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Ing. Martin Zegarra
MINERALOGÍA
INGENIERIA GEOLÓGICA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
PROCESOS MAGMATICOS
1
4
3
(H2O, S, Cl, B) +
(Cu, Mo, Au) ?
ARCO MAGMATICO
Modificado de Richards (2003)
5
Magma Primario
Magma Parental
PROCESOS DE DIFERENCIACIÓN MAGMÁTICA
En la cámara magmática, a medida que el magma se enfría ocurren diversos procesos
de diferenciación que originan los diferentes tipos de rocas.
Fusión del Cpx
El producto líquido
constituyen los
diferentes tipos de
Basaltos Primarios
Distribución de los elementos entre las fases: metálicas,
sulfurada y silicatada• Clasificación de Goldschmidt:
– Atmófilos: Elementos volátiles (Gases y líquidos)
– Litófilos: Afinidad por los líquidos silicatados (SiO2)
– Calcófilos: Afinidad por los líquidos sulfurosos (S)
– Siderófilos: Afinidad por los líquidos metálicos (Fe)Victor Goldschmidt (1888-1947)
Siderófilo
Calcófilo
Litófilo
Atmófilos H, C, N, Gases Nobles
Alcalis, Alcalino-térreos,
Halógenos, B, O, Al, Si, Sc,
Ti, V, Cr, Mn, Y, Zr, Nb,
Lantánidos, Hf, Ta, Th, U
Cu, Zn, Ga, Ag, Cd, In, Hg,
Tl, As, S, Sb, Se, Pb, Bi, Te
Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir,
Pt, Mo, Re, Au, C, P, Ge, Sn
Líquido Silicatado
Líquido Azufroso
Líquido Metálico
Fase Gaseosa
Corteza Terrestre y sus
Particularidades de su Composición
Elemento % Compuesto %
O 44,8
Si 21,5 SiO2 46
Mg 22,8 MgO 37,8
FeO 7,5Fe 5,8
Al 2,2 Al2O3 4,2
Ca 2,3 CaO 3,2
Na 0,3 Na2O 0,4
K 0,03 K2O 0,04
Total 99,7 Total 99,1
PARAGENESIS - ZONACION
Un fluido mineralizador cambia gradualmente su
composición mientras migra desde su fuente ya que
reacciona con las rocas, cambiando su composición
química, pH y otras propiedades; migra a sectores de
menor presión y pierde calor al entrar en contacto con
rocas más frías. Al ocurrir estos cambios físicos y
químicos, los minerales de mena y ganga se proximan
a sus respectivas constantes de equilibrio y son
depositados en cierta secuencia. Esta depositación
secuencial provee un registro detallado de la
evolución en tiempo y espacio de una solución
mineralizadora.
PARAGENESIS
Paragenesis de los Minerales de Hierro y Cobre
los óxidos de Fe y Cu forman una serie predecible de
asociaciones mineralógicas porque sistemas supérgenos
están caracterizados por una serie consistente de
reacciones geoquímicas que permiten solo el desarrollo de
ciertas relaciones paragenéticas.
Pirita
Cc Cv
pH, [Fe]
Gt+jar
hematita
pH ~, [Fe]
pH~, [Cu] ~ (baja)
pH~, [Cu]
Zonacion Skarn Cu
ZONACIÓN MINERALÓGICO DE ÓXIDOS DE Fe y Cu
Protolito con py,
cp, +/- bn
cc py (arriba)
cv cc; idaita
cv cp (abajo)
Capa lixiviada dominada
por goethita y/o jarosita;
hematita reemplaza cc
Protolito con cp, bn
>,>> py
CuOx bien desarollada;
zona de enriquecimiento
(cc, cv) restringida
Capa lixiviada dominada
por hematita roja >>
goethita, jarosita
1- SEGREGACIÓN MAGMÁTICA
Los minerales se forman al cristalizar el magma dependiendo
los mismos de su sulubilidad y punto de fusión. Los primeros
en cristalizar, son los más insolubles (platino, cromita, ilmenita,
magnetita…); los últimos son las más solubles, es el caso de
los minerales alcalínos y alcalinoterreos.
PROCESOS ENDÓGENOS
TIPOS DE DEPÓSITOS LIGADOS A PROCESOS DE ORÍGEN ENDÓGENO:
2 - PEGMATITAS
Son fundidos residuales resultado de la cristalización fraccionada
de los magmas ricos en silício, aluminio y álcalis (elementos
litófilos) y altos contenidos en volátiles (boro, fluor, cloro).
La presión que estos ejercen obliga a inyectarse en las rocas
circundantes.
Se caracterizan por:
- Su forma morfológica es de diques o de lentejones.
- La textura suele ser de grano muy grueso.
- Se forman a presión alta y temperaturas moderadas o altas.
- Las hay sencillas y complejas (Li, Be, Nb, Ta, W) según su
mineralogía
3 – VENAS HIDROTERMALES
Los depósitos hidrotermales son más tardíos que las pegmatítas
y son ricos en sulfuros (elementos calcófilos). Las formas más
comunes de presentarse son en venas o filones.
Según Lindgren, hay tres tipos:
• Hipotermales → temp. entre 500° y 300° C (Sn-W-Mo)
• Mesotermales → temp. entre 300° y 200° C (Pb-Zn-Cu)
• Epitermales → temp. entre 200° y 100° C (Hg-Sb-Pb-
Zn)
Buchanan/Morrison/Corbett & Leach
4 - METASOMATISMO DE CONTACTO
Se produce debido a las emanaciones gaseosas y líquidas que
escapan del magma a elevada temperatura durante el proceso de
consolidación, sobre todo cuando los magmas son ácidos (ricos en
SiO2) o intermedios. Estas emanaciones al encontrarse con rocas
reactivas (carbonatadas), reaccionan alterando totalmente su
composición.
