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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE MXICO
FACULTAD DE INGENIERA
Divisin de Ingeniera en Ciencias de la Tierra
CARACTERIZACIN MINERALGICA DE LAS
ALTERACIONES HIDROTERMALES EN EL YACIMIENTO
DE ORO LA INDIA, SONORA, MXICO
T E S I S
Que para obtener el ttulo de:
Ingeniero Gelogo
Presenta:
Dolores Reyes Guillermo
Director de tesis:
Dra. Teresa Pi Puig
Mxico, D.F. Noviembre 2014
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DEDICATORIA
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AGRADECIMIENTOS
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NDICE
Pgina
RESUMEN
ABSTRACT
Captulo I Introduccin 1
I.1 Objetivos 2
I.1.1 Objetivos generales 2
I.1.2 Objetivos particulares 2
I.2 Planteamiento del problema 3
I.3 Metas y/o alcances 3
I.4 Justificacin 4
I.5 Antecedentes 5
I.6 Localizacin del rea de estudio 6
Captulo II Metodologa 8
II.1 Trabajo de campo y caracterizacin macroscpica de las
muestras 12
II.2 Microscopio petrogrfico 12
II.3 Difraccin de Rayos X (DRX) 14
II.3.1 Anlisis de roca total 15
II.3.2 Anlisis de fraccin arcilla (
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IV.2 Distrito Minero Mulatos 42
IV.2.1 Estratigrafa del Distrito Mulatos 44
IV.2.2 Geologa estructural del Distrito Mulatos 46
IV.2.3 Alteracin hidrotermal, mineralizacin y su distribucin en
el distrito 47
IV.3 Geologa local en La India 51
IV.3.1 North Zone 53
IV.3.2 Main Zone 54
Captulo V Resultados 56
V. 1 Caracterizacin macroscpica de muestras 56
V.1.1 Anlisis de rocas superficiales 56
V.1.2 Anlisis de rocas de barrenos 57
V. 2 Microscopa petrogrfica 60
V.3 Difraccin de rayos X 65
V.3.1 Anlisis de roca total 65
V.3.2 Anlisis de la fraccin arcilla (
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RESUMEN
En Mxico, los yacimientos epitermales de alta sulfuracin
documentados, han sido muy
pocos, a pesar de ser objetivo prioritario en la exploracin de
Au para las compaas mineras. Estos
depsitos, se concentran principalmente en la parte NW de Mxico
en los estados de Sonora y
Chihuahua, con edades que van del Eoceno al Oligoceno y estn
relacionados a procesos
geotectnicos definidos.
En este trabajo se presentan los resultados de la caracterizacin
mineralgica detallada
(Petrografa, DRX, IR, SEM) de la alteracin hidrotermal del
depsito La India, que se encuentra
localizado en el Municipio de Sahuaripa, en el estado de Sonora,
muy prximo al lmite estatal con
el estado de Chihuahua, Mxico. La mineralizacin, se localiza en
el Distrito Minero La Amargosa
y abarca una zona de aproximadamente 600 km2 del denominado
cinturn de oro de Mulatos y se
manifiesta en forma de vetas, diseminaciones y brechas con
concentraciones econmicas de Au-
(Ag)-(Cu).
En la mineralizacin de La India se identificaron dos tipos de
asociaciones minerales, una
de origen hipognico de
cuarzo-alunita-pirita-barita-disporo-pirofilita y otra de origen
supergnica
correspondiente principalmente a xidos de Fe, jarosita y alunita
tarda. En la fraccin arcilla
(
-
El yacimiento La India presenta patrones de alteracin
caractersticos, desde las zonas
mineralizadas hacia el exterior, se identificaron: primero vuggy
silica, pasando a alteracin arglica
avanzada con o sin silica masiva y finalmente alteracin
propiltica. Sobreimpuesto a lo anterior
encontramos una alteracin supergnica por procesos de oxidacin.
La determinacin de estas
alteraciones nos ayuda a comprender mejor el yacimiento de la
India y confirmar su clasificacin
como un yacimiento epitermal de alta sulfuracin.
