0 de los sedimentos (coeficiente de correlacih tenor en ors/medima largo 0.04). Est0 indica que los tenores altos no son el resultado de la presencia de particulas mis grandes, sino de un

160


aumento del niimero de particulas de Oro (coeficiente de correlacidn tenor en oro/ndmero particulas: 0.930.

d) Las particulas mayores se presentan en los sedimentos mbs auriferos (coeficiente de correlacidn tenor en oro/longitud miixima: 0.55). Estas particulas son, sin embargo, muy escasas y no influyen en el tamaiio promedio de las laminillas.

e) El tenor en Oro es asociado a la cantidad de minerales pesados en el sedimento (coeficiente de correlacidn tenor en oro/peso minerales pesados: 0.47).

Las dos primeras conclusiones pueden parecer contrarias a las leyes clhicas de la yacimientologia detritica en la cual se predice una disminucidn del tamaiio de las particulas (Hérail, 1984; Boyle, 1979) y una disminucidn del tenor en Oro @grail et al., 1986) rio abajo, pero se subraya que estas leyes son validas s610 para los rios cordilleranos, mientras que no actiian en los rios de llanura (Hérail et al. 1990). Hallbauer y Utter (1977) afirman que las particulas de Oro que han viajado sobre largas distancias, llegan a un equilibrio con el rio. Ademis experimentos en el laboratorio demuestran que la velocidad del agente de transporte es un factor mis importante en el desgaste que la distancia del transporte (Yeend, 1975).

La ausencia de una evoluci6n granulométrica indica que un equilibrio se alcanzd entre las laminillas de Oro y el material transportado por el rio. En este caso, la distancia sobre la cual las particulas han viajado, no puede ser estimada con la ayuda de elementos granulométrico y morfolbgicos.

REFERENCIAS

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BOYLE R. 1979. The geochemistry of gold and its deposits. Geol. Survey of Canada, 280, 584 p.

DAVIES J. 1973. Statistics and Data Analysis in Geology. J. Wiley and Sons, N.Y., 550 p.

FROST 1. 1959. An elutriating tube for the specific gravity separation of minerals. Amer. Min., 44,:886-890.

HALLBAUER D., UTTER T. 1977. Geochemical and morphological characteristics of gold particles from recent river deposits and the fossil placers of the Witwatersrand. Mineralium Deposita, 12, :293-306.

HERAIL G. 1984. Les paillettes d'or, mémoire des piémonts. Courrier Centre National de Recherche Scientifique, 57, :49-51.

HERAIL G., RUIZ E., ARGOLLO J., FORNARI M., LAUBACHER G., VISCARRA G. 1986. El distrito Tipuani, Geologia e Historia (Parte 11). Khrysos, 3, :7-14.

HERAIL G., FORNARI M., VISCARRA G., MIRANDA V. 1990. Morphological and chemical evolution of gold grains during the formation of a polygenic fluviatile placer: the Mio-Pleistocene Tipuani example (Andes, Bolivia). Chron. Rech. Min. No 500, p. 41-49.

1 O 1

Gisements alluviau d'or, La Paz, 1-5 juin 1991

as pathfinders for.placer gold: a case study in Peru). Bull. de la SociCt6 belge de GBol., 98,

1, :63-72.

. G6ol. PyrCnCes et

R E. L. 1983. heralogy and Occurrence of Europium-rich da& .Geel. suw. Pr Papers, 1181,67 p.

mcmz R.E. 1979. Pmblerndtica del oro de ineria, Lima, : 17-32


EL ORO EN LA CUENCA DEL RIO MADRE DE DIOS - PERU

OSCAR A. PAsTOR PAREDES

Manco Capac 304. Cusco-Peri.

RESUMEN El sureste del Perii 'es una zona tradicional de explotaci6n del Oro. En la actualidad la explotaci6n sigue siendo importante en el Madre de Dios, donde se producen 7000 kg de Oro por aiio. Sin embargo, el trabajo es todavia poco mecanizado. A partir de un estudio mis detallado de la zona de Caychive se dan unas indicaciones sobre la estructura social y los ingresos de los mineros del kea.

RESUME Le sud-est du Pérou est une région traditionnelle d'exploitation de l'or. Actuellement la production d'or est importante dans plusieurs régions, notamment le Madre de Dios où 30 O00 personnes produisent 7000 kg d'or par an. Cependant la plus grande partie de cet or est extrait de manière artisanale et la plus grande partie des gains sont absorbés par l'achat d'aliments, le versement de salaires et l'acquisition de bien courants de telle sorte qu'il n'y a pas de possibilités d'investissements lourds. A partir de l'analyse plus détaillée- de la région de Caychive, au pied des Andes, au debouché du rio Inarnbari dans la plaine amazonienne, l'auteur donne des indications plus précises sur la production et les revenus des exploitants d'or.

INTRODUCCION

El sureste peruano ha sido intensamente trabajado en la explotaci6n del Oro desde la época pre-inka en Carabaya-Sandia (Puno); luego en la colonia hasta la repdblica en Marcapata-Quincernil (Cusco); y desde hace mis de 20 aiios en el llano amaz6nico de Madre de Dios.

La historia rnundial nos muestra grandes movilizaciones de personas luego de cada descubrimiento importante de Oro; entre ellas: California en' 1848, Australia en 1850, Suddfrica en 1885, Rusia en el rio Aldorn de la Siberia Oriental en 1923, y a inicios de la presente década en Sierra Pelada, Brasil. Todos estos eventos se destacan porque han convocado la participaci6n de decenas y hasta centenas de miles de personas y con el tiempo han permitido la mecanizaci6n de la explotacidn del Oro, el incrernento de su producci6n y el mejoramiento de los niveles de vida de sus Pueblos.

Madre de Dios ha tenido a su rnanera la "fiebre del Oro", sin embargo, después de todos estos aiios no continda con el proceso hist6rico que caracteriza a estos eventos. Una de las causas es la poca O inexistente informaci6n y difusibn de sus caracteristicas; el presente trabajo pretende de alguna rnanera brindar aportes para la superaci6n de esta deficiencia, pero es susceptible por cierto, de ser perfeccionado.

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Gisements alluviaux d'or, La Pan, 7-51 juin 1991

Madre de Dios se ubica en la regi6n surorient internacional con Brasil y Bolivia, con una super ie totd de 85,182.6 tiene interCs minero aurifero y solmente el 5.1 del total se halla 6 mineros mparados por ley.

Su clima es tropical hlimedo, con estaciones bien definidas: una seca, entre mays y octubre, y otra lluviosa, entre dieiemre y abril. La media mensual de precipitaci6n pluvial para las zonas oriental, eentr y occidental del departments es de 250, 460 y 960 mm. La temperatura promedis anud de 25 "C, la temperatura minima dcanza los 16 "C en los meses de junio y julio, mientras que la mi ima dcanza los 32 "C en los meses de septiembre y octubse.

En cuanto a la infraestructura carretera ubicada en el Brea de interes rnineso, se tienen 250 km de carretera afirmada desde el limite del Pepa ento hasta Puerto pequefias vias cornplementarias haeia Labemnto, Puert uco y Tres Islas, primeras, y 26 km la liltima; ademis una via de penetraeidn de Puerto Punkiri hasta Haygetue de 24 km.

Las carreteras adolecen de muchas deficiencias, gran parte del trams earece de disefio tCenies, no tiene rnantenimiento permanente.. La cuenca del rio Madre de Dios ofreee mis de 1,560 km de posibilidad de navegaci6n, por embarcaciones de pequefiio calado, el que puede inclrementarse segin sea el rio y la estaci6n del aiio, y permite transportar desde 2 t. hasta 16 t. por embarcacidn. antre los rios navegables estin el adre de Dios, Snambari, Tmbopata, Colorado, Mdinowsky, entre otaos.

EI rio ~ a d r e d i dos, es el mis importante del "sisterna hidrogr6fico". Tiene sus nacientes en la uni6n de los rios Pilcopata y Pifii Pifii, en la provincia de P a u e a ~ m b o en Cusco, tomando el nombre de to Madre de Dios, h s t a recibir al rio Manu por la margen izquierda, cmbiando bmscam te su curso haeia el sureste, luego recibe por la margen derecha a los rios Colorado, Inambari, Tmbopata -en la ciudad de Puerto Maldonado-, y al Heath en la frontera con Bolivia. Su primer trams es de caracteristicas de lazos entrecruzados, torrentom, no reeomendable para la navegaci6n por embarcaciones de gran calado. Hasta recibir el rio Colorado es moderadmente meandriforne, desde este pnnts hasta Puerto

snado es intensamente meandriforme, luego, aguas abajo, se caraetesiza por tener trmss neos con mayor frecuencia. El rio Madre de Diss en territorio peruans tiene una ud aproximada de 700 km, su ancho varia de 366 a 560 m, con una velscidad promedis

de 1 rnlseg.

Los rios Inambari y Tmbopata tienen sus nacientes en los deshielos de los nevados ubieados en el norte del Departmento de Puno, inicidmente tienen su curso rectilines; el

6s de recibir las aguas del rio A r u a inicia su curso de 1 os entrecruzados o el segundo es ligermente meandriforne despues de recibir las a p a s del rio muy importante la Cuenca formada por los rios Caychive y Huaypetue, no corren en direceiones opuestas este-oeste, reciben aportes de quebradas

temporales node-sur, dejando sus aguas en el rio Pukive el primer0 y en el Inambari el Chgrchive.


Fig. 1: Ubicaci6n de Madre de Dios - Ped.

Cada rio principal recibe el aporte de subcuencas muy importantes; el rio Madre de pios, a I través del rio Colorado, colecta las aguas de los rios Primavera, Huasoroco, Kipuzne, Pukive,

entre otros; el rio Inambari recibe al San Gaban y Araza, este filtimo muy importante porque recoge las aguas de los rios Nusiniscato y sus tributarios Yanamayo, Tunquimayo, Quitari, Tejada, Isidora, de la zona de Quincemil; finalmente, el rio Tambopata recibe al rio Malinowsky, en el que desembocan importantes afluentes de interés aurifero.

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La llanura sur mazdnica, es una cmenca geolôgica sedimentaria, asentada en una depresi6n tect6nica entre el llano brasilero y 10s wntrafmertes andinos. Las rocas que aflsran en la regidn son fundamentalmente areniscas, cuarcitas, calizas, esquistos, limos y arcillas y conglsmerados, cuyas edades oscilan entre el Paleozoico inferior y el Cuaternario reciente.

edaiios a los rios se tienen dep6sitoos fluviales, los que toman rnayoa ancho transversal respect0 a l ri0 en el adre de Dios, despuCs de estos y formando las llamadas terrazas, se lscalizan los depdsitos duviales wn mayor potencia de gavas que los anteriores, haeia las filtirnas estribaciones esrdilleranas se ubican las fornaciones de Capas Rojas, con lutitas, limonitas, areniscas y a rnayoa altitud, se encuentran rocas del Paleozoies inferior formado p0r cuarcitas, lutitas, pizarras y esquistos.

La mineralizacidn de or0 est6 directamente ligada a los rios, y se ha wncretado en milenios de aiios, originada por la deshtegacidn de yacimientos primarios, ubicados en las cadenas montaiiosas de la vertiente oriental de la Cbrdillera de los h d e s .

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El Oro se halla en los cauces actuales, islas, playas, llanuras aluviales, paleocanales, lagos, en donde se ha depositado con una estratigrafia determinada de h o , arcilla, arena y grava, cuyas potencias pueden alcanzar hasta los cinco metros en la denominada "sobrecarga" y potencias ligeramente mayores en las gravas auriferas, con una gradacidn y distribucidn caracteristica. La ley estirnada del depdsito es de 0.250 g/m3, llegando a tener concentraciones excepcionales de hasta decenas de g/m3 en los llamados "corridos"; su pureza es de 960 milésimas.

Cilculos referenciales realizados sobre fotocartas de la zona nos muestran una reserva potencial del orden de los 46,862,389.00 onzas de Oro.

Por procesos erosivos conocidos, en cada avenida de. los rios por desgaste de los depdsitos secundarios, se origina una nueva reconcentracidn mechic? de Oro depositandose aguas abajo, permitiendo la explotacidn después de cada avenida.

.Y.

El Oro puede ser encontrado en charpas, laminado, polvo, con diversas caracteristicas, tomando formas laminares, placoides, escamas, pudiendo ser ademis angulares, esferoidales O ambos, existe una relacidn directa entre el tamaiio de la particula y el grosor. Estudios realizados en el irea de Caychive indican una granulometria del Oro de 50% malla Tyler 80 y para las gravas cifras porcentuales ligeramente mayores para tamaiios de -1/2"..

EXPLOTACION DEL ORO

El procedimiento seguido en la explotacidn del Oro es simple. Comprende remosidn de la grava, acarreo, clasificacidn granulométrica, concentracidn mecinica de las arenas pesadas, amalgamach y refogado; se mantiene rnayoritariamente una explotacidn artesanal con diversas variantes que se orientan generalmente al desbroce del material estéril, con métodos que van desde el empleo de pala, pico, carretilla, la utilizacidn de monitores para el derribo del material cercano a la orilla -cantoneras- los llamados cochazos en las partes altas, la utilizacidn de equipos de movimiento de tierras, y finalmente la explotacidn con equipos flotantes -dragas- que simultheamente realizan operaciones de desencape y explotacidn. Bhicamente la diferencia radica en la capacidad de tratar mayor cantidad de material por unidad de tiempo.

Las explotaciones de Oro se pueden clasificar se@n conceptos basados en la tecnologia empleada, y en el volumen de produccidn relacionado a la inversidn requerida, O segtin la tecnologia usada. Considerando la inversidn requerida se pueden dividir en:

Gran mineria: mayor de 50,000 m3/mes, inversidn > U.S. $10 000,000

Mediana mineria: de 20,000 a 50,000 m3/mes, inversidn entre U.S.$400,000 a 10 000,000

Pequeiia mineria: de 3,000 a 20,000 m3/mes, inversidn entre U.S.$ 10,000 a 20,000

Mineria Artesanal: menor a 3,000 m3/mes, inversi6n menor de U.S.$ 10,000

Considerando la tecnologia de explotacidn, se pueden diferenciar:

1 0 7


En sew

Flotalte

diante m6todos artesanales (fig. 3) se laboran alrededor de 349,660 personas, tan tablecida en su lugar de trabajo, su producci6n anmua% se estima en

ores discontinuas, empleanmdo equipos de cinco personas, que en gravas empleando palas, picos, carretillas, canaletas (tolvas) y 16 HP9 seglSn se& la cantidad de trabajo que se sealice. El 5

a esta actividad carece de requisitos legales para desarsollar inmirno de inverslieIl estimada en el srdan da los U.S.$ 4,066,

para un costo de speraci6n de 1.50 U.S. alcanzando recuperaciones inferiores al 66%.


La explotacidn mecanizada est5 realizada en seco por equipos de movimiento de tierras. Con un tractor se hacen labores de limpieza, desbroce y preparacidn del material, el que es cargado y acarreado por un cargador frontal, pudiendo combinarse la operacidn con el carguio en volquetes.

Gilculos realizados en Tres Islas, indican un requerimiento de un cargador frontal de 1.3 m3 de capacidad de cuchara, un tractor de oruga de 150 H P , para una produccidn diaria de 300 m3; a mayor volumen de material mayores modificaciones en la planta de tratamiento, bisicamente en el diseiio de la tolva de recepcidn con monitores para facilitar el arrastre, sluices con pendiente elevada y rifles paralelos al lado mayor para permitir un mejor lavado y clasificacidn del material mediante una criba ubicada al final de &te. La pulpa, segtin el diseiio, puede continuar por una tolva de mayores dimensiones O pasar a un distribuidor y de alli a un sistema de tolvas mtiltiples.

Estas operaciones deben contar con instalaciones y equipos adicionales, como talleres, . bombas de mayor caudal, equipos de alumbrado eléctrico, amal amadoras entre otros. Los costos de operacidn estin en el orden de 0.90 a 1.10 U.S.$/m 5 , alcanzan porcentajes de recuperacidn de hasta 65%; la inversidn requerida para estas operaciones es mayor a los 250,000.00 U.SI$.

._

En los rios, lagos o pozos artificiales, se trabaja con equipos flotantes llamados "Dragas", &as requieren un sistema de navegacidn, que puede ser metiilico, de madera O simples flotadores neumiticos, planta de tratamiento gravimétrico e instalaciones adicionales, como compresoras, amalgamadoras, retortas y si es el caso, la construccidn de viviendas para el personal, generalmente construidas por cinco personas.

Las dragas alimentan el material mediante succidn a través de mangueras de diimetros que estin entre los 4" a 12" O mis, para 10 cual se requieren bombas accionadas por motores diesel y dispositivos de succidn que pueden ser operados por buzos o por sistemas mecanizados, ademis pueden disponer de dispositivos de rotura como inyectores de alta presidn, cabezas rotativas cortantes (escariantes). El costo de una Draga oscila entre los US.$ 5000 hasta los 200,000. Pueden tratar vol6menes desde 3 a 20 m3/h, con una capacidad de operar hasta los 20 m de profundidad. Sus costos operativos estin entre 1.10 a 1.60 U,S,$/m3 y su produccidn por cada jornada de trabajo de 10 horas esti sobre los 15 g de or0 para las mis pequeiias.

Ciertos equipos flotantes e s t h alimentados mediante dispositivos especiales llamados cangilones, rodetes, y otros, O a falta de estos, por retroescavadoras ubicadas en o fuera del equipo, logrando una alimentacidn de grandes voltimenes de material del orden de las centenas de m3/h.

. I

El proceso de concentracidn gravimétrica se inicia en la tolva de recepcidn en donde el material pasa al tromel O cedazo giratorio, que es un cilindro giratorio de paredes metilicas formadas por planchas perforadas de 3/8", 10 que permite el avance de las gravas gruesas, que son evacuadas al exterior por una faja transportadora; el material clasificado es depositado en un tanque desde donde es bombeado por un distribuidor que alimenta por gravedad los jigs primarios, que son celdas tipo yuba' en las que por movimiento de batido, conseguido por accidn de un pistdn por movimiento de pulsacidn, se logra separar el material grueso liviano del pesado, constituido por arenas negras y Oro. El producto de los jigs primarios alimenta a un tanque de concentracidn desde donde es bombeado a los jigs secundarios, transladindose por gravedad a los colectores de mercurio, en donde el Oro es mezclado para formar la amalgama, que posteriormente es tratada en él laboratorio. El rebose de los jack pots es conducido a las mesas amalgamadoras donde concluye el proceso; adicionalmente se instalan

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canalles para recuper colas estimhdssa una recuperacih en el proceso del 65 al 70%, los coseos operativss estan en el orden de los 1.00 a 1.20 U.S. $/ln?

Para iniciar este tips de operacisnes se requiere una inversih elevada, de 16000,000 US$; estudiss realizadss para Madre de Dios, descarfaan la pssibillidad de util equipss nuevos, lo que esta corroborado con dos speraeisnes de esta naturaleza en la zona.

~rnA.lbs -Inversibn squra -No requiere expriencia -0btenci6n y comercialiacibn del pruducto en el dia -Facilidad de trslslado -del equipo a otm lugae

-Mayor volumen de tratmiento de gravas.

-Costas de opeeaci6n bajos -Menoe empleo de mano de obra -No requiere energla

-Requieee m f n h o peesonal POW -Gran movilidad del aquipo SUCCION -MaPltenimieab ficil

-&ploraciBn dinamica F L O T A N T -Movimiento de grandes volfimenes E de gravas

ALIMENTA- -0peraci6n altamente mecanizada CION Sistemas de control eficientes DIRECTA -Trabajo continu0

1 1 0

D B m " -Baja recupeeaci6n -Minima producciibn -Teabajo sblo k a t a el nivel fre8tico. -Condiciona de trabajo muy sacflicadas

-Nmidad de mano de obra calificda -&pendencia de combustible, hsumos y repuestos -Dificultad en el trabajo bajo el nivel del ~ g u a

-LEI dimentacidn depende del buao -D&keioro de playas -Trabajo demedenado -Relaves muy mrca a la zona de trabajo

-Elevada inversibn inicial -Alto consumo de energh -Elevado requerimiento de agua '

Xualquier desperfecto paraliza la operaci6n -Trabajo s6lo en terrenos planos


FLOW SHEET

arma ag ua negra

Fig. 4: Flow sheet de planta gravimétrica de concentracidn.

ECONOMIA DEL ORO

En esta parte, me refiero a cifras recientemente trabajadas por el Centro de Estudios Regionales Andinos Bartolomé de las Casas (1990), conjuntamente con el Gobierno de la Regi6n Inka, que corresponden a la zona de Caychive, poblaci6n minera representativa de la situaci6n minera de Madre de Dios, por 10 tanto, pueden ser extensivas para toda la zona.

La poblacidn censal fue de 301 conductores de minas auriferas, la mitad de ellos realizan explotaci6n familiar, su situaci6n legal es precaria, mantienen una explotaci6n en ireas menores a las 10 hectiireas en un 90,94%, tanto en las quebradas como en las denominadas cumbres, tan s610 se han identificado dos operaciones con equipos de movimiento de tierras, y un total de 107 motobombas de 9 HP de promedio; el 70% de la poblaci6n minera carece de equipo para la explotacidn del Oro, el resto se ubica en la clasificaci6n de pequefio minero artesanal. En la zona se ha determinado un total de 322,73 hectiireas de terreno que son cultivadas para el autoconsumo, biisicamente cultivos de maiz, yuca, frejol y frutales.

PRODUCCION Y COMERCIALIZACION DEL ORO

Es importante referir en este punto tres aspectos muy importantes:

- Producci6n estimada de Oro, - Compra del Oro por Banco Minero del Pen$ - Produccidn de Oro declarada en la zona de Caychive.

1 1 1

El estirnado de la produceibn de oro se hace considerando que trabajan en la zona 30,000 personas produciendo 500 k de oro/mes, 2 Dragas (cangilos y w.p.1 que producen 15 kg de oro/mes y 30 Dra tipo que producen 18 kg de oro/mes. .A& que se puede estimar la produeci6n anual en 7,080 kg de oro.

La cornpra del Banco Minero del Pen$ en sus sek ageneias, arroja un promedis de

porcentuahente entre Puerto (23.62%), Haypetue (21.55%), compra anual de los aflos de oro por afio, distribuidos

Quincemil(3.32%).

De acuerdo a infomaci6n censal en ,la zona de Caychive, se ha obtenido una producci6n de oro de 381,190 g de oro por aiio. Con esta iiltima informaci6n, se puede relaeionar la producci6n estimada con la registrada oficialmente y efectuar las apreciaeiones correspondientes. De la estirnacidn presentada se deduce que en la zona del censo referido, se produce el 5% de la producci6n departamental y esta corresponderia al 28% de la captaci6n dicial.

El flujo de trabajadores en la zona estB incentivado por las estaciones del züio. Se tiene una poblaci6n laboral de 1,463 personas para la temporada de lluvias, que disminuye a 1,360 en la de estiaje; en estos valores se ineluye la mano de obra fasmiliar muy importante en las operaciones auriferas.

Para el mes de octubre de 1990, se ha determinado para los pequefios productores auriferos un consumo de materiales que se detalla: azogue (38,319 g), gasolina (11,114 glns)), lubricantes (142 glns), mangueras (123 m), pliistico y yute (301m), respectivamente.

Hechas las evaluaciones eorrespondientes, los siguientes son los promedios porcentuales de los gastos de operaci6n en la minerfa artesanal en la zona de Cayehive; calculados para el mes de Octubre de ) p herrarnientas (0.04%)), alimentos (36.05%), salarios (39.26%~)~ otr

De las sbsewaciones reallizadas, podemos constmir una piriimide de acumulaci6n de ingresos generados por la actividad aurifera, asi tenemos que el 4% de los ingresos lo eoncentran solamente el 6.6% de las familias9 el 40.1% Io tienen el 24.5% y el 56% de los ingresos e s t h concentrados en el 74.9% de la poblaci6n.

Para ningdn efects se toma en eonsideraci6n la produeci6n de ore de la Compafiia urifera Rio Inambari, que opera con alguna difieultad en la zona; su producei6n acumulada

al a80 alcanza los 200 kg de oro.

La interpretaci6n de estos importantes datos, nos permik apreciar una de las causas del escaso nive1 de acumulaci6n de excedentes para reinversi6n en tbcnicas mineras, a lo que se debe adicisnar evidenternenk otros factores.

1 1 2


CONCLUSIONES

Brevemente concluiremos reafirmando el enorme interés aurifero de los placeres aluviales de Madre de Dios, en la Amazonia Peruana, muy poco estudiados en relacion a otros depdsitos similares, actualmente explotados con una tecnologia incipiente, en la que se desempefian pequefios productores mineros que aiin no utilizan tecnologias que les permitan salir del actual "sistema de explotacidn aurifera", y con ello de la economia productiva de sobrevivencia que actualmente. se desarrolla. -

- ,

REFERENCIAS

PRIMER CONGRESO DE MINERIA AURIFERA ALWIAL. 1990. Madre de Dios.

RESULTADOS DEL CENSO MINERIA AURIFERA ALUVIAL. 1990. Comunidad de Caychive Alto y Quebradas. Madre de Dios, Cusco.

1 1 3


LES PLACERS D'OR DE BOLJYIE: MILIEUX DE FORMATION ET STRUCTURE GEOLoGIQUE

GERARD HE RAIL^^, MICHEL FOR NA RI^, GIOVANI VISCARRA~, JOSE ANTONIO RUrZ3-4, LUIS POZZO2, JEAN-FRANÇOIS DUMONT'.

1 :ORSTOM, C.P.9214, La Paz, Bolivia. 2 :Facultad de Ciencias Geol6gicas, C.P. 12198, La Paz, Bolivia. '1 et 2 : Convention UMSA-ORSTOM. 3 : UNRFNRE, Casilla 11726, La Paz, Bolivia 4 : Convention UNRFNRE-ORSTOM

RESUME: Une partie importante de la production d'or de Bolivie provient de l'exploitation de placers. Ces gisements sont rCpartis sur tout le territoire mais c'est dans la Cordillère.Orientale qu'ils sont les plus nombreux. La majorité des placers boliviens sont d'origine fluviatile mais il existe aussi d'importants placers d'origine glaciaire (Suches) et quelques petits placers d'origine éluviale. GCnéralement ces placers sont associCs à un seul CvCnement gCologique (placers monogéniques) dérivant de l'érosion d'une minéralisation primaire par un cours d'eau. Cependant les plus importants d'entre eux' résultent de la succession de plusieurs phases de saimentation séparées par des phases de remaniement contrôlées par I'6volution structurales de la chaîne des Andes (placers polygéniques). C'est le cas du placer de Tipuani dont la formation qui a débuté pendant le Miocène a été Ctroitement controlée par la structuration du front amazonien de la Cordillère Royale et de la Zone Subandine. La formation des placers de l'Amazonie bolivienne n'est que l'ultime conséquence de cette évolution.

RESUMEN: Una parte importante de la produccio6n de Oro de Bolivia procede de la explotaci6n de placeres. Estos yacimientos es th distribuidos en todo el territorio, pero es en la Cordillera Oriental que son m& numerosos. La mayoria de los placeres bolivianos son de origen fluvial pero existen también importantes placeres de origen glaciar (Suches) y m8s pequefios placeres de origén eluvial. Generalmente, estos placeres esth asociados a un solo evento geol6gico (placeres monogCnicos); proceden de la erosi6n de una mineralizaci6n primaria por un curso de agua. Sin embargo, los mds importantes proceden de la sucesi6n de varias fases de sedimentaci6n entrecortadas por fases de erosi6n y removilizaci6n del sedimento (placeres poligénicos). Esta evoluci6n estA controlada pcx la evoluci6n estructural de los Andes bolivianos. Es el, cas0 del placer de Tipuani, cuya genesis empez6.en el transcurso del Mioceno estrechamente controlada por la estructuraci6n del frente amaz6nico de la Cordillera Real y de la zona subandina. La formacibn de los placeres de la Amazonia boliviana es la bltima consecuencia de esta evoluci6n.

~ e s placers d'or se forment, comme tous les placers, dans le domaine super&$ne Par concentration r&idueUe de mineraux B partir de 1'Crosion soit de minhliSati0nS primaires soit de minbrdisations secondaires prCexistantes. Cependant, la Structure des Placers et les

- . -

115

- des 'placers fom6s en biPieu fluviatile semi-afide B partir de l'6rosion soir de filons de

sont connus sur 1' iplmo mds ils sont toujours de volume r6duit et me peuvent 6tre mis en quartz soit de minbadisations contenues dans les volemites tertiaires. Des placers de ce type

valeur que par une exploitation artisanale.

- des placers fonds en milieu fluviatile de plaine d'avant-pays. Dans ce cas l'or a 6th transport6 sur de tri% grandes distmcer, (plusieurs centaines d caracQ6ristiques de la min6rdisation @articules d'or petites, structure de ces ments. C'est le long 'du cours am

. .

loppbs, en Bolivie, de tels placers. 11 6


Fig. 1: Carte de localisation. Le bouclier brésilien est représenté par des croix et les volcanites c6nomïques par des triangles. Les limites structurales sont extraites de Sempere et al. 1988.

- des placers polygéniques r6sultant de la succession de différents événements géologiques et ghmorphologiques qu'ils soient de même nature (succession de phases d'érosion et de sédimentation fluviales) ou de nature différente. La minéralisation primaire source peut avoir des caractéristiques homogbnes (par exemple être constitu6e seulement par un type de filons de quartz) ou associer plusieurs types d'occurences. La formation de ces placers s'étend sur plusieurs millions d'années, durée beaucoup plus longue que celle qui gbre la formation des placers déjja défxits. Le dlbbre placer de Tipuani appartient à cette catégorie ainsi que les placers moins importants de la région de Soledad. L a succession des diffgrentes, phases de géomorphoghbse qui contribuent B la formation de tels placers peut être due B des changements climatiques successifs, par exemple des glaciations, mais dans le cas des Andes

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Ces placers sont dCvelopp6s dans des vdll6es fluviatiles A forte 11s sont constituds par des s6diments d'origine fluviale ou fluvis

lit des murs d'man. A l'amont a s alluvions pa laciaires mais ces derniers sont g6nkralemen

diffdrence des s6diments fluviatile us en aval, L'or qu'ils contiennent provient, dans l'Ordovicien

ne et de la pymhotite comme a c c o m ~ ~ ~ n ~ ~ secondaires (Tistl, 1985; 1990). A c6tk de e source d'or il existe aussi de l'or micronique inclus dms les sulfures (Fornari et. Hdmil,

1991). Au sud, depuis In latitude de 6mro jusqu'h la frmti$re argentine, l'or est pr&ent sous

Scherbba.1964.) soit dans les fractures. soit en minuscules inclusions ou e mim&itiques. 11 est aussi prd les p'mwrm de la pyrite et de la sphd&-ik (L

fome d'or natif dans le quilrtz mais aussi associe A la stibine (Ahlfeld et s

. La finesse de l'or proven quartz ou des sulfures est moindre (%,fi B 6, lle de l'or assrni6 B la stibine qui contient seulement de 0 13% d'Ag (

Gisements alluviaux d'or, La Paz, 1:5 juin 1991

importante que dans la Cordillère d'Apolobamba ou que dans la Cordillère Royale. Dans les districts miniers d'Inquisivi-Ayopaya, quelques torrents transportent des alluvions aurifi3res bar exemple le rio Choquecalmiri) ainsi que le rio Cotacajes dont les affluents érodent les minéralisations contenues dans l'Ordovicien de la région de Gxapata. On connaît aussi des petits placers dans la région d'Uncia, dans les cours d'eau qui drainent la partie amont du bassin-versant du Chayanta. Les placers fluviatiles des vallées du Camblaya et du San Juan del Oro sont les plus méridionaux de Bolivie; l'or qu'ils contiennent provient de l'érosion de minéralisations aurieres contenues dans des filons de quartz et quartz-antimoine encaissées dans l'Ordovicien mais aussi, pour une part sans doute minoritaire, des volcanites miocènes des Lipez (fig. 1).

Tous ces placers sont d'âge quaternaire. Ils se formèrent dans le même contexte géomorphologique de vallées montagnardes étroites à forte pente longitudinale dans un environnement fluviatile, qui, à l'amont, était parfois en contact avec le milieu glaciaire. Dans la plupart des cas l'or provient de l'érosion de filons de quartz aurifère contenus dans l'Ordovicien. Ces gisements sont constitués par des sédiments fluviotorrentiels mal triés. Les terrains minéralisés sont recouverts d'une surcharge stérile de plusieurs mètres d'épaisseur; ce sont les sédiments qui reposent sur le bedrock qui sont les plus riches. Dans le .rio Mojos (Freydanck, 1964) on a mesuré des teneurs de plusieurs grammes à plusieurs dizaines de grammes par mètre cube au niveau du bedrock tandis que la teneur moyenne mesurée dans la partie supérieure de l'alluvion est de l'ordre de 150 mg/m3. C'est dans ce type de placer que l'on trouve les plus belles pépites.

LE PLACER GLACIAIRE DE SUCHES-ULLA ULLA.

Ce placer est situé au pied de la Cordillère d'Apolobamba, dans la partie nord de la cuvette d'Ulla Ulla (fig. 1). C'est une région de vieille tradition minière, sans doute précoloniale (Bertelot, 1978) et déjà en 1542 les espagnols lavaient de l'or sur les rives de la Laguna Suches et ceci jusqu'en 1767 moment oh les indiens assaillirent les mineurs (Anonyme, 1887). Il reste des vestiges tant des travaux miniers que des infrastructures et du campement. A la fin du siècle dernier une compagnie anglaise reprit l'exploitation des moraines à l'aide de monitors; en 1899 elle produisit 11,42 kg d'or. Au total c'est environ 1500000 m3 d'alluvions glaciaires qui ont été traités. Si l'on excepte quelques exploitations artisanales sporadiques, au XX" siècle on a seulement assisté à des travaux d'exploration et d'évaluation plus ou moins d6taillés réalisés par la South American Placers (195!3), Comibol et Geobol dans les ann6es soixante dix, Estalsa (1986) et quelques autres organismes. En 1990, le Fond Rotatoire des Nations Unies pour l'Exploration des Ressources Naturelles en convention avec I'ORSTOM a entrepris l'exploration et l'évaluation des alluvions glaciaires et fluvioglaciaires dans la zone comprise entre la frontière péruvienne et la lagune Col010 (fig. 2).

Le remplissage saimentaire récent du bassin d'Ulla Ulla est complexe et toutes les formations qu'il contient ne sont pas aurifixes (H6rail et Ruiz, 1990; Hérail et al, 1991). L e - remplissage sédimentaire repose en discordance sur des terrains du Paléozoïque (Silurien B Permien). A la base affleurent des conglomérats constituCs par des galets bien émoussés déposés dans un environnement fluviatile (ou fluvioglaciaire?) qui, localement passent & des

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cet ensemble constitue 1a'FonnationWila Aja qui se déposa, au moins partiellement, durant le Pliocène. Vers le haut cette formation est coupée par une surface d'érosion, le glacis Soratera,' sur lequel un épais sol rouge s'est développé. Près des reliefs de la cordillère, la Formation Wila Aja, le glacis Soratera et le pal6osol qui le couvre ont été érodés- et recouverts par des sédiments morainiques de couleur ocre qui sont les témoins d'une ancienne glaciation dénommée Glaciation Ajanani. Ces sédiments ne se marquent pas dans la morphologie par des arcs; ils sont tronqués par un glacis, le glacis Putina. Dans toute la région comprise entre Suches et Antaquilla (fig. 2), le paléosol qui couvre le glacis Soratera est conservé, généralement de manière incomplète, sous les moraines de la Glaciation Ajanani ce qui signifie que, tout au moins dans la zone d'observation, le volume de sédiments.érodés durant la progression du glacier qui déposa ces moraines est inférieur à l'épaisseur (environ 6 mètres) du paléosol développé sur le glacis Soratera. Les sédiments et formes déjà décrits ont été recouverts par des apports plus récents d'origine glaciaire pendant la Glaciation Antaquilla. Leur épaisseur est très variable mais dépasse souvent 30 m. A la différence de la Glaciation Ajanani, la Glaciation Antaquilla se marque à la fois dans la, stratigraphie mais aussi dans la morphologie par des formes glaciaiiés nettes (arcs morainiques frontaux, moraines latérales, ...) dont l'étude a permis de séparer deux phases majeures d'extension de cette glaciation dénommées Antaquilla 1 et Antaquilla 2. Elles ont précédé le retrait général des glaciers marqué dans le paysage par un grand nombre d'arcs frontaux (fig. 2).

Les différentes formations présentes dans le bassin d'Ulla Ulla sont représentées ou ont leur équivalent dans les bassins qui se succèdent au pied de la Cordillère Orientale (tableau 1). La Formation Wila Aja est l'équivalent local de la Formation Arco Aja décrite dans le bassin d'Ananea qui prolonge au Pérou le bassin d'Ulla Ulla; dans la Formation Arc0 Aja une couche deandres nous a donné un âge de 3,8 Ma (Laubacher et al., 1984) ce qui indique que ces deux formations sont contemporaines de la formation La Paz (Dobrovolnyj 1962; Servant, 1977; Lavenu, 1986). Toutes les formations et formes plioquaternaires plus récentes décrites dans le bassin d'Ulla Ulla sont représentées dans le bassin d'hanea au Pérou et dans le bassin de La Paz ainsi que dans les cuvettes qui bordent, au sud-ouest, la Cordillère d'Apolobamba et la Cordillère Royale. La Glaciation Ajanani est contemporaine de la Glaciation Sorata et les deux principales phases de la Glaciation Antaquilla correspondent aux phases Choqueyapu 1 et 2 de la dernière glaciation définies dans la région de La P a z (Servant, 1977). Nous n'avons pas pu dater les moraines les plus anciennes de la Glaciation Antaquilla qui sont plus vieilles que les âges que l'on peut obtenir au C14. Les moraines de la deuxième phase de cette glaciation reposent, dans la vallée d'Ajanani (fig. 2), sur des sédiments interglaciaires contenant des fragments végétaux sur lesquels nous avons obtenu un âge radiométrique Cl4 de 23790?1'?- (Hérail et al., 1991) ce qui affine les données obtenues jusque 18 dans pareil contexte indiquant que le début de la deuxième phase de la Glaciation Antaquilla est postérieur à 24000 ans. Après la phase Antaquilla 2 les glaciers ont reculé mais cet événement n'a pas été continu comme l'attestent les nombreux arcs morainiques échelonnés sur les versants notamment dans la vallée de la lagune Cololo (fig. 2). Beaucoup de ces arcs sont sans doute antérieurs au début de 1'Holdne (Gouze et al., 1987) et il est probable qu'aux alentours de 10000 ans BP le fiont des glaciers était à une altitude comparable à celle qu'il a de nos jours. A moins de 500 m de distance du front actuel des glaciers ont été recueillis, dans des sédiments postglaciaires, des 6chantillons de débris végétaux fossiles datés à 8475 ans BP dans la haute vallée du Cololo et à 7470 dans la haute vallée du Puyupuyu (Gouze, 1987).

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Gisements alluviaux d'or,

Glaciation Calvaiio

Gisements alluviaux d'or, La Paz;1-5 juin 1991

Cordillère Orientale du nord-ouest de la Bolivie la majorité des minéralisations primaires d'or sont contenues dans des terrains de l'Ordovicien supérieur (Tistl, 1985; Hérail et al., 1988) et la cartographie des minéralisations primaires connues montre qu'il en est ainsi dans la région d'Antaquilla-Suches. Ceci explique que les moraines déposées par les glaciers dont les cirques étaient situés dans le secteur où affleure le Dévonien sont stériles ou très pauvres.

La répartition de l'or dans les alluvions glaciaires et fluvioglaciaires de cette region est, en premiBre approximation, contrôlée par la provenance et la composition du ddiment (fig. 3). Ce sont seulement les moraines composées de dépôts provenant de 1'6rosion de l'Ordovicien qui, localement, ont des teneurs' en or appréciables et ces teneurs ne se trouvent que dans certaines parties de la moraine. Dans le cas du glacier de Suches seule la moraine latérale gauche déposée au moment de la Glaciation Antaquilla 1 et une partie des sédiments de la zone frontale de la Glaciation Antaquilla 2 atteignent des valeurs d'intérêt économique. Ce type de distribution est contrôlé, d'une part, par la position des minéralisations sources qui, B l'amont sont situées sur la rive gauche du glacier et d'autre part par la dynamique de mise en place des sédiments glaciaires et fluvioglaciaires. Des relations semblables avaient été mises en évidence, au Pérou, dans le bassin d'Ananea (Hérail et al., 1989). La superposition d'ensembles de nature différente se traduit directement par des variations verticales marquées du contenu en or; les teneurs diminuent brusquement et fortement lorsque l'on passe des moraines aux conglomérats de la Formation Wila Aja sous-jacents qui sont pratiquement stériles (fig. 3). Cependant il n'y a pas de changement de teneur au passage des sédiments morainiques de la glaciation Antaquilla B ceux de la glaciation Ajanani B condition qu'ils proddent des mgmes zones primaires. En revanche, dans certains environnements géomorphologiques on observe des accroissements notables de la teneur en surface consécutifs au remaniement des sédiments glaciaires par le ruissellement superficiel (fig. 3). Ces matériaux sont exploités de manière artisanale par les "baranquilleros" mais ces enrichissements superficiels ne doivent pas faire illusion quant au contenu en -or des sédiments sous-jacents.

La population de paillettes d'or qui constitue la minéralisation de ces placers est composée de petites paillettes de forme assez régulière mais les observation faites au MEB montrent qu'elles présentent des stries profondes et larges. De plus les bords sont peu émoussés et caractérisés par des formes d'enroulement sans que la lame de métal enroulée soit soudée au corps de la paillette. Ces traits micromorphologiques (faible 6mouss6 des bords, enroulements, marques de pression et d'écrasernents des faces,..) sont caract6ristiques des paillettes d'or qui ont été transportées en milieu glaciaire (Hérail, 1988; Hérail et, al., 1989). Les particules d'or recueillies dans les moraines ont été analysées B la microsonde; elles ont une finesse élevée comprise entre 950 et 990 mais il existe de fortes hétérogénéités tant au niveau de la population qu'8 l'échelle d'un individu. Des analyses faites en 1901 par la Banque d'Angleterre sur un lingot produit B partir d'or provenant de la moraine de Suches ont donne une finesse de 961,5 (McCallun, 1959). La composition du. cueur des paillettes recueillies dans ces alluvions est comparable B celle des grains d'or contenus dans les filons de quartz qui ont étés' échantillonnés dans la Cordillère d'Apolobamba. Ces minéralisations primaires sont la source de l'or contenu dans les placers de Suches .

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d'affinité semi-aride, les alluvions et l'or étant transportés par des cours d'eau B bulement 6phémbre.

Fig. 4: Schtma gtologique du bassin des Lipez et localisation de la région de Guadalupe (en blanc Quaternaire et zones non cartographiées).

LES PLACERS DE LA R~GION DE GUADALUPE (SUD LIPEZ) ASSOCIÉS A LI~ROSION DE VOLCANITES MIOCENES.

Dans le Sud Lipez (fig. l),près de la frontihre argentine, une zone comprise entre les Cerros Morokho, Bonete et Panizo a ,&té explorée, et par la suite les recherches ont été étendues jusqu'i la région. du Cerro Lipez (fig. 4). Dans cette région affleure une

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L

Fig. 5: Géologie et évolution de l'indice d'aplatissement (Ia) des paillettes d'or des placers alluviaux et des placers éluviaux à partir des ignimbrites de la région de Guadalupe.

LE PLACER DE VILADER: UN PLACER ASSOCIfi A L'fiROSION DE MINhALISATIONS PRIMAIRES ENCAISSfiES DANS L'ORDOVICIEN.

Le placer de Vilader (Fornari et al., ce volume) est -situé dans la région de San Antonio de Lipez (fig. 1 et 4) à environ 4190 m d'altitude au pied de reliefs constitués de lutites, de grès fins et de quartzites de l'Ordovicien intensément plissés; ces reliefs constituent la terminaison méridionale de la structure de Pululus (Baby et al., 1990). Les alluvions minéralisées se distribuent en deux terrasses et dans le lit du ravin mais la minéralisation ne s'étend pas vers l'amont et se dilue rapidement vers l'aval. Sur les flancs de Relave Loma on connaît des filonnets de qüartz aurifère et une petite mine a été ouverte dans une de ces structures en 1989 .

La terrasse minéralisbe la plus haute est épaisse de 4 2 6 m. Latéralement elle s'interstratifie avec des sédiments d'un cône de déjection qui provient de reliefs de Relave Loma. Les alluvions de la terrasse contiennent des galets bien émoussés de dacites et de tufs

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Gisements alluviaux'd'or, La Paz, 1-5 juin 1991

sédiments sont organisés en séquences fluviatiles granodkroissantes qui peuvent atteindre 10 m de puissance et dont le toit est généralement érodé par la séquence susjacente. C'est par une rivii3re qui coulait du SE vers le NW et collectait aussi les eaux d'affluents de rive droite qui provenaient des reliefs qui limitaient le bassin au NE que ces dé@& fluviatiles ont été transportés et déposés. La Formation Khollpana est composée d'un m6lange d'apports qui provenaient de l'érosion d'affleurements de Siluro-Dévonien et de 1'Qosion d'intrusifs dacitiques situés au SSE du bassin.

Fig. 6 Les placers de Soledad dans leur contexte gbologique. 1 2 9


Dios. Cependant, malgré leur distribution sur un territoire tri% grand, tous ces gisements sont génétiquement liés les uns aux autres et se sont mis en place. au cours des dix derniers millions d'années de l'histoire des Andes.

Le bassin de Tipuani-Mapiri (fig. 7) est allongé parall6lement fi la chaîne sur\pr&s de 200 km de long depuis la région d'Apolo jusqu'au nord de COIoïco, limité au NE par la Serrania de Carura qui chevauche le subandin et au SW par les reliefs de la Cordill6re Royale. Cependant, c'est seulement dans là partie centrale du bassin que sont conservées les séries cénozoïques constituant la Formation Cangalli. C'est une formation détritique continentale constituée essentiellement de conglomérats fluviatiles (Frochot, 1901; Ahlfeld, 1946; Stoll, 1961; Freydanck, 1964). Le dépdt de la Formation Cangalli correspond, au colmatage d'un paléoréseau hydrographiquece qui explique les importantes variations d'épaisseur (de O fi plus de 500 m) et lis nombreux changements de facies(Hérail et al.,1986; Viscarra, 1986; Hérail et al., 1989). A l'amont des gorges des paléovallées qui viennent de la cordilke, le sediment est constitué par des conglomérats fluviotorrentiels qui contiennent parfois des blocs de plusieurs mètres cube. Ils passent vers l'aval à des conglomérats fluviatiles mieux classés et fi des facil& de plaine d'inondation (fig. 7). Le bassin de Tipuani-Mapiri ne contient pas, vers l'aval, de- dépôts lacustres piégés derrière les reliefs qui ferment le bassin au NE ce qui signifie qu'il ne fut jamais endoréique. La majeure partie dës sédiments appartenant fi la Formation Cangalli sont conservés dans le fond de paléovallées (Challana,Tipuani, Mariapo, et région de Chimate-Mapiri) et c'est cette paléomorphologie qui contrôle la géométrie et la structure du remplissage sédimentaire (Hérail et al., 1988). Dans le fond des paléovallées sont conservés les conglomérats les plus grossiers composés de galets et blocs de schistes et quartzites de l'Ordovicien mais aussi de roches métamorphiques et,de granites provenant des zones les plus é l e v h de la cordillare; la granulométrie du sédiment et la proportion de galets de roches métamorphiques et de granites diminuent vers le haut de la série. Lathlement, sont conservés contre les paléoversants des faciès colluviaux à gros blocs de schistes ordoviciens emballés dans une matrice argileuse rouge. En maints endroits affleurent des sédiments déposés en milieu confiné composés de couches de sables et d'argiles gris-bleuté contenant des restes de végétaux, parfois en position de croissance. Vers l'axe de la vallée ces matériaux s'interstratifient avec les conglomérats fluviatiles tandis que du côt6 des versants de la paléovallée ils se mêlent aux apports colluviaux. Les directions d'apport montrent que ces sédiments se dépos6rent dans des zones marécageuses alimentées en eau et en sédiment essentiellement fi partir de débordements de la rivibe, le Paléotipuani.

_ .

Le toit actuellement observable de la Formation Cangalli correspond fi une surface d'érosion qui, sur les bords du bassin, recoupe le substratum paléozoïque tandis que vers l'intérieur du bassin elle est recouverte par les alluvions de la plus haute des terrasses des rivieres principales (Challana, Tipuani, Mapiri) et, dans les zones qui n'étaient pas drainhs par des rivières importantes venues de la cordill&e, par des dépôts de &ne de déjection tri% étendus (Formation Chimate). C'était le cas entre le rio Mariapo et le rio Mapiri. A partir de cette surface s'est développé un puissant profil de mét6orisation fortement rubéfi6 epais d'une centaine de mètres. C'est sur cette surface que s'est établi le réseau hydrographique quaternaire. L'ampleur de la dissection quaternaire (500 m de dénivelée entre 16 niveau de la surface culminante et le niveau actuel du lit des rivières) explique que les terrasses alluviales soieni conservées seulement sous la forme de replats. de. quelques hectaies étagés le long du Tipuani, du Challana ou du Mapiri. La nappe de sédiments peut atteindre une trentaine de m8tres d'épaisseur; elle est constituée d'un -puissant recouvrement de colluvions et ~

deistkiimerits argilo-sableux épais d'une dizaine de mètres qui reposent sur un conglom6rat 131


fluviatile composé d'une superposition de chenaux galets et blocs de plus en plus grossiers vers le bas. A la diffdrence de la Formation Cangalli, les alluvions des terrasses et du lit actuel des rivihres contiennent une importante proportion de galets de roches granitiques.