Suelen ser yacimientos de pequeño tamaño y ley alta lo que les hace
ser muy valiosos, terminan súbitamente, tienen una distribución en
forma de aureola, contienen óxidos y sulfuros, y reciben en nombre
de skarn.
Modelo formación skarn
SKARN
CALCAREASCalizasDolomíasLimolitas calcár.Lutitas calcár.margas
Prograda: Grt, pix, woll
Retrograda: Ep, cl, cab, anf MármolHornfels
Calco alcalino
StockINTRUSIVO
Fluidos magmáticos
Aguas meteóricas
Mineralización:Py, cp, ef, gn.
Fuente:
5 - DEPÓSITOS DE FUMAROLAS Y FUENTES TERMALES
FUMAROLAS
Al atravesar el magma, tanto los líquidos como los gases, van
reduciendo metales; al final los fluidos residuáles son expedidos a
gran presión llegando a la superficie como fumarolas o geíseres.
FUENTES TERMALES
Las aguas calientes alcanzan en ocasiones la superficie de la tierra
y dan lugar a las fuentes termales. Tanto se han diluido en las aguas
subterraneas que su contenido en minerales es muy bajo; uno de los
ejemplos más frecuentes es el ópalo
PROCESOS EXÓGENOS
Se origínan mediante procesos :
- Clásticos o detríticos. Acumulación de granos individuales.
- Químicos o bioquímicos .Producto de precipitaciones químicas
a partir de soluciones.
Cemento (más frecuente): carbonatado, siliceo o ferruginoso
Paso de sedimento a roca sedimentaria:
Erosión –Transporte – Sedimentación:
Deshidratación
Compactación
Litificación
Rocas Sedimentárias:
Areniscas - Pizarras - Calizas
(de los 16 Km superficiales, sólo ocupan el 5%)
Se producen por evaporación de las aguas de cuencas cerradas
sometidas a elevadas temperaturas. Al evaporarse, los componentes
menos solubles comienzan a precipitar.
Se dividen en dos grupos atendiendo a su génesis :
- MARINOS. El orden de precipitación es:
Calcita – Dolomita – Yeso* – Anhidrita – Halita** – Silvina
* Se separa cuando la temperatura es de 30° y la concentración es
3,35 veces superior a la normal; a la mitad, lo hace la Anhidrita.
** Se separa cuando la concentración es 10 veces superior a la
normal; por último, lo hace la Silvina-Carnalita.
- NO MARINOS: Son más escasos y de menor interés económico:
Boratos - Nitratos
1 - EVAPORÍTICOS
TIPOS DE DEPÓSITOS DE ORIGEN SEDIMENTARIO:
2 - DE CONCENTRACIÓN MECÁNICA Y RESIDUAL
- MECÁNICA
Están formados por minerales primarios que han resistido la
meteorización sin haberse alterado.
Es el caso del cuarzo (presente en el 99% de los sedimentos),
Otros ejemplos son: oro, plata, cobre (yacimientos tipo placer).
- RESIDUALES
Se forman por meteorización química intensa de los silicatos,
normalmente, se forman en climas tropicales dando nuevos
minerales que quedan depositados en el mismo sitio donde se
produce la meteorización.
Los más abundantes son las arcillas (aluminosilicátos ):
caolinita – montmorillonita – illita – clorita
Otros minerales muy importantes son los hidróxidos de aluminio:
bauxitas (gibbsita, diásporo y boehmita)
3 – ENRIQUECIMIENTO SECUNDARIO
Los minerales primarios o hipogénicos de muchos depósitos filonianos
hidrotermales de sulfuros, sufren alteraciónes cerca de la superficie
transformandose en minerales secundarios o supergénicos, ya que con
facilidad se oxidan pasando a sulfatos, muchos de ellos solubles en agua.
Entre la superficie del suelo y la capa freática hay una zona relativamente
poco profunda donde el agua circula activamente. Los sulfuros se oxidan
pasando a sulfatos. Es la zona de oxidación.
Por debajo del nivel freático de las aguas se encuentra la zona de reducción,
en ella, hay poco oxigeno y los metales tienden afinidad por el azufre.
La parte superior de un filón se convierte a menudo en una masa nodular
oxidada rica en minerales de hierro llamada gossan.
PROCESOS METAMORFICOS
Se define el metamorfismo como el conjunto de procesos que, actuando por
debajo de la zona de meteorización a considerable profundidad de la corteza
terrestre, provoca por efecto de la presión de los sedimentos la recristalización
de las rocas preexistentes (ígneas y sedimentarias). Durante el metamorfísmo,
las rocas permanecen fundamentalmente en estado sólido. Las causas de los
procesos metamórficos son los cambios de temperatura y elevada presión. Los
cristales aparecen deformados (aplastados) por efecto de la presión de los
sedimentos.
HAY DOS TIPOS FUNDAMENTALES DE METAMORFISMO:
CONTACTO: está relacionado con una intrusión y la recristalización es lenta.
REGIONAL: se produce a gran escala con progresivos aumentos de P. y T.;
estos, están asociados a grandes geosinclinales y orogéneas.
Hay tres zonas desde la más externa a la más interna:
epizona - mesozona – catazona
METAMORFÍSMO REGIONAL