C'est B ces différentes dtapes de ddimentation, d'erosion et de remaniement de sédiments que sont dues la concentration et la distribution de l'or. Dans la Formation Cangalli les teneurs les plus élevées, atteignant plusieurs grammes par mbtre cubes, ont eté mesurees dans les chenaux conglomératiques conservés dans le fond des paléo-vallées. C'est seulement dans la paléovallée du Tipuani que l'on connaît bien ce type de mindralisation, mais on a ddtecté des teneurs d'or élevées dans les conglomérats de la Formation Cangalli qui affleurent dans la vallée du Challana et dans celle du Zongo toutefois avec une densité de mesures beaucoup plus faible. Dans le creux de la paléovallée du Tipuani, les chenaux mindralids se superposent sur une dizaine- de mbtres de puissance, les lits fortement mindralisds dtant &parés par des sédiments pauvres. La diminution des teneurs moyennes de l'amont vers l'aval est liée à une baisse de la teneur de chacun des lits minéralisés mais aussi au fait que ces lits sont de moins en moins nombreux vers l'aval. A Tujojahuira (fig. 8), on observe sur 10 B 15

-m d'épaisseur B la base de la formation, une importante concentration de bancs de conglomérats minéralisés qui constitue l'intérêt principal du gisement. Cependant on connaît aussi quelques bancs minéralisés plus haut dans la série. Les- mêmes principes de distribution

-- se retrouvent à Chuquini (fig. 8) où il existe des bancs minéralisés et exploitds B 50 m environ au dessus du fond de la paléovallée avec des teneurs atteignant parfois plusieurs dizaines de grammes par m3. Dans la région de Chima-Gritado (fig. 8) on ne connaît pas encore trhs bien la distribution de la minéralisation contenue dans le fond de la paléovallée car les travaux de prospection et d'exploitation sont- menés dans des chenaux intraformationnels, dont les .teneurs dépassent parfois la dizaine de grammes par mètre cube, situés à plus de 100 m au dessus du fond de la paléovallée. A Santa Clara les travaux miniers ont recoup6 B 75 m de profondeur une couche à plus de 10 dm3. A La Rinconnada, un kilomètre environ plus en aval, un puits d'exploration a atteint le fond de la paléovallée a 170 m de profondeur et a recoupé deux chenaux mineralises à -38 et -98 m'de profondeur soit 132 et 72 m de hauteur au dessus du fond de la paldovallée. C'est-le niveau2ué-ik -38 qui est le plus riche avec des teneurs de 3 à 4 g/m3 mais qui peuvent dépasser 10 g/m3. Le fond de la paléovallée est large de. quelques mètres seulement et les skdihents qui y sont conservés ont des teneurs relativement basses ne dépassant qu'exkeptionnellement 5g/m3; généralement elles n'atteignent que quelques centaines de mg/m3. Ceci s'explique certainement par le fait que dans cette gorge très étroite. l'or a été entrainé vers des tronçons du cours plus favorables au dépôt, les données obtenues au fond de =puits ne peuvent donc être considérees que comme ponctuelles. A Cangali (fig. 81, trois kilomètres plus en aval, un puits est en cours de perforation et le premier niveau minéralise a été recoupé a 100 m de profondeur soit 130 m au dessus du fond de la paléovallke (localisé à partir de sondages Blectriques verticaux); la teneur en or de ce niveau est de l'ordre de lg/m3.

Les alluvions des terrasses et du lit actuel des cours d'eau constituent la deuxibme source d'or exploitable du bassin de Tipuani-Mapiri. Dans les terrasses, quel que soit leur âge, la distribution de l'or sur une coupe verticale obéit toujours au même schéma qui peut être illustre en prenant l'exemple des terrasses de La Rinconada (Azevedo, 1985) ou des alluvions du lit actuel du Tipuani près de Cangalli (Herail et al., 1989; ,1991). A La Rinconada trois terrasses sont conservées, respectivement à 4 m, 30 m et 40-50 m au dessus du lit du Tipuani. La nappe alluviale des deux niveaux supérieurs est composée d'une surcharge de 3 3 à 5,s m d'épaisseur qui contient moins de 0,l g/m3 d'or; les conglomérats

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fluviatiles sous-jacents, épais de 5.9 7 m contiennent environ 0,2 g/m3 d'or et c'est seulement dans les conglomérats les plus grossiers , épais de 1 2 1,5 m, situés au contact du bedrock que les teneurs atteignent environ 0,6 dm3. Même si les teneurs varient d'une terrasse à l'autre la structure verticale reste la même. Près de Cangalli, la basse terrasse (fig. 9) est constitube d'une couche d'alluvions Cpaisse d'environ 10 m dans laquelle se suddent deux ensembles différents

- un groupe supérieur épais de 4 2 6 m composé de séquences sableuses vers le haut et conglomératiques vers le bas , ces conglomérats sont les seuls termes qui contiennent un peu d'or (moins de 100 mg/m3).Des fragments de bois recueillis à la base de cette dquence conglomératique ont donne un âge Cl4 de 340 ans BP,

- un ensemble conglomératique inférieur de 5 m de puissance environ compod de conglomérats disposés en chenaux de plusieurs mètres de profondeur et contenant des blocs de 50 à 60 cm de diamètre et quelques blocs cyclopéens de granite de 2 2 3 m de diamètre. Des fragments de bois recueillis dans ces conglomérats ont donné un âge C 14 de 981Ok190 ans BP. Dans ce matériau les teneurs en or dépassent fréquemment plusieurs grammes par mètre cube et peuvent atteindre une dizaine de grammes par mètre cube. C'est là aussi que se trouvent les paillettes les plus grosses (fig. 9).

I I I I n I

Fig. 9: Sédimentologie, teneurs et granulométrie de l'or du lit actuel et des basses terrasses du rio Tipuani dans la région de Tipuani (A) et Guanay (B). . .

1: Déblais, 2: Recouvrement limo-argileux, 3: Limons et argiles, 4 Galets et blocs, 5: Blocs de leucogranites, 6: Formation Cangalli, 7: Ordovicien, 8: Echantillons dates au Cl4 (et âge), 9: Position des échantillons prelevés pour dkterminer les teneurs en ory 10: Teneur en or, 11: Longueur de la paillette la plus. longue de chaque échantillon, 12: Poids de la .paillette la plus lourde de chaque Bchantillon.

135'


l'Actuel. Ce sont, fondamentalement, deux types de gisements qui sont exploités: les alluvions du lit actuel des rivikres et les alluvions de pal6ocours (Pleistociine sup6rieur et Holocène) conservés dans les terrasses.

Dans la plus grande partie du bassin les sédiments quaternaires préserv6s hors du lit des actuels cours d'eau reposent sur les sédiments argileux du M i d n e supérieur (Campbell et al., 1985) tandis que vers le nord-est ils reposent directement sur le Précambrien du Bouclier Brésilien. Ces sédiments sont composés essentiellement par des limons et des argiles, la fraction conglomératique étant minoritaire. Le long du Beni (Campbdlet al., 1985) comme du Madre de Dios (Leyton et Pachew, 1986) la couche sédimentaire quaternaire est Bpaisse de 10 B 40 m en moyenne. A la base' existent parfois des chenaux de quelques mktres de puissance remplis de graviers et. de petits galets, qui proviennent de l'amont, et de blocs argileux d'origine locale dus B l'écroulement des berges de ces chenaux. Dans ces mat6riaux on trouve fréquemment des restes végétaux sur lesquels ont été mesures des âges. Cl4 (Campbell et al., 1985;1990) qui se répartissent en deux groupes: l'un d'eux avec des âges de 33000 à 38000 ans BP ou plus vieux, l'autre avec des âges qui sont situés autour de 1oooO ans BP. D'épaisses accumulations de limons et d'argiles. à pétits chenaux de sable et parfois de graviers recouvrent ces sédiments. Cependant les études menées B l'échelle régionale, par exemple le long du rio Beni (Dumont et al:, 1991), montrent que le systkme de dépôt est contrôlé le long de la rivière par une suceesslon de zones ayant des taux de subsidence ou de surrection différentes les unes des autres. Sur le Beni depuis Rurrenabaque jusqu'h Riberalta on peut separer trois ensembles différents (fig. 10):

- à la sortie du subandin, une zone où la rivikre est peu sinueuse et où sont déposés les sédiments les plus grossiers et sans doute les minéraux lourds, prolongée vers .l'aval par une zone où la rivière est très sinueuse et bordée par des berges basses. Des vestiges d'anciens clours sont conservés localement dans cette partie de la plaine du Béni.

- une zone où la rivière, peu sinueuse, est bordée par des berges hautes ("alturas"), parfois d'une vingtaine de mètres. C'est dans ce secteur qu'affleure la série sédimentaire la plus complète avec à la base les niveaux conglomératiques et en surface un ancien sol rouge bien développé.

- enfin une zone à sinuositk élevée et berges basses où, localement on observe des recoupements . . de mëandres, qui s'étend jusqu'à Riberalta.

Il ne semble pas y avoir de zone aussi fortement subsidente au pied des reliefs du subandin au débouché du Madre de Dios et c'est peut être ce qui explique qu'il y ait de l'or tout au long de ce cours d'eau dans sa traversée de la plaine amazonienne.

Les mêmes séquences sédimentaires qui ont été décrites le long du Madre de Dios et du Beni affleurent le long du Madera. (Saravia, 1988;: Ruiz, 1989). Sur le soubassement précambrien repose un ensemble conglomératique de couleur marron fond, fait de galets de quartz et de quartzites dont le diamètre peut atteindre 10 cm et qui sont soudés les uns aux autres par du fer. L'épaisseur de cette couche est généralement de 20 à 60 cm mais elle peut atteindre plusieurs m5tres. Elle est recouverte par une couche de sables meubles B graviers de quartz épaisse de 0,6 à 1,5 m. Un autre niveau conglomératique, Bpais de 0,4 B 0,6 m, ciment6 par des hydroxydes de fer, forme le toit de cet ensemble. Ces conglomérats se distinguent des antérieurs par le fait qu'ils sont plus riches en quartz et le diamktre des galets peut atteindre

. 1 3 7

0 ,'


15 cm. Cet ensemble conglomératique constitue le Conglomérat Manoa (Comibol, 1971) d6jà décrit au siècle- passé comme Formation Solimoes (Orton, 1876); le faciès induré suflrieur constitue ce que les mineurs de la région appellent le "Mucururu". Une couche d'une dizaines de mètres d'argile à passees sableuses recouvre ces sédiments grossiers. Dans la r6gion comprise entre Puerto Araras et l'île des Araras (fig. l), on a montré (Ruiz, 1989) que la minéralisation n'est pas très développée et que ce ne sont pas les conglom6rats qui reposent sur le bedrock qui contiennent la mineralisation mais les sédiments qui sont juste au dessous du "Mucururu". De toute façon dans toute cette région les teneurs moyennes sont basses, comprises entre 2,4 et 72,9 mg/m3 mais il existe dans les niveaux conglom6ratiques intraformationnels des teneurs beaucoup plus élevées (jusqu'à 210 mg/m3>. Dans la même région un paléochenal qui passe près'du't'garimpo'' de Nueva Esperanza (fig.1) a été exploré (Saravia, 1988) et la succession stratigraphique observée est du même type, Le bedrock precambrien, fortement altéré, est recouvert par des graviers peu minéralisés. Sur ces sédiments repose un ensemble de sables jaunâtres à lentilles de graviers contenant une minéralisation disséminée. Par dessus apparaissent des graviers plus ou moins grossiers qui sont porteurs d'or; ils sont couverts par le "Mucururu". La partie supérieure de la séquence est composée d'argiles stériles.

Les alluvions contenues dans le lit des principaux cours d'eau issus de la cordillère sont exploités à l'aide de dragues de sucion. La nature de ces alluvions est très variable allant de limons et sables fins jusqu'à des lentilles et horizons de graviers. Dans le lit du Madera ces matériaux peuvent atteindre 12 à 14 m d'épaisseur; ils reposent soit sur une couche d'argile soit, localement, sur le conglomérat "Mucururu" aurifère (Ruiz, 1989). Au-dessous on retrouve des couches de sables et de graviers aurifères jusqu'à une profondeur de l'ordre de 30 m. Ce sont seulement les 10 à 14 premiers mètres de cette colonne qui-sont explorés et exploités par dragage.

Dans ces alluvions l'or est toujours présent sous la forme de paillettes subcirculaires très ' petites. Dans les alluvions des terrasses de rive gauche du rio Madera les particules recueillies (Ruiz, 1989) ont un diamètre qui varie entre 100 et 650 microns, 83% d'entre elles ont une longueur comprise entre 100 et 400 Pm. Etant donnée leur forme laminaire et leur surface reduite elles sont très légères; 45% d'entre elles pèsent entre 0,005 et 0,Ol mg et seulement un quart des paillettes a un poids supérieur à 0,04 mg. Celles qui proviennent de la région de Nueva Esperanza ont les mêmes caractéristiques. Toutes ces paillettes ont une morphologie semblable; ce sont des lamelles subcirculaires avec de frequents redoublements et pour cela leur indice d'aplatissement est bas. La valeur moyenne de cet indice est de 4 3 avec un maximum de 9 , l ~ seulement 20 % des paillettes ont un indice d'aplatissement supérieur à 6. Ces valeurs aussi bien que les paramètres morphologiques sont les mêmes que celles qui caractérisent les particules d'or provenant d'échantillons prélevés dans les mêmes riviikes plusieurs centaines de kilomètres en amont, à leur sortie des Andes. Ce phénomène apparaît clairement lorsque l'on compare les valeurs de l'indice d'aplatissement de diffbrentes populations de paillettes issues du rio Madera, du rio Tequeje, du rio Maniqui et, au Pdrou, du débouché du rio Inambari dans la plaine du Madre de Dios (fig. l).Ainsi le long des cours d'eau des plaines d'avant pays il n'y a aucune évolution de la morphologie des particules d'or en relation avec la distance de transport contrairement à ce qui se passe le long des rivikcs de montagne (Hérail et al, 1990; Lankneus, 1991). Ceci est dû au fait que dans ces plaines d'avant pays il n'y a pas de changements notable des caractéristiques hydrodynamiques le long d'un même cours d'eau @ente, débit, vitesse) et que le long du cours cordilldran de ces rivières s'est effectuée une s5lection granulométrique de l'or: seules des paillettes petites

' 139


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143

GEOLOGY AND EXPLORATION OF GOLD PLACER DEPOSITS OF THE PRECAMBRIAN SHIELD OF EASTERN BOLIVIA.

MICHAEL H. BIS TE^ , RALF BUFLER~ AND GÜNTHER FRIEDRICH

1. Empresa Minera Santa Maria S.A., Santa Cruz de la Sierra, Casilla 2341, BOLMA. 2. Institut fiir Lagerstattenlehre, RWTH Aachen, D-5100 Aachen, Wiillnerstrasse 2,

GERMANY.

ABSTRACT: The Precambrian shield of eastern Bolivia occupies some 220,000 km2, consisting of granulite, gneiss, syn- and post-kynematic granitoids and a number of elongated low to medium grade schist belts. The latter are at least of lower Proterozoic age, cover 10% of the region and exhibit in places volcano-sedimentary and structural units of weak to high primary gold content. Al1 gold placer deposits are spatially related to these schist belts. The different types developed during the geomorphological evolution of the shield since late- Miocene time. The mmbined effects of early lateritization, tectonical uplift and erosion under semi-arid climate and savanna vegetation have led to the formation of eluvial-lateritic, coluvial and different types of alluvial placer deposits. In the last 300 years principally small coluvial and headwater gulch placers were mined, yielding a total production of about 16 tons of gold. This quantity is relatively low in comparison with other Precambrian gold placer districts. Medium-size placer deposits of economic grade may have formed where several auriferous gulches join to form a higher order Stream or in sediment traps of the larger rivers. These deposits are found near the shield border in paleo-channels which lie under argillaceous fluvio-lacustrine sediments. The region as a whole is considered as a minor gold placer province of Bolivia. ’

RESUMEN: El escudo Precambrico de Bolivia oriental abarca un area de 220.000 km2. Consiste de granulita, gneiss, granitoides syn- y post-cinem6ticos y varias fajas alongadas de esquistos de metamorfismo bajo a medio. Estos tienen una edad m’nima de Proterozoico inferior, cubren 10% de la regidn y estan compuestos frecuentemente de unidades volcano- sedimentarias y estructuras con bajo a alto contenido de Oro primario. Todos los placeres auriferos de la regi6n estan relacionados a las fajas de esquistos. Los tipos diferentes-fueron formados durante la evolucidn geomorfoldgica del escudo desde el Mioceno superior. La combinacidn de los efectos de una lateritizacidn temprana, ascenso tect6nic0, erosidn en clima semiarido y cobertura de savana resultd en la formacidn de placeres eluvio-lateriticos, coluviales y aluviales. En los ultimos 300 ai5os se explotaron principalmente placeres coluviales y las cabeceras secas de quebradas. La produccidn total esta estimada en unas 16 toneladas de Oro. Esa cantidad es considerada pequefia comparada con otros distritos de placeres de zonas Predmbricas. Placeres de dimensidn media y tenor econ6mico se formaron probablemente en sitios donde varias quebradas auriferas se juntaron en un canal de mayor orden, O en trampas sedimentarias de los rios mayores. Esa situacidn se encuentra preferencialmente cerca del borde sudoeste del Predmbrico dentro de paleo-canales debajo de una cobertura de sedimentos fluvio-lacustres. La regi6n es considerada .segtin sus caracteristicas como una provincia aurifera de menor importancia de Bolivia.

145


T T

I l I 1

13

14

15

L E G E N D x x In te rna t i ono I border - Crustal-scale i=oult - Precombr i OR s h i e I d

border Schist b e l t

4#- Gold district

Fig. 1: Location map of gold placer districts. Precambrisn shield of eastern Bslivia. Shieldborden; schist

146 belts and caushl-sccale shear zones fr0m the Precmbrian Broject (Lithaland et al., 1986).


The entire region was fiscal mining reserve prior to August 1986. After its annulment numerous mining claims were staked, principally on ground favorable for placer gold mineralizations. The objective of this study is to provide recent geoscientific data about their, geological setting, geochemistry and formation, appraise some important economic parameters and evaluate the possibilities for future mining on industrial scale. The findings are based on exploration work of Empresa Minera Santa Maria (EMSA) S.A., a Santa Cruz based mining Company, and studies canied out by researchers from the Institute of Mineralogy and Ore Deposit Investigation of the Technical University of Aachen (Germany).

PHYSIOGRAPHY, CLIMATE, VEGETATION

The shield conforms to an elongated north-West trending dome like laterite planation surface. It is buried by Quaternary alluvial basins at its margins and overlooked in places by inselbergs or ridges rising rarely more than 200 m above the ,plain. The late-Miocene San Ignacio surface can be traced over more than half of the shield area. It is at maximum height of 550 m near the community San Ignacio, falling to levels of 150 to 300 m towards the shield margins (Litherland et al., 1986).

1 The drainage pattern follows to the slope of the peneplain which is transected by the continental watershed between the Ammon to the north or the Plata river to the south-east. It was formed during the Plio-Pleistocene Santa Ana epeirogeny, which affected the entire region by uplift and faulting. Table 1 gives a general view of the different landforms, their distribution and influence on dispersion of gold.

Table 1: Distribution and characteristics of landforms. Precambrian shield of eastern Bolivia.

MORPHOLOGICAL ENVIRONMENT

Alluvial and lacustrine plains

Laterite plateau

surfaces

I Inselbergs

I Piedmont terrace

~~~ ~

SPECIFICATION TYPE OF Au FRACTION OF DISPERSION TOT. AREA (%) I I

Meandering and -lateral 13 M erosion

Complete laterite section,

25 M > H Partially dissected plateaus,

50 M t H no rock outcrops

coluvium

Old laterite face preserved 1 M t H 1 5

lrregularly eroded, laterite stripped M > H 5

~~ ~~~~ ~ ~ ~

Pediments at slope of 2 M inselbergs

M = mechanical dispersion, H = hydromorphic dispersion. 147

Table 2: Esti production from gold placer deposits. Preeambrian shi of E Bslivia.

40 4 0 10 O


Gold was first worked by Jesuits in the San Simdn range and the area of Concepcidn during colonization in the period 1688-1767. Miiiing activities recommenced in the late eighteenth century and reached peaks in 1882-1885 and 1905-1918. The first mining claim was, adjudged in 1889 in the San Ram6n area by the Bolivian authorities. It is documented that over 7,000 people were working in this district. Mining was concentrated principally on rich coluvial ' '

and alluvial placer deposits. In the San Simdn area the Jesuits and later small companies .also exploited gold bearing quartz reefs by primitive underground methods.

Since then mining has had a rapid decline. In the pedod 1982-84 the San Ramdn area has seen a small gold rush due to a considerable increase in the gold quotation. At present some small-scale mechanized alluvial operations exist.

No officia1 statistical data on gold production are available. The figures of Table 2 are estimations of the authors and may be biased. Total production from gold placers may reach 16 tons during the last 300 years. Governmental institutions and private companies may have spent about $US 15,OOQ,OOO.-- (1991 American Dollar) or $US 68.- per 1 km2 in exploration work over the last fifeteen years.

GOLD PLACER DEPOSITS

DISTRIBUTION

Five important gold placer districts exist in the Precambrian shield of eastern Bolivia (fig. 1). The majority are located in the Sunsas mobile belt as the San Ram6n-San Javier, Medio Monte-Lomerio, Concepcidn-Rio Blanco and Guarayos districts. The Serrania San Simdn district is found as exemption at the Paragua craton. In the following chapters some geological features are documented by the description of some typical examples (fig. 2,3).

GUARAYOS

' The gold placers occur about 12 km E of Ascensidn de Guarayos where numerous creeks exhibit significant Stream sediment anomalies of visible gold over an area of 7 km to 15 km. The presence of gold is ako proven by old primitive placer workings.

The area is covered by thick laterite which shows an upward zonation from pale saprolite (45 .0 m), over mottled saprolite (~2 .5 m) to the ferruginous zone. The latter is laterite in a strict sense, consisting of duricrust, pisolite rich layers and red-brown latosol(c3.5 m). Quartz Stone line layers occur up to 2.5 m thick. The laterite surface is intersected by small creek valleys. At the Valley flanks it is stripped and truncated in places up to the saprolite.

The different placer mineralizations are typically developed at the La Pampa prospect of EMSA S.A. (fig. 2a). Gold quartz veins are present at the contact between leucocratic gneiss- granofels and finely banded amphibolite. Deep geochemical weathering caused a mushroom shaped soil anomaly of visible gold over an area of 2,000 m to 200 m. The soil is not enriched in trace elements such as As, Cu, Zn and Pb, reflecting the low content of sulphide minerals of primary mineralization. High gold grades are related principally to quartz fragment rich sections both in the saprolite and the laterite on top. A superficial, flat lying gold resource of

1 4 9

Gisements allwiaux d'or, La Paz, 1-5 juin 1991

Geomorphologically the area belongs to the La Cruz Range which overlooks the neighbouring plain from a height of nearly 300 m. The hills are considered as relics of pre- Miocene erosion cycles. No San Ignacio surface related laterite is developed and in places fresh rocks crop out. The style of placer mineralization is well documented east of San Ramdn within and around the Paula Cecilia claim of EMSA S.A. (fig. 2).

Gold is disseminated in quartz veins, shear zones and gossan, the latter being the product of the weathering of banded iron-formations. The small-scale gold workings are concentrated on small coluvial deposits and gulch sediments. The gold of the latter occurs in ~ 1 . 5 m thick base gravels of narrow channels, being overlain by a sandy Clay layer and pure Clay on top, similar to Guarayos. In many places the gulches are nearly dry and permit drift mining.

Al1 creeks east and south-east of San Ram6n flow into a depression called Palmar. It covers an area of 16 km2, is filled by a thick pile of fluvio-lacustrine sediments and is separated from the Rio Grande Quaternary plain by a bar of Precambrian rocks. At present only a few small permanent swamp areas (curiche) test@ to the former existence of a large lake (fig. 2b).

The gradient of the creeks is high in the headwaters and decreases to nearly zero in the Palmar depression. The upper courses are steeply cut in the bedrock and exhibit only sparse sediment accumulations. On the other hand a system of paleo-channels is developed in the Palmar at depths of >8 m.

QUISER RIVER

The catchment area of the Quiser river is about 1,400 km2 in size, draining the schist belts of the San Ram6n-San Javier and Medio Monte-Lomerio gold districts. It is an active Stream, which exhibits variable gradients along its 75 km long course (fig. 3). The first 50 km are characterized by steep gradients and strong erosion. Small terraces are developed, which test@ older stages of stillstand and deposition (Biste, 1985). They are auriferous in the Medio Monte and San Ram6n districts. Similar conditions are encountered in the tributaries Uruguaytu, San Antonio and numerous minor creeks, and in the northern Blanco and Zapocoz Norte rivers. The terraces attracted early prospectors, and are nearly mined out.

The lower course is close to the base level of erosion, which is at above 240 m a.s.1. at the shield border. The gradient is reduced, so that Stream meandering and lateral erosion are dominant. 'An up to several kilometer-wide flood plain is developed downstream to the turning-point of steep to low gradient. It is filled with fluvio-lacustrine sediments covering a system of gold bearing paleo-channels (fig. 3).

SERRANIA S A N SIMON

The Serrania San Sim6n forms an inselberg massif which extends 40 km by 20 km and rises up to 370 m over the laterite plain. It is covered by dry savanna with sparse low semi- deciduous woodland which changes'abruptly to evergreen forest in the plain.

The primary gold mineralization occurs in discordant quartz veins and saddle reefs, which are hosted in low metamorphic clastic sediments of lower Proterozoic age. Ancient workings on veins are scattered over an area of 2,250 m to 40 m (Litherland et al., 1986).

151


Table 3: Distribution of gold placer types. Precambrian shield of eastern Bolivia.

DIS TRlC T Serrania San

Simon San Ram6n- San Javier

Medio Monte- Lomerio

Concepcion-Ric Blanco

Guarayos

Ot ros

ELUVIAL - LATERITIC

L

O

O

O

X

O

COLUVIAL A L L U V I A L

GULCH GULCH CHANNEL VALLEY

L L X O

X X X X

X O O O

X O O O

X X O O

X O O O

HEADW. BURIED PALEO- RIVER

X = very frequent, L = less frequent, O = not developed

MINERALIZATION Grain size decreases as a rule with distance from the primary source. With the exception

of the Quiser river the alluvial transport is rarely more than 5.0 km. The gulches form narrow channels of cl00 m width. The gold is concentrated in base gravels of 4 . 5 m thickness. The depth of the bedrock varies considerably between the different alluvial placer types. Thus, the ratio between barren and mineralized sediments decreases from the headwater gulches (2:l) to paleo-channels of wide river valleys (5:l). Observations on this are given in table 4 and 5.

Table 4: Geological characteristics of gold placer deposits. Precambrian shield of eastern Bolivia.

DEPTH THICKNESS TYPE MINERALIZED BEDROCK

Au (mesh) (m) (m) ELUVIAL.- LATERITIC cc - 10

cc - IO* COLUVIAL

2 4

2 2 ._1_____11__________________________________________rr

....... . . .......... . ......... ....... . ... . . . . .... . . . ......... .............. . . ......... ....... . . . . . .... ....... ......... ..... ... ...... ...... ....... ...................... . . . .. . ... ALLUVIAL:

Headwater gulch

2 6 - 1 2 < 35 River Valley 2 8 - 1 6 < 35 Paleochannel 2 6 - 1 2 100 - 20 Buried gulch

2 6 1 O0 - 1 O*

NOTE: * Large gold nuggets of > I O mesh are present only in San Ram6n.

BARREN / MINERALIZED

c 1 : l

< 2 : 1 c 5 : I

c c 7 : l c 5 : I

153


Detailed studies of shape, geochemistry and fineness are available only for the Guarayos district (Bufler et al., 1990; Bufler, 1 91). The gsld sf the La P m p a prospect is extremely pure. The fineness Gaies from >988 of saprolite to 992 of duricrust/pisolite and reaches >PB in the gulch deposits (table 5). Gold grains from buried gulches of the San Ram6n area (Eitherland et al., 1986) show finenesses SG0.

The concentration of trace elements such as Cu, Bi, Te and Fe in gold from the La Pampa prospect is very low. Grains from duricmst and pisolitic layers exhibit depletion rims evith values of 0.36-0.95 wt Cu in the.csre, and values of 0.23 wt% Ag and 0.02 wt% Cu at the outer zone.

NOTE: ? = inferred figures, no exploration data available.

G O D MOWHOLOGY Grains from the La Pampa prospect show no striation, are generally round edged and

show negative prints of quartz crystals @ïg. 4). Corrosion features are often developed showing that some dissolution had taken place during their formation. The gold of the San Ram6n area occurs frequently in nuggets of several 10 g weight. Nuggets of irregular shape with at least two generations of gold were found, weighing up to 640 g.

The exploration of the different placer types requires the combination of various techniques. Gold-bearing areas are frequently indicated by old gold workings covered by dense vegetation. The gold potential in general of an unkown area is quickly tested by panning of large Stream sediment samples for visible gold. Eateritic gold mineralization may also be localized by soi1 panning. But more effective is the assay of duricrust/pisolite samples for gold and pathfinder elements such as As, Ba, Mo, Sb and MJ (Butt, 1989).

154

_.. - .. - Fig. 4: M O Q ~ O ~ Q ~ of gold grains of the La Pampa prospect. a) Grain fiom a limonitic 1ayer;b) idem,

with triangular prints of quartz crystals, c-d) grains from a coluvial layer.

Inferred placer deposits in areas of visible gold anomalies can be delineated by using high quality satelkte images, aerial photographs and careful ground examination. A problem is the '

location of buried paleo-channels. "hey are not detCcted by remote sensing methods.

Geoelectrical sounding methods are only partly succeshl because the bedrwk is often deeply weathered. The interface between Sand and grave1 layers is not refiected in the obtained graphs.

155

Smpling by p processing of bulk samples gives satisfactory rmults in the coluvial and shallow alluvial placer deposits above th cneath %he water table has to bc investigded by mobile

driven six inch churn drilling. The gsld grades are enatically distributed. Thus, evaluation by &i lhg is a difficult ta&.

e Slifferent placer deposits of CRe r are the product of the geomorphslogic

lner, 1991). In the ou the formation of a late- of the shield area sincc l dme. They me clmsified

planation surface favoured the preconcentration of gold in sheet-like eluvial-latefitic layers. The characteristics of the gold grains indiLate that it was principally coicentrated by mechanical release, and less by solution and repre on. During the lateritization silver md e partiaUy leached from primary gbld : During the late Tertiary and Plis-Ple e climate became drier. The regional scale.deforestation and epeirogenie uplift caused partial stripping of the lateritic planation surface by headward stream ermion. The p r o d ~ t s of erosion

have been depmited coluvial layers, lch fillhgs' amd ~ u ~ ~ - ~ a ~ ~ ~ i n e s

a .


dominated by mountainous landforms and inselbergs which are relics of pre-Miocene planation phases. The formation of gossan and deep oxidation of lower Proterozoic Banded Iron- Formations is related to these older weathering cycles.

The headwaters of the major streams such as the Quiser, Blanco, Zapocos Norte etc. are developed over rock-defended terraces. Since the late Tertiary the shield border has nibmerged, causing the transgression of lacustrine sediments over older topography, river valleys and gulches. This has produced buried paleo-channels similar to those of the Rondonia region of Brazil (Veiga et al., 1991).

The different types of placer deposits were formed during semi-arid climate and sparse savanna vegetation. eOarse sediments and gold were transported over short distances probably as sheet washes under torrential conditions. This pdocess of rapid deposition and little reworking produced thin layers of coarse poorly sorted sediments, which were overlain later by argillaceous lacustrine sediments. As a consequence the dispersion of gold rarely exceeds 5 km from its primary source.

The Quiser river as an exception comprises a large catchment area, steep to low gradients and derives its gold content from several minor, auriferous tributaries and older terraces. A geological trap for sedimentation and a major gold accumulation exist in its lower murse close to the shield border.

Large gold nuggets are found only in the San Ramdn district, where source rocks contain sufficient pyrite to form thiosulfate-complexes which may have dissolved some of the free primary gold putt , 1989).

CONCLUSIONS

The gold placer deposits of the Precambrian shield of eastern Bolivia are related to outcrops of lower Proterozoic schist belts, where primary gold mineralizations and rocks of significant gold content exist in a volcano-sedimentary setting.

The different placer types are the product of the geomorphological evolution of the shield since the late-Miocene. The cbmbined effects of early lateritization, tectonical uplift and erosion under semi-arid climate and savanna vegetation have led to the formation of eluvial-lateritic, coluvial and different alluvial placer deposits. During the last 300 years principally small coluvial and headwater gulch placers were mined yielding a total production of 16 tons. This quantity is relatively low in comparison with other Precambrian gold placer districts.

Economic-medium scale placer deposits may have formed where several auriferous gulches joined to form a higher order Stream or in sedimentdraps of the larger rivers. These settings are preferentially found near the shield border in paleo-channels which lie -under fluvio- lacustrine sediments.

The potential for eluvial-lateritic and low-grade medium-size paleo-Channel placer deposits is uncertain because of sparse investigations. Nevertheless the region as a whole is considered as a minor gold placer province of Bolivia.

1 5 7 '


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1 5 8


LE PLACER DE VILADER, MODELE GENETIQUE.

MICHEL FORNARI 1, GERARD HERAIL 1, W~PREDO RAMOS COLUIRANA 2

1: Orstom, c.p. 9214,.La Paz Bolivia. 2: Facultad de Cienclas Geokjgicas, UMSA, c.p. 12198, La Paz, Bolivia. 1 et 2: Convention UMSA-ORSTOM.

RESUMÉ : Le placer de Vilader, exploite artisanalement par la Choperative "San JosP est forme par un &ne de dejection provenant de reliefs de schistes ordoviciens; vers l'aval ce 'cône s'intercale avec une terrasse du torrent Condormayu 012); une petite terrasse (Tl) situee ;environ 20 m sous T2 est aussi exploitee. Le materiel du &ne a une epaisseur maximum de i22 m et contient uniquement des fragments de roche de l'Ordovicien tandis que les terrasses contiennent en plus d'616ments de l'Ordovicien, des 616ments arrondis de roches volcaniques principalement dacitiques.

Les grains d'or rQcup6r6s sont petits (de 0,l à 6 mm avec une longueur moyenne de 0,94 mm) et peu aplatis. Leurs caracteristiques morphoscopiques indiquent un transport tras court et, de fait, ces grains proviennent de veines de quartz aurifare encaissees dans l'Ordovicien. Cet or contient de 5 9% d'argent et se retrouve dans le placer mêle & des grains dont l'aurble externe ne contient plus d'argent et qui ont donc kt6 soumis à une meteorisation.

ABSTRAC" : The gold placer of Vilader is located near San Antonio de Lipez, at an altitude of 4 190 m. It is mined by the "Coperativa San Jose" in an area of about 2.5 h 2 .

The local geology consists of outcrops of shales and quartzites of Ordovician age, which were folded during the Hercynian orogeny. The Ordovician beds were implicated in complex thrust structures by the Andean orogeny. The Paleozoic rocks are unconformably overlain by by dacitic pyroclastics and flows of middle Miocene age which also contain an interbedded conglomeratic level. Dacitic lava flows overlain unconformably the older formations; these lava flows are related to younger magmatic events that take place in the slope of Cerro Lipez, a major volcanic center of the area.

The placer of Vilader consists of an alluvial fan made'only by slope materials eroded from the Ordovician rocks of the Cerro Relave. Downstream the fan interlaces with the material of a fluvial terrace ("2) which contains clasts of the Ordovician and also weU rounded clasts of dacitic rocks. The bedrock is formed by Ordovician shales or by Miocene tuffs. The maximum thickness of the mne is about 22 m whereas the terrace ("9 is only 6 m thick. The terrace T2 has been caved by the Condormayu Stream and a small tenace pl) deposited 20 m lower, is also mined.

The gold grains recovered in the plaçer are small; the mean length i s t about 0.94 mm with a range of 0.1 to 6 mm and their distribution has a skewness to the srnall dimensions. The mean flatness index is about 2.6, corresponding to grains that are not flattened. The grains have morphoscopic features that indicate a very short transport. In fact, thè gold $ derived from the erosion of gold-quartz veins located in the Ordovician rocks.

Microprobe analysis of gold grains issued from the veins allow to characterize the source (gold with 5 to 9% of silver) and to c o n f i its contribution to the mineralization of

1 5 9


e o z o ï q u e s , qui affleurent surtout dans la partie Est, dans la "CordilI6re Orientale", forment souvent l'encaissant de min6ralisations fiIoniennes de quartz B antimoine et or.

Actuellement la region du Lipez est l'objet d'explorations recherchant en particulier des mineralisations d'or de type bpithermal mais il n'y a pas d'activite minike intense consacrb B l'exploitation de placer. Neanmoins, l'or ddtritique est connu dans le rio San Juan de Oro, nomme ainsi dans les annks 1562 par le Capitaine Luis de la Fuente y Vargas, fondateur de la ville de Tupiza, pour les fameuses ("enormes") @pites d'or que l'on y rencontrait. L'or se trouve dans les alluvions du lit actuel de la rivi&re et aussi dans les terrasses, dont certaines sont actuellement 21 plus de 100 m au dessus du niveau de la rivi&re.

' ,..' On trouve bgalement de l'or dansle rio Viluyo ainsi que dans plusieurs cours d'eau de la

region de Guadalupe (Fornari et al., 1989). Cependant le volume des alluvions auriferes est generalement modeste et seuls les paysans de l'endroit se consacrent temporairement B leur exploitation, surtout pendant la saison des pluies.

. ,

Actuellement le placer de 'Vilader est le seul de la zone qui soit exploite de façon continue, par des petits mineurs organises en coop6rative (Cooperative San Jose). Il se situe B cate du nouveau village de San Antonio de Lipez ( 21 45' lat. Sud, 66 50' long. Ouest), B environ 4 190 m d'altitude. Le placer se localise au nord du Cerro Lipez qui, avec 5 929 m d'altitude, constitue le point culminant de la region, dans le voisinage de l'ancienne mine de Mesa de Plata ("la Table d'Argent'') qui,fut une des mines exploitees par les Espagnols il y.a pres de 500 ans. La zone actuellement travaillee en placer couvre une surface d'environ 2,5 km2.

CADRE GEOLoGIQUE

Les terrains les plus anciens prbents au voisinage du placer sont des Iutites et des gres fins azoïques attribues l'ordovicien. Ces terrains qui affleurent B l'Est et au Sud du placer, montrent des plis serres accompagnes de schistosite dus B la tectonique hercynienne alors que leur position actuelle B l'affleurement est libe au developpement d'une mega-structure anticlinale associt5e au raccourcissement et au rapprochement de blocs crustaux par la tectonique andine (Baby et al., 1990) qui se marque par des structures chevauchantes complexes mais aussi, dan& la region de Vilader par le devcloppement de failles en decrochement auxquelles s'associent des plis B axes fortement inclines et des lambeaux tectoniques "en poisson". Cette tectonique s'est produite en grande partie avant le Mioche basal mais une reactivation plus recente affecte les laves d'âge probablement plus jeune que 12 Ma.

Dans la region de Vilader affleurent ensuite des suiments continentaux essentiellement detritiques et des produits volcaniques (tufs et laves). La formation la plus ancienne du Chozoïque prhente dans la zone est la formation Potoco d'âge Eo&ne B Oligockne inferieur, composke par des materiaux argilo-greseux fins, de couleur rouge avec parfois des intercalations de gypse. Au Sud Est de Vilader, la formation Potoco est chevauchk par le Paleozdique et conserv6e en lambeaux entre des failles de dkrocherhent (fig. 2).

La formation San Vicente, d'âge o l i g d n e superieur m i d n e est representb dans la zone par des couches minces de gr& fins contenant une proportion notable d'elements derives

161

i 6 2

Gisem

ents alluviaux d'or, La'Paz, 1-5 juin 1991

'O 3

16

3


d'une zone plus vaste et plus eloignk vers l'amont, le long d'une pente correspondant B une petite depression laterale, alors que, plus au nord, les apports viennent de la pente situBe immediatement B l'Est, correspondant B des eboulis tri% proximaux.

Fig. 3: Schema gblogique du placer de Vilader.

Le materiel du &ne est forme de clastes derivb du Paleozoïque inferieur, principalement de shales et de quartzites ainsi que de quelques 6Ibments de quartz blanc d'origine filonienne. Si quelques blocs atteignent 50 cm de diambtre, la taille moyenne se situe autour de 20 cm. Ces clastes sont anguleux et surtout tr&s peu 6rnouss6.s. Le &diment ne prbsente pas d'organisation s6quentielle marquk; les blocs sont peu orient& et la' matrice contient beaucoup de graviers et de sables, la fraction fiie contient peu d'argiles (fig. 5).

En revanche le materiel de la terrasse se distingue du materiel du &ne par sa composition et son organisation sedimentaire. En plus des clastes du Paleozaïque inferieur qui sont majoritaires, il contient des 6Uments de divers types de roches magmatiques, principalement de dacites porphyriques. Ces el6ments ont une forme plus arrondie correspondant un transport sur des distances plus grandes. La taille maximum des clastes atteint 60 cm mais la fraction la plus repdsentee se situe entre 10 et 25 cm. Les clastes sont imbriques, bien que parfois cette imbrication soit peu marquk, et le s6diment est organise en s@uenCcs, avec des chenaux sableux plus ou moins etendus (fig. 5). L'6paisseur maximum du materiel de la terrasse T2 ne depasse pas les cinq m5tres.

i 65 l


Cône de déjection Terrasse T2

rnO.

1-

2-

3-

.........,. ........... ........... ........... ............

sol -

rnatbriel non granoclassifi4

dastes de Paldozoique peu Bmoussbs

O "

2-

3-

- matdrid orgarrisd en S + U ~ grano-ddcroissantes

4 m

mes

Fig. 5: Coupe sch6matique du &ne de dejedon et de la terrasse Tg

Les teneurs en or du st?diment sont difficiles B estimer B cause du mode artisanal de l'exploitation qui ne permet pas un cubage rigoureux du materiel travail16 ni un pesage preCis de l'or .recup6r6. On peut estimer que les teneurs ne dbpassent pas 1 dm3. Dans le materiel de terrasse on note une plus forte concentration au bedrock, tandis que les passes sableuses sont bien &idemment steriles. Dans le &ne, I'ur peut être d i s p e d verticalement sur toute 1'6paissqur du profil, avec cependant de teneurs plus 6lev6es vers la partie inferieure.

Enfin, il peut exister, -de façon anecdotique, une certaine reconcentration de l'or dans le sol actuel &tabli sur le &ne, probablement dQe B une remobilisation de particules fmes par le ruissellement superficiel.

'GRANULOMETRIE ET "IRPHOSCOPIE

Un 6chantillonnage correspondant & un poids de sediment de 100 B 150 kg, par 6chantilion a 6t6 r6alisb afin-"en extraire les grains d'or qu'il contient. Le mat6riel est pr6-

167


- .O’ .1 .2 .3 .4 .5 -6 -7 .8 .9 1 Bpaisseur I largeur

Fig. 7: Position des ain d’or de Vilader dans le diagramme de Zwingg; noter l’absence des F ormes tabulaires.

P 100

100

I

t br 1 2

-.. Fig. 8: Caract6res morphoscopiques des grains d’or de Vilader; les formes “régulières” (sphériques

+ arrondies + ovales) ne reprhentent que 20% et moins de 10% de grains ont des bords us&. 169

1

alement que les grains ont des formes rabment irr6gulier avec des

plus nombreuses. Il n'y a pas de redoublement des grahs sur eux mQmes ni mQme de bords replies, traits qui apparaissent souvent lors d'un transpofe fluvial imgsrtmt.

1 7 6


Parfois les grains ont conserv6 des fragments de quartz inclus dans l'or, correspondant B la gangue de la mindralisation primaire. FrMuemment on observe encore l'empreinte correspondant B des cristaux de quartz. L'observation au MEB montre la presence de faces cristallines primaire bien conservks. Enfin certains grains sont recouverts d'une pellicule d'oxydes de fer et d'argile, parfois concentrde dans les parties en creux des grains d'or.

Toutes ces observations morphoscopiques indiquent un transport trbs r6duit des grains correspondant ii une zone source tri3 proche. Et l'on constate en effet qu'il existe des filons de quartz mindralisds encaissds dans l'ordovicien dans la versant du Cerro Relave, qui constitue la zone d'apport du &ne. Ces veines ont une puissance faible d'environ 20 cm au maximum et une extension longitudinale irrdgulibre, ne ddpassant gdndralement pas les 100 m.

. COMPOSITION CHIMIQUE DE L'OR

Des veines de quartz, dont' certaines. sont actuellement exploitdes affleurant dans 'le versant du Cerro Relave, sur lequel s'appuie le &ne, ont dt6 khantillonndes. L'analyse B la microsonde de sections polies de grains d'or permet de ddtermher la composition de l'or primaire; cet or se caractdrise par un contenu en argent compris entre 9 et 5%, (fig. 1OA).

- - .

A grains d'or filonien.' 6 ocde l a terrasse T2. C or de la terrasse Tl. D or "qlcanique".

Fig. 10: Variation de composition des grains d'or, bas& sur l'analyse la microsonde,

. . L'analyse des grains d'or du placer contenus dans le &ne alluvial et dans les deux terrasses montre l'existence d'une population- qui comprend i4 la fois des grains contenant environ 7% d'argent, semblable B l'or des filons et un groupe de grains dont le coeur prbsente le même contenu en argent que celui de la mindralisation des filons, mais qui montrent un frange externe plus ou moins large d'or tri% pur, dont la finesse atteint 999% (fig. lOB, 1OC et

171

AU

94.35 98.88 94.60 98.92 95.82 94.39

100.26 93281

4.33 0.57 4.22 0.77 9.89 4.22 4.26 0.31

-..,


Un aspect complémentaire de ce mécanisme est que le volume du matériel minéralisé est peu important, limitant son intérêt économique 5 cause du manque de rbserve. En effet en amont du cône, le long du rio Condormayu, les alluvions sont stériles, et en aval, bien que l'on trouve toujours des grains d'or, ceux-ci sont très rares et les teneurs sont très faibles.

D'autre part l'échantillonnage régional réalisé dans les alentours du placer de Vilader confirme la présence d'une source d'or dispersé dans le matériel tufacé miocène, de composition dacitique.

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173


LOS PLACERES DE ORO DE LA REGION DE MAPIRI (BOLIVIA) Y SUS FUENTES PRIMARIAS*

VITALIANO MIRANDA ANGLE$; GERARD HE RAIL^; MICHEL FORNARI~

1. Gedlogo Proyecto BOL/87/012-PNUD 2. ORSTOM, Casilla 9214, La Paz Bolivia.

RESUMEN: Los placeres de or0 de Mapiri forman parte de la Cuenca de Tipuani-Mapiri, pero a diferencia de Tipuani, la mineralizaci6n est6 emplazada en aluviales de terrazas cuaternarias y no en sedimentos fluviales mis antiguos. El Oro contenido en los placeres procede de la erosi6n de vetas de cuarzo aurifero emplazados en el Ordovicico superior de la regi6n de Tacacoma-Ananea-Aucapata.

RESUME : Les placers d'or de Mapiri se sont mis en place dans le bassin de Tipuani-Mapiri mais à la différence de ceux de Tipuani ils correspondent seulement à de terrasses alluviales quaternaires et non pas à des sédiments fluviatiles plus anciens (Mio-pliocènes). L'or qu'ils contiennent provient de l'érosion de filons de quartz aurifère encaissés dans l'Ordovicien supérieur de la région de Tacacoma-Ananea-Aucapata.

INTRQDUCCION

La regidn de Mapiri, forma parte de la Cuenca de Tipuani-Mapiri (fig. l), en la que se encuentra una importante acumulacidn de sedimentos auriferos explotados durante varios siglos. Esta Cuenca se encuentra situada en la parte nororiental de la Cordillera de los Andes de Bolivia, sobre la vertiente amaz6nica de la Cordillera Real.

En el presente trabajo se dariin a conocer tres aspectos:

a) Geologia regional

b) Mineralizacidn primaria y concentraci6n de Oro detritico en las terrazas antiguas; recientes y cauce actual del rio Consata-Mapiri.

c) Caracteristicas morfoscdpicas de las particulas de Oro presentes en los dep6sitos aluvionales del irea de Mapiri.

* Este trabajo fue realizado en el marco del convenio UMSA-ORSTOM. 1 7 5



GEOLOGIA REGIONAL

La zona de estudio, se encuentra ubicada en las estribaciones orientales de la Cordillera de los Andes (fig. 1). La geologia (fig. 2) de esta zona, est6 caracterizada por la extensi6n de los afloramientos de terrenos del Ordovicico. Estas series han sido intruidas por cuerpos magm6ticos a los cuales estin asociadas facies metam6rficas de alto y medio grado. Al suroeste de la Falla de Tacacoma, afloran terrenos del silfirico-devbnico y también del Paleozoico superior. Sin embargo, la casi totalidad de las mineralizaciones primarias de Oro est6n emplazadas en el Ordovicico epimetambrfico (fig. 2).

Hacia aguas abajo, las rocas paleozoicas est6n cubiertas en fuerte discordancia erosiva por sedimentos del Terciario (Formacibn Cangalli), dep6sitos Plio-Cuaternarios (Formaci6n Chimate y Formaci6n De Los Guarayos) y sedimentos aluviales que van desde la base del Cuaternario hasta el Actual (terrazas y dep6sitos en el cauce actual de los rios). Son estos terrenos que caracterizan la mineralizacibn detritica de Oro.

Fig. 2 Geologia y yacimientos de Oro en Ia Cordillera Real de Bolivia. 1, granit0 de Zongo-Yani (eo-erçinico); 2, granodiorita del Illampu (triisica); 3, zona de metamorfismo térmico de alto y medio grado; 4, limite de la biotita; 5, areniscas y cuarcitas del Ordovicico superior; 6, pizarras negras del Ordovicico medio; 7, Silfiro- devbnico esquisto-areniscoso; 8, conglomerados nebgenos de! la Formacibn Cangalli 9, mineralizaciones de Oro primario (sacado de Hérail et al., 1988a). . . , - r ,

1'7 7


La Fsrmad6n Cangdli (fig. 31, de edad miscena mari, et a l . $ 198Q s61s psdrk esta representada en el v d k de Csnsata psr dgunos nentes de conglomeradss que

oran en el vallle arroyo Cienegani. E mbis aguas abajjs de la csnfluenda entre el rio piri y el rio ke, esta fsrmacibn ra ampliamente y esta conformada psr un

csnglomerads fluviatil de color rojias con prese a de cantos redsndeados, con pedominio de cuarcitas y pizaras. El andisis sedimentol CO indica que 90s rios en los cudes se depositaon estos conglomeradss fluian hacia e te y sureste en la zona de Chaopamga- Yuyo y hacia el este en !a zona de iri y de &/silique. Estos conglomeradss, se encuentran

microtect6nicas cuyo andisis indica que el csnglomerado fue sometids a una consa resi6n da afectadss p0r una leve defarmac teet6nica que s6lo se manifiesta por astpuctLlras

-sw, como el cas0 de la parte cen de la euema Tipuani- am, 1987; Fornari, et al.? 1988). embargo en la zona

0bsewd desplazamientos de- ori en tectdnico ta portantes corn0 los Formaci6n Cangalli que aflora en el vdle de Tiguani.

fig. 3: Las fornaciones aluviales de la regidn de Mapiri. 1: Substrats ordovicico, 2: Formacibn Cangallli, 3: Fomacidn Chimate y Formacidn de la de 10s Guarayos, 4: Tearaas altas va), 5: Terrazas medias (Td, 6: Terrazas bajas (T3).

178


En las cercanias de la poblacidn de Mapiri la Formaci6n Cangalli esti cubierta por un conglomerado de facies y significacidn geodinimica diferentes y es la denominada Formaci6n Chimate (HCrail et al., 2988a). Esta Formacidn aflora sobre un 6rea de aproximadamente 180 km2 y tiene una potencia de aproximadamente 70 a 80m, se extiende desde la., poblacidn de Chimate hasta las proximidades del pueblo de Mapiri (Fig. 3 ). Esta altiplanicie cuya altitud oscila entre 1100 y 1300 m, est6 muy bien desarrollada en la regibn de Hamburgo. La Formacidn Chimate est6 conformada por un conglomerado muy heteromCtrico, con bloques de cerca de 1 m3, estin mezclados con elementos mucho m6s pequefios. Todos los clastos contenidos en este sedimento proceden de la erosibn de los afloramientos del Ordovicico que se encuentran en los flancos de la Cordillera dominando.la planicie de Hamburgo.

A diferencia de la Formacidn Cangalli, los canales en la Formacibn Chimate son anchos y el aluvidn esta mal clasificado. El sedimento fue transportado y luego depositado en un ambiente de rios de caudal irregular. Asimismo el cuerpo sedimentario que conforma la Formaci6n Chimate tiene una forma de arco de circulo drenado por una red radial (fig. 3). Asi que dado la estructura sedimentaria y la morfologia de la zona, se interpreta la Formacibn Chimate como un depbsito de abanico aluvial. Este abanico se formd a la desembocadura de un rio que salia de la montafia por los valles de los actuales rios Korijahuira o Chiiiijo; el ambiente de sedimentacibn era muy poco selectivo.

En la orilla izquierda del rio Mapiri (fig. 3) aparecen, desde Charopampa hasta Achiquiri y Yuyo remanentes de una alta superficie aluvial ubicada a una altitud de aproximadamente 1200 a 1300 m denominada "Altiplanicie de los Guarayos" (Freydanck 1963; Miranda 1988). La superficie de esta Altiplanicie corresponde al tope de una Capa de aluviones de aproximadamente 15 a 30m de espesor, que descansa sobre el conglomerado Cangalli. Esta Capa de aluviones corresponde a un conglomerado grueso, con bloques de mis de 50cm de di6metro. Este sedimento se deposit6 en ambiente ya sea fluviatil o de abanicos de piedemonte.

Tanto la Formaci6n Altiplanicie de los Guarayos como la depositacidn de la Formaci6n Chimate, representan la etapa final del relleno de la Cuenca sedimentaria de Mapiri. Son contemporineas y seguramente de la misma edad que la mis alta terraza del valle de Tipuani o del Challana. Es a partir de la superficie de estos niveles que se disectaron los valles actuales de los rios, a 10 largo de los cuales se formaron las terrazas cuaternarias. Aguas arriba de la confluencia del rio Meke y del rio Consata-Mapiri, las terrazas se caracterizan por presentar una cobertura aluvial muy espesa que puede alcanzar los 60m de potencia. La estructura de esta Capa aluvial (fig. 4) se caracteriza por un importante encape de sedimentos ricos en arcillas y gravas finas que pueden tener unos 10m de potencia en ciertos casos. Este material donde se mezclan aportes coluviales y aluviales, descansa transitoriamente sobre un sedimento conglomeridico de origen fluviatil, cuya potencia puede ser de varias decenas de metros en el cual se reconocen varios canales; sin embargo es en la base del aluvibn, en contacto con el bed-rock, que se observan los canales que contienen la mayor abundancia de bloques con volcmenes de hasta 1 m3.

Aguas abajo de la confluencia del rio Merke y del rio Mapiri, la estructura del sistema de terrazas es muy diferente. En primer lugar, s61o son terrazas medias y bajas que se consewan y las terrazas recientes son las que han sido mejor preservadas. En segundo lugar, su estructura sedimentaria es muy diferente; con una potencia de s61o 5 a 12 m aproximadamente, no presentan encapes coluviales importantes y se caracterizan por una superposicibn de dos a tres secuencias conglomeridicas prinbipales que corresponden a las fases mayores de sedimentacidn fluvial. Cada una de estas secuencias principales estir constituida por varios canales de importancia menor.

179

Fig. 4: Estructura sedimentaria, distpibuddn y caracteristicas del oro en una tenaza de la zona de San Anselmo-Rio Tarapo. Ejernplo de una f e rma de la csoperativa "Guanay Ztda".

Cualquiera que sea la edad y posicidn estratigraica de los aluviales considerados, son los clastss de pizarra negra, areniscas y cuarcitas del Ordovicieo, los que constituyen la rnayoria de los cantos. Sin embargo la presencia de clastos de rocas m5s escasas permite una mejor separacidn de las di-krentes fuentes de aporte. si en la Fsrmacidn Chimate solo est5n presentes clastos procedentes del Ordovicico. En mbio en la cobertura duvid de la AltipPanicie de los Guarayos apxecen rodados de caliaas del PCrmico y de rocas volcinicas que ailoran en la regidn de Charasani as% como por granodioritas que pueden proceder del batolito de Huato, cerca del pueblo de Camata; es asi que los duvides que c

ltiplanicie proceden de la erosidn de tsda la fdda norientd de la Cordililera d s61o de los doramientos del Ordbvicico, aunqme estos predominen.

as del rio Csnsata- apiri, aparecen junto a %os clastos procedentes del Brdovicieo; clastos de las rocas metamdrficas disectados por el v d k del rio Csnsata entre

186


Cunuraya Playa y los alrededores de San José, asi como fragmentos de rocas que afloran en el alto valle del rio Llica como ser granodioritas del Illampu, volcanitas y escasos cantos de calizas.

LA MINERALIZACION AURIFERA

LAS MINERALIZACIONES PRIMARIAS FUENTES

En la faja cordillerana mineralizada en Oro se encuentra la naciente del rio Consata- Mapiri, que corre desde el flanco NW del Illampu hasta la cordillera de Muiiecas. En este sector cordillerano son conocidas las minas de la regidn de Tacacona aguas arriba del rio Chichimbaya, asi como los distritos de Ananea y Aucapata (fig. 2). Todas estas minas estin comprendidas dentro de las series obscuras epimetamdrficas del Ordovicico Superior. Independiente a esta faja, se conocen unas mineralizaciones auriferas cOmo es el cas0 de la mina Progresiva cerca de Sorata, que se encuentra emplazada en las pizarras del Sillirico y también la mina Marcamarcani aguas arriba de Sorata, emplazada en las corneanas que rodean al Illampu donde ademis de wolframio ocurre Oro (Ahlfeld y Schneider-Scherbina 1964).

Por 10 tanto, se puede aseverar que las mineralizaciones auriferas primarias mis importantes, fuentes de los placeres del Consata - Mapiri, estin ubicadas en la parte alta de la Cordillera. Sin embargo existen indicios de Oro primario en la parte mis baja (zona selvitica) como la mina Santo Domingo en las cabeceras del rio Chifiijo-Merke O como los indicios descubiertos en el Paleozoico que afloran en la Cuenca del rio Chimate (Hérail et al., 1988b).

Las mineralizaciones auriferas primarias (Tistl, 1985; Hérail et al., 1988a; Fornari y Hérail, 1991) corresponden a vetas de cuarzo aurifero. En la zona de Collabamba-Tacacoma, como en toda la faja aurifera Yani-Aucapata, estas vetas est6n asociadas generalmente a los sedimentos del Ordovicico superior. El Oro ocurre en mantos de cuarzo que siguen el rumbo de la estratificacidn y también en vetas y vetillas perpendiculares a ese rumbo con ingulos de buzamiento diferentes. La potencia de éstas vetas y mantos varia de pocos milimetros a un metro.

El Oro se encuentra principalmente bajo la forma de granos de Oro libre en los mantos y vetas de cuarzo y cOmo accesorio en microinclusiones dentro de los sulfuros. El Oro se ubica mayoritariamente en el cuarzo gris azulado mientra que las vetas de cuarzo blanco lechoso, m6s tardio, que cortan los mantos O vetas de cuarzo gris-azulado son estériles O contienen muy poco Oro (Hérail et al., 1988). En los mantos y vetas, el Oro esta asociado, fuera del cuarzo, a la clorita; albita, pirita y arsenopirita; como trazas aparecen la calcopirita, esfalerita, galena, pirrotita y shelita y como minerales secundarios la limonita, marcasita, covelina y siderita. S e g h estudios microtermométricos a partir de las inclusiones fluidas conservadas en el cuarzo aurifero (Tistl, 1985), las vetas se han formado bajo condiciones de presidn de 1.8 hasta 2.7 kb y temperaturas comprendidas entre 320°C y 450°C.

La composicidn del Oro contenido en mantos y vetas de cuarzo, ha sido investigada con microsonda. En los granos de Oro se encuentra esencialmente Oro, plata y cobre. Por 10 general la proporcidn de Oro es de 95% aproximadamente, 4.5% a 6% de plata y menos de 0.05% de cobre. Sin embargo, en las vetas de la mina San Jorge, ocurren dos poblaciones de granos de Oro de composicidn muy diferente, la primera corresponde a un Oro de composicidn semejante al del conjunto de la faja Yani-Aucapata, la segunda a un Oro mucho menos pur0

181 ,


conteniendo hasta 26 de plata (Tistl, 1985). Esta segunda poblacidn mrresponde seguramente a una fase de mineralkaci6n mas tardia y de temperatura mis baja. En los aluviones de los rios que drenan esta z omo el Chichirnbaya, se enmntraron particulas de ors de alto contenido en plata, hasta que proceden seguramente de mineralizaciones de este tipo. Por lo tanto se puede concluir que el ors de esta zona es muy pumg), siewdo su fineza del orden de 946 a 966 salvo en el caso particular de la mina San Jorge.

Los hdicios de oro primario ubicados en la parte baja de la Ckrdillera (Hbrail et al, 1988b) corresponden a vetas de cuarzo de unos centimetros a un decimetro de potencia, emplazados en las pkarras del Wanvirniano. En estas vetas el or0 esta presente bajo la forma de particulas milimetricas con formas cristalinas bien definidas. Estas particulas contienen alrededor de 91% de Oro, 8% de plata y en proporciones inferiores al 0.05% cobre, fierro y arsenico. Es asi que este oro es muy parecido. al que por 1s eneral se encuentra en la faja de Yani-Aucapata.

En la zona de estudio, el oro ha sids detectado en varios lugares, pers s61o en las terrazas del rio Consata- apiri se est5 explotando con interis econdmico existiendo la

d de estenderse al lecho actual del rio. Habiendose efectuad~ muestress en la zona , tanto en la Formacidn CangalPi como la Formacidn Chimate, se lleg6 a

r que el contenido de oro es minimo (mensr a 16mglm3) a dikrencia del 6rea de Tipumi, donde se encuentran tenores elevados en oro en la Formacidn Cangalli. En cambis, en la regibn de Mapiri, es en las terraas aluviales que se encuentran los aluviales con rnayores legres; son estos los sedimentos que son trabajados por los cooperativistas.

La distribucih del ors en los sedimentos aluviales cuaternarios de la zona puede ser ilustrada por la observaci6n de una de las a a s en las concesiones de la Csoperativa

corresponde a una de las terrazas medias del rio Consata; su tope esth a 55 metrss por encima del nivel del rio. El euerpo de la terrua tiene entre 36 y 32 m de pstencia aproximadamente. Est6 conformada por un encape eoluvial esteril de alrededor de 5 m de potencia que descansa sobre aluvisnes de srigen fluvial de unos 25 a 36m de pstencia que a su vez se descornpone en dos sub-conjuntos. El superior representa la parte mbs importante del volumen del sedimento. En al techo se encuentran consemados sedimentos finos limosos y arenosos con lentes de gravas menudas coms testigos de los episodiss de poca energis de los rios contemporineos del fin de la construecidn de la terraza; estos sedimentos son estCriles en oro. Por debajo aparecen conglomerados fluviatiles organkados en canales nitidamente dibujadss y en los cuales los clastos estdn perfectamente imbrieados. %dos estos caracteres reflejan una depssitacidn en un rio caudaloso de pendiente moderada. Sin embargo estos sedimentos son psbres en ors, siendo los tenores generalmente inferiores a 50mg/mm3, sin que aparezcan V ~ A H O S de gran interCs. El subconjunto basal, cuya potencia puede alcanzar UAOS 5 m, corresponde tambien a conglomerados fluviatiles. En contacts con el bed-rock, quedan conservados los sedimentos con ebntenidos altos en oro cuyos tenores son del srden de 10s 3g/mmS. Por encima existen tanribien veneros que corresponden a canales fluviatiles con tenores comprendidos entre 6.5 y 1 g/m3, estos cmales.no son continuos pero aparecen en tods este conjunto basal por encima del venero conservado en el "plan de peiia" en muchos de los casos sdlo se explota este sector mediante mineria subterriinea. Una estructura y esquema de distribucidn del or0 parecidos, se encuentran en las terrazas de toda la zona comprendida entre el rio Tarapo y la ,zona de San Anseho.

~'Guanay Ltda" en la comfluencia de los rios sata y Tarapo. La secci6n analkada (Fig. 4)

1 8 %


En el iirea de Santa Rosa (Chusimayu, 15 de Diciernbre, La Salvadora, 17 de Diciembre, Tupac Katari y otras) O San Anselmo se deterrninaron tenores en los veneros de zona basal, en el eje de los canales, de hasta 8 g/m3, pero por 10 general van en el orden de 3 a 4g/rn3.

Aguas abajo de la confluencia entre los rios Merke y Mapiri los rasgos de la distribucidn del Oro cambian. Los rnuestreos realizados en la zona de Yaicura son indicativos de este fenomeno. Tanto de los rnuestreos cl6sieos realizados corno por el tratarniento de volGmenes importantes de aluviones en lavaderos de coopertaivistas se muestra que los tenores son rniis bajos que aguas arriba. Generalmente el tenor rn6s 'alto en dro correspondiente al pis0 del aluvion es inferior a 2drn3 y en muchos casos a 1 g/m3 y en un muestreo sistemiitico de cortes se puede apreciar una disrninuci6n riipida del tenor desde el - pis0 hacia el techo de la Capa aluvial.

CARACTERISTICAS MORFOSCOPICAS DE LAS PARTICULAS DE ORO PRESENTES EN LOS DEPOSITOS ALUVIONALES DEL AREA DE MAPIRI

A partir del muestreo realizado en la zona de estudio, se hicieron aniilisis rnorfol6gicos y morfométricos sobre 535 particulas de Oro; adern6s cada una de ellas fue pesada individualmente. Se estableci6 que las que mayormente predorninan son aquellas inferiores a lmm de longitud, el tamaiio rnedio de las particulas es de 1.2rnrn y la mediana de 0.85mrn.La rnayoria de las particulas (cerca de 60%) pesan rnenos de 2 mg cada una, pero el peso medio considerando el conjunto de la poblacidn es de 4.6 mg siendo la rnediana de l.lrng, 10 que indica que las particulas miis grandes y m6s pesadas desempefian un pape1 importante en el peso del Oro recuperable. Haciendo la relaci6n tamaiio-peso de las particulas se establece que las menores a lmrn de largo, aunque sean las mis nurnerosas, representan rnenos del 4% del peso del Oro recuperado, pero esta proporci6n aumenta hacia aguas abajo.

Las particulas de or0 recole'ctadas son generalmente liirninas de formas alargadas u ovaladas con contornos regularizados por el desgaste consecutivo al transporte y caras aplanadas y son cada vez miis aplastadas desde aguas arriba (rio Chichimbaya) hasta aguas abajo; las particulas recolectadas en los aluviales de la zona de Mapiri presentan un valor alto del indice de aplastamiento,

La cornposicih del Oro rnuestreado en las terrazas de la zona de San Anselrno- Yaicura (fig. 3) fue determinada por rnicrosonda; se compara la composicidn de particulas procedentes de mineralizaciones primarias de la faja Yani-Aucapata con la cornposicidn de particulas de las terrazas del rio Mapiri-Consata (Hérail et al., 1990). Se evidencia que las particulas obtenidas de rnuestras de aluviones de las terrazas presentan una gran heterogeneidad de composicidn, rnientras que las que proceden de vetas son rnucho rn6s

ehcentro de las particulas de los placeres la proporci6n de Oro y de los otros ser 'muy parecida a la de las chispas de las vetas, rnientras que en el borde de

la proporci6n de Oro que en unos casos puede acercarse al 100%. El terrazas es mis puro que el de las vetas. Est0 se debe a una pérdida de de la evolucidn supergena. La pérdida de plata se hace a partir de los

bordes de la particula, 10 que explica la formacidn de una auréola rnuy pura alrededor de las chispas procedente de los aluviones de las terrazas 10 que no existe en las chispas de Oro de las mineralizaciones primarias. . *

183

.El oro presente en los aluviones de las terrqas del rio Consata-Mapiri procede de la erosi6n de mantos y vetas de cuarzo mineralhado emplmados em el Ordovieico. La rnayoria de estas estructuras rnineralkadas e s t h ubicadas en el Ordovicics uperior de la faja Yani-

ucapata, pero se pus0 en evidencia la istencia de vetas de cuarzo aurifers en los terrenos del Ordovicico medio a f l ~ r a ~ d o en la parte baja de la Cbrdillera y en Pa Cuenca de Mapiri.

.EI potencial minero de la zona esta ixnstituidd por las terrazas ahviales y los ah iones del rio Consata-Mapiri, mientras que la Formaci6n Qngalli parece muy pobre asi como la Formacidn Chimate. La estructura sedimentaria de Pas terrazas controla la distribucih del oro. arriba las terraas son muy pstentes y la mineral contenida en veneros trados en el piso, pero si el veners basal es el mis varios otros veneros colgados que pueden ser de interis. Aguas abajo (regibn d tenores son mis bajos pers Pa estructura del yaeimieato es diferente, siendo el encape esteril y menos potente. No existe en cada una de las terruas solamente un canal mineralkado. El oro est6 presente bajo la forma de laminas aplanadas y desgastadas, cuya fiineza es superior a la del oro de las mineralkaciones primarias.

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LOS PLACERES AURIFEROS DE LA LLANURA ALUVIAL DEL RIO SEGRE Y DELTA DEL RIO EBRO (NE DE LA PENINSULA IBERICA)

MANUEL VILADEVALL, GEMMA CAMACHO, JORDI MARTURIA Y J.M. PONCE

Departamento de Geoquimica, Petrologia y Prospeccidn Geoldgica (GPPG). Universidad de Barcelona. Zona Universitaria de Pedralbes. 08071 BARCELONA. Espaiia. Proyecto CICYT ref. GEO89-O156

RESUMEN: El hallazgo de Oro durante una prospeccidn geoquimica y a la batea de la llanura aluvial del Rio Segre para definir fondos geoquimicos y tipos de minerales pesados, determind un estudio exhaustivo de toda la Cuenca de dicho Rio asi como de la parte terminal del Rio Ebro en el que desemboca el Segre.

Durante esta investigacibn se determind que los principales aportes de Oro los realiza el Rio Noguera Pallaresa (afluente por la izquierda del Segre); que el origen de dicho Oro deberia situarse en los materiales turbiditicos del Ordovicico Superior y del Siliirico-Dev6nico asi como a skarns y filones de arsenopirita-Oro tardihercinicos; que la mayor acumulacidn se sitda en la llanura aluvial del Segre pudiéndose localizar asi mismo fondos geoquimicos elevados en Tierras Raras, Oro, Circonio y Oro en el Delta del Rio Ebro.

ABSTRACT: The discovery of gold during the geochemical exploration and panning of the Segre River's alluvial fan to determine geochemical background and heavy minera1 types led to an exhaustive study of the entire river basin and that section of the Ebro River where the Segre joints.

During the study it was established that the main gold inflows came from the Noguera Pallaresa River (a left tributary of the Segre); that the origin of this gold could be located in Silurian and late Ordovian turbidic materials, as well as skarns and veins of late Hercynian arsenopyrite-gold; and that the greatest accumulation is located in the Segre alluvial fan with geochemical backgrounds high in REE, gold, zirconium and gold, in the Ebro delta.

INTRODUCCION

En Septiembre de 1988, durante una prospeccidn rutinaria a la batea en lecho vivo con el fin de definir los fondos geoquimicos y la presencia de distintos minerales pesados en la llanura- aluvial del Rio Segre situada a unos 140 km de su cabecera y a unos 60 km de su Cuenca de drenaje, los autores localizaron la presencia de particulas de Oro en diversos puntos del rio a la . altura de la Ciudad de Balaguer (fig.l), con una media de 6 particulas de Oro en 10 litros de todo uno.

187

A partir de este hall se batearon las distintas terrazas del Segre en esta zona y se comprobd que con una me go inferior (3 pmticulas/lO litros), &te se localizaba en mayor o menor ley en todos los puntos de las terruas.

partir de aqui se desarroll6 un proyecto de prospeccidn sistemitica, no tan sols en o sim tambign en los otros rios que configuran este sector de la Peninsula ItGrica con

los objetivos siguientes: 1. Localiaacih de oro y minerales pesados (Ti aras, Ti, etc.), de t "Placer" en 10s Rios Pirenaicos y su psible concentracidm en los es y en el Delta del 2. ViaMidad econdsmica del halEazgo en zonas de alto remdimiento agopecuario y h e r t e presidn mbiental.

odelizacih de los placeres.

1. Cabecera de los Rios Pirenaicos. 2. LIanura alluvial del Rio Sege. 3. Delta del Ebro. Fases: 1. Docunmentacih Hist6rica 2. Docwentacidn Ge 3. Prospeecibn Aluvio

Seetores: (fig.1)

4. Prospecci6n Geoquhic Sedimentos. Suelos. VegetZ"6n.

En este trabajo presentamos los primeros resultados obtenidos en las tres primeras fases asi como de la ewploracidn sistemitiea a la batea de todos los alluentes de cabecera de los rios principales que desembocan en el Segre y los de prospecci6n orientativa en la llanura alluvial del Sege y en el Delta del Ebro .

re, antiguo Sicoris de los Romanos, discurre en direcci6n NE-SV! por el de la Seninsula Ibirica, nace en la zona axial del Pirineo, compuesta por materides hercinicos tales como esquistos, rocas carboniticas, materiales volcinicos (riolitas, andesitas y tobas asociadas) y granitos d,; atraviesa el Prepirineo compuesto por materiales indiferenciados del Secundario y Terciario (calizas, margas y areniscas) y desembsca en el Rio Ebro, en una zona ocupada por materiales del Tesciario indiferenciado (fig. 1).

El Rio Ebro a partir de su confluencia con el Rio Segre, transeune por tenenos terciaios indiferenciados, atraviesa la parte terminal de las Cadenas Costeras Catalarias en su confiuencia con la Cadena Ib6rica y desembsca en el Mediterrheo fomando pin delta del anism~ nombre.

188


El sistema Segre-Ebro desde su cabecera hasta su desembocadura en el Mediterrheo presenta un recorrido de m9s de 350 km. De ellos 70 km corresponden a la llanura aluvial del Segre con una extensidn aproximada de mis de 160 km2.

B A R ' C E L O N A

1 I

b e / ' t a d e / 1 ~ i o Ebro 2 Rio Segre - 3 Rio Noguera Pallasa 4 Rio Noguera Ribagorzana 5 Rio Ter 6 Rio Muga-Orlina

. 5 o K m - O- 7 Rio Tordera

materiales .paleozoicos materiales secundarios materiales terciarios $? indicios O anomalla's

primarias de Oro.

Fig.1: Esquema geol6gico del Principado de Catalunya, los principales rios auriferos y los indicios primarios de oro..

1 8 9


Son numerosas las citas aealizadas por historiadores y xquedlogos, sobre la presencia de ors en 10s rioi de este sector de la eni insu la Ibgrica, asi9 ~sselp IgEsies (1949); ~ a ~ u q u e r de Motes (1971); %ara Peinado (1973); Vallverd6 y Sirera (1973) y Pita bderce (1975$, indican que el oro h e relativamente abmdante en Lleida (L6rida) y sus zonas wranas, ya que dgmos autores cliisieeps no dudan en seiialar que las arenas del Sicoris, arrastraban gruesas pepitas de oro (no se han hallado dichas citas). Esta aeepci6n se debe en parte a los hallazgos arqueol6gicos de numerosas monedss de oro, csllares y torques de ors como psr ejemplo los de Tr8mp (cmso meelio d eaa Pallaresa) de Cpoca Ilergete y Romana, algunas de las eudes se encuentrm en e d6gico del IEI, de Lleida (Likda).

En la Edad Media, la explotacidn del oro de las arenas del Segre continu6 y parece que finalizd a finales del siglo 1% (filtirna cita histdrica de Pere Gil, S.I. 1551-1622, probablemente por el aporte del oro americano).

Este dltimo autor no tan solo indica la ubicaci6n a grandes rasgos de las zonas de explotacibn de arenas auriferas en Lirida, sino que tambih nos describe las hersamientas utilizadas, asi como la f sma de manejarlas para extraer el oro del lecho del rio. Segre9 este autor cita como otros rios auriferos objets de explotacidn en la Catalunya del Renacimiento, el Rio Tordera y el Rio Orlilina (fig.1)

Si bien antes de conocer las citas histbricas, el Rio Orlina ya habia sido reconocido a principios del verano de 1988 durante una fase de exploraci6n para Oro en el Cabs de Creus con resultads positivo, la presenda de oro en el Rio Tordera era totalmente desconscida por nosotros y gracias a esta informacidn hist6rica se realiz6 una investigacidn en 1989 con resultados positivss.

Otro de los rios de este seetor de la Peninsula que se cita como aurifero, es el Rio Ebro que ta1 como nos indica Ani6 (1982)9 en su libro sobre la "Espaiia musulmana", indica que una serie de autores musulmanes, denuncian que el oro era lavado y beneficiado tants en las orillas del Segre mmo en las del Rio Ebro. En cuanto a la presencia del oro en el Ebro, &te procederia de su principal tributario (el Rio Segre)), asi mmo de un conjunto de sus ailuentes y en concrets del Rh Jaldn y Ribota (afin no confimado), a partir de las indicaeiones que nos aporta el poeta

arcial (ipsca flavia, segfin Bluquez ,1970), al indicamos que este metal era explotado en la zona de Bilibis (cerca de la actual Cdatayud).

A partir del siglo XVII hasta nuestras época desconocemos citas sobre laboreo de oro alluvial en este sector de la Peninsula asi como de las aportaciones escritas sobre la presencia de este metal en stro tipo de contexto.

Los primeros datos sobre la presencia de oro aluvial en textos de indole geol6gies-minero en los Pirineos, los tenemos en los trabajos de Guiollard (1988), que cita la presencia de oro en los rios T&, Tech, Ariège, Salat y Garona en los pirineos franceses, vertiente Mediterrhnea y

liintica.

En la vertiente espaiisla, y dentro de una serie de trabajos del mismo tipo, Galhn y (19791, indican una serie de locdidades tales como Sallent (Huesca), Val1 d'&An (Lleida),

196


Ribes de Freser y Sm-Mique1 de Cullera (Girona) con presencia de indicios primarios de Oro, sin indicar claramente su procedencia, esta dltima asi como la del Montseny (Barcelona) son también citadas por Calderdn (1910).

Un0 de los primeros trabajos modernos en los que se cita la presencia;\de Oro primario y su beneficio, en un distrito minero situado en el contexto del NE de la Penintula Ibérica, es el de Thos (1904), realizado en la Vall de Ribes (Pirineo Oriental). Este autor hace hincapié sobre las labores de investigacidn y produccidn, asi como de las leyes en Oro y plata de los criaderos filonianos de este sector del Pirineo, indicando diversos contenidos en ambos metales, si bien considera que los valores mas representativos serian de 30 ppm Au y unas 100 ppm de Ag. Este autor no menciona en todo cas0 ningiin criadero O placer de tipo aluvial.

Mis recientemente una serie de autores tales mmo Robert (1980), Ayora (1980), Ayora y Casas (1986) y Ayora et al (1989), citan la presencia de Oro filoniano y estratiforme en la Vall de Ribes y filoniano en la zona de la Junquera (Pirineo Oriental), haciendo especial hincapié en su aspecto metalogenético, al igual que Soler (1990) que cita la presencia de Oro aluvionar en las cabeceras del Rio Segre y Valira, y realiza una descripcidn y estudio metalogenético de las mineralizaciones auriferas asociadas a skarns en el Pirineo Central. Arcos et al 1991, cita la presencia de Oro y sulfuros en mineralizaciones asociadas a cizallas en el contexto de la Noguera Pallaresa. Una de las citas de mayor interés para la comprensi6n de la presencia de Oro en dicha zona, la realiza Moret (1989) que localiza antiguos placeres de edad Ordovicico y Siliirico en el sector de la Vall de Montgarri (Pirineo Central).

En las Cadenas Costero Catalanas (C.C.C.), Ferrer (1989) cita la presencia de algunas anomalias de Oro en el Macizo de les Gavarres y Guilleries asociados a sulfuros polimetiilicos.

Durante las campaiias de prospecci6n geoquimica y aluvionar a escala estratégica realizadas entre 1981 y 1983 por el Departamento de Prospeccidn Geoldgica y Geofisica de la Universidad de Barcelona junto con el "Servei Geologic de la Generalitat de Catalunya", se cita la presencia de Oro aluvial en las cabeceras del Rio Garona (Ferniindez Turiel, 1983) y del Rio Noguera Pallaresa en el Pirineo Central y en dos torrentes de los Macizos del Montseny- Guilleries (C.C.C.), posteriormente en 1988, en trabajos realizados (no publicados) por el mismo equipo de la Universidad de Barcelona, se cita su presencia en los Rios Orlina y Anyet en el Pirineo Oriental.

LA PROSPECCION ALUVIONAR

El iirea investigada en una primera fase, ocupa las unidades pirenaica y de las Cadenas Costeras Catalanas (C.C.C.) con las subunidades del hercinico del pirineo axial, litoral y prelitoral de las C.C.C. y las subunidades alpinas del Prepirineo, Cadena Prelitoral Catalana, Depresidn del Empordii y Depresidn del Ebro. En este trabajo tan solo describiremos los trabajos realizados en lm Rios Noguera Pallaresa principal tributario del Rio Segre, Rio Segre y Rio Ebro.

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La prospeaih aluvionar, se realiz6 principalmente sobre la mayor parte de los afluentes de cabecera del Rio Segre y de sus tributarios asi como sobre los rios Orlina, Ter, Tordera y Ebro (fig. 1 y 2).

En ella se tomarorn 10 y 30 litros de sedimento (todo uno) en las zonas mis favorables a la acumulacih de pesados y una vez concentrados mediante bateas (Theobald, 1954) o cuando el volumen era superior a 100 1, un sluice box y/s un concentradsr Ihelson, el concentrado obtenido se trat6 de forma clisica (Chaussier et Mores2 198Y), con una separacidn rnagnktica, electromagngtica y licsres densos (licsr de Thoulet de 3,1 gjcrn3) y estudio a la lupa binocular con contaje y medida de particulas de oro.

Durante esta fase, se observd que los afluentes que nacen y tsanscurren en materiales secundariss y terciariss no presentan particulas de or0 (fig. 1 y 2) y que el 80 afluentes del Noguera Pallaresa situados dentro de los materiales pelitico-arenosos del Pdeozoieo, presentan una media de cuatro particulas en diez litros de sedimento con alpnos valores an6malos, como en el afluente Farrera con veinte particulas.

Los afluentes POP la derecha en la zona de drenaje del Rio Segre (ocupada principalmente pop batolitos ganiticos y materiales pelitico-arenosos y mlc6reos del Psleozoico), presentan en un 20% particulas de or0 con una media de mientras que los afluentes por la izquierda en la misma zona y ocupados psr materiales volchnicos (tobas ignimbriticas y lavas rioliticas y andesiticas del Estefmiense) y materiales permo-triisicos son estk-iles.

Otros afluentes del Segre como el Noguera Ribagomana, @inca y su xfluente el Esera, presentan en la zona ocupada por el Baleozoico, valsres bajos (1 particula/l0 litros). Sus tributaios situados en el Secunddo y Terdario son a su vea estCriles.

Otros tributarios de los riss situados fuera de la cuenca del Segres tales como el Ter9 Tsrdera y Orlina tambikn presentaron, aunque de forma dispersa, oro con una media no superior a 1 partieula, a excepci6n del Rio 0slha con dos particulas en 10llitros. En tsdos ellos las zonas auriferas se sit6an dentro del Pdeozoico pelitico-arenoso.

La presencia de particulas auriferas se sitlfia pues dentrs del csntewto de los materiales paleoaoicos, principalmente turbiditicos, mis o menos prdximss a los batolitos graniticos con un nive1 de erosih de bajo a moderado.

Wasgos Geol6gieos de la na de Drenaje del Rio Noguera Pallaresa

La zona de drenaje del Rio Noguera Pallaresa como principal porttadsr de 0x0, se halla ocupada en su cabecera, por materiales del Cambra-Ordovicico, Brdovicico §uperior, del Siliirim y Siliirico-Dev6nico (

I.

El Cambro-Ordsvicico presenta unos microconglomerados en su base de origen volcânico y sedimentaci6n litoral con una potencia de unos 200 m. En su parte superior se sit6a una potente serie pelitica mulada con intercalaciones arenosas y microconglorneriiticas de mis

192


de 500 m de potencia en este sector y un conjunto superior arenoso-conglomeriitico atribuido al Ordovicico Superior.

m i materiales secundarios

Fig. 2 Cuencas de drenaje del Rio Segre y situaci6n de las zonas de muestreo aluvial. 193

El Ordovicico superior con una pstencia de unos 100 metros, presenta en su base y en el Cambro-Ordovidm ma serie cuarcitia ria en minerdes pesados dtem ch0 se sitda una serie conglomer5tica y dcroconglsmeriitica fssfatada

minerales pesados y or0 cuyo srigen seria un pdeoplacer (Moret, 1989). Esta serie presenta variaciones laterales de facies hacia el norte con materiales arenosos carboniticos y pelitas nego-muladas

El Sdfirico, se halla representado psr las tipica pizarras negras, en el Pirineo y C.C.C. Su potencia es variable y presenta intercalaciones de calizas negras. Estos materiales teminan en muchas zonas en una serie cddreo pelitica atribuida al Siliirico-Dev6nico en cuya base se sit6a una serie caledres arenosa que laterahente puede pasar a areniscas y esquistos arenosos fosfatados ricos en minerales pesados y oro.

Otros materiales a los que afecta el Noguera Pallaresa, son las formaciones carboniferas pelitico-grauv9qui@as de la facies Culm, aunqce de extensi6n limitada, y los materiales volcinicos del Estefariense compuestos psr lavas y tsbas i imbriticas risliticas, risdaciticas y andesiticas. Estos filtirnos tambikn son afectados por el Rio Segre y el Rio Nsguera Ribagorzana

En euanto al metmorfismo, Bste es de tipo regional de bajo grado, presentindose pstentes aureola e contacto en los macizos gra os s.1. de la Maladeta (No y Ribagorzana), irnafi8 (Noguera Pallaresa y

Las Mineralizaciones as P s i m ~ a s .

Las miniralizaciones primarias de ors procederian de diversss origenes, entre las mBs sobresalientes tendriamos los paleoplaceres aurfferos fosfatadss c m As9 Co y Ni, lsealizados en el Qrdovicico superisr y en el Silfirico basal micsocormglsmeritico del Pallaresa y de Vicdessos (vertiente fiancesa).

Moret (1989) describe estas mineralizaciones corno asoeiadas a secuencias microconglomer8ticas situadas en dternancias pelito-earbonatadas a techs del Ordovicico. La base de esta secuencia es muy ferruginosa y contienme circsnes y turmalinas. El ors se observa en forma de pajuelas detriticas deformadas y erssionadas de hasta 300 pm y contenidos en plata del O,$ al 1,596. En 10% mismos niveles y dentro de la matria biodetsitiea es cornfin la presencia de pinotina y arsenopirita con trazas de oro.

El mismo autsr 110s describe la presencia de Oro detritico en los microconglomerados silfiricos de hasta 400 yrn y contenidos en plata de 1,3 a 2% y de particulas autornorfas de hasta 150 14m. Como conclusih nos indica que ambos horizontes presentan la misma naturaleza detritica c0n una aatriz muy parecida y que el oro se presenta de forma detritica y automorfa.

Qtras mineralizaciones presentes en la zona y descritas por el mismo autor son las mineralizaciones estratiformes con esfalerita y minerales de As, Co y Ni en el Ordovicico Superior en un encajante calcireo con cantos de cuarzo y minerales pesados, mineralizaciones estratiformes de esfalerita en las calizas dev6nicas de BonabB y filmes de cuarzo-pirita-

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arsenopirita en el barranco de Cirerés en donde heq.os detectado la presencia de Oro y el skarn d'Aurenére rico en scheelita, arsenopirita y esfale&a cuyo barranco es el que mis particulas de Oro presenta en la parte de la cabecera.

En el.Rio Segre y vertientes ocupadas por éste y el Noguera Pallaresa, se describen otras fuentes primarias de Oro como los skarns con arsenopirita situados al SW del granito de Andorra y encajados entre el propio granito y las calizas Devdnicas (Soler, 1990) y filones de arsenopirita y cobres grises con Oro encajados dentro de las materiales del Ordovicico superior, que son drenados por ambos rios (Arcos et al , 1991).

Otras posibles fuentes son el Estefaniense volciinico, y si bien en el sector del Rio Segre los torrentes que los atraviesan no presentan anomalias en Oro, hemos podido detectar hasta 2 ppm de Oro en jaspes analizados en la zona del Noguera Pallaresa. Para finalizar y fuera del contexto de ambos rios indicar su presencia en mineralizaciones estratiformes de As-Au de edad pre-Caradoc y filonianas en la Val1 de Ribes (Pirineo Centro-Oriental) descritas por Ayora y Casa (1986) y Thos (1904).

ZONA DE TRANSPORTE Y DEPOSICION DEL SEGRE Y SUS TRIBUTARIOS

La zona de transporte ( Cuenca media) del Rio Segre y sus afluentes el Noguera Pallaresa y Noguera Ribagorzana, transcurre por una zona muy encajada en la que predominan los materiales detriticos del Triisico, calcireos del Juriisico-Cretiicico y detriticos y evaporiticos del Eoceno (fig. 1 y 3).

Fig. 3: Corte geol6gico esquemfitico y perfil del conjunto Segre-Ebro. Zonas de mfixima acumulaci6n aurifera.

En este curso medio de unos .55 km, el lecho de inundacidn durante las grandes avenidas centenarias, oscila entre 75 y 300 m con un valor medio de 150 m, mientras que el lecho menor oscila entre 25 y 120 m (Puigdefiibregas, 1983).

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Dentro de esta zona, en su mayor parte ocupada por embalses (Nogueras Pallaresa y Ribagonana), la presencia de terrazas es muy baja, tan solo en el Segre es posible e.studiarlas y en ellas resalta la evoluci6n de los distintos materiales a medida que el Pirines y Prepirineo es erosionado (fig. 4, 5 y 6). En cuanto a la presencia de Oro, son las terruas del Noguera Pallaresa (tres teauas examinadas) las que mayor contenido presentan con cuatro particulas en 10 litros de tsdo uno por m a particula en el Noguera Ribagonana (dos terruas examinadas). El Sqge presenta una media de 2 particulas en 26 terrazas

La llanura aluvial del Segre (curso bajo) que se inicia despu& de la confluencia de &te con el Noguera Pallaresa, presenta una extensidn de mis de 200 km2 (fi . 2 y 3) y discurre sobre materiales del Bligoceno compuesto por yesos, arcillas, areniseas y conglornerados estériles en oro. El lecho menor es de unos 56 metros que puede alcanzar hasta los 500 metros durante las grandes avenidas centenarias con una extensidn de la llanura aluvial que oscila entre los 1500 y 2000 metros (Puigdefibregas, 1983). En cuanto al contenido en oro, las zonas mis ricas son el lecho menor con Ileyes de hasta 2 g / d y Ila filtirna terraza con Ieyes de 8,3 d m 3 en el sector de Balaguer (fig. 81, y leyes de 0,1-0,2 en la primera ten-ua al sur de %jeida.

Distribucidn de los distintos materiales a lo largo de las terrazas del Rio Segre

Se ha procedido a un contaje estadistics de los tipss de materiales y a la deterrnhaci6n de , 8 y C de los distintos cantos de las diferentes temaas tanto de la zona de transporte

como de la llanura aluvial con el fin de determinar la distancia de transporte y rkgimen de transporte, asi como el origen de su procedenda, con el objets de determinar cual de las terraas seria la m8s favorable para uma investigacidn de oro.

En efecto obseriarnos que el desmantelarniento del Pirineo ial (fig. 3) durante el Plio- Cuaternaaio, ha dads lugar a la aparici6n de los grandes batolitos como el de Andorra, la Maladeta y el macizo de Marimanyii 10 que implica que todas las partes apicales de estos batolitos y macbos, junto con parte de sus aureolas de contacts y con ellas la mayor parte de las posibles mineralizaciones en or0 asociadas a Cstas (Boyle, 1979), asf como pa materiales turbiditicos pre-enriquecidos, en nuestro C ~ S Q los del Ordovicico Superior (Boyk, 1986), al ser erosionados se situarin preferentemente en las primeras terrazas y de sus afluentes.

En csnsecuencia estos materiales analizados los hemos subdividids en: materiales metamdrficos s.l., tales como rocas de contacto, esquistos y calkas marrndrias; cuarzo; granitos s.1. y rocas volcinicas estefanienses ; detriticos, haciendo especial hincapiC en las materiales conglomkriticos rojos del Permo-Trias y triiisicos; calciireos (del Secundario y Terciario); sfitas (triisicas) y por ~ltimo, la matriz arenosa.

El anilisis de 5433 puntos de las distintas terr as exclusivamente del Rio Segre tanto en su zona de transporte como en su zona de deposicih, nos muestran una distribucidn desde el inieio de la zona de transporte hasta la llanura aluvial en los alrededores de Eleida (fig. 2) y partiendo de las cotas actuales de las distintas terrazas en:

1. Una disminucidn del contenido en materiales metamdrficos (fig. 4), desde la cota 625 hasta la cota 325 por aurnento de la presencia de otros materiales no metamdrficos.

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A partir de esta iiltima cota el aumento en ”metamdrficos” es espectacular coincidiendo con los aportes por parte del Rio Noguera Pallaresa para ir descendiendo en los alrededores de Lleida (cota 225) a valores similares a los de la 325.

2. Un aumento considerable de los materiales calcireos desde la cota 625 hasta la 325 por los aportes laterales de los afluentes que drenan los materiales principalmente calcdreos del Secundario y Terciario del Prepirineo (fig. 1, 3 y 5). Si bien el aporte es muy elevado en la zona de transporte también 10 es la disolucidn de estos materiales, 10 que provocaria cierto equilibrio a partir de las confluencias del Segre con los dos rios Nogueras.

3. Un descenso acusado de los materiales graniticos con pequeiios aportes por parte del Noguera Pallaresa y en la cota 250 por parte del Rio Noguera Ribagorzana (fig. 6). Esta disminucidn se deberia en parte a la ficil alterabilidad de dichos materiales y los aportes de estos por parte de las terrazas ya no seria en forma de cantos rodados sino mis bien en forma de material arenosos (matriz).

4. Un aumento acusado del cuarzo tanto en el propio Rio Segre como por los aportes del Noguera Pallaresa (fig. 7). Este aumento se deberia a la mayor resistencia de estos materiales en su desplazamiento y a los aportes sucesivos de los ya acumulados en las terrazas.

5. Un aumento muy acusado a partir de la confluencia con el Rio Noguera Pallaresa de los materiales ofiticos debido a que éstos se sitiian principalmente en su zona de drenaje y de transporte. De forma similar actiian los materiales detriticos.

En el sector de Balaguer la distribuci6n de los distintos materiales en relacidn con las terrazas se refleja en la figura 8. En esta figura, se observa que los contenidos medios de materiales metam6rficos oscilan sobre el 40% de media con un miiximo del 50% y un minimo del 30%. Los mdximos se situarian en las terrazas 2, 3 y 4 que corresponderian, una vez erosionada la cobertera terciaria y secundaria, al inicio del desmantelamiento del Paleozoico. Los materiales calcdreos presentan un miiximo de un 45% en la primera terraza, 10 que parece indicar el desmantelamiento de los materiales del Secundario y Terciario, ta1 como ya hemos indicado y que como es ldgico sdn los primeros en erosionarse durante la evolucidn del Pirineo (fig. 1 y 3). En las terrazas intermedias estos porcentajes se mantienen sobre un 25% con unos miximos del 40% en la terraza nQ5 que corresponderia a un mayor aporte del Prepirineo. En cuanto a los materiales gcaniticos, resalta la terraza nQ 7, de gran extensidn y representacidn en toda la llanura aluvial del Segre y que indicaria el inicio del desmantelamiento masivo de los batolitos anteriormente mencionados en parte influenciado por los aportes fluvio-glaciales. Hay que resaltar que las morrenas glaciares del Pirineo presentan un elevado contenido en materiales graniticos.

Formas de los cantos dentro de la Llanura Aluvial del Rio Segre.

Para la determinacih de las formas de los cantos de la llanura aluvial hemos utilizado el diagrama cliisico de Zingg (fig. 9) para 10 cual se han medido los ejes A, B y C de 1346 cantos rodados de las distintas terrazas de la zona de transporte como de la llanura aluvial.

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Fig. 10: Morfologia de las particulas de Oro (diagrama.de Zingg-Krumbein).

En este diagrama podemos observar morfologias esféricas y arriiionadas pertenecientes en su mayoria a la zona de drenaje y con contenidos en plata que oscilan entre el 7% y el 12% (fig. Il) , asi como morfologias planas, plegadas, arriiionadas, en barrilete y .algunas esféricas con contenidos en plata situados por término medio por debajo del 3%, pertenecientes en su mayoria a la llanura aluvial (fig. 12 y 13).

El contenido en plata de las particulas se ha determinado mediante anfilisis de superficie con un microscopio electr6nico JEOL JSM-80 del Servicio de Espectroscopia Electrhica de la Universidad de Barcelona. Este anilisis nos muestra un descenso del contenido en plata en las partes superficiales de las particulas, es decir un progresivo refinado, con el incremento de la distancia de transporte, de tal modo que en la cabecera, la ley de plata puede alcanzar hasta el 30% con una media del 10%, para descender progresivamente hasta contenidos inferiores al 3% en la llanura aluvial, concretamente en la zona de Balaguer.

Las particulas con morfologias planas, plegadas, arriiionadas, en barrilete y esféricas de la llanura aluvial (fig. 14), indicativas de un elevado transporte (Giusti, 1986), se originarian a partir de los impactos de cualquiera de las distintas morfologias con cantos duros, impacto entre cantos duros, impacto entre un canto duro y arena-limosa (Lopez, 1984) y a fendmenos de fiicci6n (fig. 15). La evoluci6n de una particula plana hasta una particula esférica pasando por morfologias intermedias tales como plegada y de barrilete (fig. 12 y 13), y de una esférica a una plana, se realizaria en diversos ciclos. Este fen6meno 10 hemos podido también constatar, con los perdigones de caza, generalmente de plomo, observados en el lecho actual del rio y que evolucionan de esféricos a planos, de planos a plegados y de plegados a morfologias con tendencia esférica.

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Area Fuente Contenido en & PO-

A. Ymimiento Primario

Espurnosas 1

B. Boques y g r a w

Espmsas J C. Terrazas 1

Fig. 14: Tipos morfol6gicos mas comunes.

En la zona de drenaje con un transporte de bajo a moderado, las morfologias son principalmente de tipo espumoso (no representadas en las figuras 11,12 y 13), que indicarian bien una estructura primaria (Fedchuk, 1983), bien una estructura de pedogénesis asociada a gosans, y de tipo esférico (origen primario). Las particulas arriiionadas (fig. ll), presentan en esta zona un mayor contenido en plata que las de la zona de transporte y de la llanura aluvial y su origen podria estar mis relacionado a procesos de pedogénesis con formacidn de Oro autigeno que a procesos mecinicos relacionados con el transporte. La presencia de particulas extremadamente planas en esta zona (fig. 14), podria atribuirse a la liberacidn de particulas primarias planas asociadas a paleoplaceres. La morfologia plegada y de banilete no ha sido observada.

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Ea presencia de particulas espurnosas y alrsiiionadas con elevados contenidos en plata en la zona de transporte y n la llanura aluvial, se deberia a la liberacidn del or0 de los cantos, prhcipdmente metam6rfims y de menas arsenicales con cuamo (fig. 14).

Todas estas rnorfologias asi csmo su iontenido en plata, indican adem5s de um gado de un g a d s de turbulencia en la dinA,mica fluvial en funcibn de los tipos de impactos si por ejemplo las formas planas, plegadas y de barrilete se han orighado en la zona

de transporte y en la cabecera de la llanura aluvial a partir de diferentes pulsaciones que atribuimos a las grandes avenidas centenarias mientras que las particulas planas se sitban preferenternente en la pxte terminal de la llanwa aluvid y en e.l Delta del Ris Ebrs.

Distribucih de las particullas de oro en una zona de "paystreak" situads en el cauce del Rio Segre en Balaguer.

Como zona experimental para la determinacibn de la distribucibn de las particulas de oro, su caracterizacibn morfologia, quimismb, ~eyes y mo~lelo de depbsito de tipo placer, se eligib una zona de "riffle" en la 1Ianura ahvia1 &rama a Balaguer y de fici1 acaso (fig. 16).

El riffle de la figura 16, est6 cornpgpsto por materiales detriticos (areniseas) y margas del Qligsceno dando una barrera de unos 65 metros a unos 45" de la direcci6n normal del rio durante las crecidas estacionales (otoiio y final de primavera) y a las grandes avenidas centenarias corno la de 1982. Por regla general la direccidn de flujo y el caudal es la que se representa en dicha figura.

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"boulders" que sscilan entre los 10 y 100 cm, un lecho de gravas gruesas de unos 30 cm, un nive1 de gravas de unos 20 cm.y por debajo, arenas y limos que se sitcan sobre el bedrock cuya composicidn es principalmente yesffero y margoso. ~n este sector se r e a l b a r o n ~ pozos de los

trajeron una media de 150 litros de todo uno y se situaron dos trampas para particulas s, una en el lecho vivo y en la parte posterior de un boulder (trampa a) y otra en la

or del riefle en ma zona tan solo inundada durante las 6pscas de miiximas avenidas anualles (trampa b, gig. 16). -

Una vez cribado a 3 mm el volumen de todo uno indicads, las muestras fuersn Iavadas utilkando un "sluice box" disefiado por los autores y en algunos casos como en el pozo no 7, la mitad de una muestra de 300 litros fuue lavada con un concentrador &elson 3". Posteriormente las muestras tratadas con el "sluice" fueron bateadas con un pan americano. En el labsratorio tsdas las muestras fueron tsatadas de la forma clisica y las particulas se extrajeron m a a una c m la ayuda de la lupa binscular. Sistemhticamente se midieron los ejes representados en los diagramas y sobre algunas muestras (€iig. 10), se midieron 10s ejes B y C con el fin de detueminar el dkhrnetro equivdente.

La distribucidn de las particulas de oro en la zona de riffle S.S. nos indica una tendencia modal entre 1086 y 1500 ym con contenidos muy bajos de la fraccih hferior a 160 ym y contenidos de entre 515% de la fracci6n superior a %as 1500 pm y Ieyes que sscilan entre 0,51 a 337 g/m3 con una media de 1,4l g/ms. Los minerales pesados mas frecuentes son grandes particulas de hernatites-siderita de hasta 20 cm de radio equivaknte siendo su fracci6n mas frecuente entre 3000 y 5000 ym, magnetita, granates, c i rch , scheelita, minerales ~Jc~sil icat~dos y perdigones de plomo que desaparecm en profundidad.

La presencia de gruesos cantos de hematites es indicativo de la partfculas de oro superiores a las 500 pm. En los bordes, fuera de la zona de boulders y en la terrua de inundaci6n de grandes avenidas (PN-3) y Pou-1 y 2, la moda se sitfia dentro de un tamafis cercano a las 100 pm con gran abundancia de minerales pesados, principalmente hematites y circ6n. Las Ieyes oscilan entre 0,66 a 0,3 dms.

La t r a m p (a) muestreada despuCs de las grandes avenidas estacionales nos muestra una moda de las particulas de ore (hasta 35 particulas en un muestreo de 60 litrss), de una fraecidn situada entre las 106 y 200 pm con une elevado contenido en minerales pesados (circones, magnetita, hematites, granates y minerales calcssilicatados), en fracciones inferiores que oscilm entre las 60-300 ym. La trampa (b) ha permanecido siempre est,$Cril en sro.

Este fendmeno nos hace pensar que la acumulacidn de oro de particulas superiores a las 500 prn asi como de los cantos de hematites y de los perdigones de cma, algunos de 1000 pm de diimetro e s t h ligados a las randes avenidas centenarias y que la dinamica fluvial de las avenidas estacionales, representadas en la trampa (a) tan solo alcanzan a transportar particulas ,de pequeiio tamafio. '

Como primera conclusibn, %os dep6sitos "paystreak" en la llmura aluvial han tenido lugar durante las grandes avenidas centenarias que serian a su vez la causa de la baja deposicidn de oro en Pa zona de drenaje y en %a zona de transporte.


El delta del Ebro (fig. 1,2 y 3) con una extensidn de 320 km2 y una penetraci6n de unos 25 km en el Mediterrheo, es el tercer delta de este mar después del Nil0 y Rddano y se trataria de un delta lobulado muy moderno puesto que durante la época romana aiin se comportaba como una ”ria” (Riba et al., 1976). Su equilibrio dindmico se establece entre el aporte sedimentario del Ebro y los agentes destructivos y de transporte de las olas, Corrientes marinas y vientos (Maldonado, 1972 ).

El interés de la zona vino como resultado de la informacidn de la presencia de arenas negras ricas en minerales pesados en las playas de dicho delta, Io que nos indujo a muestrearlas para determinar la posible presencia de Oro en ellas puesto que el Rio Segre es el afluente principal por la izquierda de dicho rio.

Los trabajos han consistido pues en un muestreo sistem6tico de las arenas de playa al borde del rompiente en una longitud de unos 40 km con una muestra cada kildmetro, un bateado y andlisis multielemento de las arenas (beach sands) y arenas negras. Asi mismo se han ensayado métodos geofisicos (magnetometria y radiometria).

LAS ARENAS NEGRAS (BLACK SANDS)

Las arenas negras se sitiian principalmente al sur de la desembocadura del Rio Ebro en una franja de unos 3 km de largo y 100 m de ancho de direccidn NE-SW. El espesor de las arenas negras en superficie puede oscilar después de un temporal de vientos de levante, entre los 5 y 20 cm de potencia. En profundidad los niveles de arenas negras alternantes con arenas s.1. puede alcanzar los 150 cm.

- A 10 largo de estos 3 km se tomaron seis muestras de arenas negras, dos de las cuales

contenian un elevado porcentaje de ligeros y se realizaron los ensayos mineralométricos y geoquimicos cbn el fin de determinar los distintos parimetros necesarios para el desarrollo de una primera fase de prospeccidn orientativa. La densidad de las muestras, previamente secadas, se determin6 mediante varias pesadas de un volumen determinado (100 cm3), dando un peso medio de 220 g, Io que implica que su densidad media es de unos 2,2 g/cm3. Las muestras, previa extraccidn de los magnéticos, fueron bateadas en el laboratorio con el fin de observar la posible existencia de Oro y otros elementos pesados para, en el cas0 de ser positivas, determinar: su granulometria, el niimero de particulas de Oro en cada una de las diferentes granulometrias, la composicidn quimica de las particulas de Oro y su peso.

El contenido de magnéticos determinado a partir de la extraccidn mediante un iman de 2,5 kg de muestra, fué de 520 g, 10 que representa un 20,8% de la muestra. El concentrado resultante del bateado de los 2,5 kg, se tratd segdn la hoja de flujo cliisica, y de la fraccidn m6s densa y de mayor susceptibilidad magnética se extrajo el Oro, particula a particula, contabilhhdose en un niimero superior a 930. El peso de éstas particulas fué de 0,0035 g, 10 que representa aproximadamente 2,2 d m 3 de Oro. El contenido en minerales de circdn fue de 68 g Io que nos da una ley de 27,2.kg/m3.

A otra muestra de 2,5 kg, se le extrajeron diversas fracciones de 250 g que se trataron de la manera siguiente:

2 0 9

La primera opemeibn sobre los primeros 256 consistic3 en la extraceibn mediante un erales magnCticos, dando coms res tado un valor de 36,7 g que conesponde Pa muestra, que una vez tambada se aiiadib a la operacibn s

En la segunda operacibn, se realk6 un tambado de la muestra segiin distintas mallas (mesh ASTM), asi’ como la separaeidn de cada una de ellas, de los paramagniticss, en funci6n de sus diferentes susceptibilidades, representadas por las distintas intensidades (r) del campo magnitico que nos da un separador electromap6tico tipo Franz Isodynarnic .Los distintos minerales obtenidos a partir da ellas y csnfrsntados mediante la Jlupa binocular son de menor a mayor intensidad: m etita-hematites-ilHenit~; ilmenita-titanita-monacita; granate-rutilo; circdn-rutilo-oro-se ita-apatits-cinabris. Solo se incluyen los minerales de mayor interks eeondmico. Posteriormente, se separaron los minerales pesados de los denorninados ligeros, como el cuarzo, la calcita, los feldespatos, etc., con el fin de euantifka’ a los primeros para 10 cual, se utilizaronm liquidos denses (licor de Thoulet), de densidad 3,l. Para esta operacih tan solo se utiliz6 la fiacci6n de mensr suscaptibilidad magnCtica y mayor contenido mineral8gieo. El porcentaje de pesados de la fiaai6n r 3 1,6 y de densidad superisr a 3,l; oscila entre el 3 - 5% del total de los black sands (circones 7696, rutilos 1.596, Oro, scheelita, psiterita?., etc.).

Sobre una segunda fraccibn de 256 g sin tamkar, se realiz6 la misma operaeibn pers con as suseeptibilidades magnitieas, con el fin de aproximarnos a las distintas

susceptibilidades en las que se presentan los elernentos de mayor inter& econ6mieo tales como ilmenita-titanita-anatasa-circ6n-rutilo-monacita-oro. Para ello se m r6 cada una de las fracciones y se realkb un anAlisis cualitativo por difiaceibn de rayos obteniendo los resultados que se expresan en la tabla 1.

Los resultadss obtenidos son comparables con los observados mediante la lupa binscular en la rnue.stra de la tabla 1, en la que la fraccih de mhxirno contenids en rnomacita, se sitda en r = 6,45 - 0,7 6 0,3 - 0,6 (principalmente entre 0,45 - 0,55), y que la fraccidn granulomktrica de mayor inter& se sitda entre 6J6 - 6,10 mm .

Tabla 1 : Fases minerales observadas en distinctas Susceptibilidades Electrs neticas (a) sbtenidas mediante el Franz lssdynanic horizontal y

determinadas por analisis de difraeci6n de RX.

Mueslra a I Mineraies - r

MD-1

Goetita, Di6psido, Monacita. 25 - 16 0,45 - 0,70 MD-4

Hematites, Goetita, Ilmenita, Titanita 80 - 25 0,25 - 0,45 M D-3

Hematites, Ilmenita. 500 - $6 6,1 - 0,25 M D-2

Hernatites. limenita, Titmita . 00 - 500 < 0,l

MD-5

(d<3,1)< 2 Calcita, Cuarzs, Dolsmita > 1,60 MD-7

Circbn, Rutilo, Anatasa. > 1,m MD-6

10’- 2 Grssularia, Rutilo, Anabsa 0,70 - 1,60 --

21 O

Gisements alluviaux d'or, La Paz, 1 -5 juin 1991

< 80 80-10CNOQ-170> 190 me5h (ASTM)

A. Distribucibn de las particulas de Oro en las arenas negras.

150

a a 100 P

.......... ........... a 50

O P35P21P14P13P12PllP10 P9 P8 P7

Muestra

C. Distribucibn de las leyes de Oro en las arenas de playa. Obsérvese su disminucibn en la ley de NE a SW.

4000

3000 .O Q n. 2000 ...- ....... ................. z ..............................

1 O00

O Dl D2 P 21 bsP23(A) CXrJ P23

Muastra E. Distribucibn' del or0 en las arenas negras.

Los valores mas bajos pertenecen a mezclas de arenas de playa y arenas negras.

-1 O00 .......... .................................. 1M) -Yb

-Th -La - Lu - Eu -Ce -Nd

P35P21P14Pl3P12PllP10 P9 P8 P7 Muestra

B. Distribucibn de las Tierras Raras en las arenas de playa. Obs6rvese el aumento de la ley de NEaSW

10000

1 O00 Yb Th

y1 ................................................. ~.......l .... E La

100 Lu ..................................... RI

10

1 ~ I . l ' I . I . I . I ~ Dl D2 P 21 bsP23(A) M;N P23

Mueetra D. Distribucibn de las tierras raras en las arenas

negras. Los valores mas bajos pertenecen a mezclas de arenas de playa y arenas negras.

1 O0 c

E n

10

.z ..............-....... "P ..... " ................................... " .- ........

P35P21P14P13P12P11PlO P9 P8 P7 Muastrta

F. Distribuci6n del Hf y Zr02 en las armas de playa. Los contenidos en estos elementos son hasta 100 veces superiores en las arenas rwgras y sus contenidos aumentan de NE a SW.

Fig. 17 A, B, C, D, E, F. 2 1 1

Gisements alluviaux d’or, La P

La morfologia mis tipisa (86 de las particulas de Oro), corresponde a %a de tipo plana (fig. 141, que en este saso son e remadamente circulares y con rebordes. Btos rebordes, presentan contenides en u similares a 10s de la parte central (> 9 9%). Las otras morfologfas plantean la p bilidad de una formaeidn autigena, ya que s s rebordes han desaparecido en parte, y sus extremos presentan contenidos superiores en Ag (1

Los anfilisis obtenidos de l a 6 muestras de arenas negras situadas sobre el rompiente al Sur de la desembseadura del rio (fig.17. JE y D), nos dan valsres de 0,2 a 3 gpm de oro, contenidos de hasta un 6,4% en Tierras Raras, de un 2,5 de Zr02 y hasta un 9 El vo%umen de .%uenas negras parece descender hacia el sur.

Sobre las arenas y en la misma franjag’a de diremih NE-SW a partir de la desembscadura

especialhincapib en no tornar niveles de arenas negras. Se tomaron tarnbikn 11 muestras a partir de la desembocadura en direccidn SE-NW (fig. 2). El volumen de rnuestra tomada fuuC de 5 litros para el laboratorio y 16 litros para ser bateadas en el lugar. En todas se observaron minerdes pesados y en 1.5 de ellas se observd la presencia de alguma particda de oro.

del Rfo9 se tomaron 23 muestras a 36 cm de prohndidad y espaciadas 9 km cada una haciendo

Las muestras de laboratorio funeron tratadas de la forma clhsica y en una f racc ih de ellas se analizd el ors utilkando t6enicas de lhiviacibn con agua regia y cianuraci6n, mediante

bsorcidn Atdmica. En otra fracci6n se analhd el (para contrastar resultados), As, Sb, Zn, r, Co, Th, u, Hf, 9 La, Lu, Eu, Ce, c , Nd, Ba, Se, Br mediante Astivacidn eutrdnica, y el Pb, , Fe, Ti, Zr? Sr, Rb, a por Floreseencia de Rayos X.

De %os resultados analftieos obtenidos se desprewde que el contenido en oro desciende desde la desembocadura en direccidn NE a SW (fig. 17 C), y se mantiene con valsres constantes de 0,1 ppm desde &ta hacia el NW (fi Los contenidos medios se sitdan sobre las 6J.5 ppm en la zona de desembocadura par eender hasta las 0,66 ppm al SW. Las

1 Zr-Hf (fig. 17 B y F), presentan el cas6 inverso aurne o sus contenidos ual que el Ti y el Fe sin %a espectacularidad de los otpos mantienen stante. El oro y los diferentes pesado en funcidn

de su densidad y a da prspia que el fendmeno del empsbrecirniento de oro de NE a direccidn NE-SW que

an las particulas aportadas por el rio las depositan en su zona proximal enriqueciendo las s.1. (cerca de la desemboeadwa), mientras que dos temporales de levante, las rernsbilkan

y acumulan para depssitarlas en forma de arenas negras ( tarnbi6n cerca de la desernb Esta rernsvilkaci6n a.1” como la girdida de carga en oro psr parte de las Corrientes es la causa de que la zona situada al SW se halle ernpsbrecida en oro, tanto en las arena s.1. corn0 en 10s

21 2


pequeiios niveles de arenas negras puesto que al ser pobres dichas arenas s.1. la removilizacidn- deposicicin por parte de los temporales también 10 serii.

Los otros minerales pesados también se depositarian a partir de su densidad inicialmente mis prcixima a los ligeros, 10 que nos daria una distribucidn algo mis equilibrada en funcidn de esta. En la desembocadura, las Corrientes, al igual que para el Oro, ayudadas por los temporales de levante que rem0 ilizarian las arenas ya existentes, enriquecerian en gran parte de pesados a las arenas negras y empobrecerian a las arenas s.1. removilizadas. Otra parte de dichos pesados seguirian arrastrados por la corriente hacia el SW enriqueciendo a pequeiios niveles de arenas negras pero mayoritariamente a las arenas s.1.

k

1. Tanto la llanura aluvial del Rio Segre como la del Rio Ebro fueron trabajadas hasta el Siglo XVII.

2. El Oro primario tiene su origen en los materiales del Paleozoico, especialmente en: - Las turbiditas (pizarras negras) del Cambro-Ordovicico. - Filones mesothermales con arsenopirita tardihercinicos - Skarns polimetiilicos Hercinicos - Materiales volciinicos icidos del Estefaniense.

3. El microaniilisis SEM-EDX de las particulas, pone de manifiesto una disminucidn del contenido en Ag respect0 al Au, desde las zonas de drenaje (7-12%), a las de la llanura aluvial(5-6%) y de deposicidn (<3,5%).

Los valores bajos en plata pueden tener dos origenes: - Un origen primario reflejo de la génesis de la mineralizacicin aurifera (por

ejemplo los paleoplaceres). - Un origen secudario originado por la facilidad de la difusicin de la plata

dependiendo de la morfologia, grado de aplastamiento, friccidn y plegamiento experimentado durante el transporte de las particulas.

. 4. Los principales aportes de Oro en la llanura aluvial del Rio Segre, procederian del Rio Noguera Pallaresa.

5. Las zonas de maxima acumulacicin se sitiian: - - Dentro de la llanura aluvial del Rio Segre : en el bedrock de las terrazas intermedias

y en el bedrock del lecho actual. Los contenido miiximos de Oro en un paystreak del lecho actual son de 3,27 dm3 con un contenido medio de 1,41 g/m? -

- En el delta del Ebro : los contenidos medios de Oro en las arenas de playa son de 0,l-0,2 g/m3, mientras que en las arenas negras los contenidos miximos son de 3 g/m3.

21 3

: Este trabajo ha sido realkado con la ayuda finmciera de la &misibn Interministerial de Investigacibn Cientifica y Tkcniea (CICYT) de Espafia, Proyecto ref

prestada y especialmente al Sr. 9 Guillén del Instituto Sahe Amers de Bacelofna ( las directrices y ayuda prestada en la toma de muestras del delta del Rio Ebro.

GE089-0156. Los autores agra en a los componentes de dieho proyecto por la a uda

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215


ANTONIO TADEU C. VEIGA & JORGE G.C. BARROS

1 : GEOS - Geologia para Mineraçïo, SDS - Conjunto Baracat sala 115,

2 : Universidade dè Brasilia, Institut0 de Geociências, 70.302 - BrasMa-DF, BRAZL.

70.910 - BrasMa-DF, BRAZIL

\

BBSTIpB@T: Cratonic regions of the Brazilian Amazon contain one of the largest concentrations of alluvial gold in the world. The placers are characterized by immature, poorly sorted sediments, with highly variable ore grades. Such features indicate formation through mass movements - quick transportation under torrential conditions, and rapid deposition with little reworking - occurring under semi-arid climate and sparse vegetation. -

The placers studied are widely distributed in the Brazilian Amazon and register the occurrence of at least two semi-arid depositional cycles, corresponding to the Pleistocenic glaciations in the high-latitude regions. Sediments transported to the valleys by mass movements - preserve many features indicative of the nature, the size and the site of both primary and secondary source rocks, which are invariably located nearby. The study and evaluation of placers *

formed this way may demand specific procedures, with rigid control of representative data. The distribution pattern of gold grades and characterization of heavy minerals assemblages can be helpfül in the search of alluvial placer sources.

RESUMEN: Las regiones cratonicas de la Amazonia brasilera contienen una de las mayores concentraciones de placeres aluviales auriferos del mundo. Estos placeres parecen haber sido formado par deslizamientos en masa, con transporte rapido en ambientes torrenciales, deposici6n ripida sin retrabajo importante, bajo un clima medio Brido y con una escasa cubertura de vegetaci6n.

Estos dep6sitos registran la ocurrencia de por 10 menos dos ciclos deposicionales, correspondientes a las glaciaciones del Pleistoceno en las regiones de altas latitudes. Los sedimentos transportados en conjunto hacia los valles conservan rasgos caracteristicos de la naturaleza, tamaiio y ubicaci6n de las rocas fuentes primarias y secundarias, que siempre son de localizaci6n cercana.

La pesquisa y la evaluaci6n de estos placeres taracterizados por sedimentos inmaturos y mal seleccionados, con leyes de Oro muy variables, requieren procedimientos especificos presentados en este trabajo.

217

Fig.1: Location of the main stuclied arem.

The. inadequate approach to work in these. areas usually results in serious dearth of information, in addition to emnomic losses and environmental damages, that wuld be avoided by a mrnpaehensive study of its peculiarities. In €act, the study of the Amazonian ahviurn reveals mmy special characteristicsi, distinct $rom the dassi 1 alluvial mode1 - adopted $0


develop almost al1 methodology and- technology available for exploration, mining and processing - leading to the formulation of a specific genetic exploratory model, also applicablc to the tin placers of the region (Barros, 1987).

This new approach is the product of efforts of many experts and institutions - especially the Paranapanema Group and the University of Brasilia - to whom the authors extend their appreciation.

Most of the primary gold deposits known in the Brazilian Amazon have resulted from hydrothermal activity in high angle shear zones. Such conditioning is evident al1 over the craton, segmented by several shear belts reactivated in many episodes (Veiga, 1990). The resultant veins participate in distinct geological contexts, distributed in supracrustal sequences of low and high metamorphic grade, including typical greenstone belts, in plutonites and continental felsic volcanic, as well as tonalitic basement. Recorded primary bodies generally are relatively small, but can be considerably rich in gold. Repeated with certain frequency, they expand considerably the ptentially mineralized areas.

The weathering of these sources in lateritic regime usually results in significant supergenic enrichment in eluvial and colluvial zones, important for definition of economic alluvial placers. Gold contained in veins or disseminated in host rocks tends to present fine to ultrafine grain size, and purity between 75 to 85% Au (Veiga et al., 1988). Lateritic enrichment may promote, in addition to an increase in grain size, considerable upgrading of the native blend, through preferential leaching of the more soluble metals associated, such as Ag, Cu and others (Mann, 1984). The existence of lateritic gold with purity of between 92 and 98%, as registered in Novo Planeta (Maraui & Veiga, 1985) and Cassipore mines (Veiga et al., 1988), is common.

The global changes which characterized the Cenozoic era resulted in repeated and profound paleoclimatic changes in the Amazon, with alternating phases of dry and humid climates. They are correlated, respectively, to glacial and interglacial periods occurring in high latitude regions. This would imply, in peripheral regions of the Amazon (cratonic terrains) in shifts in the limits of the forest, confined to ciliary forests surrounded by savannas during the dry periods (Sioli, 1985). In the central Arnazon basin these fluctuations seem to have been less pronounced or even non existent.

Thus, Pre-Cambrian terrains and in particular their gold sources, have been subjected to deep weathering, marked by alternating periods of hot and humid climate favouring supergenic enrichment, and periods of drier climate favorable to erosion and concentration of resistates, in sediments transported torrentially to the valleys by mass movements (Veiga, 1990).

The drainages studied have restricted dimensions and low gradient, which limit their capacity for transport and selection. Thus, in periods of drier climate, their valleys would tend

219

Paleovalleys O have a different evolutisn. In the uthem margin of the adeira river,, near recently instdled in

palesvalleys (fig. 4), similar to em margin, in Bolivian tersitory.

226

Fis. 4:


SW5- PWESEWT - ALLUVIUW

DRAIIALOE 8x19 SHIFTINB, WRlM@ THE VALLEY R E - CARVIN@

I ~ u n c E: ~ A L O M ~ O E VEIB,A(IQW

Fig. 3: Schematic representation in transversal section. Policyclic alluvium.

MEDIUM SCALE VEGETATION (CERRADO TYPE)

GREY PLASTIC CLAY

FERRUGINOUS SANDSTONE

ABUNDANT ORGANIC MATERIAL, FOSSIL TRUNKS

MlGMATlTlC GNEISS

Covered paleovalley in Madeira river, RO. Stratigraphic column ir 2 2 1

I Periquito garimpo.

of the paleo-alluvium hdicates the subsidence of the ir deposition, in respsnse to

ive flooding which d neotectonic influence h

In fact, the a which s w n e d in

dent sequenas: loated in rewo y buried paleovalleys or terraces. They have ages efore present), and are conelated 60 the upper and

ub-present sequenees: they ocapy the present valleys, developed befsre the last sion of the rain forest, and are ocwsionally eesvered by wlluvium. “hek ages vary

between 20,006 and 13,008 years .P., correspondin ts the second subcyc%e of the Wisconsin glaciation, of the Upper

c) Present sequenm: thae repreesent the l o a k e d reworki of sub-prasent sequenws, restrieted to the streams, beginning from the last expansion of the forest ver of the bwer HoPocene.

These interpretations about the palesenvironmental evolution of t highlighted by the discova~gr in their alluvial pPaeers, of abundant archaeolo polished stone tools and polisking shops buried by alluviurn important Pleistoceniea cultural tradition, widely disseminated the human occupation of the region oemrred much earlier than it was fomerly believed, bwed on studies in the Holownic plains named ‘Bva~eas3’ (Veiga, $989).

In many areas, the alluviurn is maked by expressive mlluviaP coverage, attributed to periods of lesser humidity during the Holoeene, and possibly favoured by the occurrence of natural or humam fires (fig. 6).

The mofphslogical characterizalion of the round alluviuums (Veiga et al., 1988) is as follows:

a) Deposits evolved over flat to moderately rough relief fillin up the present valleys md the Pleistocenic palesdrainage, buried like in Rondonia, or suspanded, lBe in Pitinga and in Tapajos (fig. 3).

b) They are well developed along the drainage mis, generally characterized by wide and flat troughs, foming relatively narrow deposits connectedl with latepl cslluviums (fig. 2).

2 2 2


1 2

O

$

le 2- ROUND AXE (OR SCRAPERS) OF DIABASE NOVO PLANETA-MT

3- DIABASE AXE - NOVO PLANETA-MT 4-MABASE AXEISCRAPER-NOVO PLANETA-MT

6-ANFlBOLITE AXE- S. RAIMUNDO-PA

8-FRAQMENT OF DIABASE AXE-CABSIPORE-AB

9-OIABASE STRIKER-MN0 PLANETA-dl

I I , 5-DIABASE SCRAPER-PlTINGA- A I

I 7-DIABASE SCRAPER- NOVO PLANETA- My

I COMPARE WlTH NB 3 I 1

IO-FRAGMENT QF MABASE AXE-CASSIPOU~-AP

1 1 12- FRAQMENT OF QRANULITE CRUSHER: ! , , COMPARE WlTH N e 6

II- DIABASE CRUSHER - PITINGA- AU

; COY$AARE WITH Np I I , 13-QRANITE CRUSHBIR- PITINQA-AM I ' * . 14-DIABASE CRUSHER/AXE-l@ARAPif PRETO-AM, I

. I 1 15 16-DIABASE WHEELS ( MILLS?) PITINGA-AM'

1 , , , j e I "

$ 1 , , I I I I 17 -QRANITIC BLOCK WlTH P+lSHlNG QROOVES PITINGA-AM

Fig 5: Example of Stone artifacts and rocks with polishing grooveS found in Pleistocenic alluvium.

Fig. 6: Colluvial occlusion of placers; cross section of Queixeda streamlet L-131, in Pitanga Mine A M .

223

equent slices of colluvium m partially cover the alluvium, radically of valleys and Sn underlying sedhents.

e drainages tend to develop sequences with sharper stratigraphy than those related to small drainages, as a result of the better smpe of reworking and sediment sorting. In both cases, the gravel layers show a clear evidence berneen sub-actual alluviums and their sources.

The granulometry is typically bimodal, generally with rough grave1 1 to 4cm diameter, buried .in sandy-clayish mat&. les nomally represent a heritage of older sediments which have contribu of the alluvium. They are usually of quartz,

ents, md frwh or we sence of laterite indiates an occurrence of prior ts its depsiti pdw-environmental ev09ution re

in the region.

In a geameral way) heavy in grain oceuh in the gravel rnatrix. In gold placers, hswever, the ap s of several entirneters, or even gold

to vein quartz fragments, is not rare.

Coarse grain sediments settled at the bottom of the valleys 0ften appear cemented by limonite and/or silia, foming blocks or compact layers, leading to diffimlties in rnining and

humid dimate, active even t recovery. This indiCate the htensity of weathering grocesses in the asn during perisds of

Amazon alluvial placers, formed by mass movements, represent the gresent stage of gold accumulation previously eoncentrated in eluvium and colluvium, or directly eroded from primary sources located in the substratum. The pattern of distribution and the characteristics of heavy minerals assemblage, under these conditions, reveal information about the nature and location of their primary and/or seesndary sources, invariably located in relative proximity (Veiga et al., 1988).

224

.. .

Gisgtqqnts.alluviaux d'or, La Paz, 1-5 juin 1991

The alluviums studied rarely present economic concentrations at more than 5 km away from their sources. In general, recoverable resefves are limited to a dispersion radius of 2-to 2 km of their source, extending from there as discontinued and/or low concentrations. Gold concentrates with coârse sediments, at the base of the deposit, with increasing grade and thichess from the edges to the alluvium axis, not necessarily coincident with the present drainage bed.

Gold distribution along the placer is, generally irregular,.reflecting the conditions of deposit-formation7and its spatial position with regard to the source. In addition to the usual location of placers formed down Stream or beside primary sources, in the Amazon the existe& of placers enclosed in mineralized zones covering their own vein sources, is relatively frequent (fig. 7). 1

CLAY .a PRIMARY 'SOURCE - VElN GREISEN v ' w j , ,SAND

GRAVEL (Snoe) @ PALEOCHANNEL - OLDER SEQUENCE

a COLLUVlUM/ELUVIUM @ SUB- PRESENT SEQUENCE

GRANlTlC BED-ROCK I @ RECENT A LLUVIUM

MWFIED AFTER DAOUD 8 ANTONIETTO (1985)

Fig. 7: Queixada Creek alluvium style, copering their vein sources in Pitanga, AM.

Among the inherited characteristics, the mineralogical transformations occurred due to lateritic weathering'prior to the deposition of resistates in alluvium are important. Typical hydrothermal paragenesis - sulphides, albite, epidote, sericite, carbonates and others - generally degrades, while gold is released and concentrates in grains in the mantle of Yeathedng. Further, supergenic action on the alluvium can result in a cert 'n chemical mobility ,of gold after its deposition, favqured by humid acids which characteriz 5 the Amazonian dark water drainages. 1

2 2 5

Gisements alluviaux d'or, La Paz, 1-5 juin 1991 1

Geological characteristics of gold placers in Brazilian Amazon high grounds suggest the following guidelines for an exploratory approach

a) The deposits are of immature and irregular placers, generated by mass movements typical of semi-arid climate, therefore prior to the last expansion of the rain forest, at the beginning of the Holocene. b) They are characterized by low transportation capacity, poor grain size selection and gravimetric concentration, thus preserving many inherited features of their primary and/or secondary sources, invariably located in relative proximity.

c) The persistence of structural controls results frequently in the development of placers exactly over their vein sources, causing difficulties in the search for primary ore bodies through conventional geochemical rnethods such as: active sediments sampling in tributary streams and soi1 sampling at interfluvial areas. Detection of these ore bodies requires a good understanding of the geological environmental and a careful follow-up of the alluvial mining.

d) Deposits which fil1 the valleys may be masked by thick colluvial overburden, preventing the identification of their potential by a simple cross-section examination of the Valley shape. A reliable evaluation of its economic potential is only possible with comprehensive knowledge of the regional geological evolution, supported by drilling.

e) Relics of early sequences could occur as terraces covered by colluvial material or as buried paleovalleys, forming rich deposits not easily noticeable in the present landscape, and hardly detectabltLthrough normal exploration work. However, with existing knowledge, it iq possible to detect them with geophysical (electric and magnetic) methods, in previously selected areas using remote sensing.

f) Evaluation of ore bodies of complex structure, presenting a great variation in grade, like the Amazon placer deposits, must be supported by exploration procedures that assure a careful study through banka drilling, with asymmetric grids and control of significant data. '\

Due to this reason, theuse of correlation and regression analysis for evaluation of data obtained in drilling, in each area under study, was proposed (Salomao & Falleiros, 1986). Based on considerable experience in exploration and mining of Amazonian alluvial placers, it is seen that the DOVC (Drilling Operational Variables Control) method provides criteria for data treatment before reserve calculations. This overcomes the usual indefinition resulting from the theoretical application of formulae and of correction factors not pertinent to the reality of the deposit type.

Once the reliability of samples is assured, adjustment to the lognormal distribution mode1 permits identification of statistically anomalous grades present in the alluvium, whose- indiscriminate use could yield disastrous results in reserve estimations. The consistence thus provided to research data establishes the basis for utilization of geostatistical methods to evaluate alluvial placers with obvious benefits for the planning and implementation of mining operations.

2 2 7

Some myths are thus abolished, many of wPnicP1 are used as rules, contrary to obsemed facts. Amazonian dluvial placers are not simple deposits, and require a specific treatment, consistent with their geological conditions. Non observance of these facts can cause failure of mining aetivities and the loss of invduable information about the area's potential.

In addition to their intrinsic meaning, the alluvial parameters, evhether assessed in ordinary operations sf exploration and mining, or in monitoring of c6ga~mpos39, could constituute an efficient exploration tool in the search for their p rha ry and secondxy generating sources. In this way, it is possible to overcome the limitation of conventional geochemical sampling, commonly adopted in the regisn without support of sther techniques, even in flat areas with deficient drainage of low transportafion capacity. It is possible, through this method, to enlarge quickly the knowledge of minera1 potential sf the h a z o n cratonic terrains.

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l l l p .

229

. .

Gisements alluviaux d’or, La Paz.1-5 juin 1991

YVON T. MAURICE

Geological Survey of Canada, 601 Booth Street, Ottawa, Ontario, Canada, K1A OE8

ABSTRACT Heavy mineral concentrates were systematically collected and analyzed for gold and about 30 other elements in the Estrie-Beauce region of southern Quebec, in an effort to map andinterpret the distribution of alluvial goldin this historically important placerregion of eastern Canada. The primary objective was to outline dispersal patterns that could help explorationists lmate undiscovered primary- or placer-type gold mineralization.

Gold is widely scattered throughout the region and it is evident that glacial dispersal played a key role in shaping the present geochemical landscape. The paper describes the methods used to sample and analyse the heavy minerals, and presents a compilation of the gold data. Some examples on how to interpret theresults arepresented along with somd cautionary notes regarding their significance. Morphological features of gold grains found in southern Quebec suggest that some gold particles may have formed in the glacial detritus from gold mobilized during weathering and soi1 profile development.

RÉSUMÉ Des concentrés de minéraux lourds ont été recueillis de façon systématique et analysés pour l’or et une trentaine d’autres Cléments dans la région de l’Estrie-Beauce (sud du Québec), afin de cartographier et d’interpréter la répartition de l’or alluvionnaire dans cette région de placers historiquement importante de l’est du Canada. Le but principal du projet était de délimiter des trdinées de dispersion pouvant servir h l’exploration pour de nouveaux gisements primaires d’or ou des pl-acers.

L’or se retrouve dispersé largement à travers toute la région et il ne fait aucun doute que la glaciation a joué un rôle majeur dans le façonnement du paysage géochimique actuel. Le texte décrit les méthodes utilisées pour la cueillette et l’analyse des minéraux lourds, et présente une compilation des résultats d’or. On donne également quelques exemples de la façon d’interpréter les résultats ainsi que des mises en garde au sujet de leur signification. Un examen morphologique de paillettes d’or provenant d u sud du Québec suggère que certaines ont pu s’être formées dans le détritus glaciaire à partir d’or mobilisé durant l’oxydation de ces dépôts et la formation du SOI.

-

231

Gisements alluviaux d'sr, La Paz 1-5 juin 1991

The gold placers in the Estrie-Beauce region of southern Quebcc have been known since 36's. Their discovery led to one of the first g ~ l d rushes on the North mericm continent,

which lasted intemittently until the Klondike at the end of the century. The last placer opemtion in southern Quebec ended in 1964 and it is estimated that about 4 tonnes of placer gold were extractecl from the region. Severn% awmd-winning nuggets were found in the last century, the record being one weighing 2.2 kg (71 oz).

There have been reeeent anempts to recommence dluvid mining in parts the area; eunent memes for one of the earliest known and most promising prospects, on Gilbert fiver, are estinslatesi at slightly over 1.5 tonnes of recoverable gold at a b u t 1.1 dm3.

Cher the years, the wi read ~ C C U I T ~ ~ G ~ of alluvial gold in southem Quebec atmcted the interest of many geologists se reported on the small-scale mining opemtions that flourished mtil the 1 9 2 6 ' ~ ~ but no comprehensive study of the phenomenon was ever cmied out. This lack of basic knowledge, eombined with a growinginterest in goldexploration in the 1980 '~~ prompted an investigation by the Geological Survey of Canada (GSC).

One important aspect of this project was te produce a regiond geochemicd map that wouPd show the distribution of gold in modem alluvium throughout southern Quebec. It was hoped that sueh a map would reveal dispersal patterns that could lead not only to exploration tmgets for coneeded e c o n o ~ c deposits, but also to a better understm&ng.ofthe genesis of the alluvial gold

* these specific objectives in mind, it was thought that heavy mineral concentrates systematically extractecl from large volumes of strem dluvium would constitute m ideal geoehemicd smple.

Figure 1, fiom Boyle (1979), is a compilation from histoldeal records that shows the overdl distribution of gold-beardng strearns in a 15 608 km2 xea of southem Quebec. In most of the awiferous stream segments shown on the map9 the gold occurs in the Quatemmy and Recent

onally, and this was the case in the Gilbert River md in a few other locations, rich stre s, and these were rarely worked at a profit.

amiferous Te r t iq gavePs kere found undemeath the Quatemwy cover at the bo incised vdleys. These gravels are the remnmt of a long period of weathei processes. "Flheir position at the bottom of the valleys protected them from erosion by the Bleistocene glaciations.

Figure 2, after Shilts md Smith (198 ection of a Tetiargr placer in southern Quebec. The Tertiary gravels cont by a few tens of rnetres of heavy laminated clays which w s at the oniet of glaciation. The Idces formed as a result of the northward drainage system being d a m e d by the advsuacing ice sheet coming from the north.

Glaciation eroded most of the unprotected saprolites that covered a large proportion of the temne, and spread the debris down-ice depositing it as till. Because it contains a high proportion of oxidizd saprolitie matesial, this till tends to be brown and darker thhan'de overlying till, which ispales~dgre~(ShiltsandS~ith, 1986.1988). Thelater~eytillismadeupsfsefslobilizedolder

2 3 2

Gisements alluviaux d'or, La Paz 1-5 juin 1991

Fig. 1. Distribution of alluvial gold in southern Quebec from historical records (from Boyle, 1979)

till diluted by relatively fresh bedrock material and lamiiiated lake sediments which were deposited in proglacial lakes during short glacial retreats and longer ioterstadial periods. Figure 2 is a simplified section and does not show al1 the complexity of the various glacial advances and retreats.

The present drainage flows on a recent alluvial floodplain but it has carved valleys into the underlying till sheets, mostly into the grey tills but alsooccasionally into the older darker tills. In .places where the eroded saprolites were auriferous, the tills deposited down-ice tend to contain a certain amount of gold. The gold concentrations will, of course, be highest in the lower, darker tills but the younger tills also contain some gold,

\

One of the main objectives of the GSC project consisted in mapping the gdd dispersal at a regional scale across the entire region, to help minera1 exploration. It w,as .hoped that the dispersal patterns would point to areas where auriferous saprolite had been 'eroded. Then exploration companies could use this information to explore for uneroded gold-bedng saprolites or Tertiaryplacers, or primary gold mineralization, assuming that auriferous saprolite would have k e n eroded from the exposed portions of such deposits.

The GSC project in southern Quebec produced regional distribution ma@ for many elements other than gold, some of which are valuable pathfinders for gold mineralization, while others are useful to explore for other commodities. This paper, however, is concerned exclusively

233 . .

Fig. 2. Cross section of a typic placer in southem Quebec (after Shilts and Smith, 1988)

rnG rnrnWQwE

employed in smpling the heavy lninerds wqs developed by M a ~ c e and Mercier (1984) specifically for the pbmpose of mapping the regional bueion of dluvid gold

designhg the samiling pro ere: (1) the existence of a good ~ o a d nctwork providing easy access to nealy al1 sectors umey wea; (2) the fact that much of the alluvial gold wcurs

in ssuthem.Quebec. Ssme of the impomnt factors that had to be into csnsidemtion in

as coarse native gold puticles; md (3) relatively Qow gold concentrations in the suficial deposits as a m u l t of dilution by glacial processes.

The cowseness md the reQativelgr low ncy ofgokl p d c l e s necessitated extraction of the mcs from large volumes of dluvium entation smdy ( M a ~ c e , 1986) dso sbowd that smples should be obtaind fiom below the uppemost layer of active s t r e m sediments, avhichitids not to retain native gold particles. ~ h e prwedure findly adoptd is c ~ e d out in mo stages:

(1) a heavy mineral preconcentrate is obtained at the sample site using a portable suctisn

(2) the final heavy mineral concentrate is produced-in the labsratory with a rotary spiral dredge. (Fig. 3);

concentrator (Fig. 4). The dredging speration is time-controlled, lasting usually one hdf hour. The volume of

dhvium treated during that period of time varies from site ts site depending on local conditions, but averages about 260 litres. The suction enables samgling deeper into the sediment pile thm would otheawise be possible, thereby increasing the likelihsod of esllecting particles of precious meds and of other high density mineAs if they are present.

' The rotary bpifal concentrator was found to be the ideal instrument to e&act the heavy 1 '

2 3 4

Gisements alluviaux d'or, Lcj Paf 1-5 juin 1991

Fig. 3. Portable suction dredge used to coUect a preconcentrate of heavy minerals in the field

Fig. 4. Rotary spiral concentrator used to produce pure heavy mineral conccntrates in the labratory

235


To overcome the nugget effect and ensure that the gold malyses weae representative of the

malyse the entire non-magnetic mineml fraction each sample site. However, this was nst done kcause of the necessity to perfom oher malyses on the smples, md the need to preseme s ~ m e of the concentrate as referen al md for minerdogical examinations. As

fgold malysis, whic sentathe: results fiom sa

original volume of dluvium tre with the suction ge, it would have k e n desirable to

of the two splits was wing the prwdue for the

ithout c o n s u ~ n g the entire smple. ring and puck pulveizer is u s 4 to gind the entire smple split sent

to the labratory. Unlike the disc type, which c m articles, the ring and puck pulverizer acts like a 'aolling pin' md flattens the reasing their surface area. The pulverizing is contrs minimize bseakage of the gold gains. In pmctice, the. sample is

90% has k e n gound to a fine powder. The sample is then sized tion, that contains the flatened gond gains, md a subsmple of

een 5 md 20 g dependhg on the mount of sample pulp avdable, sent study, the corne fracseeion was mdyzed by f ie assay lead

collection and atonie absorption spectrophotomew, mddirectimagliation neutron activation \vas used to malyse the fine fraction.

The gsld content of the sumed to lx. representative of the entire fine fraction b5cause fine old

fraction, the gold content of th weight of the smple. ,

metals by atomic absorption, and As and S by co los ime~ and gavimeq respectively. In addition, data for 33 elements are obtained almg with gold, as part of the multielement neutron activation packages offerd by commercial labosatories orne of those elements, including W, Cr, If and the FtEE are very useful in the study of heavy erds, but many are not (e.g Na, Br,

. Rb, Cs, etc). Platinum and palladium are routinely analyzed by s f i e assayD.C. plasma emission spectroscopy on 5 g subsamples.

fmction. The final gold conce

BGsides gold, the smples we mdyz

Figure 5 is the principal prduct ssught by the heavy mineral smey: a regional distribution 2 3 6

qisements allutiau~;d'or, t a Paz 1-5 juin 1991

,

!am rec

segm o rds

lents

Fig. 5. Region&gold qistribution. -__.. in Stream alluvium obtained fromanalyses of ~1600 alluvial'heavy 'minqal ,conqenGates. Auriferous Stream - _ segments from Boyle (1979).

map &~)d in $ytun alluvium. Itlwas produced from approximately 1600 H" gold analyses at.asiteded&ty of.on.e&r 10 to 1 2 h 2 ! About 82% of theEi%ICs collected containedanalytically ,detectable gold (Au 510 ppb.) ànd aboutdo% had over 1 ppm. At many of the sites, native gold .'particlds w$re $een in the cpncentrates duringtheir preparation (i.e. with minimal searching). It cag be,assdmed ihat id $1 shmples containing more than 1 ppm Au, part of the gold occurs as particles-of-n?ti+e .nietal'. This is,due to the fact that gold-carrier minerals (e.g. pyrite, other sulphides, afsenldes, etc,) -Be nevér sufficiently abundant-and/or never contain sufficient gold to account for mbrê than 1 'ppm in the H" (&laUrice, 1988).

The,re is genqkdlf- a gmd correlation beiieen thé hown (historical). alluvial gold Occurrences an4 kl" gold Gohalies (Fig. 3 , although the gold anomalies tend.to be more widespread than idbho,+n by the hiktorifal documents. This supports the common belief among Quepc geologists hnd-many area residents that "it is difficult to find a Stream in the region that has no gold at: dl''.

- _ _ _ . . ---31 - . __._ - . ' -7

-;2-.-

'2 3;7

Gisements alluviaux d’or, La P

The gold distribution shown in Figure 5 reflects widely scattered sources throughout the xea combined with a thorough redistribution of the metal by glaciation. Aurifersus saprolites, fomed as a result of deep weathering during the Ter t iq , probably covered large ueas of the pyritiferous s e ~ m e n w and volcmic rock units, which are plentiful in the region. Rich eluvid a d alluvial placers probably sccuned in many vdleys adjacent to these formations prior %O glaciation. V i e n the PPeistocene ics sheets floesred acmss the region in a predominantly southeastward direction, thcy were very efficient in eroding this lasse to semi-consolidatecl matefial. As shown by data for other elements not presented in this paper, the deteetable distance of glacial transport reached $0 to 100 lurns and more in scme cases.

Every aamomaly on Figure 5 should bc investigated for potentid econornic sources. This is a task intended for the exploration industry md several private companies and individuals have dready began following-up some of the anomalies by a vxiety of mems. In most instances, the source rocks u e thought to have k e n simply sdirnentay and ~solcmic rock units with abundant pflte, On weatrhering, the gold was freed and was incorporated as native goId pmicles in the saprolitic material. nalyses of sevcrd pyrite concentrates from various pms of the region

In some rarer cases, gold-bearing ltnsineral deposits have been identified as the likely source of the alluvial gold. Figure 6 shows an example where gold anomalies occur down-ice fimm a goup of aderous sulphide deposits in the Sherbrooke-Csatic~~k mea. Associated elements in the deposits, Ag (Fig. 6b) and Cu (Fis. 6c), dso fom dispersd trains thmat coincide with the gold anomalies (Figs. Ga). It is interesting to note that alluvial gold has long b.een known to sccur in Moe River and adjacent valleys, but until this s w e y was camied out, those who had studied these occurrences bclieved the source to lie to the SE of the anomalies (up-drainage) rather than to the

(up-ice) as the geochemicdpattern suggests. One observation that strongly supports a glacial rather than alluvial o-igin for these momalies is b a t not only me the nasain channels of the Mm9 Coaticook and Ascot rivers enriched in gold, but also their tributaries, which points to a gold enrichment of the glacial till.

showed that they Co n on average several huwdred ppb Au, up to a few ppm (Maurice, 1988).

The gold concentrations reported on Figure 5 me very precise and accurate reesults obtained by modem analytical techniques. The large volume of streanns dluvium frsm which the I3NiCs are extracted reduces the “nugget effect” and ensures better data representativity and reprsduc- ibility. However, when interpreting the absolute concentrations of any element in H A “ , it is important to remember that the value is highly dependent on the abundmce of heavy minerds in the original deposit smpled. The same mount of gold (or of asny other metal) in the alluvium will generate different concentrations in HBACs depending on whether the surficial deposits and the bedrock from which they are derived are heavy minerd-rich or heavy mineral-poor. A csnsequence of this variable dilution factor is to produce what csuld be regaded as sermi- luantitative data.

One way to overcome this problem is to convert the metal concentrations in the HMCs to concentrations in the original sediment. This, however, requires accurate measurements of the weight or at least the volume, of the material from which the HFvfCs are ewtracted, and of the total heavy minerals csntained in this material. In practice, because of the large volumes involved and

238

Fig. 6a Golcl distribution in the Sherbrooke- CoatiCook area (Estrie, Quebec) h m the analyses of alluvial heavy mineral concentrates

Fig. 6b Silver distribution in the Sher- brooke-Coaticook area (Estrie, Quebec) fiom the analyses of alluvial heavy mineral concentrates

Fig. 6c Copper distribution in the Sherbrooke- Coaticook area (Estrie, Quebec) fiom the analyses of alluvial heavy mineral concentrates

239

I . . .

a

\

Gisements alluviaux d'or, La Paz 1-5 juin.1991

25 km

Fig. 7. Gold distribution from analyses of -100 pm strearn sediments (a) compared with analyses of heavy mineral concentrates (b) in southern part of survey area

2 4 1

Gissnisnts alluviaux d'sr, La Paz 1-5 juin 1991

Cs is explained by the fact that sand-sized heavy nmninerds (>IO0 pm) in southern Quekc seaearns represent kteveen 8.1% md 2.8% of t dluvium by weight. The concentration of gold and other heavy minerals is therrefore enhmc in HMCs by a factor v q i n g between 56 and 1000 times compared to their concentrations in unprocessed smeam dluvium. Furthemore, the smdl amount of Stream sediment samplematerial andyzed, in the order of 28 to 56 g maximum, is much less representatfve than the huge volume frsm which the hewy trninerals are exeacted md would be geatly dfected by the "nugget effeetP9.

Heavy minerals offer mmy opportunities to study ansmalous smples using a vaiety of follow-up ,techniques based on rnineralogy and minerd chemistry. X-ray diffraction, scanning electron microscopy and microprobe malyses c m be used to study individual gains to help detemine their provenance arnd mode of transport. Man-made contaminants that on occasion cause anomalies, ean also be readily identifiecl by these techniques.

APIuviaI gold particle morphology and chemisq, includiag the rnhewlsgy, s tn~ct~~e-and composition s f solid inclusions, are often used to speculate on the origin of detrita9 gold. Figure $A shows a gold grain in which avaiety of mineral grains are embedded. The gold appeas to be cernenting the mineral grains, which are mostly quartz and feldspar with at least one grain of ilmenite.

Quartz and other mineral gains me often fsund imkdded in gold particles. Generally, they are interpreted as grains th.! becme trappecl in leafy gold flakes as they folded during alluvial trmsport. Some are be l i~~~ed ' to~epPesen~re~ants ofthe hsstrock of tbe prirar~ay rninerdization, but unless there are diagnostic featwes about the gains that caw posirively link them to the host rock, it is seldom possible to be certain that this is what they represent.

The mineral grains embedded in the gsld particle in Fig. 8A appear like distinct clastic sand grains, especially the large quartz which show typical signs of abrasion: subrounded outlines with mnchoidal chipping along the edges (Fig. 8B). The embedded grains are quite numersus and yet rhe gold grain itsel& although well rounded at the magins, does not appex heavily battered and is rather delicate, especially when seen under the binocular microscope (Fig. 8F). In small cavieies, the gold appears to show c alline growth structures (Fig. . A small fracture in one ~f the quartz grains (lower left, Fi ) appears to have been parrti fiilled with gold and the pretmding ewcess hammered against the quartz g a i n (Figs.

These features seem to suggest that the mineral gains were nst acquked by tumbling and folding in the streambed but rather by chemical precipitation of gold around the grains. This vould indicate that the gold is primary and that the mineral grains are fragments of the host rock. --Iswever, the mineral grains do appem to Ge detrird and if they are, the gold must be secondary. khaps this gold particle formed in a soi1 or in a till and was subsequently intrsduced into the ;tream not far from the spot where it was found as a result of bank erssion.'

Althsugh, ahittedly, Fig. 8 does nst provide nearly enough evidence, the mechanism tlluded to above may be responsible for a significant amount of gold in the surficial environment m southern Quebec. The glacial deposits of ssuthern Quebec are highly pyritiferous in places. Gold particles may have fsmed from gold released from the breakdown of this pyrite during soi1 profile development, followed by precipitation of the gold, secasionally trapping desital grains,

242 . 1,

- _ tlP)

quartz (q), .feldspar (f) and ilmenite (i); (B) detailed view showing conchoidal fracturing of quartz grain in contact +th gold; (C) possible crystalline gowth structure within small cavity in gold g r a i n ; (Il) gold partly f f i g microfracture in quartz g r a i n ; note the promding gold hanmerd against the quartz grain over part of the length of the fracture, a result of tumbling in the streamkd; (E) detail view of (Il); @) gold gain in reflected light (binwular micro- S C O P 4

2 43

244

grade sedimentary rock units that offer minimal economic potential for primary gold deposits. As . far as the placers themselves are concerned, there is virtually no hope of locating economic

concentrations in the Quaternary and Recent deposits, but there may still be some rich uneroded Tertiary gravels under Quaternary deposits in some deeply incised valleys. The regional geochemical gold map presented in this study may help locate these by identifyingrock units that have produced gold-bearing Tertiary saprolites near which Tertiary placers may have formed, and by outlining patterns that could derive from the partial erosion of Tertiary placers.

ACKNOWLEDGMENTS

The writer thanks W.W. Shilts, Who conducted a parallel study of Tertiary gold placers in southern Quebec, for permission to reproduce the cross-section shown in Figure 2. R.N.W. DiLabio is thanked for his help in interpreting the gold particle morphology presented in this paper. Both critically read the manuscript and made useful suggestions.

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MASS-BALANCE CONSTRAINTS ON FORMATION OF CENOZOIC GOLD PLACERS AND IMPLICATI N FOR THE ORIGIN OF WITWATERSRAND GOCD

DEPOSITS

JEFFREY S. LOEN

Department of Geology, University of Cape Town. Rondebosch 7700. Republic of Soutl Africa

ABSTRACT: Mass-balance calculations suggest that productive Cenozoic gold placers developed from rocks having low (0.02-6.1 ppb Au) gold contents similar to the crustal abundance of gold in igneous rocks. In addition, gold yield/Ma is positively correlated with drainage basin area, indicating that a larger amount of gold is derived in a given time period from a larger drainage basin.

Witwatersrand deposits appear to fit a placer mechanism because the calculated gold content of inferred source rocks (0.11-0.27 ppb Au) is consistent with that (about 1 ppb Au) of typical Archean granite-greenstone crust, as well as that of source rocks for Cenozoic placers.

RESUME: L.es calculs de bilan de masse suggèrent que les placers productifs Cénozoïques se sont développés à partir de l'érosion de roches dont la teneur en or était faible (0.02 à 6,l ppb), semblable. à celle . des roches ignées de la croûte. En plus, la quantité d'or fournie par million d'années est corrélée de façon positive avec la surface du bassin versant ce qui indique, pour une période de temps donnée, qu'une plus grande quantité d'or provient d'un bassin versant plus grand.

Les dépôts du Witwatersrand peuvent s'expliquer par les mécanismes qui rendent compte de la formation de placers parce que la teneur en or calculée des roches sources supposées (0,11 à 0,27 ppb Au) est compatible avec celle (environ 1 ppb Au) d'une typique croûte granite-greenstone archéenne, de même qu'avec celle des roches sources des placers Cénozoïques.

INTRODUCTION

Gold placers are one of the best understood of ore deposits in terms of genetic processes (Cox and Singer, 1986), however, few studies have attempted to relate mass- balance constraints to placer formation. A mass-balance approach provides a systematic way to compare placers of differing size and productivity, and may explain why rich placers form in certain areas and not in others. In addition, the approach can be used to test whether ore deposits of uncertain origin fit a placer mechanism. -

' 247


The objectives of this gager are to describe a gewerd mass-bdmce model for placers, &O apply this model to several Cenomic placers %rom western North h e r i c a , and findly to test whether the Archean Witwatersrand g d d depssits of South -Mrica show sirnilar mass- balance characteristics to h o w n placers.

Studies from many parts of the world indicate that gold placers result frsm the weathering sf rocks in a high-standing (typically uplifted) source area and the gadual concentration of resistant heavy minerals into an adjacent sedimentary de@ository (Eindgren, 1933; Sigov et al., 1972; Henley and Adams, 1979; Sutherland, 1985; Yeend and Shawe, 1989: @1-G2; fig, 1). Assuming that gold in placers is mainly or entirely of detrital originm, the derivation of placer gsld (or any sther detrital mineral) frsm source rocks can be treated as a simple volumetrie problem which can be expressed by the fdlowiwg mass-ballance equation:

The mass-balance equation is based on the assumptisn that the mass of gold (variable Aup) that accumulates in a placer is limited by the mass of native gsld that can be derived from a given mass of crust (containing mean gold concentration C) that is weathered and decomposed for a given time interval (variable T). The rate at which source rocks are decomposed conforms t0 the rate at which the Earth's surface is Iswered, as expressed by denudation rates (variable R) which are fairly well h o w n for both modem and ancient conditions (Saunders and oung, 1983; Kuka'l, 1990) (fig. 2). The total mass of source rocks is the groduct of mean density (variable B) and volume of rock in the source area. The volume of source rocks can be established by multiplying the drainage basin area (variable A,-,) of streams associated with the placer by the thickness of crust that is stripped off (as determined by denudation rate [variable R] multiplied by time constraints [variable T] (fig. 3). Obviously, the derivation of gold from source rocks is inefficient; a yariable amount (variable E; generally about 50%) is not released by weathering Or is chemically and mechanically lost from the system.

2 48


SOURCE AREA

Figure 1. Schematic diagram illustrating constraints on formation of placer deposits. Variables in Eq. 1 are shown in relation to geomorphologic attributes. "Au" indicates gold concentrations. Note: normal fault along edge of basin is not present in al1 districts.

Dry Humid

A. MODERN (n : 54)

Freauency

D a o 0 Ma >100 Ma

B. ANCIENT ( n : 15)

O n n n i O 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Denudat ion ra te (cmlka)

Fig. 2. Denudation rates for modern (A) and ancient (B) conditions (data in A are from Ohmori, 1983, table 3; data in B are from Menard, 1961; Bloom, 1978; and Saunders and Young, 1983, table X). Modern rates (A) are rather similar for bath wet and dry climates although extreme values are associated with areas having high relief, such as Japan, Taiwan, and Nepal. In contrast, ancient rates (€3) are determined, in part, by the length of time span considered; long time spans (>100 Ma) are associated with relatively slow rates ( 4 . 5 cm/ka) because a larger number of tectonically quiescent periods are included (Plotnick, 1986; Kikal, 1990).

2 4 9

Figure 3. Thiekness of source rocks remsved in relation to time s p n and denudation rate.

9t is usually possible to estimate minimum and maximum values for al1 mass-balance variables except C for placer goldfields in which the geology and geomorpholsgy have been adequately studied. It is then possible to solve Equation 1 for C, and this calculated value of source-rock gold content c m be compared to crustal abundances of gold as established by geoehemical analyses (Crocket, 1991). Therefore, in addition to quantifying the derivation of placer gold from source rocks, the mass-balance method provides a means of compming the relative enrichment in gold of source rocks for placers of varying productivity.

E

Information from the literature and unpublished data have b e n used to estimate rnass- balance values for eight Cenozoic placers of varying size and productivity (Table 1). The folbwing section e plains hsw values were chosen for the Sierra Nevada placers of California. In additi old content of source rocks for Witwatersrand gold deposits was calculated based on the volume of rocks in the basin.

Placer gold in the Sierra Nevada of California has been recovered from both modern and fossil (Tertiary) placers (Lindgren, 1911; Yeend and Shawe, 1989). The main Tertiary auriferous gravels are probably correlative with the middle Eocene Ione Formation, which consists of as much as 300 m of sand and clay deposited under deltaic and llagsonal conditions, overlying a thick lateritic soil (Bateman and Wahrhaftig, 1966). The gsld was eroded maidgr during early Tertiary time from the Mother h d e vein system, a minerdized strip of rnekrnorphosed Paleozsic and Mesozoic greenstone rocks and- Mesozsic granitic

the western flank of the Siirra Nevada (Bateman and Wahrhaftig, 1964; Koschmann and Bergendahl, 1968). ._- -

.- - 2 5 0


Table 1. Mass-balance calculations for concentration of gold in source rocks for Cenozoic gold placers and Witwatersrand deposits. Dashes are shown for Witwatersrand valueF because calculation was based on volume of rocks in basin (see text). Denudation rates were chosen according to length of time span, as follows: 0-2 Ma, 5-10 cm/ka; 2-5 Ma, 2-10 cm/ka: 5-28 Ma, 2-5 cm/ka. Mean density for al1 deposits is set at 2.65 t/m3. Age limits for epochs are from Dietrich et al (1982). Gold concentrations for Cenozoic placers are adjusted for Efficiency = 50%. Sources of data are as follows: Witwatersrand, Sierra Nevada (see text); Klondike, Boyle (1 979); Breckenridge, Parker (1974); Pioneer, Pardee (1951), Loen (1986, 1989); Fairplay, Parker (1974); Ophir, Loen (1990); Tarryall, Parker (1974).

Witwatersrand (L . Archean)

Sierra Nevada, Cali f . (Eocene)

Klondike, Yukon (Miocene-Quat.)

Alder Gulch, MT (Quat .

Breckenridge, CO (L. Tert.-Quat.)

Pioneer, MT (Miocene-Quat.)

Fairplay, CO (Quaternary)

Ophir, MT (Miocene-Quat.)

Tarryall , CO (Quaternary)

Braia-delta, about 80000 braid-plain, fan

River Channel 1959-2177

Terrace, River 310-390 chanel

Alluvium 80.9

Glaciofluvial 20.0-23.5

Fan, gediment, glaciofluvial

7.0-9.3

Glaciofluvial 7.9-8.0

Terrace, Stream 7.0-9.0 chmzel

Glaciofluvial, 1.5-1.7 pediment

-- --

30000 44000

1800 3000

100 120

600 770

50 100

200 230

25 50

50 60

.- --

2 5

2 5

5 1 0

2 10

2 5

5 10

2 5

5 10

-- -- 0 . 1 1 0.27

20.0 28.0 0.02 0.14

5.0 15.0 0.10 1.64

2.0 2.0 2.44 6.10

2.0 5.0 0.04 0.74

5.0 10.0 0.11 1.40

0.5 2.0 0.13 1.21

5.0 10.0 0.21 2.81

2.0 2.0 0.10 0.26

Estimates for mass-balance variables are as follows: The total placer gold production is about 1,306 t, and reserves include about 653-871 t of gold in Tertiary channels (Merwin, 1968), which suggests that Au, is about 1,959-2,177 t. Density D of granite-greenstone source rocks is assumed to be nearly that of quartz, 2.65 t/m3. Area A, of the Tertiary drainage system is about 30,000-44,000 km2, as measured from Lindgren's (1911, Pl. 1) map, and allowing that the trunk streams may have been as long as 150 km (Yeend, 1974). Time interval T is probably in the range 20-28 Ma, based on fossil and stratigraphic evidence that indicate the Ione Fm was deposited during much of the Eocene and possibly the earliest Oligocene (Yeend, 1974). Denudation rate R may be in the range 2-5 cmka, based on an inferred ,semitropical climate, moderate relief, and an intermediate time span. Efficiency E probably was neither low nor high, hence 50% is used.

These values suggest that 0.4 to 1.4 km of crust was removed from the source area, and that the source area volume was about 12,000 to 56,000 km3. The gold content C associated with the mass of these source rocks is about 0.01-0.07 ppb Au, and consideration of an efficiency of 50% would double these values (0.02-0.14 ppb Au; Table.l). These results are slightly lower than the gold contents of metavolcanic rocks in the Mother Lode district and igneous rocks in the Sierra Nevada batholith, which are between 1.2-3.4 and 0.3-5.2 ppb Au, respectively (Gottfried et al. 1972; Tilling et al. 1973).

2 51


Most geologists accept a placer or modified placer origin for the Archean Witwatersrand gold deposits, which are the most productive gold deposits in the world

9; Robb and Meyer, 1990,1991). However, some authors have condudecl that is unlikely siw ecause they eonsider the source area volumetrically

inadequate to account for the amount of gold in the sediments (Reimer, 1985; Hutchinson and Miljoen, 1988). er, evidence exists for movement of ore fluids during metamorphism (Phillips, 1988; Phillips et al, 1987), which suggests to some an epigenetic origin for the gsld mineralkation.

Central Rand Group ("3) sediments, which are the major hsst for the gold deposits, comprise a dominantly arenacesus sequence that accumulated on fluvial fans and braid deltas in a clodes intra-cratonic basin (Vos, 1975; Tankard et al., 1982; McPherson et al., 1987). Little evidence exists concerning the geomorphic setting of the source area, so it si difficult to select reliable mass-balance values for A& Likewise, time hterval T is looscly constrained for CRG deposits. Consequently, the followmg mass-balance calculation is based on the volume of sediment in the Witwatersrand basin:

The geometry of CRG deposits can be simplified to an inverted triangular prism 310 km long, 120 h wide, and about 3 h deep (Robb and Meyer, 1986). Consequently, the total volume of sediments, assuming a compaction factor of 2 (Behman and Hamilton, 1976), is 111,606 km3. However, this value must be adjusted for solution loss of Source rocks during severe chemical leaching in the source area, as indicated by results of mineralogical and geoehemical studies (Wronkiewica and Condie, 1987; Sutton et al., 1990). Modern studie.s indicate that solution Poss for siliceous rocks can be as high as 60% (Garrels and MacKenzie, 1971; Saunders and Young, 1983), therefore, the volume of CRG source rocks may have been in the range 111,600-279,000 h 3 . The density of a dominantly granitic source area with a minor ( d o % ) greenstone component (Rsbb and Meyer, 1990) would have been about 2.65 t/m3, so the resulting wass of source rocks is 2.96-7.39 x 1014 8 . Total gold .Aup (production plus reserves) is probably about 80,060 t (Robb and Meyer, 1991), which includes 40,225 t produced through the end of 1988 (Pretorius, 1989) plus estimated reserves and non- economic resources. This amount of gold, divided into the mass of source rocks, suggests source-rock gold concentrations in the range 8.11-0.27 ppb

1 .

GOLD CONTENTS OF SOURCE ROCKS FOR PLACER GOEDE'IELDS

Calculations of source-rock gold contents for eight Cenozoic placer goldsfields of different size, location, and depositional environment indicate %ow mean gold contents within the range 0.62-6.1 ppb Au and a mean of about 1.1 ppb au (Table 1; fig. 4). These values are consistent with the range of 0.5-5 ppb gold for igneous rock averages (Crscket, 1991), which suggests that there is no clear correlation betwreen source-rock gold contents and gold productivity for the placers studied. Despite low mean gold contents, historie references to detrital gold nuggets found in many of these placers indicate that these source rocks contained local gold concentrations.

Some authors (e.g. Pardee, 1951) have implied that anomalous gold concentrations in source rocks are a prerequisite for the formation of productive gold placers, although mass- balance considerations suggest that other factors can be of equal or greater importance. It appears that productive placers cm devellop $rom source rocks containing rathdr low mean gold contents provided that geomorphic conditions are favourable for the release and

252


* Ophir

Fairplay

Tru-ryall

concentration of detrital gold, and sufficient time (or alternatively, a high denudation rate) is available to erode large volumes of rock.

1 O03

'f Alder Gulch

Klondike

Breckenridge

Witwatersrand

Sicrra Ncvada

Gold (t)

Fig. 4. Mean gold concentration of source rocks for Cenozoic gold placers and Witwatersrand deposits. Gold values for source rocks for Cenozoic placers were calculated using Eq. 1 (see Table 1). Va!ues for Witwatersrand deposits were calculated based on volume of rock in basin (see text). Horizontal lines show maximum and minimum gold contents, mean is indicated by plus sign.

RELATION BETWEEN GOLD YIELD AND DRAINAGE BASIN AREA

A positive relationship exists between gold yield/Ma (variable Audvariable T) and drainage basin area (variable Ad) for the districts studied (fig. 5). This indicates that a larger amount of gold is derived in a given time period from larger drainage basins. However, the Alder Gulch placers of Madison County, Montana (Douglass, 1905; Lyden, 1948; Yeend and Shawe, 1989) appear to be an exception to this relationship because more than 80 t of gold were apparently derived during Quaternary (about 2 Ma) time from a source area covering 100-120 km2 (equals 40 t/Ma; Table 1). This gold yield is remarkably high for such a small drainage area, suggesting either unusually rich source rocks, or preconcentration of gold during an earlier geomorphic stage (Yeend and Shawe, 1989). Preconcentration seems likely considering the favourable conditions for the erosion and concentration of gold that existed in western Montana during Miocene and Pliocene time (Loen, 1989), hence the anomalously high gold yield for Alder Gulch may simply reflect poorly known age constraints.

The relationship between gold yield and drainage basin area may be useful for exploration. For example, large amounts of placer gold (e.g. >100 t Au) may be' restricted to sedimentary systems in which large yaleo-drainage systems (e.g. >1,000 km2) were eroded

253


for long time spans (tens of millions of years or more), whereas much srnaller amounts of gold would be expected to occur in systems that invslve the erosisn and concentration of correspondingly srnaller masses sf source rocks. Therefore, a survey of paleogeographic reconstructions and tirne constraints on aneient fluvial deposits coenld suggest sedimentary successsions that are worthy of investigation for placer gold concentrations.

Breckenridge a 6a w c .- E a

Fig. 5. Relationship between gold yiePd per million years and drainage basin area for Cenoaoic gold placers. Horizontal lines show maximum and minimum basin areas.

The calculated gold content of source rocks for CR@ deposits (6.11-6.27 ppb Au) is within the range of source rocks for the Cenozoic placers studied, as well as for kchean granite-greenstone rocks, which are the inferred source materials for CRG fans (Hallbauer, 1984; Mallbauer et al., 1986; Robb and Mayer, 1996; fig. 6). It is therefore evident that Witwatersrand gold could have been derived hom the inferred source rocks by erssional processes and that a placer rnechanism is viable. The prodigious amount of gold in Witwatersrand deposits is attributed mainly to the mueh longer amount of time (roughPy 126 Ma; Robb et al. 1991) that was available for the erssion and reconcentration of detrital material frsm the source area.

The finding of low source-rock gold concentrations for the CRG source area contradicts results of previous rnass-balance estimates for Witwatersrand deposits (Reirner,

2 5 4


1984; Robb and Meyer: 1990). For example, Robb and Meyer (1990) determined that the source area was anomalously enriched in gold (e.g. 116 ppb Au), based on the assumption that the volume of source rocks was equal to that of rocks in the basin. The requirement of such high source-rock gold contents, combined with the low (< 4 ppb Au) gold contents of Archean crust, has perpetuated the concept of a "source-area problem" for Witwatersrand gold (Robb and Meyer, 1990). However, these authors neglected sediment compaction and solution loss, and consideration of these factors indicates source-area gold concentrations of about the same level as Archean granite-greeenstone rocks (fig. 6) , which implies that no so- called "source-area problem" exists.

BARBERTON GREENSTONE BELT Per idot i t ic komat i i te -30

Basalt ic komat i i te 8

Tholeiit ic basalt -4

KAAPVAAL CRATON GRANITOIDS E. Transvaal, 1-1 190 Johannesburg dome

Rand anticline 1 7

WITWATERSRAND SOURCE ROCKS

H I , I , ,*,, 1 1 1 1 1 1 1 I 1 1 1 1 1 I 1 1 I" ,

0.0 I o. I I .O 10 I O 0 Gold ( p p b )

Fig. 6. Comparison of calculated gold concentrations in Witwatersrand'source rocks to abundance of gold in Archean rocks. Range, arithmetic mean (dots), geometric mean (triangles), and number of samples are shown. Sources of data are as follows: Barberton greenstone belts, Saager et ai., 1982; Kaapvaal cratpn granitoids, Meyer and Saager, 1985; Robb and Meyer, 1986; Witwatersrand goldfieids, this study.

CONCLUSION

It is feasible to use a mass-balance approach to broadly compare placer systems of differing size and type. Such comparisons suggest that the occurrence of placers is controlled by factors such as the gold contents and degree of weathering of source rocks, the length of time that source rocks are eroded, erosion rates, and the size of drainage basins. In many cases, quantitative estimates can be made for variables in a mass-balance equation, and then the equation can be solved for previously unknown variables.

The findings of the present study of eight Cenozoic placer districts cal1 into question the notion that rich source rocks are a prerequisite for the development of productive placer

255


oldfields, because these gold placers were all apparently derived from volumes of crust ordinary mean gold contents. , the mleulated gold Content of source twatersrand gold de sts similar old mntents to

r Cenezoic placers reenstone crus$ a placer origin for ~ i ~ a t e ~ r a

The Foundation €or esearch and Develspment nd the University of Cape Town are gratefully achowledged fo supperting my pst-docto 1 research at the University of Cape

offered thoughtful comments on an early elraft. Town. W.E.L. inter is thanked for helpful discussions. S.A. Schumrn and

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2 5 9


PRECAMBRIAN AURIFEROUS QUARTZ-PEBBLE CONGLOMERATES IN BRAZIL

WILSON SCARPELLI

Anglo American Corporation do Brasil. Sao Paulo, Brasil

ABSTRACT: Auriferous quartz-pebble conglomerates were identified at Jacobina, Moeda and Goiis Velho, in Brazil, where they occur in intimate association to greenstone belts, and are related to the later phases of lithological accumulation and tectonic development of the host gneiss-greenstone terrane. They are pyritiferous and of fluvial origin, although at Moeda some previous gold accumulation occurred on the pre-sediment pavement. Variation on the source areas and on the local environment of deposition produced alternation of barren, unpay and pay conglomerates.

RESUMEN: Los conglomerados auriferos identificados en Jacobina, Moeda y Goiis Velho, en Brasil, son Precimbricos y relacionados a greenstones. Ellos fueron depositados en regimenes fluviales que occurrieron al término de los ciclos de acumulacidn litoldgica y de tedtonismo que caracterizan los terrenos de gneis y greenstone que los contienen. La formaci6n de conglomerados, con O sin Oro, fue muy dependiente de variaciones temporales en las kreas fuentes de los sedimentos y en las condiciones locales de deposici6n sedimentaria.

INTRODUCTION

Quartz-gebble pyritiferous and auriferous conglornerates occur in shield areas of the States of Bahia, Minas Gerais and Goiis, in Brazil (Fig. l), and are related to terminal phases of development of Precambian greenstone belts. Only those of Jacobina, in Bahia, are being mined.

( JACOBINA ,)

261

Fig. 1. Location of Jacobina, Moeda and Goils Velho areas.

MIDDLE PRQTEROZOIC 1 JACOBINA CROUP ++(::( GNEISS - GREENSTONE

Fig. 2. Regional geology of Jacobina. The gneiss-greenstone terrane that contains the Jacobina Group is partially ovedain at West by Proterozsic sediments. At East it is in contact with a granulitic terrane. At South and North, the Jacobina Group is folded due to strong compression fiom the Southeast; at

. center it presents a homoclinal dip to East.

JACOBINA, 18

THE JACOBINA GROUP

At Jacobina, the conglomerates occur in the basal section of the Jacobina Group, a 3.5 kilometers thick and 136 leilorneters long sedimentary wedge, deposited on a North-South rift, developed on a gneiss-greenstone terrane (Fig. 2). The Jacobina Group was deformed by strong compressive forces from the East-Southeast, what conforrns to the North-Northeast fold axes d t h e underlying greenstone belts, and at its upper section it contains flows of mafic

2 6 2


volcanics. Both the compression and the volcanism are attributable to the wanning stages of development of the gneiss-greenstone environment.

CHERTY IRON FORMATION

%P,"D CONGLOMERATE

: MAFlC DlKES

Fig. 3. Stratigraphic column of the Jacobina Group. Auriferous conglomerates are restricted to the Serra do C6rrego Formation, at the base of the column. Mafic volcanics appear in the Cruz das Almas Formation.

At the base of the group, the Serra do q r r ego Formation, with 260 to 850 meters of thickness, is made of upwards fining cycles of deposition, with conglomerates passing u@ to quartzites. Remarkably, there is only one narrow layer of shale. The quartzites and the conglomerates are very clean and mature, both composed mostly of quartz, with minor heavy minerals in the conglomerates and occasional sericite in the quartzites. They were deposited on a braided stream system, which flowed from the East to the West, into the rift.

Overlying the Serra do Cbrrego, the Rio do Ouro Formation, with 2,000 meters of thickqess, is composed by marine clean quartzites, with about 60 meters of metapelites at the top. Ripple marks near the base indicate a transport direction from West, to East.

Above it, the Ckz das Almas Formation has more than 800 meters of thickness, and starts with a basal immature layer of conglomerate, with boulder-size pebbles of the Rio do Ouro Formation. With less than 200 meters of thickness, the formation grades, from conglomerates to quartzite, to metasiltite, and to manganese and iron rich metapelites. Its upper section is marked by the presence of mafic volcanic flows, and units of cherty iron formations.

The group suffered strong compression from the East-Southeast, and was fractured, faulted and pushed to the West, assuming at Jacobina a homoclinal position, with dips of 55" (Serra do C6rrego Formation) to 85" (Cruz das Almas Formation) to East. Mafic dikes filled the deeper planes of faulting and probably represent the feeder of the mafic flows that occur in the upper part of the Cruz das Almas Formation.

THE SERRA DO CORREGO FORMATION

The Serra do C6rrego Formation (Fig. 4) outcrops along 38 kilometers of strike, thinning out to North and to South. Itapicuru, where the better mineralization occurs, is aty

263.


about the middle of this length, and corresponds to the center of stream deposition in the rift @ig the sedimentary pile was being accumulated, the alluvial fan gradually expanded to ti and to the South, with the conglomerates becorning more lenticular, tongue-like shaped, and spreaded over the fan belt.

R I O D O O U R O F O R M A T I O N

F O R M A T 1 6 N

. _ _ . . . . ' . _ . . _ . . . _ . . . . _ . . . . . . _ , 10 - 17om

Fig. 4. Stratigraphic column of the Serra do C6rrego Formation at Sacobina. The. approximate position of the main auriferous esnglomerates, presently being mined, is shown. The majority of the lenses of conglomerates are barren of gsld or of low grade.

There is a large variety of quartz-pebble conglomerates at Jacobina, the variables being the pebble size, from gritty to bouldery, the pebble color, fiom the dominant white to the rare yellow and reddishm, the matriw, from pure quartz sand %O heavy-rniner,als-rich9 or pyritiferous. Usually the pebbles are well packed and well to very well rounded and sorted. As avidenees of the fluvial regimen, there are chanael scouring and fililing reworkings, ehannel planar to through cross beds, upwards pointing pebbles etc.

Striking features of the Serra do Cbrrego Formation, besides the abundance of congliomerates, which at Itapicuru constitutes more than 10% of the column, are the near absence of pelites and the scarcity of silicates, making the unit almost monomineralic, with quartz. This indicates a very mature source area, and an energetic fluvial regimen of deposition. Another important feature is the alternance of barren and mineralized conglomerate layers, with the dominance of the former. This indicates changes of source areas, changes of flow paths, andlor small size of the primary auriferous source deposits.

The formation initiates with the Basal Conglomeratic Zone, followed by the Intermediate Quartzite, the Upper Conglomeratic one and the Upper Quartzite. As the layers strike North-South and the pales-channels are oriented East-to-West, the strike ILength of the individual conglomerate layers actually represents their width, rneasured across the Valley bottom. 2 6 4


CANAVIEIRAS

Fig. 5. Two views of the auriferous area of Itapicuru. At right a geological map of the Jacobina Group, and at left a map of the Serra do Cdrrego Formation. The units are heavily displaced by faults, with mafic dikes occupying fault planes. Itapicuru is sited at about the middle of the 35 km long Serra de C6rrego Formation, and is the area where mineralization is stronger. It is also the only point where there is mineralization at the base of the group.

THE BASAL CONGLOMEMTIC ZONE, THE INTERMEDIATE QUARTZITE

The basal Conglomeratic Zone has up to 270 meters of thickness and extends for 26 kilometers, presenting several cycles of conglomerate-quartzite deposition. Their lower cycles extend for only 1.6 kilometers, and constitute a 25 meters thick section of coarse to very coarse pebble conglomerate layers, deposited under strong torrential conditions, representing the initial infilling of the depository. The Basal Reef is the only economical conglomerate of this section, with 4.5 g/t Au, a thickness of 4 meters and a strike length of 300 meters. This basal section is covered by an up to 100 meters thick quartzite, which is centered at about Itapicuru and extends over about 4.5 kilometers.

2 6 5

meters, md just tapelite, the only

do COnt3@ ers, which split it into a lowerF, an intemediate

and a upper unit. There are economical conglomerates in the %ower md in the intemediate units, but none in the upper. The naineralized conglomerates of this zone are tongue-l&e shaped, and eonfoms to braided stream valleys atsp the alluvial fan.

The lswer unit presen the important Joao Belo deposit, actudlly constituted of ehnree distinct and superposed mineralized conglomerate layers, with a mineable grade of 2,8 g/t Au over a eombined thickness of 6 to 10 meters, and a strike length of 700 meters. The Joao Belo Jeposit is being mined open-cast and underground.

Other deposits in this unit are the Mono do Vento (Fig. 7) and C u - C u reefs, with 1 meters of thickness and grades of 4 to 6 g/t Au, and the GS/SCO Pig. 8)$ where the

upper 6.5 meter of a thick conglomerate presenb local enrichments, due to winnowing of sand and trapping of gold.

266


W E \ UPPER \ CONGLOMERATIC

INTERMEDIATE QUARZll

\ \ ., ..v

&y.\;-;

SCHIST a GNEISS

Fig. 7. Geological cross-section of the Moro de Vento hill, East of Itapicuru. The location of the Basal Reef, the Main Reef Zone, and of the Morro do Vento Reef in the Upper Conglomeratic Zone are shown. These layers have their maximum extension on the dip, as they were deposited by Stream currents which flowed from the East (right) to the West (left).

HlGH GRADE Z

0 HIGH-GRADE CONGLOMERATE 9''Auin a LOW GRADE CONGLOMERATE

QUARTZITE

J A C O B I A G.5 R E E F

Fig. 8. Partial longitudinal section of the G:S/SCO conglomerate layer, on the Upper Conglomeratic Zone. Channel samples and assay results in g/t Au show strong top concentration of gold, by fluvial reworking, below a quartzite layer with marked through cross-bedding.

267

Gisements alluviaux d'or, La Paz, 1-5 juin 1 9 9 1

The Caraça Group, at the base of the Proterozoic, is made by a sequence of quartzites (the Moeda Formation) at base, capped by metapelites (the Batatal Formation), below the itabirites which make the Cauê Formation. In several places there are layers of conglomerates at and near the base of the Moeda Formation. Most often, the conglomerates occur in pale02 valleys, and appear as superposed conglomerate-quartzite fining upwards cycles. They were obviously deposited by fluvial systems discharging on the rifts.

The conglomerates rnay reach thicknesses of a few meters, are mostly made of round quartz-pebbles, of small to medium sizes, rarely bouldery, with a sandy matrix and some sericite. Pyrite is comrnon, as round nodules or euhedral grains. Usually pebble supported, they may grade into pyritic pebbly or gritty quartzifes.

The better gold concentration known occurs in the Gandarela Syncline, which is located in the middle of the greenstone area, and appears with an intimate association of uranium and gold. The better grades are usually restricted to the very zone of contact with the footwall greenstone, as, in most of 20 centimeters of sediments, be it mature or immature conglomerate, or even quartzite (Fig. 10). In some areas, gold accumulations are not restricted to paleo-Valley bottoms and are seen on paleo-slopes, at the very surface of contact between footwall schists and hanging-Wall quartzites or conglomerates (Fig. 11).

- 100 rn

SAND rn ROUND QUARTZ-PEBBLES EI CLASTS OF SCHISTS

GOLD DISTRIBUTION

Fig. 10. Deposition of conglomerates and sandy layers on paleo-valleys on the Gandarela Syncline. Conglomerates at the bottom of the valleys might be polymitic. Gold concentrations are represented by inflections to the right of the vertical lines. .Gold values are restricted mostly to the basal contact, rarely appearing in the overlying conglomerate-quartzite cycles.

RESIDUAL ( 3 0 L D . BARREN ON PALEO-PAVEMENT QUARTZITE

AURIFEROUS RAlN WASH

QREENSTONE SCH 1ST3

I 2 m

I

Fig. 11. At the Gandarela Syncline, residual gold on the paleo-pavement, some of which preserved under barren quartzites. Rain wash caused short auriferous gritty layers entering the Valley.

2 6 9

a CVNGLOMERBTE, + 1 g / t A u

CONGLOMERATE , - 1 g / t A u

~ ~ C L E A N QUARTZITE

t. 200 m SERICITE Q U A R T Z l l E

Fig. 12. Composecl longitudinal seetion of the auriferous andomerates of @si& Velho. Drill holes . The Iayers with t1 glt have less thm 300 meters of width and one meter of thichess. 2 7 0


MAFIC D 1lKE

A

1 0 0 rn II

OUARTZITE

CONGLOMERATE UNIT

CHLORITE - BIOTITE SCHIST

TALC S2HIST

CH DRILL HOLE COLLAR

3.'.2/4= GOLC CONTENT IN PPM/CENTIMETERS

Fig. 13. Map, at left, and cross section, at right, of Goids Velho. The mineralized conglomerates are quite scarce. A diabase dike presents gold following a silicified fracture. The structure is of an overturned syncline, and the greenstone rocks are show at right.

In the conglomerates, there are dark carbonaceous clasts enriched in pyrite, gold and uranium, and there are suggestions that they represent concentrations of organisms. Unbroken material-of similar nature, forming centimeter-size well preserved organic-like structures were seen in the quartzites.

SUMMARY

Summarizing, the main observations emphasize:

- The close relationship of the conglomerate-quartzite suite with greenstone belts.

- The actual presence of greenstone rocks in the source area of the better mineralized conglomerates.

271

The presence of pyrite as a common constituent.

- The maturity of the source area, ewpressed by the sarcity of grains of silicates and the

- The hi@ energy of the system of deposition, washing out the daysus materials.

thichess of the quartzites.

- Possible previous sudicial accumulation of Id, by weathering or by srganic processes.

'Ibis text incorporates data collected by several geologists that worked during the

amd Geiis Velho. Specid a are presented to olinari, regarding Jacobina, uerque and %os6 , and Vitbrio Takai, re conglomerates.

dgments are also presented to Joao Pereira, who carefully pregared the illustrations

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273


APLICACION DE LOS SENSORES REMOTOS EN LA DETECCION DE ALUVIONES AURIFEROS EN LA COSTA PACIFICA COLOMBIANA

HUGO FORERO-ONOFRE~, JORGE E. LoPEZ RENDON2, WILLIAM MCCOUR$

1: INGEOMINAS, Avenida de la Asamblea No 26-95, Barrio Manga, Cartagena, COLOMBIA 2: Universidad EAFIT, Departamento de Geologia, Apartado Aéreo 3300, Medellin,

3: British Geological Survey, 4 Niker Hill Keyworth, Nottingham NG12 5GG, ENGLAND comMI3IA

RESUMEN: El INGEOMINAS (Servicio Geol6gico de Colombia) inici6 en 1986, en asociaci6n con el Servicio Geol6gico Brithico, la investigaci6n sistemiitica de dep6sitos de Oro aluvial que ocurren en paleocanales localizados en la Llanura Costera del Pacifico, al Suroccidente de Colombia. La zona especifica de estudio (iirea Cheté-Coteje-San Pablo, Departamento del Cauca) est6 densamente cubierta por bosque tropical, tiene una precipitacih pluvial anual promedio de 5 O00 mm, y exhibe una densa cobertura de nubes durante la mayor parte del aiio. La carencia de mapas geogriificos exactos y de fotos aéreas adecuadas, al igual que de vias de comunicaci6n y acceso a los posibles sitios de interés geolbgico-econbmico hizo que, .durante el desarrollo del proyecto, se involucraran los sensores remotos (imiigenes satelitarias) como instrument0 fundamental de exploraci6n. En particular, se adquiri6 y proces6 una imagen digital LANDSAT-TM del 6rea de estudio, en las fases iniciales del proyecto, y la informaci6n derivada de esta imagen se complementd con la obtenida de una imagen digital SPOT-XS aportada por la Universidad EAFIT. En este articulo se presentan los resultados del aniilisis de las imiigenes de satélite, evaluados en conjunto con el trabajo geoldgico de campo.

El basamento del 6rea estudiada forma parte del Terreno geol6gico Atrato-San Juan- Tumaco, pero los materiales que constituyen los aluviones auriferos se originaron principalmente a partir de erosih, durante el levantamiento del Terciario tardio, de rocas mineralizadas del Terreno Dagua el cual forma, a su vez, parte de la Cordillera Occidental Colombiana. Los principales aluviones auriferos del irea se localizan discordantemente sobre una secuencia sedimentaria del Terciario tardio constituida por una alternancia de conglomerados, arenitas y lodolitas, estin cubiertos parcialmente por flujos de lodo, y se hallan localmente afectados por fallas que exhiben movimientos Cuaternarios. Estos paleocanales son usualmente dificilmente diferenciables en superficie y sus rasgos geomorfol6gicos caracteristicos estin generalmente enmascarados por la vegetacibn.

La aplicaci6n de técnicas de procesamiento digital de imiigenes de satélite, acoplada a observaciones de campo particularmente en aquellos sitios donde se adelanta actualmente

2 7 5

mineria activa (sitios de prueba), permiti6 identificar prolongacionei de paleocanales, esto es, nuevos blmms de exploracibn, al igual que dimension& los paleovalles y los depikitos de flujo de lodo, aparentemente gen6ticmente relacionados parcialmente a los aluviones aurikxos, En la manipulad6n de estas t6cnicas de procesamiento de imlgenes, tanto para la imagen LANDSAT-

como para la imagen POT-XS, se hizo uso principalmente de un sistema Pericolor y se ineluyersn: estudio de bandas individuales, deterrninaci6n del Indice de Vegetaci6n Norrndiaado (IVN), us0 de relaciones entre bandas, sustracci6n y adiciôn de bandas, tCcnicas de filtraje (Sobel, Laplace), y composiciones a color para diferentes combinaciones. Se eneontrb que, para casos como el investiqds, es muy importante, para la aplicaci6n de cualqeniera de estas t6crmicas9 la definieibn inlcial de la dinAmica a utilizar y el empleo de una adecuada expansibn del contraste.

Los paleocanales auriferos y los paleovalles se destacan, en la imagen particularmente al usa el Indice de $le etaci6n Normalizado, la diferencia de bmd y eomposici S3-XSI=Verde3 IVN=Rojo; (b) EVN=Verde, 1 contrasta %os flujos de lsdo y 1 aluviones recientes.

Por su parte, en la irnagen W S A T - T M , los paleocmales se definen muy bien con los ' 'entes tratamientos: (a) Sustraccibn de

TM4-TM2; (b) Composiciôn a color: (c) Gomposiciôn a color: mmo paleovalles se real (b) Compsid6n a color: Verdey W4=Rojo. Todos los resultados anteriores se expliean con base en las diferentes eondiciones de respuesta esppectral de la vegetacibn, agua y suelos, a la radiaeibn electrornagnetica.

ABSTRACT: IMGEOMPN $ (Colombian Geo Survey), jointly with the British i d Survey, began in 1986 a systematic tion of paleochannel alluvial gold located in the Pacific Coastal plain, SW . The study area (Timbiqi and Napi

Basins, Cauca department) has a heavy C Q V ~ ~ of tropical forest, a mean annual pluvial precipitation of 5 666 mm, and is cufaently mvered by thick clouds during most of the yea.

'Fhe lack of ac.curate geographie maps and appropriate aerial photographs, as well as the absence of roads and tracks to aaess the geological targets, motivated the application of rernote sensing products (satellite images) as a principal exploration tool. In particularr, a UNDSAT-

image of the area was acquired and proeessed during the initial phase of the project; this image was mmplernented by data from a SPOT-XS digital

image contributed by T University. In this paperJ results of satellite images analysis, assessed jointly with geological field work are shown.

The study area basement makes part of the r a b San Juan- Tumam geological terrain, but the mnstituents of the alluvial gold placers w originated fiom erosive events that &ected the mineralized rocks of ansthes: geological terrain, the Dagua Terrain, during the late Tertiary

eny of the Colombian Western Cordillera. The principal gold placers of the area are found in paleoehannels and overlay unconfsrrnably an upper Tertiary sedirnentary sequence conformeel by an altemation of mnglomerates, sandstones and mudstones; they are partially covered by mudflows and locally affected by Quaternary faults. These paleochmnels are not

2 7 6


clearly recognized on the surface, and their geomorphologic features are generally masked by the vegetation.

The application of digital processing techniques on satellites images, together with the field observation in the areas of active mining (test sites) allowed the identification of paleochannel prolongations, i.e. new exploration targets, and to measure paleovalleys and mudflow deposits, which seem to be partially genetically related to alluvial gold placers.

Image processing technique for both LANDSAT-TM and SPOT-XS products were done using a Pericolor System. The process included: individual band analysis, normalized vegetation index (NVI), band ratioing, band subtraction, band addition, spatial filtering (using Sobel and Laplace Kernels), and generation of false colour composites for different bands and band combinations. It was found that the definition of the initial dynamics as well as an adequate contrast stretching for the band, are essential to obtain the best results using any of these techniques.

Paleovalleys and paleochannels with known gold content are enhanced in SPOT-XS images using normalized vegetation index, and band subtraction XS3-XS1, and in the following false colour composites: '(a) XS3 = blue, XS3-XS1 = green, N V I = red, (b) XS3 = - . blue, NVI = green, XS2/XS3 = red. Additionally, XS3-XSl contrasts mudflows and recent alluvial deposits.

On the other hand, paleochannels are very well defined in the LANDSAT-TM image using the following process: (a) band subtraction: TM5-TM7, TM4-TM5, TM4-TM7, TM5-TM2, TM4-TM2; (b) false colour composites: TM1 = blue, TM4-TM7 = green, TM5-TM2 = red; TM1 = blue, TM5 = green, TM4-TM7 = red. Both paleochannels and paleovalleys are well enhanced by: (a) band subtraction TM5-TM2, TM4-TM2; (b) false colour composite: T M 1 = blue, TM5 = green, TM4 = red. AU these results are because of different conditions of spectral answer of vegetation, water and soil, to electromagnetic radiation.

INTRODUCCION

Para disminuir y eventualmente detener la migracia de la poblaci6n rural a las ciudades, y para fortalecer las economias locales, el Gobierno Nacional disefi6, en la década de los aiios 80, diferentes planes de desarrollo para las regiones marginadas de Colombia, Uno de estos planes, el "Plan de Desanollo Integral de la Costa Pacifica" (PLADEICOP), se enfoc6 hacia el desarrollo econdmico y social del suroccidente de Colombia e incluyd la pequeiia mineria de Oro aluvial como una de las actividades econ6micas primarias de esta regibn, particularmente en la zona de la Llanura Costera Pacifica y del piedemonte occidental de la Cordillera Occidental. Al iniciar la implementaci6n del plan se encontr6, a nive1 gubernamental, una gran carencia en el conocimiento geol6gico-minero de la regi6n. Se comision6 entonces al INGEOMINAS (Servicio Geoldgico Nacional) para que diseiiara y pusiera en marcha un plan de estudios geol6gico-mineros cuyos resultados soportaran una adecuada asesoria técdca a las comunidades dedicadas a la actividad minera.

i

2 7 7


Fig. 1: healizaeibn de la zona de estudis y de los sitios espeeifieos Coteje, Chetd y San Pablo, referidos en el texto.

2 7 8

< . . .


El INGEOMINAS orient6 su plan hacia dos objetivos prioritarios: investigaci6n detallada en Breas tradicionalmente mineras, y exploraci6n regional geol6gico-minera. Para el primer objetivo, se escogieron las comunidades mineras de Cheté y Coteje, a 10 largo del Rio Timbiqui (fig. l), cuya produccidn aurifera de aluvidn habia sido alta en el pasado, pero que habia disminuido notoriamente en los filtimos aiios. Se pretendia establecer si la disminucih en la produccidn se debia a agotamiento real de los depdsitos auriferos O a otros factores. De los trabajos de campo en el Brea Cheté-Coteje, incluyendo microsismica de refraccidn y geoeléctrica, se evidencid que esta disminucidn en la produccidn se debia primordialmente a una deficiente asesoria técnica, particularmente en 10 que tenia que ver con la seleccidn de posibles sitios de explotacidn (Castro y Forero-Onofre, 1987). En el trabajo de Castro y Forero-Onofre (1987) se pudieron determinar, ademis, posibles prolongaciones de algunos de los aluviones auriferos, al igual que columnas estratigrsicas, preliminares.

Para el segundo objetivo se estableci6 un convenio de cooperacidn técnica con el Servicio Geoldgico Brithico, dentro del marco del proyecto "Metales Preciosos del Pacifico" (MPP), para la cartografia geol6gica e inventario minero de las cuencas de los Rios Timbiqui, Guafui y Guapi (fig. l), asi como para el planteamiento de posibles modelos acerca del origen del Oro presente en los depdsitos y sus mecanismos de acumulacidn.

Los resultados obtenidos en los trabajos geoldgicos iniciales permitieron una primera definici6n de rasgos geomorfoldgicos asociados con los placeres auriferos, el reconocimiento de lineamientos que parecen controlar las zonas mineralizadas de Cheté y Coteje, y el trazado de algunos paleovalles en Coteje y San Pablo, localidad esta iiltima situada a 10 largo del Rio Napi, en la Cuenca del Rio Guapi (Castro y Forero-Onofre, 1987; Annells et al., 1988). AdemBs se detectaron mesetas disectadas desarrolladas a partir de un flujo de lodo que también contiene valores de Oro, y algunos paleocanales auriferos localizados tanto en valles actuales (Cheté) como en paleovalles (Coteje, San Pablo).

Estos aspectos e s t h asociados a caracteristicas tales como cambios en la topografia y variaciones en la vegetacidn y en la textura del suelo, que pueden detectarse y diferenciarse en las imigenes de satélite debido a su amplia resolucidn espectral y a la visidn sindptica que ofrecen de un 6rea extensa. Lo anterior, junto con la carencia de una cartografia adecuada de la regi6n y la limitada utilidad de las fotografias aéreas disponibles, condujo a la utilizacidn de imggenes de satélite en esta investigacidn. Adicionalmente, el acceso muy dificil y costoso al irea justific6 esta utilizacidn como complemento bisico de la informaci6n adquirida en el terreno.

Durante el desarrollo de este proyecto de exploraci6n regional, el Servicio Geol6gico Britinico adquirid parte de una escena LANDSAT-TM de la zona de trabajo, correspondiente a un irea de 90 km x"90 km. Posteriormente, el Departamento de Geologia de la Universidad EAFIT (Medellin) ofreci6 al INGEOMINAS su participacidn en esta investigacidn por medio del procesamiento digital e interpretacih geol6gica de una escena SPOT-XS del mismo sitio y que cubre un 6rea de 60 km x 60 km.

El procesamiento de las imhgenes se llevd a cab0 utilizando el sistema Pericolor del Institut0 Geogrifico Agustin Codazzi (Bogoti). En este articulo se presentan los diferentes tratamientos de las imigenes de satélite utilizadas, se evalfian los resultados de los anasis de las imigenes en conjunto con el trabajo de campo, y se seleccionan aquellos tratamientos que

2 7 9

b E

Gisements alluviaux d'or, La P a z , 1-5 juin 1991

resultaron m8s favorables para la identificaci6n de paleocanales auriferos y paleovalles, esto es, de blancos para exploraci6n detallada posterior.

LOCALIZACION GEOGRAFICA Y GEOLOGICA

La zona del presente proyecto est6 ubicada entre los 77019' y 77039' de longitud Oeste y 2027' y 2045' de latitud Norte, en la denominada Llanura Costera del Pacifico, al suroccidente de Colombia, en el Departamento del Cauca, y comprende especificamente las comunidades mineras de Coteje, Cheté y San Pablo, las dos primeras situadas a 10 largo del Rio Timbiqui y la tiltima a 10 largo del Rio Napi (fig. 1). En esta selecci6n se tuvo en cuenta la existencia de estudios geol6gicos previos relativamente detallados, para las ireas de Coteje y Cheté (Castro y Forero-Onofre, 1987), y de tan s610 un bosquejo geol6gico regional para el irea de San Pablo (Annells et al., 1988).

En las tres ireas prevalece un clima tropical htimedo, con precipitacibn promedia anual del orden de 5000 mm. De oriente a occidente se diferencian tres zonas topogrficas: (a) El flanco occidental de la Cordillera Occidental, caracterizado por un terreno montaiioso profundamente disectado, con elevaciones que, varian entre unos 400 m y 1500 sobre el nivel del mar; (b) El piedemonte, con relieve ligeramente ondulado y elevaciones entre 50 m y 400 m sobre el nivel del mar, es una zona donde es comtin encontrar terrazas elevadas por encima del nivel de los rios actuales; y (c) La llanura costera, que es relativamente plana respect0 a las dos zonas anteriores y que se desarroll6 por peneplanacidn desde el Terciario tardio en respuesta a levantamiento regional (Annells et al., 1988).

Estas tres ireas pertenecen geol6gicamente al terreno suprayacente Atrato- San Juan- Tumaco (fig. 2), caracterizado por una secuencia volcano-sedimentaria de edad Terciario temprano a Cuaternario (Etayo et al., 1986). Por su parte, el terreno Dagua, que conforma gran parte de las estribaciones occidentales de la Cordillera Occidental, est6 dominado por unidades litol6gicas que varian en edad desde Cret6ceo a Terciario y que incluyen complejos ultra- mgficos, basaltos toleiticos pobres en potasio, turbiditas y tobas acu6genas con metamorfismo penetrativo de bajo grado, y plutones calcoalcalinos. Ambos terrenos se originaron posiblemente en la zona de colisibn Placa Oceinica-Placa Continental al occidente de Colombia, y el terreno Atrato- San Juan- Tumaco es probablemente resultado de la colmataci6n, desde el Eoceno tardio al Plioceno, de la Cuenca formada durante la colisibn (Pérez, 1980; Etayo et al., 1986).

Durante el trabajo de campo del Proyecto MPP se identifid, en el terreno Atrato-San Juan-Tumaco, una secuencia estratigr4fica que incluye andesitas presumiblemente del Terciario temprano (Annells et al., 1988; McCourt et al., 1990) y una secuencia de rocas sedimentarias dominantemente disticas, cuya unidad basal se dat6 en el Eoceno medio (Duque-Caro, en Annells et al., 1988) y cuya unidad superior (Formaci6n Mayorquin) se ha datado mmo Plioceno.

Las unidades recientes estin caracterizadas por paleovalles y paleocanales con yachient6s auriferos (unidades Qo, Q2 y Q3 de Annells et al., 1988), flujos de lodo de posible origen volcinico (McCourt et al., 1990) donde también se detect6 Oro ("nidad Q1 de Annells et al., 1988), y otros dep6sitos de terrazas aluviales, coluviones y dep6sitos de ladera (unidad Q4).

2 8 1

de las unidades litol6gias que mnstituyen el terreno Dagua, al oriente de la zona de estudio, presenta mineralkaciones seconocidas de metales pr iosos de fildn y de sul-furos de metales bisicos, y se postula este sector oriental como la posiblc fuente de a p t e de los materiales que constituyen los placeres auriferos objeto de la presente investigacidn.

c

Se seleccionaron tres ventanas de 5.12 km de lado en el terreno (256x256 pixeles), dos de ellas (Coteje, " 5 ) localizadas en el hrea del No Timbiqui y Pa tercera (San PabSo) en el iirea del Rio Napi ffig. 1 , 3 y 4). Como "Area de Estudis" se escogid la Ventana 1 (Coteje) ya que se. disponh para esta Brea de resultados de estudios detallados de campe tantts geoldgicos como geofisicos (Castro y Forero-Onofre, 1987; Annells et al., 1988) que podrian ser correlacionados con la infomacidn. derivada del maisis de las imAgenes de saMite.

Expansibn del contraste: Este prscesamients se aplicb para cada banda individual XS2, XS3) y' para las diferentes combinaciones de bandas, utiliziindsse la funcibn de transfomadiin lineal cuyos valores mikirnos y minimos se indican en la Tabla 1, y que fbleron seleccionados a partir de los histogramas de eada imagen. Se encontrd que la banda XS3 adecuadamente contrastada pemitia visualizar infomaciiin relacionada con la localizacibn de paleocandes auriferos.

etacibn Nomalizado (mm): La aplieacidn de este algrpritmo [IVN= X S 2 ) realzd la localizacibn de les paleocanales obtenida al contrastar la

S 3 . Efectivamente, se destacan todavia m&s los rasgos superficiales indicativos de presencia de paleocmales y que muy probablemente esthn assciados con eambios sutiles en la vegetacidn.

Relacidn de bandas uar esta relacidn se enmentra que el realce de los paleocanales es muy bajo ansidm del contraste a esta relacidn se obhvo una mejor definicidn de al que de los cuerpos de agua. iktentar utilizar el indice invertido na anulacidn de la imagen, deb a la mayor reflectanda en

Sustraccidn de bandas 2: Con esta sustraecidn no se realzan rasgos assciados a palescanales. Sin embargo S2 permitib diferenciar zonas de cultivos ya que este intervals corresponde al intervals donde es visible la vegetacibn y donde son detectables variaciones en el contenido de clorofila de las plantas.

Sustraecidn de bandas XS3- S1: El resultado de esta sustraccibn demostrd ser muy dtil ya que destacd notoriamente los rasgos superficiales asociados con los paleocanales y permit% detectar curvas adicionales en los paleocanales, no-deteetadas en los tratamientos anteriores. AdemBs, en el resultado visual obtenido, las zonas de aluviones recientes se mostraron

2 8 2


realzadas con pixeles Claros y ntimeros digitales (ND) mayores de 70, en tanto que los cuerpos de agua quedamn anulados (ND=O, negro).

Tabla 1 : Valores para la expansibn del contraste en la lmagen SPOT-XS

1 Localidad BandaEornbinacibn de banda Valor velor Mfnirno Yixlmo

Coteje x s 1 35 96

x s 2 19 85

x s 3 15 115

(xs3-xs2)/(xs3+xs2) 120 154

XS21XS3 69 1 O0

xs1 -xs2 10 29

xs3-xs1 O 76

Cheté xs 1 35 72

x s 2 19 78

x s 3 76 116

(xs3-xs2)/(xs3+xs2) 1 O9 183

XS2lXS3 40 112

xs3-XSl 30 66

San Pablo x s 1 41 54

x s 2 15 39

x s 3 31 121

(xs3-xs2)/(xs3+xs2) 95 155

x s m s 3 65 98

xs3-xs1 20 65

. -

Aplicaci6n de-filtros: -Se utilizaron- técnicas-de-filtrado para el realce de bordes y reduccidn de ruidos. Para el realce de bordes ("edge enhancement") se aplicaron kernels tales como el "Sobel" y "Laplace" enla banda XS3; se pretendia realzar- los paleocanales, con base en la variacidn de los valores de los pixeles a lado y lado de los rasgos superficiales indicativos de. presencia de paleocanales. Los resultados de la aplicacidn de "Sobel" y "Laplace" no fueron satisfactorios posiblemente debido a que la operacidn de filtrado es areal y n6 de pixel-por-pixel y, ademk, porque el tamaiio del paleocanal, en el cas0 estudiado, era menor de dos pixeles impidiendo asi una adecuada resolucidn en el filtrado. Por ejemplo, en uno de los ensayos de filtrado se aplic6 a la banda XS3 el filtro Laplaciano con un kemel de tamaiio 3x3 (valores para el kernel: A=-1, B=+O, C=-1, D=+O, E=+4, F=+O, G=-1, H=+O, 1=-1), y con el siguiente algoritmo de convoluci6n: [(2-pxK*N)+T] donde se escogid P=O y T=+128. El resultado obtenido fué un realce notable del curso del rio actual, en tanto que los otros posibles bordes de paleogwales fueron totalmente enmascarados por este proceso.

283

Gisements alluviaux d'or, La Pm, 1-5 juin 1994

Pguahente se aplimron filrpos para atenuar ruidos y mejorar la calidad de las imhgenes. Usualmente cuando se efecttian combinaciones aritmeticas de dos 6 mAs bandas se presenta ruido, ocasionads por el efecto diferencial de la atrsn6sfera en las diferentes bandas, el efecto diferencial del albedo, los ruidos del sensor y los resultados rnismos de la operaciiin aritmética en si, especiahente en la divisi6n que es una operacih no-lineal. En esta investigacidn se encontrb que el Ntro tipo " edian Filter", particulamente el filtro " Morphomat del sistema Per lor, mejora levemente la calidad de las

EL l?&EA DE ESTUDI0

Del estudio individual de las bandas y de las combinaciones de bandas descritas anteriormente, se seleccionaron imAgenes para realizar las composiciones de color. Estas composiciones pretenden realzar las caracteristicas buscadas, por medio de la manipulacidm del color, ya que el ojo humans es mas sensitivo a variaciones en los colores que en los tonos de grises. El ojo humano discrimina diferencias minimas de tonos en el a d , luCgo en el rojo, y sdls diferencias muy notables en el verde. En cambio, el ojo humano es muy sensible en el verde a variaciones de imtensidad. Por iiltimo, el rojo es usualmente un color que, junto con el blanco, atrae la atencidn del obsewador.

Para tratar de realzar rasgos superficiales assciados a los paleocanales auriferos, objetivo de la gresente investigaci6n9 se realizaron composiciones de color que mostraran en tonos clarss los sitios de interCs. Las bandas y combinac.isnes de bandas selecdcsnadas fueron XS3,

3, y se fijaron en 1 canales Azul, Verde y Rojo. Ademiis se las bandas XS1 y 2 para elaborar la composicidn de color

convendonal.

Composicidn de color ( %2=Verde, XS3=Rojo): Es la composicibn de mlor ofrecida comercialmente por POT. Predominan tonalidades mj'as a pardo-rojizas debido a la localizad6n de XS3 en el c 1 Rojo. Se perciben variaciones sutiles en el tono, pers resulta dificil seiialar diferencias netas, por ejemplo en litologia o dep6sitos sedimentarios, sin un eonocimiento previo del teneno.

Composici6n (IVN 3=Rojo): Estas tres imsgenes dejan ver, individuahente conside e %os rasgos superfidales assciados con los paleocanales y sus inmediatos alrededores. En las tres imAgenes, los pixeles de los paleocmales tienen niimeros digitales (ND) menores que las ireas aledafias, las cuales parecen corresponder a dep6sitos Cuaternarios de litologia diferente a las rocas Terciarias. La composici6n de color resultante es una imagen en la cual los materiales no-consolidados (Cuaternario?) se presentan en tonos blancuzcos, los materiales consolidados (rocas Terciaias?) en tonos pardo-rojizos, y los paleocanales (que coinciden muy estrechamente con

ados en el estudio geofisico cuyos resultados se discuten en Castro y Forers- - destacan por su tono mas oscuro con respects a un fonds blancuzco. El

aspecto de la hagen es agadable a la vista (fig. 3).

Comgosicibn (XS3 1, XS2=Verde, IVN=Rojo): Al fijar la banda 1, la imagen adquiri6 una tsnalidad m l g r e d o ~ m t e , 1s que permitid dist

facilidad diferencias minimas en los tonos, y establear curvas (O memdros) adicionales en el . palescanal de Coteje que no habian sido deteetadas en el trabajo referido anteriomente (Castro y Forero-Onofre, 1987).

2 8 4


Composici6n (XS3=Azul, IVN=Verde, XS2/XS3=Rojo): La sustituci6n de la sustraccidn XS3-XS1 por el indice XS2/XS3 no mejor6 el contraste de los rasgos observados, pero la uniformizacidn de los pixeles correlacionados entre si produjo una clasificaci6n no-supervisada donde se pudieron diferenciar unidades (materiales) no-consolidadas versus unidades consolidadas. Los rasgos de los paleocanales mantuvieron su claridad y contraste, en tanto que algunos cauces actuales perdieron totalmente su continuidad y también hubo pérdida sensible en los detalles.

PROCESAMIENT0 DIGITAL DE LAS OTRAS VENTANAS

Ventana 2 (Cheté, Rio Timbiqui): La aplicacidn de los procedimientos utilizados en la subescena Coteje permitid obtener resultados igualmente positivos para la subescena Cheté. La mejor discriminacidn visual de los rasgos se obtuvo con la composicidn de color XS3=Azul, XS3-XSl=Verde, IVN=Rojo. Ademis, con esta composici6n de- color fué posible delimitar zonas con materiales consolidados (rocas Terciarias?) y no-consolidados (Cuaternario?), 10 que parece ser una caracteristica importante para la selecci6n de blancos de exploracidn en el 6rea. El contraste presentado por esta composici6n de color permiti6 detectar nuevos blancos de exploracidn en sectores de Cheté donde no ha habido tradicidn minera, por ejemplo en el kea centro-oriental de la subescena, donde se remnoce un rasgo indicativo de un paleocauce (fig. 4).

La composicidn de color XS3=Azul, IVN=Verde, XS2/XS3=Rojo produce una imagen que pr6cticamente es una clasificacidn no-supervisada entre zonas con materiales consolidados y no-consolidados. El detalle dentro de cada una de estas zonas es m’nimo, aunque la imagen obtenida puede considerarse como un buen mapa preliminar para seleccidn de blancos regionales de exploraci6n.

Ventana 3 (San Pablo, Rio Napi): Los depdsitos auriferos aluviales de esta regidn se encuentran muy influenciados por la presencia de un gran flujo de lodo asociado a volcanismo (“Court et al., 1990), y cerca a los depdsitos ocurre una gran meseta compuesta por este flujo de lodo al igual que una serie de remanentes disectados que corresponden a esta misma unidad. Esta situacidn ocasiond confusidn inicial en la interpretacidn de las imigenes y de las composiciones de color. Sin embargo, el anilisis espectral de los rasgos superficiales asociados a paleocanales permitid diferenciar zonas de explotacidn localizadas en paleovalles (donde actualmente no existe un cauce activo) de aquellas asociadas a cauces activos. En el primer caso, los pixeles de estas ireas presentan espectralmente valores relativamente altos en las imggenes (ND entre 40 y 50) y generalmente est5.n rodeadas por zonas claras (ND entre 60 y 70). En el segundo caso, que corresponde esencialmente a meandros abandonados del rio actual y donde existe mineria importante de Oro, los rasgos presentan usualmente ndmeros digitales bajos en las imigenes procesadas (ND < 30), en contraste con los valores altos detectados en los paleovalles.

Con el Indice de Vegetacidn Normalizado (IVN) se detectaron tramos del paleovalle de San Pablo y trazos muy cortos del posible paleocanal. Al efectuar sustraccidn de bandas XS3-XS1 se realz6 el paleovalle y se pudo definir su continuidad hacia el norte y hacia el sur del 6rea de explotacih minera actual; igualmente se detectaron tramos adicionales del posible paleocanal y pudieron reconocerse meandros abandonados de los Rios Guapi y Guafui, este dltimo localizado en el extremo septentrional de la subescena.

285

Gisements alluviaux d’or, La Paz, 1-5 juin 1.991

’ La composicidn de color IVN=Azul, XS3-XSl=Verde, XS3=Rojo permitid destacar claramente el paleovalle de San Pablo y su continuidad a traves de toda la subescena. Tambih se destacaron los tramos del paleocanal, aunque no tan nitidamente corno.en las ~ ~ b e s ~ e n a ~ de Coteje y Chet6 (fig. 5).

Fig. 5: SAN PABLO CC (IVN, B B 1 , B3): Ventana de la h g c n SP(YI’-XS, que cubre el dtea de San Pablo, Rio Napi, en un cuadrado de 5,12 km de lado sobre el terreno. La mejor resoluci6n espacial del sistema SPOT-XS permite el refinamiento geometrico de los rasgos geomorfol6gicos. La menor expansi6n de contraste para el IVN y la banda 3 produjo la tonalidad lila (‘gris oscuro en la fou) de la vegetacih.

+- Fig. 3: COTEJE CC (IVN, B3-B1, B3): Ventana de 256 x 256 pixeles de la imagen SPOT-XS de estudio,

equivalente a un cuadrado de 5,12 km de lado sobre el terreno, que cubre el kea de Coteje, rio Timbiqul. Composici6n de falso color de varias combinaciones de bandas, en la cual se destacan claramente las fireas con materiales no consolidados -tonos blacuzcos- de aquellas con material consolidado -tonos pardo-rojizos- @ris oscuro en la foto). las keas blacuzcas se interpretaron como dep6sitos cuaternarios, que son los m h importantes para la prospecci6n aurifera de la regi6n. Las flechas indican tramos de paleocanales -en tonos m k osaros-, que fueron comprobados mediante geofisica.

Fig. 4: CHETE CC (IVN, B3-B1, B3): Ventana de la imagen SPOT-XS, que cubre el 6rea de Chete, Rio Timbiqui, en un cuadrado de 5,12 km de lado sobre el terreno. Esta composicidn ilustra la sensibilidad de la expansi6n del contraste en las bandas: a pesar de que se utiliz6 la misma combinaci6n de la composici6n anterior, se aplicd una expansi6n de contraste m h intensa para la banda 3, 10 que atenu6 notablemente el ton0 rojizo de la vegetaci6n. Est0 di6 realce al color azul, (gris en rcl foto) facilitando asi la identifîcaci6n de rasgos sutiles como tramos de paleocanales. Las 6reas de inter& (dep6sitos no consolidados) aparecen en tonos blancuzcos.

2 87

E

7 exhibi6 bandea instrumental sistemhtico, y mmh en el s ste en la presenda de fiajas

de interferencia horizontales, espaciadas eflejan el nfimero de semores utilizados por el mitaciones t$cd sistema Pericoh m6todos para remover o atenum este ruid n las combinaciones de bandas, mmo un psible neutrdhdor d s a la vegekci6n.

288


Tabla 2: Valores para la expansibn .del contraste en la imagen LANDSAT-TM

Localidad BandalCombinacion de banda Valor Valor Minimo MgXiln0

Cheté-Coteje TM1 TM2 TM3 TM4 TM5

TM6

TM7

TM5-TM7 TM4-TM7

TM4-TM5

TM5-TM2 TM4-TM2

San Pablo TM1 TM2

TM3 TM4 TM5

TM7 TM5-TM7 TM4-TM7

TM5-TM2

64 22 18 25 16

114 O

20

55

10

28 10

60 0 4

16 10

5

10

50 2

110 96 96

144

116

136

64

170 145

60

86 150

110

60

56

150 110

50 138 170

80

Por otra parte, la baja resolucidn espacial (120 m por pixel) de la banda TM6 (intervalo termal) y el hecho de que se trataba de una imagen termal diurna afectaron negativamente la utilidad de esta banda. Luego de una acentuada expansibn del contraste (minimo=114, miximo=136) se pudieron distinguir algunas zonas con emisidn diferencial. Sin embargo, y en funci6n de la escala de trabajo, no fué posible establecer una relaci6n entre los objetivos de observaci6n de esta investigaci6n y tales zonas de emisi6n diferencial, y por Io tanto la banda TM6 no se tuvo en cuenta para procesamientos posteriores.

Sustraccidn de bandas TM5-TM7: Te6ricamente es de esperar que haya reflexi6n espectral relativamente alta para la vegetaci6n tanto en la banda TM5 como en TM7 (quizis mayor para TM5 que para TM7), y que la sustracci6n TM5-TM7 disminuya notablemente el efecto de la vegetacibn en la imagen resultante. Por otra parte, en TM5 hay reflexi6n fuerte de los materiales rocosos (incluyendo arcillas) en tanto que TM7 se caracteriza por la absorci6n debida a hidroxilos y otros materiales rocosos. Por tanto, se postul6 también que TM5-TM7 realzaria sitios con material rocoso.

2 8 9

EA DE mTerDIO

Composicibn (T =Rojo): Es equivvalente a una fotografia eonvencional a eolos. E e elabor6 bnicarnente con el objetivo de verificar la poca visudizaeicjn de aspectos en el intervalo visible del espectro eledromagn6tico. Para esta zona espedfica, la tonalidad verde y el poco realce de los rasgos indicativos de los posibles depcisitos auriferos impiden que esta imagen sea m a buena alternativa en mmparaci6n con fotogafias a6reas pancromAticas.

296


Composici6n (TM2=Azul, W3=Verde, TM4=Rojo): Es la composicidn de falso color convencional. La presencia de la banda TM4 en el canal rojo dB a esta composici6n el ton0 rojizo a pardo-rojizo caracteristico. La informaci6n sobre paleocanales es dificilmente diferenciable, posiblemente porque se presenta de color rojo sobre un fondo también rojo, ligeramente mis claro. La definici6n de las nubes es buena, 10 que permite delimitar claramente su efecto sobre la imagen. Esta composici6n result6 excelente para trazar el curso del Rio Timbiqui.

Composicih (TMl=Azul, TMS=Verde, TM4=Rojo): La presencia de dos bandas del intervalo infrarrojo perrniti6 que en algunos sitios con nubosidades tenues se pudieran distinguir rasgos superficiales, como en el cas0 del Rio Coteje, en el extremo centro-oriental de la imagen. Sin embargo, el color blanco de las nubes densas se confundi6 con las zonas no- consolidadas indicativas de paleovalles, 10 que rest6 precisi6n en la definich de la imagen. No obstante, en la zona minera de Coteje fué posible delimitar varios tramos del paleocanal productivo.

Composici6n (TMl=Azul, TMS=Verde, TM~-TM~=Ro~o)’: Al reemplazar la banda TM4 por la sustracci6n TM4-TM5 se obtuvo un mejoramiento en los detalles con respect0 a la composicih de color anterior. El color de las nubes vari6 a un ton0 azul, distinguiéndose asi de las Breas indicativas de paleovalles, los que se presentaron en tonos blancos. Esta composici6n tambih realz6 varios tramos del paleocauce de Cheté. En sintesis, esta imagen mostr6 informacih que no se habia percibido en las anteriores composiciones de color.

ComposiciBn (TMl=Azul, TMS-TM2=Verde, TM4-TM7=Rojo): Las ireas indicativas de paleovalles se delimitan muy nitidamente en esta composici6n. El contraste entre paleovalles y nubes mejora notablemente, 10 que permite una distinci6n precisa entre estos dos aspectos. Dentro de los paleovalles se pueden reconocer varios tramos de paleocauces, tanto en Coteje como en Cheté. La sombra producida por las nubes se disip6 muchisimo con estas cornbinaciones. Esta imagen realza los rasgos superficiales mBs significativos para labores de prospeai6n de aluviones auriferos de las subescenas investigadas.

PROCESAMIENTO DIGITAL, DE LA VENTANA SAN PABLO

Al igual que en la imagen SPOT-XS, en esta subescena no se aprecian los aspectos investigados en gran detalle, por la proximidad del flujo de lodo antes mencionado. No obstante, diferentes tratamientos permitieron obtener imigenes satisfactorias en cuanto a definici6n de paleovalles y paleocauces. AdemBs, la escasez de nubes ayud6 a su resoluci6n.

Con la composici6n de falso color convencional (TM2=Azul, TM3=Verde, TM4=Rojo) fué posible trazar el curso del Rio Napi y delimitar los frentes del flujo de lodo. Las mesetas formadas por este flujo presentan superficies con texturas uniformes, de color rojizo. Las zonas de valles y paleovalles se muestran con una tonalidad roja mis pdida; con un trabajo cuidadoso es posible delimitarlas, si bien las otras composiciones de color permiten hacerlo mis f6cilmente.

291

Con la composicibn de color TM1= 1, TMS=Verde, TM4=Rojo se obtuvo una hagen de tono verde con la cual fut5 posible definir netamente los rasgos superficiales mis importantes de esta subescena: mesetas constitanidas por flujo de lodo, valles y palesvalles, tramos de paleocauces, cauces actuales (Riss Napi y Guafui), y lineamientos.

Esta informacidn fut5 refinada y complementada con la informacidn realzada en la csmposicdn de color TMl=Aaul, TM5-T”2=Verde9 TM4-T”7=Rojo la cud? debido a sus tonalidades azules, permit% separar rasgss finos. Finalmente, al intercambiar los canales verde y rojo de esta composicidn de color se obtuvo una nueva composicih de color donde la superficie exhibi6 una tonalidad violeta, en contraste con un aaul inrtenso del agua, un am1 pdielo para las nubes, y un blanco para los valles y paleovalles. La integraci6n de las anteriores composiciones de color permiti6 producir un bosquejo geoldgico del AraL, muy apropiado para iniciar una campafia de exploracidn.

En el planteamierats del problema se definieron los rasgos superficiales susceptibles de ses reeonscidos en las irnhgenes de satélite. El prscesamients digital se orient6 a realzar estos rasgos, objetivo que se cumpli6 ampliamente, particulamente en las composiciones de colsr obtenidas. Con 90s resultados de esta investigacidn, anteriomente discutidos, se prepararon los dos esquemas geoldgicos de las zonas de estudis, esto es, Coteje-Cheté (Rio Timbiqui) y San $ab10 ( ~ i o ~ a p i ) (fig. 6 y;iX.~a informaci6n espectral de las irnhgenes permite reconocer tres unidades, desde el punto de vista geoldgico:

al: Depdsitos Cuaternarios, sin consolidas, que indican los valles actuales y los paleovalles. En la imagen de Coteje y Cheté fuC posible d3erenciar los valles de los palesvalles, mientras que en San Pablo no se pudo hacer esta diferenciacih;

b) Ti: Dep6sitos Terciarios no-diferenciados, consolidados. En estas iireas de estudis se trata de rocas sedimentarias detriticas constituidas principalmente por lodolitas con intercalaciones de arenitas y eonglomerados. En las h8genes s61o es posible separarlos de los dep6sitos no-consolidados;

c) Fl: Flujos de lodo, constituidos por una matriz arcillosa-lodosa, con fragmentos de roca de redondez variable y con tamafios entre 5 cm y mis de 1 m. En los mapas de las figuras 3 y 4, se denomin6 F1 a la superficie de las mesetas que tenia esta composicitin, situacidn que s61o se presenta en Brea de San Pablo. Es muy probable que rnuchos de los cuerpos denominados como tanto en el mapa de Coteje-ChetC como en el de San Pablo, sean en redidad remanentes flujo de lodo, o flujo de lodo retrabajado, ta1 como se describe en los estudios geoldgicos previos (Castro y Forero-Onofre, 1987; nnells et al,, 1988; “Court et al., 1990).

Psr otra parte, con base en la textura de las inAgenes se pudieron reconocer los siguientes aspectos estructurales:

Lineamientos: Se presentan como alineaciones de los rios actuales, de los valles o de los paleovalles. La vista sindptica que ofrecen las imiigenes permitid relacionar varios de estos lineamientos, que en principio aparedan fragmentados. Junto con los lineamientos se observan

as2


O 1 L Km

CONVENCIONES L E Y E N O A : oIIo-s-. Subascena de irnagen SkT-XS,256x 256 pixels

Depositos cuaternarioa - Subescena de irnagen LANDSAT-TM , 2 5 6 ~ 2 5 6 pixels IPal/PI no-consolidados . Qal- . . . . . . . , Paieocauce recknte8.Q- paleovallrr

,- Contact0 geoldgico Rocar rodimontarlar - - - - - Contact0 geologico inferido cubierto por nubes terclariar,conrolidOdor .-. -. Lineorniento

Fig. 6: Esquema geologico a partir de las imagenes de satelite SPOT-XS y LANDSAT-TM para el hea de Chete y Coteje, Rio Timbiqui.

293

6 t Km.

....................... . . . - z : ..... ..i._._ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . :_

Fig. 7 Esquema geologiico a partir de las imagenes de satelite SPOT- para el 6rea de San Pablo, Rio Napi.

294


algunas caracteristicas acompaiiantes: los depdsitos Q se amplian; los rios presentan deflexiones antes de alcanzar los lineamientos; la imagen SPOT deja ver algunas lagunas paralelas al lineamiento del valle de San Pablo.

Bordes de las mesetas disectadas: Este aspect0 se observd netamente en la subescena LANDSAT-TM de San Pablo, corresponde a un borde muy bien definido, y no fueron necesarios procesamientos adicionales (p.e. realce de bordes mediante filtrado) para su diferenciacibn. Estos bordes de mesetas disectadas se pudieron trazar con bastante precisibn a partir de las composiciones de color resultantes.

Finalmente, utilizando la textura y las caracteristicas espectrales de las imigenes fué posible trazar varios tramos de paleocanales en las tres localidades investigadas. Algunos tramos de los paleocanales reconocidos en Coteje corresponden muy cercanamente con los paleocanales encontrados durante la prospecci6n geofisica adelantada previamente y en la que se emplearon métodos de microsismica de refracci6n y geoeléctricos (Castro y Forero-Onofre, 1987). Est0 conduce a pensar que los otros aspectos identificados como tramos de posibles paleocanales, tanto en Coteje como en Cheté y San Pablo, son sitios favorables para adelantar exploracidn detallada.

CONCLUSIONES

El procesamiento de las imigenes SPOT-XS y LANDSAT-TM correspondientes a una zona de la Llanura Costera Pacifica, al suroccidente de Colombia, donde ocurren depdsitos de Oro aluvial, y la confrontacidn de los resultados obtenidos con aquellos de estudios geoldgicos previos permiten establecer:

1. Las imigenes satelitarias adecuadamente procesadas son de gran utilidad en las fases iniciales de una campaiia de exploracidn mineral, aiin en zonas que presentan dificultades desde el punto de vista de obtencidn de informacidn por medio de sensores remotos y que estén caracterizadas, por ejemplo, por presentar una densa vegetacidn y condiciones meteorol6gicas adversas;

2 . Se comprueba la eficacia de la utilizaci6n de imigenes de satélite como una de las herramientas de prospecci6n de aluviones auriferos, tal como queda demostrado por la deteccidn de rasgos geomorfoldgicos relacionados a aluviones auriferos potenciales (incluyendo rasgos tan finos" como tramos de paleocanales que pudieron verificarse en el

3. Las composiciones de color, conformadas por bandas O combinaciones de bandas a las cuales se ha realzado la informaci6n litil, son los mejores productos del procesamiento de informacidn de sensores remotos, para la exploraci6n de recursos minerales tales como placeres auriferos;

4. El anilisis de la informacidn contenida en cada banda permite definir con muy buena aproximaci6n cuiles bandas y cuiles combinaciones de bandas son las mis adecuadas para lograr las mejores composiciones de color, de acuerdo con los objetivos de la investigacidn especifica de que se trate;

- --. .,

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Gisements alluviaux d’sr, La. Paz, 1-5 juin 1991

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CLASSIFICATION AND INTERPRETATION OF THE SHAPES AND SURFACE TEXTURES OF GQLD GRAINS FROM TILL

R.N.W. DILABIO

Geological Survey of Canada, 601 Booth Street, Ottawa, Canada, K1A OE8

ABSTRACT Glacial dispersal trains are three-dimensional bodies of till that contain measurable amounts of distinctive clasts or minerals (such as gold) that can be traced back to a mineralized bedrock source. Gold-bearing dispersal trains show many of the structural features seen in al1 dispersal trains, such as extreme attenuation, abrupt lateral and vertical contacts, and shallow dip. Many, but not al1 trains show a marked dom-ice decrease in the abundance of the distinctive components, resulting from deposition of the components in till and dilution of the glacial load by newly eroded debris. The shape of gold grains in dispersal trains also changes along the down-ice path from I'pristine'' to "modifie&' to "reshaped", reflecting increasing distance of transport. The relative proximity to mineralized bedrock can be estimated by observing - the abundances of gold grains in the three shape classes.

RESUMEN Les traînées de dispersion glaciaire sont des masses de till en trois dimensions qui contiennent des quantités mesurables de fragments ou de minéraux distinctifs (tels que l'or) qui peuvent remonter à un socle d'origine minéralisé. Les traînees de dispersion porteuses d'or exposent plusieurs des caractéristiques structurales observées dans toutes les traînées de dispersion, telles que l'atténuation extrême, les contacts latéraux et verticaux abrupts et l'inclinaison faible. La plupart, mais non toutes les traînées, indiquent une décroissance, vers l'aval glaciaire, des composantes caractéristiques, résultant de la déposition des composantes du till et de la dilution de la charge glaciaire par les nouveaux débris arrachés. La forme des grains d'or dans les traînées de dispersion change également en direction de l'aval glaciaire, d'''intacte" à "modifiCe" à "refaçonnée", indiquant une distance de transport accrue. L a proximité relative du socle minéralisé peut être estimée en observant l'abondance des grains d'or classifiés selon ces trois formes.

INTRODUCTION

Exploration of glaciated terrain by means of drift prospecting would be simplified greatly if the exploration geologist or prospector had some examples on what patterns of glacial dispersal he could expect to find in a given area. The variations in gold grain morphology can also be applied to the mapping of auriferous dispersal trains. This Geological Survey of Canada Contribution IV 32391"

-

2 9 7


first part of this paper cqntains descriptions of dispersal trains that were deposited by the hurentide Ice heet in Canada, in order to show what features they have in cornmon. The second part describes gold grain shapes and surface textures.

What characteristics do we see in examining dispersal trains that have been traced back $8 their sources? Miller (1984) has published a model that is applicable (Fig. 1). Baed on observations of srna11 trains that were studied during mineral exploration, this model shows a plan view and cross-sections through a hypothetical train. Small dispersal trains have at least five features in common. First, they are extremely thin in csmparison to their length and width. Second, they are areally hundreds ts thousands of times larger than .their bedrock sources, hence rhey form large targets for geoehemical and lithologieal exploration. Dispersa1 trains of distinctive boulders, minerals, trace elements or major elements, and radioactive cornponents may increase the size of mineral exploration targets by several orders of magnitude. Third, they

Fig. 1: Idealized model of a glacial dispersal train (msdified from Miller, 1984).


have abrupt lateral and .vertical contacts with the enclosing till. Fourth, they climb gently within the enclosing till as they are followed down-ice from their sources. Fifth, many, but not all, show a down-ice decrease in content of distinctive components from the ‘head‘ to the ‘tail’ of the train. The tail of a dispersal train is generally many times longer than the head and is usually the part of the train that is detected first by mineral exploration programs using till geochemistry or boulder tracing. The major objective of drift prospecting is simply to detect the tail of a dispersal train, trace it back to its head, and find its source.

The size and shape of a dispersal train are controlled by the orientation of the source relative to ice flow, by the size and erodibility of source, and by the influence of topography on ice flow in the source and dispersal areas. Dispersa1 occurs at a variety of scales ranging from continental (100’s of kilometres), to regional (100 to 10’s of kilometr?), to local (< 10 kilometres), to property-scale (final stages of mineral exploration in the 100’s to 10’s of metres) (Shilts, 1984).

EXAMPLES OF GOLD-BEARING DISPERSAL TRAINS

It is clear that only through careful studies of the interna1 structure (‘anatomy’) of dispersal trains can the exploration geologist learn how to use them to find mineralized bedrock. Many trains have been described in the past few years, particularly in Fennoscandia and Canada (Hyvarinen et al., 1973; Nurmi, 1976; Minell, 1978; Bolviken and Gleeson, 1979; Salonen, 1986; Puranen, 1990; Coker and DiLabio, 1989; Hartikainen and Damsten, 1991; Saarnisto et al., 1991). Those chosen for this paper illustrate most of the main characteristics given above and are small ones that have been mapped by ‘detailed‘ sampling of exploration properties (sampling at about 100 metre spacing).

A reverse circulation overburden drilling program carried out at the Golden Pond gold deposit, Casa Berardi, Québec by (Sauerbrei et al., 1987) identified a thin till containing anomalous gold values and abundant gold grains. Of note was the discovery that glacial dispersal of gold was very limited, in the order of 200 to 400 m. This was because’the ice that deposited the lower till moved subparallel to the strike of the mineralized structure, itself recessive and a bedrock trough, which confined the dispersal train.

In the Hemlo, Ontario area, at the Page-Williams gold deposit - ”A” zone, (Gleeson and Sheehan, 1987) found that an exotic upper till gave little indication of the gold mineralization. The underlying locally derived till gave good response to the gold mineralization in al1 size fractions and heavy minerals, in gold, arsenic, antimony, molybdenum, mercury, tungsten, and barium (Fig. 2). Once again, dispersal was short (i.e. 200 m), partly because the deposit lies in the lee of a bedrock high and is protected, and partly because dispersal is truncated against a bedrock high down-ice.

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Fig. 2: Page-Williams gsld depssit, tspsgraphic profile and till geochemistry acrsss the bre (

g program led to the discovery of the EP gold zone a% ri11 and Zimmerman, 1986). The authors mapped a d

train (Fig. 3) in which heavy mineral concentrates from the till contained abundant gold, electmm, copper, galena, chalcocite, and pyrornorphite. This classic dispersal train is ribbon-shaped, with sharp edges, and is at least 680 rn long and 50 to 106 m wide.

Near Timmim, Ontario, an overburden drilling program was carried out by (Bird and Coker, 1987) at the Owl Creek gold mine. 'The drilling revealed IWO tills ( each of which was associated with a different iee flow direction. In the Iowest ('

rests on bedrock, dispersal is localized becus? the till pinches sut against ridge. The highest gold levels in this till are on top of the subcropping gold

mineraliaatisn. The overlying (Matheson) till has not been in direct contact with mirmeralized bedrsck, but has derived its gold by reqcling the much older Iower till. Dom-ice dispersal in the Matheson Till is about 600 m, and its area of maximum content, which eould be called its head, is displaced about 300 m down-ice from the subcropping gold - mineralization. 'This example emphasizes the effect of bedrock topography and sediment reqcling on dispersal and shows the importance of understanding the glacial stratigraphy and glacial flsw histsry in any region under StUdY.

The other main type of train is that found in present-day rnountain glaciers, where medial and lateral moraines can' be traced back to their sources in tributary valleys (Stephens et al., 19

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LEGEND c

Fig. 3: Glacial dispersal train from the EP gold zone, Waddy Lake, Saskatchewan (after Averill and Zimmerman, 1986).

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GOLD GRAINS

Since the adoption of drift prospecting in the search fbr gold deposits in glaciated terrain, several tens of thousands of till samples have been processed in commercial and government laboratories to recover heavy minerals by shaking table, heavy liquid, and panning methods (Averill, 1988). In addition to preparing the samples ' for geochemical analysis, these separation methods permit inspection and counting of minerals in the heavy concentrates. Gold grains in the concentrates are examined to estimate the relative distance that the grains have been transported from their bedrock source, by observing the degree of rounding, polishing, and bending of the grains. Most of thësZobservations have been made using a binocular microscope, which has limited the size of grain and surface feature that could be resolved.

The dominance of silt- and Clay-sized gold grains in Canadian gold deposits and the tills derived from them (Averill, 1988; Brereton et al., 1988) has prompted laboratories to improvq,?ecovery rates for fine gold, mainly by modifgrlng the procedures used with the shaking table, by making slight design changes to the table, and by panning the heavy concentrate. When examined with a binocular microscope, however, small (< 60 Pm) gold grains are not seen clearly. In this study, scanning electron microscopy (SEM) has been employed, taking advantage of the higher depth-of-field even at high magnification of the SEM (compared to light microscopy) to view the shapes and surface textures of gold in greater detail. A scanning electron microscope equipped for backscattered electron imaging (BEI) and energy-dispersive spectrometry has the added advantage of discriminating among the ore, gangue, and secondary minerals that may be present; it can also analyze their compositions. In BEI, a phase with high average atomic number (e.g., gold) appears white, and most other phases appear in shades of grey. This high contrast allows one to see the shape and texture of the gold, even where coatings and other minerals partly obscure the gold in normal secondary electron imaging. From SEM observations of shapes and surface textures, the analyst estimates the mineralogy and texture of the source mineralization and the transport and weathering history of the gold grains.

Existing classification schemes for detrital gold morphology were developed mainly for gdd from lateritic and fluvial sediments in Africa and South America (HCrail, 1984; HCrail et al., 1988; Freyssinet et al., 1989,1990; Vasconcelos and Kyle, 1989; Colin et al., 1989). Preliminary studies of gold grain shapes from till have been published by (DiLabio, 1990 and Nikkarinen, 1991). The only scheme that is specific to glacial sediments is a threefold scheme devised by S.A. Averill ("delicate-irregular-abraded") that is based solely on binocular microscope examination of grains (Averill,T988). The new scheme presented here is intended to complement Averill's, because only those analysts with access to a SEM can use it.

In order to make the study representative of different styles of mineralization, till samples from nine Canadian localities were examined. Five of the localities were

303 !


sampled avithin 500 m of the presumed bedrock source, the other four from 1 to 5 km dom-ice of the presumed bedrock source. far as is hem, the gold in the bedrock at these sites is present in free forrn, as leaves in quartz-carbon boundary i i lm, fractur fillings, and blebs within gangue minerals. samples are from w test pits and represent the osnidized C horizon of soi1 developed on till. f the till is intenpreted as lodgment till, some as subglacial melt-out till. Samples were prepared by shaking table and panning methods; the resulting heavy concentrates were viewed under a binocular microscope and gold grains were picked out and mounted on adhesive-coated stubs, carbon-coated, and examined and photographed with an SE sst of the gold grains are silt-sized; a few are medium to fine sand-sized.

E FOR GOED G

The scheme (Table 1) is designed to facilitate communication by being graphically descriptive and nongenetic so that someone reading grain descriptions would be able to visualigb the variety of shapes and surface textures present in a sample. The vase number of morphslogical terms that have been applied to detrital gold grains (Boyle, 1979; Mkrail, 1984; Freyssinet et al., 1989) has made it difficult to choose terms that are the most useiùl. The most commonly used were chosen first and a few particularly Gvid ones were added. Terms should be used in combination to describe grains as clearly as possible. This is not meant to imply that the classification is complete; users are encouraged $0 add terms that are suitable. The main shapes and surface textures are described below.

The classification dses not prejudge the issue of the possible secondary or supergene origin of large, globular or smooth, ovoid nuggets that have been found in Canada9s glaciated terrain. Terms that wsuld describe secondary OP supergene gold have been omitted because of the rarity of such grains in till (Warren, 1982;

Stea; 1985), although the classification could be redesigned to consist of terms to describe primary and secondary gold separately.

Pristine

The pristine class of grains is analogsus to the "delicate" class of Averill, but the new name has been used because many pristine grains are no% delicate at all, being robust bloc@ shapes. The term "fresh" csuld be substituted for pristine in most cases, but the term "primary" is avoided because of the possibility that some gold crystals are seeondary authi enic precipitates in weathered till (Warren, 1982), as they seem to be in lateritic soils (Vasconselos and le, 1991; Freyssinet et al., 1998). Euhedral dodeeahedral gold crystals (Fig. 5a) were found in one sample, and at first they were believed ts be authigenic. Later, s lar crystals were obse d in fluid inclusions in veim quartz at the Tangier mine in a Scotia (Smith and ntak, 1988) and at the Sigma mine in Quebec (Robert an ly, 1987), SB crystals in till camot be assumed ts be authigenic.

3 04


Table 1. Classification of shapes and surface textures of gold grains in till.

Class Shape Surface Texture

Pristine - block - smooth surfaces - rod or wire - angular edges - leaf - grain moulds clearly visible - crystal - thin edges not curled - star - some striae - globule or bleb

Modified - al1 pristine shapes - leaf edges and wires bent, curled damaged, but visible - blunted and clubbed edges

- grain moulds preserved where protected - moderately striated - felty texture where damaged

Reshaped - well rounded grain - porous, scaly, felty, or spongy outline - rarely striated

- .

- folded rod, wire, flake - rounded block - typical discoid

placer flake - nugget

Pristine grains appear not to have been damaged in glacial transport. The most impressive shapes in the class are angular wires or rods and delicate leaves that were fracture fillings or grain boundary films in the mineralized rock (Fig. 5b-h). Equant silt-sized grains such as block, blebs, and globules are common, and they do not appear to be pristine until they are viewed at high magnification ( ~ 1 0 0 0 ~ ) . Al1 grains in this class retain primary surface textures such as crystal faces or grain moulds, which probably held gangue minerals that have been broken out or weathered out of the gold. They have smooth surfaces that are bright in reflected light and have surface roughness of the order of 0.1 pm or less.

The surprising feature of the pristine grains is their relative abundance. Most samples contained a few pristine grains, but samples collected near mineralized bedrock are dominated by this type of grain. At three localities, samples collected within 200 m of their sources contained > 90% pristine grains. It is possible, of course, for pristine grains to have weathered out of a carbonate- or sulphide-rich host clast that was glacially transported a great distance, giving a false impression of the nearness of a sample site to mineralized bedrock. This type of problem can be evaluated by comparison of the anomalous data to those from nearby sites, and by-resampling the original site.

305


odified

n the msdified class (analogous to erill's "irregular" class), original shapes and priaiary surface textures are visible, but al1 edges and protnusions have been

ged and appear curled, crumpled, blunted, clubbed, and bent, presurnably throu grain-to-grain impact and abrasion during transport (Fig. da-cl). Darnaged surfaces have a felty texture, having lost their original s m o ~ t h ~ ~ ~ s . Grain moulds and other primary surface features are presewed only where they were prolected in concavities in the grains (Fig. 6e-0.

ugh present on some pristine grains, striae are more cornmon on rnodified g. 6 gh). The striae are 1.8 to 6.1 pm across and appear in overlapping sets the sudaces the appearance of spread butter or wax. The striae are in.ferred

to be glacial; s d y in a few cases could the striae have been formed during sample collection (cg., drill-induced abrasion) or processing. The glacial striae probably were not CU$ by individual grains in the 1.6 to 0.1 pm size range, but were cut by the surface roughness of larger grains, which would accomt for their extremely srnall s ix . The rare artificial striae found on the grains were formed during rnsunting of the grains,

essive pressure with a needle scratched only the topmost part 0% the grains. striae have also been ruled out because the striae occur in isolated patches rolrusions and not on whole sides of grains, and because they form randody

oriented sets, not consistently oriented sets.

Striated, modified grains are strong evidence of glacial transport, but inferring an absolute distance of transport from them is difficult. It is safe to s q that where modified grains are abundant (well above local background abundance), the bedreck source should be up-ice and "nearby", probably within a few hundred metres to a few kilometres, based on the sites investigated so far. OP course, where striiated pristine grains are abundant, the source should be closer, so rnappin the relative abundances of pristine and rnodified grains shohld indicate where the source lies.

eshaped

Weshaped grains retain none of their pristine shapes or textures. distinctly s-ounded outline. The term rounded is used here solely ts denote the silhouette of the grains and it does not necessarily imply abrasion rounding in the sedimentological sense. Some are simple rounded blocks and others are repeatedly folded leaves, wires, and rods. The end-product shape of reshaped grains seems to be the classic placer flake, a flat sr toroidal dise (Fig. 7a-d). Classic "nuggets" are placed in this group, although sorne retain enough primary surface textures in recesses to warrant their inclusion in the modified group.

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Fig. 5: Pristine gold grains. Scale bar in pm at top of each photo. .-- L


307


Fig. 7: Reshaped gold grains. Scale bar in pm at top of each photo.

Striated reshaped grains are rare. The surface of reshaped grains is characteristically scaly or felty, presumably from fluvial abrasion. Some are riddled with pores about 0.1 pm in diameter. The most porous have a spongy appearance. Electron microprobe analysis of porous grains shows that a porous rirn of high purity gold, usually 1 to 5 pn thick, surrounds a massive core of primary gold that contains significant silver. Leaching of silver from the rim, not secondary precipitation of gold, is indicated by the presence of pores through glacially striated surfaces on a very small number of grains, because any glacial striae would have been obscured by secondary gold. The silver-depleted rim on placer gold grains is well known (Desborough, 1970; Giusti, 1986; Knight tk McTaggart, 1986; Groen et al., 1990); these results indicate that silver removal has been going on rapidly during the 10 O00 years or so that the tills have been weathering, if one assumes that the striae are late glacial and the pores are Holocene in age. The destruction of primary surface textures by silver leaching might 'make it difficult to recognize pristine or modified grains, but the survival of striated surfaces indicates that most original surface textures should be visible on weathered grains. Unfortunately, the vast majority of reshaped grains are classic placer flakes that ,

show evidence only of stream transport and weathering.

Fig. 6: Modified gold grains. Scale bar in pm at top of each photo. 3

* 309

,


Reshaped grains are present in srnall nurnbers in many samples. They are the rare "background" detrital gold grains that are essentially ubiquitous in surficial sediments. Because the surface texture and shape of these grains mainly result from weathering and fluvial abrasion, not glacial abrasion, they cannot be used to infer a distance of glacial transport. Most irnportantly, because they could have been recycled in fluvial or glaciofluvial s t r e a p many tirnes over a long period, even the entire Quaternary, the history of these grains and their ultirnate source are usually impossible to estirnate. They can be problematic where they are found in large numbers reqcled in ti'll or, where gold grains were cowcentrated by glaciolaclnstrine or g l a ~ i ~ f l u ~ i a l processes into small placers that have no discrete, known sources.

The classification scherne ('Table 1) is intended as an aid in describing gold grains and in grouping them into types that represent stages in their history. Moving from pristine to reshaped should represent increased distance of transport, so the relative proportions of the types should indicate nearness to the bedrock source, ai least qualitatively. For the grain abundances to be useful, however., the number of pristine or rnodified grains in each sarnple must be Large, say about 100 at a frequency of > 10/kg. Only then can the mapped distribution of gold abundances be used as a guide ts mineralized bedrock.

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31 3


WILLIAM C. MAHANEY

Geomorphology and Pedology Laboratory. Atkinson College. York University. 4700 Keele Street. North York, Ontario, Canadi. M3J 1P3

AESTRACT: Quartz and gold grains transported by mountain glaciers carry a range of microtextures (fractures and abrasion features) that are dependent mainly on ice thickness and distance of transport. Expanded mountain ice, forming extensive to thin Valley glaciers with thicknesses of 500 m & 200m, produces a range of fractures and abrasion features on quartz clasts as well as pounding, thinning and flattening of gold. On quartz grains these microtextures include conchoidal and subparallel linear fractures covering 10 - 40% of grain surfaces, minor Crater and v-shaped percussion cracks, and abrasion features. Deep furrows and crescentic gouges often observed on quartz grains emplaced by continental glaciers with thicknesses of >800m, are conspicuously absent on quartz grains deposited by thin cirque glaciers ( ~ 2 0 0 m). Uptumed plates on quartz, often considered to represent maximum cryostatic pressure, are also absent on quartz grains in mountain tills. Grain edge fractures and abrasion become relatively common on grains transported longer distances ( 50 km) .in thicker Valley glaciers. Quartz grains with complex weathering histories often show two or more periods of glacial crushing separated by different degrees of quartz dissolution.

Microtextures observed on quartz and gold sand and silt particles from the Bolivian Andes have been used to reconstruct glacial history and they are important in studying alluvial or glacial placer deposits. In many mountain areas it is important to know the limits of glaciations as well as the extent and depth of outwash deposits that extend to lower elevations. Microtextures on quartz and gold grains, as seen with the SEM, help to reconstruct the history of glacial and interglacial events that have shaped the land mass.

RESUME: Les grains de quartz et d'or transportés par les glaciers de montagne présentent une série de microtextures (fractures et marques d'abrasion) qui dépendent principalement de l'épaisseur de la glace et de la distance du transport. La glace étalée, formant des glaciers de vallée.-étendus ou -minces avec des épaisseurs de 500 m 2 200 m, produit une série de fractures et marques d'abrasion sur les fragments de quartz, de m6me que le broyage, l'amincissement et l'aplatissement de l'or, Sur les grains de quartz ces microtextures comprennent des fractures linéaires conchoidales et subparallèles couvrant 10-40% de! la surface de grains, des fentes de percussion en forme de petites cratères et en forme de Vi et des marques d'abrasion. Des stries profondes et des gouges en forme de croissant souvent observees sur les grains de quartz transportés par les glaciers continentaux dont les epaisseurs dépassent 800 m, sont remarquablement absentes sur les grains de quartz deposés par de minces glaciers de cirque (<200 m). Les plaques retournées sur le quartz souvent considérées comme indicatrices de la pression cryostatique maximum, sont également absentes sur les grains de quartz dans les tills de montagne, Les fractures des bords de grain et l'abrasion deviennent Selativement communes sur les grains transportés sur des distances plus longues ( 50 km) dans d'épais glaciers de vallée. Les grains de quartz ayant des histoires complexes

315


d'altCration presentent souvent 2 ou plusieurs p6riodes d'Ccrasement glaciaire s6parCes par differents degres de dissolution de quartz.

Les microtextures obsewtes sur les grains de quartz et d'or de la taille du sable et des particules d'argile des des de Bolivie ont 6tC utilisees pour reconstruire l'histoire glaciaire et elles sont impodmtes dans 1'Ctude des d6pdts de placers alluviaux ou glaciaires. Dans de nombreuses zones de montagne il est important de connaître les limites de la glaciation de m6me que l'&tendue de la profondeur des d&pbts d'epmdage fluvio-glaciaire qui s'ktendent i~ des altitudes plus basses. Les microtextures sur les grains de quartz et d'or, comme le montre le MEB, ddent 5 reconstruire l'histoire des 6vCnements glaciaires et interglaciaires qui ont mode16 le terrain.

Microtextures on quartz Sand grains have been used as evidence for transportation and emp%acement by glaciers (Krinsley and Donahue, 1968; Mrinsley and Doomkmp, 1973; Margolis and Krinsley, 1974; Whalley and Mrinsley, 1974). More recent studies have shown that the range and intensity of microtextures can be used to determine ice thickness

also been made 9 1973; Bull, 1981; Mahaney, 1991b). Nmost al1 microtexture studies have concentrated on quartz, zircon, md/or rutile minerals (Tejan-Kella et al., 1991) with some studies including plagioclase grain (Mahaney, 199lb). -Al1 of thhese miraerds have hard, resistmt surfaces that are subject to brittle fracturing, processes which give rise to conchoidd ancf linear fractures, arc-shaped steps and crescentic gouges sf various kinds.

(Mahaney, 1991 tternpts at paleoenvironmental reconstruction have

The use of microtextures on go%d particles for paleoenvironmental reconstruction has been attempted by numerous investigators including EtCrai% et al. (1988, 1990). Gold which is a highly ductile and malleable metal is subject to considerable corrosion as well as thinnning, pounding md folding processes which assist in reconstructing the origin of go%d placers.

In theory, the andysis of gold with quartz in the sarne deposits should provide a considerable moun t of pdeoenvironmentd information regarding the sedimentary processes responsible for the evolution of gold placer deposits. n e purpose of this short report is to present the results of a preliminary test carried out on gold and quartz grains frsm the Peruvian Altiplano.

Fig. 1 A, GoPd pounded over quartz with some adhering particles. Smples from Y till group, Lake Suches, Peruvian Andes; B, Enlargement of quartz in A showing weathered conchoidal and minor subparallel linear fractures. Age is pre-Wiim.

Fig. 2 A, Quartz "island" surrounded by flattened gold in same smple as Fi coatings probably reflect preglacid weathering; B, old weathered fractures on quartz (right) next to gold with slight corrosion features,

Fig. 3 A, Rounded quartz particle in Y Group sample showing minor lunate craters (arrow-l) and v-shaped percussion cracks (arrow - p); B, Lake Suches grain C. showing fold pounded over quartz but not excessively thinned. Note cracks between gold sheets of the htaquilla Glaciation (early Würm).

316


2 A 2 B

317

31 8


ET

The samples were recovered from bulk samples collected from gold placers and glacial deposits in Pem. The samples were dry sieved to separate the pebble from the c2 mm material (Day, 1965). The c2 mm fraction was panned and the heavy concentrate air dried. Subsamples of the dried material were prepared using a binocular microscope, coated with carbon and analysed with a JEOL 840 scanning electron microscope and PGT energy dispersive X-ray microanalyzer.

A sequence of gold and quartz-bearing tills from Lake Suches, Peru, was analyzed by SEM to determine if microtexture data would provide new information on paleoenvironmental reconstmction. For the purpose of this paper 1 concentrated on sarnples containing both quartz and gold and on representative subsamples from each of three age- groups of tills (Hérail, 1991): Ajanani (pre-Würm), Antaquilla 1 (early Würm) and Antaquilla II (late Würm). Because these tills are from moraines with increasing transport distance from the local ice centers, each younger glaciation represents a progressively thinner ice sheet (ice cap during the pre-Antaquilla to expanded mountain ice during the Antaquilla to Valley glaciers during the Ajanani).

In the pre-Antaquilla sample (Y group) gold was usually found pounded over quartz (figs. 1A and 1B). Quartz grains were usually well fractured and most were well weathered. The gold particles showed relatively little corrosion indicating the quartz grains were preweathered whereas the gold was pounded on during transport. In the same sample, quartz "islands" are surrounded by flattened and pounded gold folded over the quartz surface. Aluminium coatings on these quartz islands suggest preweathering (fig. 2A). Again, because the gold shows only minor corrosion, it is likely the quartz grain particles were crushed and weathered prior to gold being pounded around the quartz grain (fig. 2B).

Some quartz grains are rounded showing minor impact craters and v-shaped percussion cracks (fig. 3A). Very few grains in this sample suite showed v-shaped percussion scars, but because the sample suite is so small (n=5) it is difficult to draw any generalizations. Certainly tills in other alpine areas are known to contain a wealth of percussion cracks that are believed to result from meltwater transportation (Mahaney, 1991a; Mahaney et al. 1988, 1989).

Fig. 4 A, Multiple sheeting effect with suture lines between sheets. Minor corrosion or dissolution effects on the surface; B, "El Condor" grain of gold from Antaquilla till showing multiple sheeting effect.

Fig. 5 A, Qverview of grain showing quartz "islands" and some cavities witk Fe coats. Gold sheets pounded and thinned out over g. 80% of the particle surface; B, enlargement of flattened gold with suture lines in lower right hand side of A above.

-.

Fig. 6 A, Overview of grain from youngest till in Peruvian Andes. Sample is from sluiced . grave1 and consists of primary gold showing no pounding, flattening or thinning characteristics - A, massive equant grain; €3, Enlargernent of grain in A showing primary mineral growths. To lqwer right are spreading features with minor corrosion. . 319


Quartz and gold grains from taquilla till (euly Wüm) showed pounded but not thinned gold coats over quartz (fig Often a multi le sheeting effect with or without suture lines is present on the smples studied (figs. and 4B). As with the older pre- Antaquilla . tills some quartz grains have "islands" of well-fractured surfaces that were preweathered and contain iron coatings (fige 5A). Gold sheets pounded and partially thinned sut are common. Enlargements (fige SB) sf these flattenecl gsld particles with suture lines show a considerable amsunt of ductile defomaeion presumably produced by glacial transportatisn.

Gold grains in the ysungest till shswed q u a n t foms with litfle or no pounding, thinning, and flattening (figs. 4A and M).

Microtextures csmmonly observed on quartz and gold grains in glacial deposits are shown on Table 1. Some of the microtextures such as grooves, crescentic gouges, and arc- shaped steps were not encountered in the samples studied presumably because al1 were from thick to thin vdley glaciers. Shallow and deep grooves, crescentic gouges and arc-shaped steps, are all Pcnswn primasilgr from quartz sands in thick continental tills (Mahamey, 1990a, 1991a).

Table 1: Microtextures eornmsn to both gsld and quartz grains in glacial depssits

MICROTEXTURES

Cracking

Roundness/Angularlty

Thinning

Folding

Pinching

Solution eTching

Patina impact craters

Percussion cracks

Corrosion pits

Impact craters

Linear fractures

Conchoidal fractures

Grooves

Crescentic gouges

Arc - shaped st@pS

preweothering

weathered crushing feotures

Adhering partlcles

320

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X

X

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x x

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tâisements alluviaux d'or, La Paz 1-5 juin 1$91

Alrnost al1 fractures and impact craters are predomin8ntly found on quartz but not on gold. Adherini particles, which are often comidered to reflect the degree of glacial ginding (Smalley, 1966), seem to have the sarne degree- of cover on both gold and quartz gains. However, the rmineralogy of adhering particles on both gold and quartz is predominantly quartz, plagioclase feldspar o r amphibole. Most probably if any gold is left as an adhaaing particle it is quickly pounded and flatkned into the gold surface by pressure of the iw.

If there is any validity to the hypothesis proposed by Mahaney et al. (1988, 1989) that relates the range and intensity of microtextures on quartz to ice thickness, it should be possible to continue with the analysis of quartz and gold grains from Altiplano tills to either prove or disprove the theory. Certainly the degree of pounding, thinning and flattening of gold is compatible with expanded mountain ice. As well, the prevalence of preweathered quartz grains showing evidence of fracturing -> weathering -> transport parallels similiar sequences observed in tills from other localities in North h e r i c a (Mahaney 199Qa), M i c a (Mahaney, 1990b, 1991b, 1991~) and Antarctica (Mahaney, 1991a).

s

There are number of conclusions that can be made from this study. From the limited data set it is possible that a large number of quartz grains were fractured during a previous glaciation (Antaquilla or - pre-htaquilla), weathered during a subsequent interglaciation and then transported during a subsequent glaciation. The absence of fresh fracturing on these grains indicates either that transport distances were short or that the ice was thin. In some cases it might be that gold protected the quartz surface from fracturing or that it masks conchoidal and/or subparallel fractures.

The preliminary results discussed here suggest that it is Worth expanding the data base to include thinner alpine- tills (from cirques where ice thicknesses were less than 200 m) and thicker expanded mountain ice (ca. 500 m ice thickness) to continental glaciers where ice thicknesses are commonly t 1000 m. It may well prove possible to use quartz and gold frorn the same subsamples to infer glacial transport and to assist in paleoenvironmental reconstruction.

ACKNOWLEDGMENTS

This research was funded by minor researck grants from York University and an operating grant (A9021) from the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC). Research was carried out in the Geomorphology and Pedology Laboratory of Atkinson College. 1 am indebted to Michael W. ilner for providing the gold samples and suggesting the combined interpretation of gold and quartz grains for paleoenvironrnental reconstruction.

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METODBS DE EN ENTES DEPBSITBS ES

LUIS CARLOS PEREZ GARCIA

Av. Padre Isla, 46-9" Dcha. 24002 - Le6n (Espaiia)

RESDMEN: Se describen y analGan comparativamente diversos dep6sitos aluvionares sobre los que el autor ha realizado la prospecci6n y evaluaci6n: abanicos aluviales del Mioceno y . Pleistocen'orcmedio y terrazas fluviales del Pleïst6ceno y Holoceno, en las provincias de Le6n, Criceres y Granada (NO, O y SE de Espaiia, respectivamente). Se revisa la geologia de los depbsitos, caracteristicas y distribuci6n del Oro.

Se incide de manera especial en las técnicas de prospecci6n, que se basan en muestras voluminosas (4 a 135 m3), extraidas de grandes pozos, tanto en aluviones secos como con agua subterrlnea, emplerindose_ en estos, potentes bombas sumergibles para desecarlos. Las muestras se procesan en instalaciones piloto con capacidad entre 5 y 30 m3/h, que genéricamente constan de: /

, - Unidad de 1avado"y clasificacibn: Tromel, criba vibratoria, criba-c6nica. - Unidad de conscentracibn: jigs y/o "sluices". - Laboratorio: anllisis por amalgamaci6n.

Lo importante es que la cantidad de Oro considerada es referida a "Oro recuperado", ya que el procedimiento empleado es equiparable a uno industrial.

Todos los dep6sitos tienen en comiin su elevada granulometria y la presencia de canales preferentes de deposici6n de Oro, que varian desde una morfologia "straight" a "braided". La localizaci6n de los mismos es fundamental, y la geofisica (S.E.V.) puede ser una ayuda imprescindible en abanicos aluviales de gran potencia.

Se explica el cilculo de leyes en aluviones con agua subterrrinea en funci6n de la forma del pozo y de la distribuci6n vertical del Oro. Se establece una valoracibn de los sistemas empleados, asi como su representatividad y fiabilidad en comparaci6n con la prospecci6n tipica, basada en sondeos "banka" mecanizados de 6".

Se incluye un estudio de costos y duraci6n de la prospecci6n, y para finalizar unas consideraciones generales y brisicas de las posibles explotaciones aluvionares en Espaiia. Todos los proyectos estudiados se sitiian, aproximadamente, entre 1 y 5 millones de m3, y 160 a 260 mg Ay/m3 (Oro fino).

RESUME: Différents dépôts alluviaux qui ont été prospectés et évalués sont présentés: des cônes aluviaux du Miocène et du Pleistocène moyen et des terrasses fluviales du Pleistocène et de l'Holocène,. situés dans les provinces Le6n, Criceres et Grenade (NO, O et SE de l'Espagne respectivement). La géologie, caractéristiques et distribution de l'or sont présentées. et on insiste plus spécialement sur les techniques de prospection basées sur l'analyse

I 325

En todos estos yacimientos %os aluviones son de baja ley, pero algunos de ellos con un gm potencial en cuanto a volumen. finales del sigo y primera mitad del intentos de expbtacibn sobre algunos de ellos despuês de 16 siglos de abandono (Garcia et al.9 1934): &es o cuatro dr as y algiin lavadero sobre ponth flotante se instalaron en %as terrazas actuales de los rios, que debido al nivd fre6tico de agua no fueron trabajadas en tiempos

326


1

romanos. También se probd fortuna con instalaciones hidriulicas en los aluviones miocenos O cuaternarios colgados. La subida espectacular del precio del Oro de 1972, origind un nuevo interés en la prospeccidn de algunos de estos aluviones (Pérez Garcia, 1977; Hérail, 1984). El presente trabajo es el resultado de està iiltimo renacer, que algo m8s atenuado ha Ilegado hasta hoy. Algunas de estas prospecciones han resultado fracasos, y otras se encuentran en ese limite de rentabilidad que hace necesaria la espera.

Los aluviones, cuya prospeccidn, y en algunos casos evaluacidn y viabilidad, han dado origen a las siguientes piginas, son Las Omaiias (Ledn), Caniles (Granada), Rio Duerna (Ledn), Rio Erjas (Ciceres), Rio Omaiias (Ledn), Rio Eria (Ledn) (fig. 1):

1

MADRID ir’

Fig. 1: Localizaci6n de los aluviones prospectados.

En general, no existian datos anteriores a nuestra investigacidn en los citados aluviones. Esio nos llevd a plantearnos un tipo de prospeccidn que de un s610 golpe nos despejara todas las indgnitas, y nos permitiera realizar un proyecto de viabilidad completo, si los resultados asi Io aconsejaran. Para ello consideramos imprescindible:

Tener muestras representativas (gran volumen). Trataq‘la muestra industrialmente. Pesar el Oro obtenido, una vez fundido (no evaluarlo por “colores” y contaje).

Estos tres puntos se traducen a la prictica en el cuadro 1, y todas sus etapas se tienen que cumplir en cualquier tipo de aluvidn, inclus0 en los que tienen agua subterrinea, donde la ejecucidn de pozos de gran di8metro no es f8cil.

Esta clase de prospeccidn tiene varias ventajas:

concentracidn equiparables a los de una operacidn minera. Trabajar con leyes de Oro recuperables, al ser los sistemas de extraccidn, lavado y

Mayor representatividad por punto prospectado, al ser la muestra mayor. Mayor homogenizacih en el conjunto de datos de todo el aluvidn.

l

327

Obtencibn de r6gulos de oro con peso super-ior a un g r a m lo que nos pemite minidzar los enores de pesaje en balama de predsibn.


depdsitos anteriores (a excepcidn de los abanicos aluviales miocenos que se nutrieron directamente de un suelo pre-mioceno muy potente y evolucionado):

Caniles

Rio Duerna

Rio Erjas

Rio Omaiias

Rio Eria

Tipo de Placer

Abanico aluvial (Pleist. medio)

Terrazas 3 ,4 y 5 (Pleist. med-mp.)

Terrazas 4,5 y actual (P1eist.- Holoceno)

T e m a actual (Holoceno)

Terraza actual (Holoceno)

Dqvbsitos retrabajad'ss

Dos episodios de abanicos aluviales (Pleist. inf.)

Abanico aluvial (Mioceno) Depdsitos de Raiia (Plioc.)

Terrazas 1 y 2 (Pleist. inferior)

Abanico aluvial (Mimeno) Terrazas 1,2 y 3 (Pleist. id-med.)

Abanico aluvial (Mioceno) Terrazas 1,2, 3,4, y 5 (Pleist.)

Abanico aluvial (Mioceno) Terrazas 1, 2, 3, 4 y 5 (Pleist.)

Esta herencia en las particulas de Oro provoca que su finura alcance 950 milésimas.

AdemBs, todos estos placeres tienen un pequeiio porcentaje de Oro que proviene directamente del zdcalo paleozoico.

Es interesante constatar que en los aluviones mikenos (Las QHlaiias), existe adem5s de la poblacidn de particulas de Oro rgcuperable (mayor de 50 a 60 micras) una poblacidn constituida por chispas muy pequeiias (menor de 5 micras) que puede representar el 40% del peso del Au total. Se trata posiblemente de Oro transportado en forma coloidal bajo condiciones fisico- quimicas favorables (clima subtropical). Hemos observado que esta poblacidn se va haciendo cada vez menos importantëen fiincidn directa de la modernidad de los aluviones, llegando a desaparecer a partir de la Terraza 3 en los rios leoneses. De igual manera, en estos sedimentos mhs recientes, las particulas recuperables por procedimientos gravimétricos van teniendo sus superficies cada vez mBs limpias, perdiendo la pelicula de dxidos de hierro y arcillas que caracterizan a las del Mike,no, 10 que origina problemas en la amalgamacidn.

Qtro tipo de caracteristica que condiciona la seleccih del sistema de prospeccidn adecuado, es la presencia O no de agua subterrfinea en el aluvidn, asi como la potencia del mismo. Los abanicos aluviales estudiados esthn secos, al menos en la parte investigada, y tienen espisores totales superiores a 100 m (en ellos se han prospectado paleocanales superiores, mucho m5s someros). Las terrazas fluviales trabajadas tienen todas menos de 10 m de potencia. Unas son secas corno las terrazas estudiadas en el Rio Duerna y en el Rio Erjas; y otras estin con abundante agua, como las terrazas actuales del Rio Omaiias, Rio Eria y Rio Erjas. Estas caracteristicas pueden variar en funcidn de la estacidn climfitica como en el caso de la terraza 5 del Rio ErjsS.

Estas caracteristicas generales asi como de los sistemas de prospeccidn utilizados esthn resumidas en el cuadro 2.

329

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For los sistemas empleados, hemos elegido Caniles (Granada) como ejemplo Wua, aiin cuando result6 un fracas0 como aluvi6n rentable (Pérez Garcia, 1990).

GEOLOGIA (fig. 2). c

I El zbcalo, entendiendo como ta1 todos los materiales de los que se originan los abanicos aluviales del Plioceno O Pleistoceno, esta formado por dos unidades tect6nicas: el Complejo Nevado-Filfibride representado por micaesquisto del Paleozoico, y el Complejo Alpujgrride, representado por cuarcitas, filitas y en mayor medida, calizas y dolomias. S610 los sedimentos derivados del complejo Nevado-Filfibride, donde existen mineralizaciones de (3.1 y Fe (siclerita) alojadas en fracturas de distensi6q con conteniaos discretos de Oro, llevan Oro detritico.

La serie post-orogénica comienza en el Plioceno con-sedimentos marinos de plataforma costera, para continentalizarse posteriormente formfindose sistemas de abanicos aluviales pasando a facies lacustres. Es en la tercera generacibn de abanicosduviales (Pleistoceno mc&o) donde se desarrolan los placeres auriferos que fueron trabajados por los Romanos y constituyeron el objetivo de nuestra prospecci6n. Se trata de facies proximales, caracterizadas por la existencia de una superposici6n de canales de alta energia en régimen "braided", separados por una facies mfis fina, con la matriz mas rica en arcillas y tonalidades rojas ("aluvi6n arcilloso"). El dltimo de los episodios de canal desarrolla hacia el techo, que coincide con la actual superficie topogrfifica, una facies de llanura de inundacibn, sobre la que se sobreimpuso en el Holoceno una costra calcfirea de 0,5 m de potencia media. Dentro de los canales estfin conservados unos cuerpos ("channel lag deposits") de adn mfis alta granulometria, que son los portadores de tenores de Oro m6s elevados ("pay streak").

Morfol6gicamente, se trata de un glacis al pie de las montaiias, que se eleva de 80 a 130 m . por encima de los aislados arroyos que 10 surcan. Las observaciones geoldgicas s610 se pueden hacer en las laderas de uno de los barrancos mayores, donde los Romanos beneficiaron hasta 4 niveles distintos de "pay streak". Estas observaciones no son extrapolables a las zonas de llanura, ya que los canales tienen caracter lentejonar'en la dimensi6n perpendicular a la direcci6n de aporte (fig. 3).

GEOFISICA.

Antes de comenzar una campaiia de pozos a ciegas, se realizaron 106 Sondeos Eléctricos Verticales (configuracibn Schlumberger) en una malla 200 x 400 m (en algunas fireas, 100 x 4 0 m) con el objeio de localizar zonas de alta resistividad (mayor de 750 am) a profundidades menores de 10 m, que tendrian que corresponder con el dltimo episodio de canales de alta energia. En el proceso de: investigacibn se deshecharchlos niveles de canales mis profundos debido al desmonte que llevaban consigo. El sistema funcion6 correctamente, y las zonas asi definidas fueron positivamente comprobadas cuando se realizaron los pozos (fig. 4).

331


Pig. 2: @]miles (Granada): M a p geol6gica

W ae .

m bLlHUR4 OP lHUHO4ClOQl

Fig. 4: Caniles (Granada): relaci6n entre los resultados de los sondeos el6ctricos verticales y la situaci611 del I5ltimo episodio de anales de alta energia.

\

Hg. 5: Cades (Grmada): cuchara e q h d a en la perforaci611 de p m s en aluviones secos y potenta.

POZOS.

Para su r e a l h c i h se utiliz6 una @a de pilotaje "Kynus Koehrirng 405", provista de ma cuchara bivalva de 1,5 t y 1 m de dihetro (1,45 m de dihetro de pertoracih), accionada por cable (fig. 5), El aluvi6n es suficientemente consistente para el mantenimiento vertical de las paredes. Algmos pozos exploratorios de los nivebs inferiores, alcanatuon ficilmente 47 m (en Las Omafias este mismo equipo ald 75 m). Las muestras se recogian cada 2 m de avance representando un volumen medio de 3,3 m3 (7,6 t de peso medio) y el material extraido con la cuchara se depositaba directamente en miones para su transporte a la Planta-piloto. Fm total, se realizaron 31 poms. El avance medio fue de 8 metros/dia (cuatro muestras por dia).

El diseiio de la planta estuvo condicionado por: El tamaiio, no excesivamente grande, de las muestras. El car6cter sem del duvi6n. La disponibilidad de un discret0 caudal de a p .

333 1c-

i

Gisedents alluviaux d’sr, La Paz, 1-5 juin 1991

... . .

Fig. 7: Cmiles (Granada): &quema del tratamiento de una muestra, 3 34


La rapidez en la limpieza, una vez pasada la muestra, 10 que permite la marcha sincro- nizada del pozo y de la planta.

En base a los puntos anteriores, se pens6 en una planta capaz de procesar 5t/h (fig. 6). Bhicamente consistia en: alimentador de bandeja de 400mm, tromel de l m de diimetro y luz de criba de 7 mm, y "sluice" de 8,5 m de largo, 300 mm de ancho con rifles hiingaros de 30 x 30 mm, separados uno de otro de 90 mm, ademis de las correspondientes bandas transportadoras. Una pequeiia bomba sumergible reciclaba el 65% del agua necesaria para la operacidn. El caudal total era de 3 3 l/s (fig. 7). El concentrado del "sluice" (200 kg aproximadamente) era bateado hasta reducirlo a 0,5 kg para su posterior anilisis.

EVALUACION Y DISTRIBUCION DEL ORO,

Se eligi6 como objetivo los canales de alta energia del episodio mis moderno, buscando un "stripping ratio" 10 mis bajo posible. Con anterioridad a nuestra campaiia de pozos (SEVELAR, S.A.), otra compaiiia (ENADIMSA), habia realizado 12.pozos con retroexcavadora que s610 se tomaron en cuenta para el trazado de los bloques. Se emple6 el sisterna de poligonos. Las cifras finales se encuentran en el Cuadro 2. El trazado del iiltimo episodio de canales es "braided", con anchuras entre 200 y 600 m, alcanzando 800 m en las confluencias. Su potencia varia de 5 a 15 m. Dentro del canal, el "pay streak" no se sitfia siempre en la base, 10 hace finicamente en las zonas de mis alto contenido. Las dimensiones de estos cuerpos enriquecidos, oscilan entre 150 y 250 m de anchura con una potencia media de 3,5 m y una longitud de 1 a 2 km. El peso promedio por particula es de 0,l mg.

PROSPECCION DE TERRAZAS FLUVIALES

Este tipo de dep6sitos es tratado en su conjunto, debido a que tienen muchos puntos comunes, cualquiera que sea el rio prospectado. La 'diferencia mgs significativa, no desde el punto de vista geol6gic0, pero si desde el operativo, es la presencia O no de'agua subterrhea. En la actualidad el Rio Duerna y, sobre todo el rio Erjas se encuentran en el fil0 de la rentabilidad.

GEOLOGIA.

Las terrazas que se han prospectado (Pérez Garcia, l984,1987a, 1987b, 1988; Suringar, 1985) tienen varios puntos comunes. En todos los casos se trata de terrazas bajas O actuales, constituidas por un s610 ciclo fluvial cuya potencia oscila entre 4 y 6 m. Descansan sobre un bed-rock arcilloso (Mioceno), proceden del retrabajo de sedimentos mis antiguos, su granulometria es elevada y fueron depositados en ambientes sedimentarios de tipo "Scott" O "Donjek" definidos por Miall(1978).

De las terrazas prospectadas, unas estin muy cerca del ire, fuente y la componente de aporte mis importante es lateral, el Rio Erjas es un buen ejemplo de este cas0 (fig. 8).

El ria que viene discurriendo encajado en pizarras, atraviesa un conglomerado mioceno con Oro (labores romanas) donde se origina un ensanchamiento del valle y la formacidn de terrazas; aguas abajo del Mioceno se vuelve a encajar en pizarras. Antes y después de atravesar el citado Mioceno ni existen aluviones ni prgcticamente Oro en el lecho del rio, que actu6 con un

335


A techo de la terraza 4 del Rio Erjas (fig. 10) unos abanicos aluviales constituidos de flujos de barro cubren el 60% de la misma, y pueden alcanzar una potencia mdxima de 4 m. Localmente, su granulometria puede ser muy elevada, aunque en general son sedimentos mis finos que los fluviales. Se apoyan sobre los depdsitos de llanura de inundacidn de la terraza, 10 que origina que juntos representen un recubrimiento considerable, y obligan a deshechar zonas en la evaluacidn. En el Rio Duerna se manifiestan localmente dos episodios de pequeiios abanicos aluviales, que en conjunto no sobrepasan los 0,5 a 1 m de potencia.

I I 0-

1-

2-

3-

4-

5-

6:

DUBRHA

7 %

14 x

38 %

41 %

EBLb I

I P o n d l r n l r ~ 0,4 U Pondlontor 1,0 U Pondlonlo~ 0,8 U Pondlento: $0 U

Fig. 9: Columnas estratigrhficas tipo, distribucibn porcentual del Oro en la vertical, y pendientes de las terrazas fluviales prospectadas.

Fig. 10: Rio Erjas (Cheres): perfil transversal.

La tectdnica reciente influy6 bastante sobre el trazado del curso de los rios y por 10 tanto, '

en el trazado de las terrazas. En el Rio Erjas, una serie de fallas N-S a N 45" que recorren longitudinalmente el valle, han condicionado los contactos entre las terrazas semicolgadas, y entre éstas y las laderas del valle (fig. 9). En la provincia de Le6n (Pérez Garcia, 1977), casi todos los rios abandonan la zona montaiiosa siguiendo fracturas. Una de ellas, en el Rio Duema, viene marcada por el resalte rectilineo de la Terraza 3.

Los bloques del z6calo definidos por estas fallas han jugado hasta la actualidad y han originado cambios en la red fluvial. El ejemplo m6s claro est6 en el cit~ado Rio Duerna, donde los canales prefentes de deposicidn de Oro (alta energia) de las Terrazas 3 y 4 son claramente divergentes, debido a que entre las dos existi6 un basculamiento que corrigi6 el trazado del rio

337


en un ingulo de 30" (fig. 11). En todas estas terrazas, como ocurria en los abanicos aluviales, existen canales preferentemente enriquecidos en Oro; estin situados en la base de los dep6sitos y sus trayectorias son mis rectilineas que las trazadas por los cursos actuales de los rios, como corresponde a momentos de mis alta energia que el actual. En el Rio Omaiias (Terraza actual) existe un canal tipo "straight" ancho de hasta 200 m prospectado sobre un recorrido de 3.500 m. De este principal se bifurca, con muy bajo ingulo, otro canal "straight" con anchura de 100 m. En el Rio Duerna (Terrazas 3 y 4-5) los canales preferentes son "straight" durante los primeros 3.500 m aguas arriba y a partir de ahl tienen una morfologia de tipos "braided" de baja sinuosidad. Son canales amplios, con anchuras en sus tramos rectos de 400 a 700 m, de acuerdo al modelo sedimentol6gico de corriente de agua confinada que alcanza una llanura. En la Terraza 4 del Rio Erjas (fig. 11) se pueden reconstruir bastante bien, sobre un recorrido.tota1 de 4.000 m, los canales preferentes que dan una morfologia "braided" muy Clara, con anchuras de canal entre 150 y 450 m (en las con€luencias). El canal de la Terraza 5 s610 es reconwible en un pequeiio segment0 y el de la terraza actual es rectilineo con anchura de 250 a 350 m y longitud total de 3.000 m.

t Fig. 12: N o Duerna (Le6n): curva granulométtrica de las particulas de Oro.

T. 13: Rio Duerna (Le6n): -> relaci6n peso-tamaiio de las particulas de Oro.

Nos hemos limitado, en dg6m aluvibn, a re ar un estudio sobre la granulometria y finura, adernis de obsewaciones sobre la forma, p adelantamos que las caracteristicas son extrapolables en su magrorfa, de unos depdsitos a otrss.

La figura 12 represemtst un anilisis granulomCtrico realizado sobre mis de 7.068 partfeulas. Solamente una quedd retenida en el tamiz de 2 (ripresentando un 5% en peso del total) y 3 Io hicieron en el de 1 mm. La mediana es de mm, el tamaiio medio de 6,22 mm corresponde a un peso de O,19 mg (fig. 13). El ta de las particulas es un dato importante, en tanto que nos permite estudiar el corte id8nes en el cribado, antes de la concentracibn, en el premso piloto e bdwtrid. En cumto a la forna, la mas generdkada en las particulas pequefias es la larnhaq mientras que pu ser tambiCn subesferica en las mayores. La fhura, en todos los duviemes, varia entre 920 y milBsimas dentro del misms deptjsito.

En todos los dugriones existe un incremento del contenido de oro hacia la base del dep6sito. Su valor cumtitativo es muy importante ya que nos permite, si el incremento es muy

como recubrimiento o recarga estCril. Es importante tambiCn, su conocimiento, poque en 90s aluvisnes con agua subterrinea, los pozos que se realizm tienen una forma troncoc6nica invertida, teniendo menos velumen la parte baja, mis r i a , que la parte superior, mis pobre, necesigndose reakar unas correaiowes pssiblles solmente si eonocemos la eitada distribucidn vertical del contenido de oro. Para calcularla, necesitarnos umos datos previos a la investigacibn sistemitiea, que eonsisten en un rnuestreo metrs a metro sobre 9a poteneia de9 duvibn. Si este est6 seco o tiene poca ag se csnsigue realizando unas rozas laterales

. situados estrat@&xmente. muestras recogidias son bateadas y malhadas ley a distintas profundidades (caso del Rio &jas y del Rio Duerna). Si el a abundante hay que recurrir a la realiaacidn d ndeos entubados tipe "b lugares representativos. Hn el Rio Omaiias, an m h de 86 sondeos de f i t ' de campafias anteriores, con muestras cada pie. En el Ri , habiamos realizado dos aiios antes$,.una pequeiia camppaiia de 12 sondeos de O mm de digmetro, con muestras cada metro.

acusado, programar u mineria salectiva, considerando el trams superior de muy baja ley

El paso siguiente en el dcu lo es deshechar el recubrimiento o sobre vegetal, depbsitos de Ilmura de hundaci6.w y sepos sobreimpuestos a las te

.. aluviales, etc.). La poteneia del aluvibn que queda se divide en cuatro partes igudes y se calcula los porcentajes de Au que tiene cada cuarto. Posteriormente, se calcula la media de todos los euartos de cada pozo previo, obteniendo unas cifras promedis que son las que se aplican-

a, b, c). En algunos casos (Rio Duerna, fig. 14d), hemos observado que la distribuei6n varia ligeramente entre pozos con alta y baja ley, asi hemos aplicado dos distribuciones diferentes

346


Ar tr1 l-

Fig. 14: Distribucih vertical del or0 en las terrazas fluviales. a) curvas de distribuci6n del OKO en .rozas laterales de pozos y su media (Rio Erjas). b) curvas de distribuci6n del or0 en sondeos "banka" mecanizados y su media en comparacih con la distribuci6n obtenida en pozos de gran dihetro divididos por tramos ($0 Eria). c) relaci6n entre la distribucih media de or0 en sondeos "banka" y pozos de gran dirnhmetro divididos en tramos. La poca correspondencia hacia mur0 no es real, ya que, en los iiltimos, s610 hay un punto de corte y cercano al techo (Rio Omaiias). d) diferentes distribuciones verticales de Oro en funci6n del contenido (Rio Duerna).

---. LOS POZOS DE PROSPECCION.

En terrazas con agua los pozos tradicionales, sistemas "banka" mecanizado de 6", son poco representativos, debido al escaso material que se obtiene y a la dificultad que presenta la ejecuci6n en aluviones muy gruesos. En alguna ocasih, los hemos sustituidos por sondeos de mis diimetro (400 mm) que proporcionan mis muestra y presentan menos inconvenientes en su ejecucibn, aiin cuando el tiempo de realizacih, en este tipo de aluviones, es elevado (tres dias para un sondeo de 6 a 7 m y traslado al siguiente punto). Asi 10 mis conveniente es hacer pozos grandes con ayuda de una retroexcavadora con cazo de 1 m3, y utilizar bombas sumergibles para eliminar el agua y llevar el pozo en regimen semi-seco. Naturalmente, esto

341

En %os euatrs proyectos, la distribudh del oro es muy puecida, y destaca que en la mitad inferior del aluvih se eancuentre entre el 7 io Eria) del or0 total.. Est0 permite seleccionar U R ~ prbfuaadidad de corte ideal, calculada por el balance entre el costo del movimiento de recubriarmiento y el porcentaje de oro que perdemos en esa sobremga. Durante el desarollo de la prospeeeibn sisternitka con muestras de gran volumen, se debe cornprobar que la elistribuci6w vertical obtenida responde a la redidad. Para ePlo se puede dividir algiirm pszo en dos partes, uno superisr y otro inferios (no necesariamente iguales) y lavalas por separado. Los porcermtajes de ors en cada parte deben corresponder aproxirnadamente con los que se obtendrian con la distribueibn que se esti aplicands. En la prictica hemos observado bastante concordancia (fig. 14b y G).

En las terrazas seeas, el sistema seguido ha sids muy sencills, utilizands una retroexcavadora, sustituyendo el cmo p.or un batiliin o almeja, actionado hidriulicamente (fig. 14), y cap= de alcanza 7 a 8 m de profundidad. El pozo es redondo con un diiimetro en su boca de 2 m aproximadamente (Rio Duerna).

3 4 2

Gisements alluviaux d’or, La Paz, 1-5 juin.1991

Fig. 16: Retroexcavadora con batildn (Rio Duerna).

Fig. 1 7 Rio Erjas (Gceres): Jig primario a la izquierda, el secundario, maS pequefio, a la derecha y el depdsito de agua arriba.

343


El tratamiewto de las voluminssas muestras (20 a 135 m3) de los pozos, se rediza en un lavadero adecuado. Bhieamente, toda las plantas utilizadas fuaeeron iguales (ig. 17, f8 ,19 y

- Unidad de afimentaci6n: parilla de 200-256 mm, tolva de 3 a 12 m3, alimentador de bandeja o

- Uwidad de lavado y cllasificacidn: tromel, entre P,25 y 1,60 m de di&netro, con luz de criba entre 7 y 9 m. En el rio &jas se comstruyb un tromd con crliba oscillante con tami9 de 80 mm de lua y criba c6nica de 3 m de Pongitud y 1,20 m de bsea. En todos los esos, al material pmante psr el tromel o la crika, es conducido a la uwidad da eoncentraci6w mediante uwa bomba de s6lidos. - Unidad de cowcentracibn: en el is Duesna se instd6 un cicl6n de 256 mm para des1amaP, y posteriormente un "sluiee b 306 mm con rifles hfingaros de 30 w 36 mm, espaciados 96 mm. Las mue de las cdicatas (280 m3 apro irnadamente cada una) se concentraon, en un jig "Panameriean" de dos celldas 26" w 26" (sobre el "underflow" del cicl6n). En %os demh pr~yectos se empled una uwidad "I.H.C." que consistia en un jig primario (un mbdulo de jig radial con luz de 2 mm) y otrs secundario (supermicro con luz tambiCn de 2mm) que trabajaba sobre el concentrado del anterior, enviandose el rabose del secundario a la cabeza del primafio.

20). cuentaw con:

ua limpia se suministraba de los rios cercanos por bombes y debido a su abundanda no se reciclaba desde la balsa de decantacidn de xenzm La capacidad de las plantas utilizadas referida d volumen "en banco"9 heron:

344


Rio Duerna 5 m3h (11 tih) Rios Eria y Omaiias 30 m3/h (66 t h ) Rio Erjas 15 m3h (33 th)

Al terminar una muestra, se procede a la limpieza cuidadosa de la Planta-piloto, que incluye la granalla de acero y magnetita y el lecho natural de minerales pesados de los jigs. Asi hay varios puntos de muestreo: cpncentrado del jig secundario, lecho del jig primario, lecho del jig secundario, limpieza geneial, etc,. Todas estas muestras se bqteaban hasta alcanzar concentrados entre 100 y 500 g que posteriormente eran analizados.

Fig. 18: Rio Omaiias (IRon): planta-piloto. Tolva-alimentadora (derecha), tromel (centro) y jigs (izquierda).

Los concentrados se analizan por amalgamacibn, siguiendo 1~ siguientes pautas: - Muestra: 0,l a 0,5 kg de concentrado de batea. - Acondicionamiento; para prevenir una mala amalgamaci6n debido a posibles peliculas de

6xidos de Fe y arcillas sobre las particulas de Oro, se deja el concentrado durante 5 a 12h en una soluci6n de H2S04 de pH = 2 a 3, para su limpieza.

- Amalgamacich; realizada a mano en mortero de porcelana, aiiadiendo 40 g de Hg y removiendo de 20' a 30' dependiendo de la cantidad de muestra. También se puede realizar en molino de bolas de porcelana.

- Extracci611 de la amalgama: el concentrado ya amalgamado se batea cuidadosamente sobre un recipiente para recoger el rechazo, hasta dejar la amalgama aislada, pashdola a continuaci6n a una pequeiia c&psula de porcelana.

3 4 5

-7mm 1 l r

Fig. 19: Rio Duema (Le6n): Esquema de tratamiento de.una muestra. El "sluiee" se emple6 en la investigacih sistemiitica con pozos, el jig se utik6 en el Iavado y csncentraci6na de las calicatas.

346


De todos los rCgulos obtenidos en una investigacibn de aluvicin, se seleccionan unos pocos para calcular la cantidad de Oro que contienen. En las diferentes zonas prospectadas los resultados han sido identicos, teniendo los regulos 95% Au y 5% Ag. La suma de los regulos obtenidos de los diferentes concentrados de una muestra representa, despuds de multiplicarla por 0,95, el tenor en Oro fino de cada pozo. La comprobacicin de los rechazos originados en la extracci6n de la amalgama, dieron como resultados valores de Oro que nunca sobrepasaron el 0,1% del Oro total.

*P60 mm. FnRRlLLn

1

I I

O Z Bolldoo 80bn . 100 on crbou.

0 MUEnTRA AHALI8IB AU.

Fig. 20: Rio Erjas (CXceres): Esquema de flujo de materiales en planta-piloto. 3 47

166 %

P

5,97 42,33 14 # as 961,38

5,97 22 * 75 57 # 16 3.875,37

5,97 14 # 91 84,91 5.756,37

ESEEFLO DE CALCULO: $4 Au VI x VR 2 x 42,33

VI ’ 5,97 % Au VR(B1) = - - = 14,18

5; AU VR x AU &PR 14,18 8% 15.25193 au VR(Q1) = - = 961,38 mg.

$6 Au VR 224 ’ 95

AU VI(TOTAE) = 5s .AU VI X AU VR 106 X 16.251sZ - - = 6.779,9 nhg.

% Au VR 224 95

La rnuestra siempre tendri mis materid de la parte superior, mis pobre que la inferior. Por otro lado la distribuciiin del oro a 10 largo de la vertical del aluviiin, no es homo sufriendo un importante incremento hacia el muro. De Io anterioa se deduce que el Volumen Real (VR), que es el volumen total de la muestra que va a la planta-piloto, no es lo que se necesita. El necesario para los cilculos es el Voluwen Ideal (VI), que aeordamos como el volumen de un prisma recto que tiene de base la secci6n del fotbndo del pozo, y su altura corresponde a la potencia del aluvi6n auaifers (incluyendo, 16gicarnente, los centimetros que se ha penetrado en el “bed-rock”).

3 4 8


Para calcular el tenor, tenemos que referirnos al Oro contenido en el VI y por est0 aplicar ciertas correcciones a los datos referentes al VR. Se divide la potencia del aluvi6n aurifero en cuatro partes iguales, con 10 que tendremos el VI dividido también en 4 partes iguales, y el VR en otras cuatro partes pero desiguales (mh pequeiias hacia el fondo del aluvi6n). A cada cuarto del VI, se le asigna el porcentaje establecido de antemano basado en los sondeos O pozos previos a la investigaci6n sistemitica y se supone que la distribuci6n del Oro en cada cuarto si es homogenea.

De acuerdo a los puntos anteriores, se puede conocer el Oro que hay en los cuatro tramos del VR en funcidn del total de Oro contenido en el VI (siempre el Oro en el VR mayor que el contenido en el VI). Se considera el peso del Oro extraido, y se equipara al Oro que hay en el VR, si en el VI hubiera 100 y se deduce el peso real de Oro que habria en el VI. Una vez obtenido este valor de Oro en el VI, s610 queda dividirlo entre este volumen y asi obtener la ley corregida y vilida. Con estos conceptos Claros es fticil, en los dlculos, cambiar la cota del desmonte se& la conveniencia, independientemente de la que se us6 en la realidad.

EVALUACION.

Las evaluaciones realizadas sobre los dep6sitos de terrazas fluviales son miiltiples al tener tres parhetros variables: leyes de Oro, voliimenes y "stripping ratio".

La cubicaci6n se realizd por bloques, bien r6mbicos O trapezoidales con cuatro pozos en las esquinas (Rio Duerna), O bien poligonos irregulares con un pozo en su centro (los demiis). Siempre se han respetado los contactos geol6gicos entre las terrazas, ajustiindose los bloques a ellos. A cada bloque se le ha asignado el espesor del recubrimiento y potencia de aluvi6n aurifero del pozo O de los pozos (promedio) que 10 definen, asi como la ley en Oro del cifado pozo O de los pozos (media ponderada) afectados. En todas las evaluaciones se han guardado mtirgenes de seguridad a 10 largo de rio, carreteras y niicleos de poblacidn, y no se han considerado zonas que podrian tener un impact0 ambiental tan fuerte que no se permite ningiin tipo de explotaci6n.

Las mallas empleadas oscilan entre 400 x 200 m y 200 x 200 m. Pueden parecër-~muy amplias, pero si comparamos con una malla 100 x 25 m de sondeos "banka" mecanizados de 6", se observa que tienen uria representatividad con respect0 al bloque definido de casi 10 veces mis. En efecto, en el cas0 de la malla de pozos utilizada, el irea de cada pozo es de 9 m2 y el ratio area de pozo/area del bloque de 0,00023, mientras que con la red de sondeos "banka" este ratio baja a 0,000029.

Las leyes de Oro sdlo admiten la correcci6n de su finura, multiplicando por 0,95 (todos los datos finales representan Oro fino de 1.000 milésimas). No se deben aplicar otras correcciones, ya que el sistema de lavado y concentracidn de las muestras es el estandard en un operacidn minera en aluviones, asi se obtienen leyes de Oro recuperado que no es necesariamente igual al Oro contenido.

3 4 9

c


Se observa que sobre volfimenes de aluvi6n por encima de 1,s milloncs de m3, la equivalencia es alta, y no asi la comparacih de sondeo y pozo miis prdximo, donde las desviaciones superan el 25%.

También pueden aparecer errores relativos de muestreo en diferentes tipos de pozo. A 10 largo de varios apartados anteriores se ha subrayado la mayor representatividad de las muestras grandes en detrimento de las obtenidas por sondeos tipo "banka" mecanizados, tanto de 6" como de 400 mm, independientemente del mayor tiempo y dificultad de realizacih correcta de estos filtimos. En la figura 21, basandose en Clifton et al., (1969), estin representados los errores relativos de cada tipo de muestreo, en funcih del nfimero de particulas de Oro por muestra: . Pozos "banka" (6") ley obtenida, t 29%, -14%

. Pozos "banka" (400 mm) ley obtenida, t13%, - 9% . Pozos gran diiimetro' ley obtenida, +2,8%, - 0,8%

Si aiiadimos a estos errores de los pozos "banka" en relacih a los de gran diiimetro, las diferencias de representatividad muestreadas anteriormente entre sondeos "banka" y pozos de gran diiimetro, las diferencias se incrementan siempre a favor .de los pozos de gran diimetro.

1,000 1

NUMERO DE PARTICULAS DE ORO EN LA MUESTRA

Fig. 21: Errores relativos de muestreo se@n el tipo de pozo. 35 1


DURACION Y COSTO DE LA PRBSPECCION.

Ademis de las ventajas de su mayor representatividad y fiabilidad, la prospecci6n basada en muestras grandes y Planta-piloto, tiene la ventaja de la rapidez si la comparamos con la convencional de los sondeos "banka" mecanizados. Un pozo en una terraza con agua subterrbea se realiza y se procesa en una jornada laboral; un sondeo "banka" tarda tres dias para la misma profundidad.

Un resumen cronol6gicoY partiendo de una investigacidn de 40 a 60 POZOS, y hasta el estudio de viabilidad seria:

Meses Meses acumulados 1) Geologia + pozos previos: 2 2 2) Diseiio + construcci6n de planta-piloto: 2,5 4Y5 3) Transporte t instalaci6n planta-piloto: 095 5 4) Pozos t evaluacicin: 4 9 5) Proyecto de viabilidad: 3 12

En la figura 22, se comparan los costos en aluvi6n sec0 (Caniles) y en otro donde existe agua en gran parte del mismo (Rio Erjas), que ademis son los estudios mis recientes. Las conclusiones mis importantes serian:

- Costo total parecido. Un 10% mis barato en el aluvidn seco, que es debido principalmente a ser una planta-piloto mis pequeiia.

Caniles: 470.000 $ US., Rio Erjas: 530.000 $ US.

Caniles 400 $ US., Rio Erjas: 328 $ US.

Caniles: 15.250 $ US., Rio Erjas: 9.050 $ US.

- Costo similar por m3 procesado.

- Costo por pozo mis elevado en aluviones secos.

- Costo por muestra m h elevado (cinco a ocho veces mayor) en aluviones con agua. Caniles: 1.390 $ US./muestra/3,5 m3. Rio Erjas: .O50 $ U.S../muestra/30,8 m3.

Las cifras anteriores son reales, derivadas de unos ejercicios verdaderos. El costo de la investigacicin del Rio Erjas realizada con sondeos "banka" mecanizados de 6" se puede evaluar de la siguiente manera:

- Costo total 356.500 $ US. - Costo por pozo 6.042 $ US. - Costo por muestra (0,018 m3) 1.007 $ US. - Costo por m3 54.846 $ US.

El costo total se acerca al 70% de la prospeccih realizada con pozos de gran dihetro, pero el costo por m3 es el 606% mis caro. Por otro lado, la duraci6n de los sondeos seria de ocho meses, contra los cuatro meses en la prospeccidn que se realiz6 (incluyendo en este dltimo periodo, el trabajo de evaluaci6q de medio mes aproximadamente).


Por gavedad a balsa d decantacibn en el mrte.

20 reciclada.

En cuanto a los pwhebss emnb~ms: - Inversibn esthada: 500.600 $ us. - Costo de operaeibn: - Precio de oro que iguala los ingresos y eost

, S.A., Promotora de eme pemitids

de prospeccibn que han dado pie a este resumen. Tambih agadezco a J Vergara del Banco de Cr6dito Industrial el a p o p grestado. Igualmente Siinchez, jefe de laboratmis y malista de R.T .9 que pusieron en mueha el sistema de milisiis; a Talleres Wenms y Seve S.L. por las ideas la eonstrued6n de las plantapiloto; a E. Diez por su aportaci6n en la reahacibn de los pozos; a B. 3RSTOM, que me ha ayudado en la presentacign de e

ad6n; y por tiltimo, quiero recorda debe buena parte de 1% idea y el entusiasmo que me

las investigacisnes sobre om aluvionar.

354


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antigiiedad. Tesis ined. Univ. Cornplutense. Madrid.

S.A.

355


GOLD GRAIN SIZE OF OFFIN PLACER DEPOSIT AND ITS EFFECT ON DREDGE RECOVERY

CHARLES K. DEBRAH AND DANIEL MIREKU-GYIMAH

University of Science and Technolgy, School of Mines, Tarkwa, Ghana.

ABSTRACT: Gold in the Offin placer deposit at Dunkwa-on-Offin, Ghana, occurs freely. Cravity concentration methods such as jigging and sluicing are employed to recover the gold. These methods are most efficient within specific size ranges of the gold grains.

This paper conducts mineralogical, sieve and rnicroscopic analyses to establish the gold grain size and its distribution along the Offin River. The results of the size analyses are used as a basis to evaluate the effectiveness of the dredge treatment plants at Dunkwa Goldfields Ltd. in gold recovery.

The analyses take into consideration three operational zones: Upper, Middle and Lower Offin. In each operational zone, size analyses are carried out on the gold grains in the deposit, gold grains reeovered by the treatment plant, and those lost by the treatment plant.

The particle sizes are grouped into three main classes: (i) 'Upper range: + 440 pm (ii) Middle range: - 440 pm to + 120 pm (iii) Lower range: - 120 pm

The analyses show that within the deposit, the gold grain size reduces generally from the Upper .' to Lower Offin. The percentage of the upper size range reduces from the Upper to Lower Offin. The percentage of the lower size range increases while that of the middle size range is fairly constant.

The results of the analyses of the gold grain in the tailings indicate that the performance of the dredges located in the Upper and Middle Offin is satisfactory. The dredge in the Lower Offin is inadequately efficient. Its relative poor performance can be attributed to the inability of the jig to recover the gold grain in the lower size range; it is suggested that a Knelson concentrator could be a bettér choice.

The mineralogical analysis is conducted only for the samples from the in-situ rnaterial. The results show that the main constituent minerals, have specific gravities such that the minerals have no significant effect on gold recovery.

RESUMI?: L'or dans le dépôt alluvionaire de Dunkwa-on-Offin, Ghana, se trouve sous forme libre. Les méthodes de concentration par gravité comme le jig et le sluice sont employées pour récupérer l'or. Ces méthodes sont les plus efficaces pour des gammes de grosseurs spécifiques des grains d'or.

Cet article présente les analyses minéralogiques, par tamisage, et au microscope pour établir la taille des grains d'or et leur distribution au long de la rivière Offin. Les résultats des

3 5 7

rmdom6tiques tilis6s c o r n e base pour 6vduer l'efficacit6 de l'ins de la drague 2 D @d&k%ds Ltd.

Les analyses prennent en consid6ration trois zones op6rationnelles dans le dbp6t alluvionaire: Offin supbrieur, moyen et iderieur. Dans chaque zone, l'mdyse grmulom6trique

des grains d'or dans le dbg6t, dams le mat6dd r6cup6r6 et trait6 et dms le mat6id rejet de la drague.

groupbes en trois clsscs gmdom6tiques: plus de 448 pm

ire: de 446 p B 120 pm (iii) La classa inf6rieure: moim de 120

Les analyses montrent que la grosseur ' d'or diminue g6n6ralement entre le Offin supCrieur et le Offin inf6rieur. Le pourcen classe supCrieure diminue entre le Offin supCrieur et le Offin id&ieur. Le pourc lasse inErieuae aupen te dors que celui de la classe inntemB&aire reste asez con

des dragues situees en Brieur et Offin moyen est satisfaisante. La pedomance de la drague en Offin inferkm n'est pas assez efficace. On peut attribuer cette mauvaise perfomance relative 2 1'inqmcitB de la drague de r6cup r les grains d'or dans la classe grmulomCtrique

Le r6sulltat des an randornetriques du materiel rejet6 indique que la pedomance

inferieure; il est suggere qu'un concentrateu aekson sera un meilleur choix. L'analyse min6ral ue est faite uniquement peur les 6chanstilloas du d6pbt in-situ. Les

resulltats montrent que densitCs des min6raux essentiels constitutifs du dCp8t sont telles qu'elles n'ont aucum effet significatif sur la rBcupbradsn de l'or par

The Offin Placer degosit belongs %O the Dunkwa Goldfields Ltd. (DGL.)> a subsidiary of Corporation (S Cl. It is loeated at Dun a-On-Offin, some 150 km

southwest of Kumasi, the second Pargest City in Ghana.

The compmy's dredging concession stretches from the Upper OHin through the Middle Offina to the Eower Offin . The concession extends about 1.6 n either side of the Offin River and some 68 strem. 1% alss covers the Jimi River ts vdlley, from the

Goldfields Corporation DGL emgloys five bucket ladder dredges to mine the placer coduence with the 0 r northwards to the concession bsundary of the Ashanti

deposit sf the O

Gold in the Offin glacer deposit occurs freely and the method of treatment of the placer material is by gravity concentration, jiggijng and sluicing. The efficient recovery of gold by these processes depends to a large tent on the size 0% the gold grains (Taggart, 1944).

The main objective of this paper is to establish the size range of gold grain in the Offin placer deposit so as to be able to determine how effective the treatment plant operates.

358


Fig. 1: Map showing the three operational zones of DGL.

The work is centered on three dredges namely: dredges D/5, D/6 and D/7 which are located in the Middle, Lower and Upper Offin respectively. It entails size analyses of (i) the gold grains in the deposit, (ii) gold grains recovered by the treatment plant, and (iii) gold grains lost by the treatment plant. The samples were taken from dredge buckets (representing grains in the deposit), secondary jig underflows and screen (recovered grains) and primary and secondary jig overflows (representing lost grains). This made it possible to study the gold grains in the deposit as well as those which are recovered and lost by the treatment plant.

2. THE OFFIN PLACER DEPOSIT

The alluvial gold deposits of DGL form part of the placer deposits associated with the Birimian and Tarkwaian rock systems. These two rock systems are Precambrian in age but the

359

3.1. DREDGING The mode of operation of the dredge involves excavation of the placer deposit @oth undemater and river bank) gnd transporting the excavatecl materid to the sking t r o m e l by a bueket ladder. Treatment of the washed material is caried out on the dred e and waste is disposed of at the rear end of the dredge. Msvement of the dredge on the river is by an array of %ive winch ropes controlled from a central winch rom.

The trsmmd is the f h t stage of the treatment plant where washing and sizing talces place. 9t consists of a screen of size 9.5 mm to allow screenl stacker splits of 60%/46% feed proportion ( h n o n , 1989). The inner periphery is provided with lifters to cascade the material for washing and loosening. long the length is a 6.3 m diameter pipe which delivers high pressure waterjets through.several 15.9 mm spigots for the washing process as the screen revolves. Washed oversize gravels and clay are delivered t0 waste. Grave1 sizes of -6.9 pllpn pass through the screen and washes into a primary concentrate sump that feeds the primary jig

366


via a hydrocyclone. The primary jig has three cells of dimensions of 14.5 m by 12.7 m. These cells have stroke lengths of 19.1 mm to 12.7 mm. The undefflow from the primary jig is fed into a secondary concentrate sump and then to a cyclone (basically a de-sliming device) via a 102 mm pump, where particles are separated according to size and specific gravity. The overflow from the cyclone is delivered to the secondary concentrate sump and the undefflow to the secondary jigs for further concentration.

Bucket ladder

Prirnary concentra Sand chute.

Fig. 2 Flowsheet of a typical treatment plant at DGL

The secondary jig consists of two cells, each with a stroke length of 12.7 mm. The underflow of ce11 one feeds the mercury trap, while that of ce11 two feeds the tertiary jig and the overflow discarded. The tertiary jig further concentrates the impoverished feed (from secondary jig) by further jigging and its underflow goes back to the secondary concentrate sump and the overflow discarded. Al1 jig overflows run across sluices lined with coconut mats, which are intended to concentrate any gold that might have been lost to the jigs.

As stated earlier, the undefflow from ce11 one of the secondary jig feeds the mercury trap - a devicgfor formirtg the amalgam. It consists of an arrangement of several units of wooden boards on which are rolls of dxilled slots of 25.4 mm by 15.9 mm deep, at a pitch distance of 25.4 mm'in a staggered pattern filled with mercury. Between the rolls of slots are metal strips or riffles which create ripples in the cross-flow.

The fourth unit is the stacker. This is a 42.3 m conveyor system used for the disposa1 of waste (washed grave1 and overburden). Trough idlers are spaced 0.6 m and the return idlers 1.2 m. The belt runs in a superstructure inclined at about 150 to the horizontal and is suspended by tension ropes.

361


1 SLUICE BOXES A

1 JCS

Fig. 3: Performance of gravity and centrifuga1 concentration devices ai difk€6fif fWd Si&& {8@3€ Anon, 1978)

5. SAMPLING PROCÉDURE

The sampling programme was designed to evaluate the size tahges df gdd in the: Offiii placer deposit with the view to establishing the effectiveness of the tteatmnt plant dfi dfedges D/5, B/6 and D/7. These three dredges were chosen because they are in the tJppet, Middie sthd the Lower Offin, which are the main operational zones alohg the Offin River.

Samples were taken from strategic points on each dtedge, poihts which would tefiect gald grains in the deposit (Le. in situ) as well as those reflectiiig tecoveted ahd lost gMhs by the treatment plants. These points were the bucket for the gold gtahs in the deposit, the 9ecoiidat.y jig spigot for the recovered gold grains, and the ovetflows afid scteeh tailihgs to teptesefit the gold lost by the treatment plant. The sampling pracedute at each sampling point is diseussed below.

(a) Bucket samples: Samples were taken by means of a t&e of 50.8 mm diafietet shiiil@j &f one end. The tube was speared into a moving bucket afid sarhple volume at each &%i *&S. about 0.05 m3. Samples were washed in a 19.5 fifi petfotated headpan aiid the itfldW&fe: traimferred into a sample bucket, hand-panned to the "blac2k" aiid bagged as a fifial MBpfe. ln afl, 500 samples amddntiirg to some 15 in3 wete takeii. (b) Secondaq jig undetflodr: Sainples were obtained by fieans of a 25.4 mm diafWfet hase of about 3.0 ni length which was eonnected to the spigot of the secondary jig and the concei-ittsttd Was delive"r6d intd a basin for a period of 20 seconds. Sampling was carried out

363

o w sHes. In the slide and viewed

counrted within a test period. relative number of partides

The objectives of this test were two-fold: (i) to compare this result ~4th th& of the microscopie mdysis md

lower h i t in the microsCopic malysis. amine the gold rains skes in the under 120 pm ske range, whieh was t

eralogical analysis has bien stated in Section 4.. of this work, gaavity separation is most eficient when

the mineral and gangue in the mineral mixtures diHer appreciably in specific gravity. The objective of this aridysis was therefore to find out the accessory minerals that exist in the Offin

3 64


placer (in-situ material) in order to assess those most likely to affect gold recovery at DGL. The samples were prepared into polished sections. Each section was analyzed in plane and crossed polars and minera1 identification was by the degree of reflection technique.

6. DISCUSSION OF RESULTS

The discussion focuses attention on the gold grain size and its distribution in the Offin placer deposit (i.e. in-situ), in the recovered concentrate (i.e. jig underflow), and in the tailings (Le. jig and screen overflows). The aim of the analysis was to determine the optimal size of gold grains that are recovered effectively by the treatment plants, and to determine the size range at which possible losses might be occuring in the plant so that they may be reduced. The mineralogical analysis should establish the various gangue minerals. The specific gravity of the gangue minerals would indicate whether they adversely affect gold recovery by gravity separation.

6.1. GOLD G M I N SIZES IN THE OFmN PLACER DEPOSIT

Figure 4 shows histograms of the gold grain size for the various sections of the Offin for the microscopic test.

E 20

B :"i 10

O .& CO 120 200 280 360 440 520 600

Gold grain sizeluml IUppcr Offin 0171

a. hppsit material (in-situ).

f z 8 1 30k

O 40 120 200 280 360 440 5a) 600 Gold grain size laml

(Upper Offin 0171 ' b. Recovered material.

n

40 120 21% 280 360 440 520 @IO Gold grain rizcluml (Middle Offin O151

-! 30L s 20

8 10 -

O 40 120 zoo Zao 360 uo 20 600 Gold grain rire(um 1 i Hiddle Offin 0151

O 40 120 200 280 360 UO 520 600 Gold grain sin 1 u m l ILowcr Offin 0161

O 40 120 zm ZBO 360 uo 520 6 ~ ) . . . .

Gold gram rize luml (Lover Offin W61

Fig. 4 Histogram of gold grain size (microscopic test).

3 6 5

Gisements alluviau d'sr, La Paz, 1-5 juin 1991

Plots of log values of the upper class size versus cumulative frequency on an arithrnetic grobability pager (fig. 5) showed straight Pines indicating that the old grain sizes are lognonrmally distributed.

n E)

1 1.25 >

L

.5: h g of upper class limit versus cumulative frequency.

The estimated mean values are shown in Table 1. In figure 6 are histograms showing the weight percentage of the gold grain siae for the sieve test. Weight pereentage had been used for the sieve test as against relative frequency due to the observations made by Allen, 1981. Graphs of cumulative gercenta e of gold grains against upper elass size for both depssit and reesvered material of botb tests are shown in Figure 7. For practical puposes, the size ranges of +446 pm (upper range), -446 pm 60 +120 pm (middle range), md -120 pm (lower range) have been used for the andysis.

?an gsld grain sizes for the Upper, Middle and Lswer Offin.

Upper Offin Middle Offin Lower Offin

In-situ material Recsvered material

grains size (Pm)

185 836 240 68 1 250 173

grains v

Lsst No. of grains 3 54 200

........__.__.


f

O 32 90 250500 1000 Sieve sizetum)

lUpper Offin 017 1

. . .

a.Leposit materialb-1

c 10

O 32 90 250 SM) 1"

O 32 90 250 500 1000 Sievr sizclrm)

(Middle Offin O15

O 32 90 w)5WlM)o Sicve r i ze lml Sicvc rizc luml

IUpper Offin0171 [Hiddlc Offin OIS) b. Recovered-

O 32 90 250 Mo 1000 Sirvr size\um)

(Louer Offin 016)

Sicvc r izeluml Louer Offin D16 I

~~

Fig. 6: Histograms showing weight percentage of gold grah size.

The following observations can be made: (i) In the Upper Offin, the rnicroscopic test showed that the gold grain size in the deposit

(i.e. in-situ) have about 15% of the grains in the upper range (i.e. +440 pm) size, 73% in the middle range (-440 pm to +120 pm) size and 12% in the lower range (i.e. - 120 pm) size. The sieve test showed 7%, 53% and 40% respectively. These two tests produce an average of 11%, 63% and 26% respectively.

(ii) In the case of the Middle Offin, the two tests produce an average of 7% (upper size range), 64% (middle size range) and 29% (lower size range).

(iii) The Lower Offin had an average of 3%, 63% and 34% respectively.

The deductions that could be made from these observations are that: 1. More than 60% of the gold grains in the Offin placer deposit are found in the middle size

range (-440 pm and +120 Pm). 2. The trend in size distribution of gold grains in the Offin placer deposit is such that gold

grains become finer from the Upper Offin to the Lower Offin i.e. the percentage of the under 120 pm increases.

367

Gold grain siaa.(uml (Ugpar Offin D191

a. W w

In srder to evduate the effectivenees of the dredges with respect ts the ske 0.6 and its recovery in the Offin placer, the correlation between the gold grains in the deposit and that recovered by the treatment plant was statistically estimated. The results are show in Table 2.

The results indieate that for Upper Offin, the correlation between gsld grain skes in the depssit (Le. in-situ) md that recovered by the treatment plant is 6.98 €or the micrsscopic test, while that for the sieve test is 6.95. The two results average out to 0.96. Similarly, the averages €or the iddle and h w e r Offin are 0.92 md 6.47 respectively. It could be concluded therefore that the dredges Dl7 (Upper Offin) md .D/5 (Middle Offin) are performing reasonably weU at their present locations. The pdommm of D/6 is relatively poor.


Table 2: Correlation between gold grains in the deposit and that recovered by the treatment plants for the Microscopic and Sieve analyses.

I Correlation coefficient ......................................... ~...~.

Microscopic Sieve

Upper Offln (D/7) 0.98

0.48 Lower Offln (D/6) 0.45 0.90 Middle Offin (D/5) 0.93 0.95

6.3. MINERALOGICAL ANALYSIS

A summary of the results from this analysis is as presented in Table 3.

Table 3: Summary of accessory minerais in Offin placer deposit.

Gangue minerai 1 % in speclmenl Speciflc gravitp

Quartz 40 - 50 4.8 - 5.1 10 Pyrite

2.65

Magnetite 5.18 10 limenite

4.0 - 4.4 20 - 30 Goethite 4.9 2 Marcasite

4.5 - 5.0 2

Rutile 2 4.2 Zircon Q 4.7

* Source: Slyth and de Freitas, 1977

It could be Seen from the mineralogical test that quartz, goethite, pyrite and magnetite with specific gravities of 2.65,4.0 - 4.4,4.8 - 5.1, and 5.18 respectively constitute over 80% of the samples. The only property of these minerals which will have any significant effect on the recovery of gold in a gravity concentration method is specific gravity. With gold being 19.6 far above those listed, it most unlikely that these minerals would have any major effect on the recovery of gold from the Offin Placer deposit.

7. CONCLUSION AND RECOMMENDATIONS

The results obtained in this study have shown that the mean gold grain sizes in the Offin placer deposit decrease systematically from the Upper to the h w e r Offin. Generdy, more than

369


ALTERNATNA EL RETRATAMIENTO DE COLAS DE LA CONCENTRACION IMETRICA DE MENAS ALUVIALES DE. OR4

AGUSTIN CARDENAS R.

Carrera de Ingenieria Metaliirgica, Universidad Técnica de Oruro, Casilla 200, Oruro-Bolvia

RESUMEN: El elevado peso especifico del Oro facilita la separaci6n de los minerales asociados mediante la concentracibn gravimétrica, con tal que esté apropiadamente liberado y no sea mds fino que 30 micrones. Sin embargo, en la mayoria de los yacimientos aluviales las recuperaciones del or0 no superan ni siquiera el 40%, principalmente por el hecho de tener una buena cantidad de Oro fino, el cual no responde al proceso gravimétrico empleado y es descartado junto con las colas. Este material si bien no es rico, tampoco deja de ser espectable para ser reprocesado, por cuanto la estabilidad en cuanto al precio de este metal y los nuevas procesos desarrollados en los iiltimos aiios permiten procesar menas auriferas con muy bajos contenidos.

Existen muchas alternativas para poder recuperar el Oro fino que se pierde en las colas de los procesos gravimétricos, entre los m8s importantes podemos citar: los procesos de flotacicin y cianuracih en sus diferentes modalidades. En el presente trabajo se hace un andlisis de la factibilidad tecnico-econ6mica del proceso de lixiviaci6n en pilas usando cianuro como agente lixiviante como una alternativa para el retratamiento de las colas de procesos gravimétricos, en virtud a que el autor ha realizado muchos trabajos de investigacih con diferentes materiales y en casi todos se han conseguido resultados satisfactorios.

ABSTRACI': The high specific gravity of gold facilitates separation from the associated minerals by gravity concentration provided it is properly liberated and not finer than about 30 microns.

Nevertheless, the tota1,recovery in this case is not higher than 50% because a large amount of fine particles are lost in the tailings. There are many processes like a flotation and cyanidation which we cm use in order to increase the recovery.

After to run some column percolation leach test and based on the good results the author suggest the heap leaching proccess as an alternative to retreat the gold tailings from alluvial gold placers.

INTRODUCCION

Dentro el procesamiento del Oro, la concentraci6n gravimétrica sigue vigente aiin con ciertas limitaciones como ser la imposibilidad de recuperar particulas finas, las cuales son depositadas junto con las colas del proceso. Una alternativa para poder reprocesar este

3 7 1

Las reamionm primcipales que se llevm a cabs en el lecho.de la pila de lkiviaci6n son las siguientes:

= velocidad de disolucih del or0 (mds). = drea de la parthla ( meficientes de difusi6n del mnwntracibn de CN- y O, respec

- espesor de la eapa limite (cm). 372


Esta expresidn permite analizar la variaci6n de la velocidad de disoluci6n del Oro en funci6n de las concentraciones de cianuro y oxigeno de la soluci6n.

PARAMETROS DE OPERACION Y PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Dentro la lixiviacih en pilas intervienen muchos parhetros de operacibn, entre ellos podemos seiialar:

- concentraci6n de cianuro. - concentraci6n de oxigeno. - grado de trituraci6n de la mena. - caudal especifico de riego. - alcalinidad de la soluci6n. - temperatura de la soluci6n. - altura de la pila de lixiviaci6n. - tiempo de lixiviacidn.

Todos ellos fueron simulados a nive1 laboratorio y se determinaron las mejores condiciones de trabajo.

Para la ejecucidn de las pruebas se han usado muestras de colas de canaletas del sector de Tipuani (La Paz), tipo arenisca (cuarzo silicatos) y que corresponden a menas aluviales con tenores promedios de 0.9 g Ault.

Se realizaron dos tipos de pruebas con el material tal como se recibi6 (- 14 ), lixiviacih por agitacidn y por percolacicin en columnas, las primeras para ver la mixima extraccih posible con el tipo de mena en particular y las dltimas en la expectativa de emplear m6s adelante la lixiviaci6n en pilas a escala industrial.

RESULTADOS EXPERIMENTALES

Las pruebas de lixiviacih por agitaci6n a temperatura ambiente permiten obtener extracciones de Oro entre 80 a 90%, para un tiempo de lixiviaci6n de 48 horas, con un consumo promedio de 0.5 Kg NaCN/t de mena bajo las siguientes condiciones:

Tamaîio de particula -14 mallas Concentracidn de NaCN 0.5 g/l pH de la solucidn 10 a 11 Relacidn de s6lidos 25% Velocidad de agitacibn 600 rpm

En.funci6n a estos resultados se ejecutaron las pruebas de lixiviacibn en mlumnas, los valmes de extracci6n de Oro en este cas0 estin entre 60 y 65%, bajo las siguientes condiciones de operaci6n:

Tamaiio de particula . -14 mallas 373

3 74


RECUPERACION DE ORO POR FLOTACION DE AGLOMERADOS CARBON VEGETAL - DIESEL OIL*

CINDA BELTRAN O.l, NAPOLEON JACINTO E.l, FRANKE. RACHOR;!

1. Departamento de Metalurgia, Universidad Técnica de Oruro. P.O. Box 200, Oruro-Bolivia. 2. Deutsche Gesellschaft fiir Technische Zusammenarbeit (GTZ) P.O. Box 518OD 6236

1 y 2. Proyecto Metaliirgico Oruro (GTZ), - Okro/Bolivia. P.O. Box 252, Oruro-Bolivia. Eschborn, Alemania

RESUMEN: La colecci6n de particulas de Oro fino en particulas de carb6n aglomerado y la subsiguiente flotaci6n "froth" del carb6n ha sido investigada. Se produjeron los aglomerados de carb6n por adici6n de diesel oil. Partiendo de muestras "batch" de colas de aproximadamente 500 g de solidos y un-contenido de Oro de 3 g/t se ha logrado una recuperacidn de 80 % resultando en un preconcentrado con mas de 900 g/t. El consumo de carb6n y diesel esta en el rango de 20 kg y 2 kg por tonelada métrica de colas. Los parimetros principales son dados.

-

ABSTRACT: Collection of fine gold particles with agglomerated coal dust and following froth flotation of loaden coal has been investigated. The coal dust was agglomerated by the addition of diesel fuel. Starting on batch samples of tailings with aproximately 500 g of solids and a gold content of aproximately 3 g/t a'kecovery of about 80 % has been reached, yieldihg a gold content in the concentrate of over 900 g/t. Consumption of carbon and diesel is in the range of 20 kg and 2 kg per metric ton of tailings. Main operating parameters are given.

-

INTRODUCCION -

En la concentraci6n gravimétrica cdnvencional de Oro aluviàl, -uGo de los problemas principales es la baja recuperaci6n de particulas finas de Oro. En Bolivia SC estiman para tal .tipo de operaciones recuperaciones totales en el rango de 40 %. Por este hecho se hace importante el estudio de nuevas técnicas que representen una alternativa de solucidn a este problema.

El presente trabajo eval.iia al nive1 de laboratorio la recuperacidn por adsorci6n selectiva de las particulas finas de Oro en aglomerados de carbdn vegetal - diesel oil y una posterior flotacidn de estos aglomerados cargados. Se planific6 las pruebas por "factorial design".

Para la ejecucidn de las pruebas experimentales se utilizd una mena aluvial procedente del departamento de Cochabamba. La muestra corresponde a colas de tratamiento en mesas,

* Resumen de la tesis de grado del autor primeramente mencionado. 375


la misma contiene 3.18 Au g/t y el tamafis de las pan%iculas esta en a31 rango de 10 a 106 &cm. El proceso responde a tres etapas fundamentales (fig. 1):

Fig. 1: Secuencia de etapas en el proceso de flstaci6n de Oro c m aglorneraci6w arbbn diesel.

- Aglomeracibn esEriea de carMn como esleetos, 1s cual se obtiene agitando una mezda de particulas fimas de earbbn con diesel oil. - contacts y extraceibn, las particulas de earb6n son cxgadas con or0 . - Flotaeibn, recuperaei6n de 10s aglomerados eargadss del resto de la pulpa. - Recuperacidn del metal precioBo del concentrado.

Partiendo de una cola de bajo contenido de 01-0 fino se obtiene un concentrado de or0 de 936 g't, con una recupcraeiijn total de 86%.

El proceso necesi!a insumes de bajo valor y fieil aceesibillidad en minima cantidad. La implementaei6n t6cniea representa en lhea eneral una adaptaciijn de ellementos conocidos en la industria. Se esnsidera el proeeso csmo una altemativa bastante atmctiva a métodss nctualmente empleados para el tratarniento de particulas finas.de oro.

Trabajos suhiguientes son planifieados en escala mayor9 ademhs otras al nive% de Iaboratorio para %a mejor evaluacidn de los aspeetos tebrieos del proceso.

3 7 6


CONSIDERACIONES TEOHCAS

La flotacidn de particulas de Oro, no responde cuando se trata de particulas demasiado finas O coldidales, debido a que estas no tienen la suficiente energia cinética para vencer la barrera energética formada por la presencia de una pelicula de agua alrededor de la burbuja de aire, El proceso en consideracidn re6ne algunas condiciones para superar el problema de flotacidn de particulas demasiado finas. Esta técnica emplea el carbdn vegetal aglomerado con diesel oil, como un soporte para la extraccidn de particulas finas de Oro, las cuales recubren al soporte como una alfombra y son flotadas como en el cas0 normal de flotacidn espumante.

E T N A DE AGLOMEMCION DE CARBON

En la aglomeracidn se adiciona un liquido inmiscible (hidrocarburo) a la suspensidn de sdlidos en el agua (Capes, 1977). El hidrocarburo (aceite) es distribuido en el sistema, agitando la mezcla, dando lugar a superficies oleofilicashidrofdbicas, formando puentes liquidos entre las particulas del mineral, controlado por la propiedad oleofilica del material a ser aglomerado (Darkovich, 1988). La extraccidn sdlido - aceite esta basada en la diferencia de tensiones superficiales de las tres interfases presentes.

La relacidn de equilibrio entre los componentes horizontales de dichas tensiones superficiales, viene expresada por la ecuacidn de Young (Tora], 1973; Shaw, 1970) (fig. 2).

Fig. 2: Representacih esquemiitica de una gota de aceite sobre la superficie de un minera1 TSO - TSW = TWO C O S p P l Donde: Tso = Tensidn interfacial sdlido-aceite.

Two = Tensidn interfacial agua - aceite. Tsw = Tensidn interfacial sdlido - agua.

El comportamiento de una particula respect0 a los tipo de interfases presentes se explica del modo siguiente:

- Si, Two > (Tso .+ Tsw), O ninguna de las tres tensiones interfaciales es mas grande que la suma de las otras dos, el sdlido estarii en la interfase aceite - liquido.

- Cuando el sdlido se encuentra en la interfase aceite - liquido, se puede presentar el siguiente subcaso.

- Si, Tso < Tsw, entonces cos 13, es negativo y 13 > go", entonces la mayor proporci6n de sdlidos se encuentra 'en la fase aceite (Shaw, 1970). Siendo estas las condiciones mas favorables para la formacidn de aglomerados.

3 7 7 ,

3 J 8


MATERIAL

Se ha seleccionado para la aglomeracidn carbdn vegetal industrial de producci6n' nacional, con las siguientes caracteristicas: carbdn fijo 72.7 %, humedad 1.0 %, materia volktil 20.5 %, cenizas 5.8 %.

El diesel oil utilizado es un producto corriente del productor nacional l''PR3 sin tratamiento particular.

El anaisis microscdpico de las menas utilizadas da los resultados siguientes: la arena aurifera tratada contiene mayormente cuarcitas y variedades criptocristalinas de cuarzo como ser calcedonita y silice coloidal entremezclado con ocre de hierro amarillo, el Oro se presenta en laminas delgadas con bordes irregulares y su presencia en la muestra es esporridica. El proceso en estudio se orienta al tratamiento de particulas en un rango de tamaiio de -100 + 9 pm (-150 #Ty + 9 p ) . En la tabla l;se presentan el anrilisis quimico y granulométrico de la muestra.

Tabla 1. Andlisis granulom6trico de la arena aurifera

T M 0 PESO #TY

LEY Au % dt

-150 t 200

37.04 - 3 8 t 28 m 2.95 22.16 -200 t 38 m 2.15 24.97

38.99 6.95 - 18 t 9 m 5.61 60.52 6.55 -28t 18 m 9.24 2.75

UNIDADES DISTRIBUCION , % %

53.68

12.62 18.90

31.36 101.86 20.46 65.37 16.57 -.

-- cAB.cAL. 100.00 3.20 . _._ 320.42 100.00 _ _ CAB.ENS. 3.18

EXPERIMENTACION Y RESULTADOS

AGLOMEUCION DE CARBON

Respect0 a las propiedades eléctricas desarrolladas por el diesel oil y el carbdn vegetal, se hicieron mediciones electroforéticas. Se encontr6 que el potencial que desarrolla el diesel oil es negativo en todo el rango de pH medible, como consecuencia de la adsorci6n de iones OH- y el punto isoeléctrico(IEP) del carb6n vegetal es de 6.3, por encima de este pH el potencial que desarrolla es negativo. Considerando que el pH de trabajo en la etapa de aglomeracih es de 8.0, en principio se puede observar que no existe una relaci6n 16gica en la formaci6n de aglomerados, 10 que deberia suceder en realidad es una repulsidn entre las particulas de carb6n vegetal y el diesel oil, los resultados experimentales no evidencian tal situaci6n. Considerando los efectos encontrados experimentalmente, se podria considerar que el diesel oil se adsorbe sobre las particulas de carbdn a través de las fuerzas de capilaridad y a las impurezas activas presentes en el diesel oil.

379

INTERFASES: Tw0 (Diesel Bi1 - Agua). MOLECULA DE O~GANICO (DIESEL OILL TSW (S6lido - Agual. B O

(%lido - Dlssel 011 1.

Fig. 3: Distribud6n del Diesel oil. pH 8.0,18"C9 60% S6lidos en peso, -100 + 325 ## Ty y 508 rpm. 386


Tabla 2: Efecto del consumo especifico dei diesel oil

PRUEBA No.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Il 12 13 14 15 16

DIESEL OIL Ut AGLOM.

30.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 110.00 120.00 125.00 130.00 135.00 140.00 145.00 150.00 155.00

TIPO DE AGLOMERACION

PENDULAR PENDULAR PENDULAR FUNICULAR FUNICULAR WNICULAR

CAPILAR CAPILAR CAPILAR CAPIL4R

MASAPASTOSA DISPERSION EN LIQUIDO DISPERSION EN LIQUIDO DISPERSION EN LIQUIDO

- Tamaiio de particulas, el tamaiio de particulas de carbbn vegetal en la alimentacibn, ademtis de influir en el tamaiio de aglomerado, ta1 cual se observa en la figura 4, influye decisivamente en el tipo de aglomerado que se obtiene, ya que las fuerzas de capilaridad son mayores en las particulas finas,. Los aglomerados de 2.2 ym de diiimetro, formados con particulas en el rango de -74 + 44 ym y aplicando una velocidad de 450 rpm, son bptimos para el proceso en estudio (Tabla 3).

- .. 0 600 vprn vd. dc agltad6n

L I .

O 1200 rpm WI d~ agitac&

0 ~ S O rem KI. dc ag~lac~dn

4 .

1 a:: E

2s. 8 f 2.

Y I LS- (z O

< I 1. J

.S.

0- I l

O 50 IL * I L 200 2 5 0

Fig. 4: Influencia del tamaiio de particulas de carbbn de alimentacidn en el tamaiio de aglomerado. pH TAM. DE PARTICULAS DE CARBON un 4

8.0,18”C, 60% sblidos consumo de diesel oil 1.30 x 105 cm3/t de carb6n vegetal500 rpm. 381

1 2 3 4 5 6 7

9 10

400 560 550 660 650 750 50

950 1100 1200

2.48 2.20 .O0 .$O

1.60 1.40 1.20

0.80

.8Q 5 0

2.20 2.00 1.80 1.60 1.50 1.40 1.20 1 .%O

“10

En esta etapa, las variables mis significativas son:

- Tiempo de acsndicionamiento. El tiempo de acondicionamients es deteminante en la adsorci6n selectiva de 16s eolectoaes sobre la superficie de las particulas da oro, dmdo lugar a la fomaci6n de puentes liquidos por la interacci6n de la cadana hidrocarbonada de est05 con la msl6cula no polar del diesel oil que esta mntrolada gor los efactos de interaccih entre hidroearburos y la5 fuamas debiles de Van der e obtiene up1 puente liquido bastante estable con una mmda de Z4:Z -1% 910 g/t y un tiempo da a ~ ~ n d i c i o n ~ ~ i e n ~ ~ da 15 min. -

- Velocidad de agitaci6n. Debido a que la posibilidad de fijaci6n o desprendimiento de los compuestos aetivos depende de las interacciones fisico-quimicas y de la gradiente de velocidad imperante en la pulpa. La velocidad de agitacidn debe ser moderada en el rang0 de 450 a 550 qm, la cual permite la formaci6n de puentes liquidos bastante estables y una- extraceibn selectiva.


- El tiempo de contacto. Es un factor que depende de la velocidad de agitacibn y el tiempo de acondicionamiento. Se ha encontrado que un tiempo de contacto adecuado es de 40 min (Tabla 4). A tiempos mayores si bien la recuperacibn se mantiene constante la extraccibn ya no es selectiva, como se observa en la figura 5, posiblemente se deba a que el material valioso ya ha sido casi totalmente extraido y el valor que no se recupera se encuentre diseminado en la matriz del material oxidado.

Tabla 4: Contacto - Extraccidn (40 min)

Fig. 5: Influencia del tiempo de contacto sobre el % extracci& de Oro. pH 6.5, 18"C, -15W Ty + 9 rpm, aglomerados 2.2 mm y mnsuqo 2.0 x 104 g/t de colas tratadas, 2-41 Z-11 (1:2) 110, tiempo de aondicionamiento 2@min, .YS0 rpm.

FLOTACION

La recuperacibn de aglomerados cargados por flotfacibn, presenta las mismas caracteristicas de la flotacih espumante. Se obtuvo los mejores~resultados (930 Au g/t y 80% Recuperacibn) bajo las siguientes condiciones de operacibn: pH 7.0, 2-4:Z-11(1:2) 110 g/t y Dow Froth 250,40 g/t como espum&te.

383

Gisements alluviaux d’or, La Pa, 1-5 juin 1991

RIO CHICO: UNA MINA DE ORO ALUVIAE EN EL E@UA

G n MAQUIZACA B. Y MICHAEL POTTER

ECUMINAS S.A., Casilla 3540, Quito-Ecuador.

RESUMEN: La mina de Rio Chic0 est6 ubicada cerca de Guayaquil (Ecuador) en un yacimiento aluvial de terraza. Se ha diseiiado un sistema original de explotaci6n mediante una planta flotante alimentada por retroexcavadora que entr6 en operaci6n en abri1 1990 y tiene una capacidad de 100 m3h. A fines de 1990, después de haber ya explotado 300 O00 m3 el recurso, todavia existente en el yacimiento, se calcul6 en aproximadamente 3 700 O00 m3 con una ley de 0,3 d m 3 de Oro fino.

RESUME: La mine de Rio Chic0 est située près de Guayaquil (Ecuador) dans un gisement alluvial de terrasse. Elle est mise en valeur grâce à une unité d'exploitation flottante originale de 100 m3 de capacité conçue spécialement et qui entra en opération en avril 1990. Fin 1990 après avoir traité 300 O00 m3 il reste encore un volume d'environ 3 700 O00 m3 à 0,3 d m 3 d'or pur à traiter.

INTRODUCCION

Ecuminas S.A., es una compafiia ecuatoriana que entrd en el grupo de "Oding Mining and Investisment Ltda" a fines de 1988, "ODIN" est6 registrada en la Isla de Hombre y las acciones tienen cotizaciones en las bolsas de Sydney-Australia y Londres-Inglatena.

EL YACIMIENTO EXPLOTADB

Est6 ubicado, a 85 km al Sur de Guayaquil y 40 km al noreste de Machala, al Cambio de pendiente entre la zona costanera y las estribaciones de la Cordillera de los Andes, a la altura de 70 m.s.n.m. y 16 km al Este de océano Pacifico (fig. 1).

La mina de "Rio Chico" se ubica en un valle pequeiio cortado en un Brea de piedemonte (fig. 2 y 3). El cauce del Rio Chico, que cambia, aguas arriba, su nombre a Rio Pinglio, erosiona afloramientos de la Formaci6n Macuchi, que comprende tobas, brechas volchnicas y lavas de edad Cretiicica, originada en un arc0 insular. La exploraci6n realizada gos el grupo Ecuminas ha delimitado un irea de sedimentos fluviales anom6licos en una superficie. de 16

385

Gisements alluviaux d'sr, La Pm, 1-5 juin 1991

. . .-

Fig. 1: M a p de ubicaci6n.


LEYENDA

lwl GRAVAS RECIENTES

m i GRAVAS ANTIGUAS

. ..* 1-l (dlorlros-gronodioriros)

INTRUSIVOS rERCiARIOS

VOLCANICAS CRETACICAS (FM. MACUCHI) SlTld DE PERFORACION EN ROCA DURA

Fig. 2: Mapa geol6gico de los alrededores de Rio Chico.

G3. Es una grava generalmente m& fina que G2 y sin bloques grandes, ademis es m6s suelta que G2 y isten muchos problemas de excavad6n de pozos con retroexcavadora, porque los lados colapsan. Esta grava contiene bastante agua. El Oro es generalmente mis fino que en G2 y la ley es menor a 0.2 g/m3, En algunos lugares este tipo de grava definitivamente sobreyace a la grava del tipo G2.

387

E

Es en 1981 que se encsntr6 oro en el pequeiio vdle donde est4 actualmente la mina. La evaluacibn se realH6 psr pozos eavados con retroexcavadosa de 5 m de lirgo, 7 m de ancho y que llegaban hasta la roea base. Lm 31 primeros pzos fueron excavados en 9981 y la evaluacih se prosigui6 de manera esporidica hasta 1987, luego de manera intensiva a partir de 1988. Masta el fin de 1990 se excavaron 272 poass.

388

- G

isements alluviaux d'or, La Paz, 1-5 juin 1991

4 c

.. .

389


LOO O

800

400

200

.O

f 80

.Y 100

\ 8 40

.4

./ . O 8

.M

K I M A d E CVMULATlVO (eseuh de , pnatmbilidod i Fig. 6: Granulometria de la grava y del Oro recuperado.

Hasta 1988, se,realiz6 la exploraci6n a pequeiia escala y a fines de, este aiio, comenz6 la exploraci6n sistemiitica con una planta piloto portiitil sobre llanta (fig. 7), que en 10 fundamental const6 de parrilla vibratoria, 2 trommels, jig tipo Yuba y bomba de presibn, todos con accionamiento hidriiulico. La dimentacibn se realiz6 con retroexcavadora BANTAM 266. La capacidad de la planta fue de 20 m3/h, con 10 que hasta fines de 1989, que se termin6 la operaci6n, se lavaron 50.000 m3.

3 9.1

. . .:.. :/.: .... : ~

El sistema de explotaci6n (fig. 8 y 9) es a cielo abierts con avance comtimuo de la kente de trabajo, trmsferencia y rellemo del espakio explotado. Em generd, la ruta de minado (fig. 4) tiene sentido paralelo al eje del rio y un m c h variable de 76 a 58 m, segdn sea contra pendiente o a favor de la misma. El beneficio se rediza en la Planta Flotante de Lavado. La operacicin minera seda en 4 etaps biisiceas: -.

1) Seeado del grachie~to: Comprende el desarrollo de canalales que bordean o cortan las terrazas auriferas. Esta etapa es importante por estar el yacimiento ubieado en una zona de dta pluviosidad y porque gram parte de las terrazas esth cubiertas por zonas de pmtanos. Para esta operacicin se utilka una retroexcavadora.

2) Extraccicin de sobrecarga: Pari eldesencape de la grava aurifera se ha establecido un sistema de retiro de sobreearga por bloques con buldozer tigo D6, partiendo de eje central de la ruta de explotacicin, en semtido laterd sobre escombreras temporales ubieidos a rn imo 45 m a mbos lados de la ruta. La parte importante de esta opeaaci6n es el eomtrol del limite ssbreearga-grava aurifera, dado el carieter variable de

. . 1 -

392

. . .


éstas que afecta la dilucith. El mayor problema en esta actividad es la presencia de lentes de arcilla pltistica en época de lluvia, parhetro que hace subir el costo/m3 (Griifico: Costos de desencape). Tomando como ejemplo el apo 1990-1991, fue en los meses de octubre 1990 y febrero 1991 que los costos se elevaron 10 m6s (fig. 10) por causa de temporadas de lluvia y de formaci611 de pantanos.

3) Extraccih de grava aurifera: En terreno h h e d o esta actividad consiste en operar con retroexcavadora en tierra, extraer la grava bajo agua y cargar a la planta de lavado, se ha

- desarrollado .- el sistema de franjas horizontales de 5 metros de ancho, perpendiculares al avance 'dë la explotacih (fig. 9). Para esta operaci6n se ha utilizado una retroexcavadora KATO HD1880 de 1,8 m3 de capacidad de balde y 8 m de alcance en profundidad y 7 para cargado en altura. La profundidad de extraccih es variable de 2 a 6.5 metros. El ciclo de cargado prornedio es de 45 S. La operaci6n con este sistema da una producci6n mensual de 35.000 m3 de grava en banco. El mayor problema es la presencia de bloques grandes y la ninguna visibilidad del operador a la fiente de extraccih (fig. 11). Constituyhdose en un método de tacto indirecto y dependiente de la pericia del operador, tanto para el recogido del material corno para el sub y sobreminado de la grava y roca base.

Fig. 8: La planta flotante de lavado (Foto G. Maquizaca).

Debido a que con el sistema de minado h h e d o no se llegaba a la capacidad de diseiio (100 m3/h) se desarroll6 un sistema mixto que nos ha permitido optimizar el rendimiento de mina y planta. En este tipo de minado se lleva a cab0 la extracci611 por pantallas y bloques (fig. 9), las primeras en hiunedos y las segundas en seco, para 10 que se dimensiona el conjunto pantalla-bloque en funcih del alcance de las retroexcavadoras en operaci6n. Para el cas0 de cargado de grava removida, el ciclo de la KATO es de 40 S. y para la Cat 200B de 20 S.

393

Gis

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d'sr

, La

Paz,

1-5

juin

199

1

I 394


1 US $ por rn3 de banco

costo por mes .

Fig. 10: Variaci6n del costo de desencape por metro ciibico (mayo 1990-abri1 1991).

5 US $ por m3 de banco 1

'1

4

3

1 ' l 1 1 1 v . 1. 8 . - B 1

Mayo Jun Jul Ag0 Sep Oct NOV Dlc €ne Feb Mar . Abr

Fig. 11: Variacidn del costo de explotaci6n por metro cslbico (mayo 1990-abri1 1991)

Con este sistema se ha elevado la produccih a 60.000 m3/mes de grava en banco. Entre las ventajas est6 la observaci& directa del contact0 roca base-grava aurifera, evitando la dilucih. Ademds se puede hacer una preclasificaci6n de bloques en la fiente de trabajo y mejorar la dosificacih de la alimentacih a la planta. Se aumentaron las horas m6quina pero est0 fue compensado por un incremento de la productividad. Se preclasifica el 20% de bloques del volumen extrafdo y se deposita en la misma frente de trabajo, el equivalente al esponjamiento.

395

Gisemmts alluviaux d'or, k Paz, 1-5 juin 1997

El lavado de la grava se efectiia en la planta flotante (fig. 13) que wnsta de panilla, tolva de alimentaci6n, trommel, banda transportadora, hidrscidones, jigs, Ihudsen Bowl y bombas, amados en una estmctura psimxia y todo el mnjunts sobre un pont611 de 14 x 12 x 1.8 m dividido en compatimentos interesnectados entre si, para la ventilaci6n.

La dasificaci6n primaria se sealka en parilla fija. Los rieles, distribuidos en abarnieo, sepaados 25 y 30 cm, tienen un Area totd de 10,s m2, de la cud el 5% es de hrtea libre gara el paso de grava. A la misma se dimenta 100 d / h . Aqui se clasifican los bloques > a 38 cm que csnstituyen el 5%, los cudes se evaciian gor un cand6n hacia la piscina de flotacih. Para el lavado se utiliaan dos rnonitores de dta presi6n (58 psi). ---

La clasificaci6n secundaria se hace en trommel de 18 m de largo y 1.6 m de dihetro, construido con planchas de acero de alta resistencia al desgaste con perforaciones chicas de 9 a 12 mm y un tubo interior con boquillas para la salida del agua a 50 PSI.

3 96

-- Gisements alluliaÜx.d'or, La Paz, 1-5 juin 1991 .. .

Los materiales de menos de 30 cm y mas de 9 mm, que son el 60% del total de volurnen alimentado a la planta (VTA), se evactian por la banda transportadora y la pulpa de menos 9'mm que es el 35% (VTA) pasa a separaci6n graviqétrica. El trommel est6 accionado por cadena conmotor de 30 kW; tiene una gradiente del 8% y gira sobre ruedas a 17 rev/min. La banda transportadora, ubicada en la popa de la planta, tiene una longitud de 21,s m de largo, 1 m de ancho y 4 de inclinacih.

El deslamado se hace en hidrocicl6n tipo Vulcone D-660-B con niple de alimentaci6n de 12" y de rebosadero de 12" y un apex de 8" de dihetro. Es alimentado por una bomba de preconcentrado desde el colector de criba con un 35% de s6lidos (VTA). El rebosadero elimina agua y &lidos en un 5%. El 30% pasa a través de un con0 distribuidor a los jigs primarios.

La separacih gravimétrica se realiza en 8 jigs primarios rectangulares tipo Panamerican, distribuidos en cuatro unidades de dos jigs en bateria con dos.celdas cada uno. Las celdas de 1,22 m x 1,067 m y la malla de fondo de 6 x 6 mm, la cama- de elementos pesados y livianos tiene una altura de 6 cm y est6 formada por perdigones de plomcde 7 mm de d ihe t ro y jasperoide con hematita. El ritmo de pulsaci6n es de 156 gol/rnhqpara-una carrera de golpeo de 15 cm. La taza de reducci6n volumétrica es de 30 a 1. La pulpa de los. jigs primarios es evacuada al colector y mediante una bomba de s6lido al hidrocicl6n secundario que deslama luego al jig secundario, de tipo Panamerican 1,22 x 1.067 m con malla de 6 x 6 m, las carnas son similares al primario y el golpeo es de 160 para un recorrido de 5 cm. La taza de reduccih volumétrica es de 10 a 1.

La concentracih se hace en un concentrador centrifugo (Knudsen Bowl) de 65 cm de di6metro y 35 cm de profundidad. Trabaja a 103 rpm accionado por un motor de 1/2 HP. No de flujo continuo, se descarga cada 8 a 12 horas. Se alimenta con una bomba 44 GPMlde s6lidos accionada por un motor de 1 HP. Se transporta de la planta al Cuarto de Concentrados 16 a 24 kg de sedimento pesado por dia, 10 que da una tasa de reduccibn volumétrica de 20 a 1.

Las colas del Knudsen Bowl se tratan en un jig terciario tipo Denver duplex con 2 celdas de 30 x 45 cm. La malla de fondo es de 3 x 3 mm. La primera celda reoircula al Knudsen y de la segunda, junto con las colas se evactia a la piscina. Opera con 280 golpedmin y un recorrido de 5 mm. La cama de pesados de perdigones de plomo 4 mm de di6metro es de 4 cm y 2 cm de la de arena.

A la planta ingresa agua de baja presi6n por la bomba de jigs, ubicada a babor, que succiona 2500 gal/min de la piscina de flotacidn y estfi accionada por un motor de 45 kW. La linea de altapresi6n de agua e.s alimentada por 1a.bomba.de boquillas y monitores,.-ubicada a estribor que succiona 2100 gal/min y tiene un motor de 75 kW. El consumo de agua para el lavado es de 4.7 m3 por cada metro'cubico de grava.

Todas las colas y rebosaderos son evacuados por canalones a babor y estribor, hasta los colectores en popa, luego mediante bombas de 220 GPM con motores de 30 kW. Se evactia por tuberia paralela a la banda transportadora hasta la pisicina de colas tras la pantalla de filtracidn. El agua filtrada retorna-a la piscina de flotacibn.

.. .

La densidad-de.agua ___ miixima -- establecida para el agua de la piscina?de flotaci6n es de 1.03; pasada esta, afecta al proceso con pérdidas de Oro > 80 mallas.

_. 397 .-


c

'LA.

COLAS A PISCINA

Fig. 13: Flujsgrama de la planta flotmte de Iavvads.

La energia proviene de tres w p o s electrbgenos impulsados psr motores Diesel ubieados en tierra, cuyas caracteristicas t8cnieas son: Voltaje de generacih 430 voltios,

- potencia activa 205 kW a un factor de potencia de 8.8, trifiisico a cuatro hilos. Operan dos grups simultiineamente, el otro es de resema.

a a la planta a trav6s de un eable tripolar flexible submarino, una Itensi6.n s tomada de ]la linea a rea de transmisibn, eneradores-planta, la toma es

' 398

Gisements alluviaux dlor, La Paz, 1-5 juin 1991

variable de acuerdo a la posici6n de la planta. La tensi6n que llega a la planta se baja mediante un transformador reductor a 460 voltios, tensidn a la cual funcionan en su mayoria las cargas eléctricas. También existen cargas que funcionan a tensiones de 220 y 120 voltios, por 10 que se dispone de un transformador para lograr estas tensiones, que es el alumbrado y el taller en planta. En la planta se dispone de un panel eléctrido donde se ubica el tabler0 de control, en 61 se localiza la proteccih general del sistema. La planta consume 320 kWh, con 10 que el consumo de energia por m3 de grava aurifera lavada es de 3,2. kW.

El mantenimiento tiene su apoyo en el taller de mecfinica, eléctrico y soldadura. La planta opera durante 24 horas todos los dias del aiio. La operaci6n real de la planta est6 definida por las pérdidas de tiempo. Tomando como ejemplo el mes de mayo de 1991, que contaba con 720 posibles horas de trabajo, se trabajaron de manera efectiva 608,30 horas, sea el 84,49%

. *

RECUPERACION bEL ORO Y FUNDICION

Los equipos de recuperacih de Oro a partir de concentrados y de igual forma la fundicibn, operan como unidad independiente (fig. 14).

BOMBA OE AGUA

Fig. 14: Elujograma del Guarto de concentrado. 399-

.. - .

E , --

FLUJOGRAMA DE CUARTO DE ORO

EN TERRA

Rg. 15: Representacih esquernati’ca de las speraciones en Mina K5Chico ._.---

400 -


INDEX DES AUTEURS AUTHORS INDEX

INDICE DE LOS AUTORES

mGA&UUZ Pedro, ?,17.

BARRAeAN Jorge, 23.

BARROS Jorge G.C., 217.

BELTRAN Cinda, 375.

BISTE Michel H., 145.

BUFFLER Ralf, 145.

C M C H O Gemma, 187.

CARDENAS Agustin, 371.

CASTILLO Alfredo, 7.17.

DEBRAH Charles, 357.

DILABIO Ron N.W., 297..

DUMONT Jeau-François, 115.

FOmO-ONOFRE Hugo, 275.

FORNARI Michel, 159,115,175.

FRIEDRICH Giinter, 145.

GONZQLEZ h a M., 6153.

GREENER Gerhard, 39.

HERAIL'Gkard, 3,115,159,175.

HEYL Allen David, 75.

JACINTO E. Napoleon375.

LANKNEUS Jean, 89.

LOPE-RENDON Jorge, 275.

LOEN Jeffrey S., 247.

MAHANEZ William C., 315.

MAQUIZACA Gil, 385.

. "UZZI Jorge, 17.

4 O 1

ISSN : 0767-2896 Editions de I'ORSTOM 72, route d'Aulnay F-93143 BONDY C6dex

Photographies de couverture b q g e de sdâkenfs aurflèm (Burkiina Faso)

Leplacer de Nkeva Esperanza fAntazonie bolivienne) (clichés Gérard Hérail)

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1991 actas del simposio internacional sobre yacimientos aluviales de oro