ABSTRACT
In Mexico, documented epithermal high-sulfidation deposits have
been very few, despite of
being priority in Au exploration for mining companies. These
deposits are mainly concentrated in
the NW part of Mexico in the states of Sonora and Chihuahua,
with ages ranging from Eocene to
Oligocene defined and related to geotectonic processes.
This thesis shows the results of the detailed mineralogical
characterization (petrography,
XRD, IR, SEM) of hydrothermal alteration of La India ore
deposit, which is located in the
Municipality of Sahuaripa, in the State of Sonora, near of the
state boundary with the State of
Chihuahua, Mexico. The mineralization is located in the Amargosa
Mining District and covers an
area of approximately 600 km2 of the gold belt known as Mulatos
and manifests itself in the form of
veins, breccias and disseminations with economic concentrations
of Au-(Ag)-(Cu).
Two types of mineral associations were identified in La India,
the first one of hypogene
origin formed by
alunite-quartz-barite-pyrite-diaspore-pyrophyllite and the other
one of supergene
origin mainly corresponding to Fe oxides, jarosite and late
alunite. In the clay fraction (
-
La India field shows characteristic alteration patterns from the
mineralized zones outwards
as follows: first vuggy silica, passing to advanced argillic
alteration with or without massive silica
and finally propylitic alteration. Superimposed on the above
there is a supergene alteration by
oxidation processes. The determination of these changes helps us
to better understand La India field
and confirm its classification as a high-sulfidation epithermal
deposit.
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Captulo I. Introduccin
Captulo I Introduccin
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Captulo I. Introduccin
1
I Introduccin
Mxico tiene una tradicin minera importante y ha sido uno de los
pases con mayor
produccin de metales en el mundo, lo cual ha sido reflejado en
su larga historia minera conocida
desde la poca prehispnica alrededor de los 600 d.C. (Ordez,
1986). Todo esto es posible debido
a las caractersticas geolgicas que posee nuestro pas,
consecuencia inherente a procesos
geodinmicos favorables para la acumulacin de los minerales
econmicos en regiones particulares
de la corteza terrestre.
Afortunadamente, Mxico cuenta con una de las provincias
fisiogrficas con mayor
produccin de plata a nivel mundial, la Sierra Madre Occidental,
que coloca a Mxico como el
principal productor de este metal en el mundo y uno de los ms
destacados en la extraccin de oro
(12avo lugar). Esta provincia por sus caractersticas geolgicas
puede ser catalogada como una
provincia metalogentica: Sierra Madre Occidental (SMOcc) (Figura
I.1), la cual hospeda
principalmente yacimientos tipo epitermal, primordialmente de
edades Palegeno al Negeno,
portadores de Ag y Au esencialmente, pero tambin, metales como
Zn, Pb, Cu, Cd, As, Sb, Bi, entre
otros (Camprub y Albinson, 2006; Camprub, 2009). De esta
tipologa de yacimiento se pueden
diferenciar, por sus caractersticas, tres subtipos de
yacimientos epitermales: los de alta sulfuracin,
sulfuracin intermedia y baja sulfuracin (Sillitoe y Hedenquist,
2003). Este trabajo se enfocar
principalmente al estudio de un caso particular de un yacimiento
tipo epitermal de alta sulfuracin
llamado La india, ubicado en la zona norte de esta provincia
metalognica.
Figura I.1 Provincias fisiogrficas de Mxico. Ntese la
coincidencia con la provincia fisiogrfica de la Sierra Madre
Occidental y la ubicacin del depsito La India, modificada de INEGI,
2014.
Provincias fisiogrficas
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Captulo I Introduccin
2
Los yacimientos epitermales de alta sulfuracin en Mxico,
documentados, han sido pocos
y escasos, a pesar de ser depsitos con altas producciones de oro
(p.ej. Mulatos. Staude, 2001).
Estos depsitos se concentran sobre todo en la parte NW de Mxico
en los estados de Sonora y
Chihuahua, con edades que van entre los 40 y 28 Ma, Eoceno y el
Oligoceno (Ochoa-Landn et al.,
2011), lo cual nos expresa que son depsitos muy jvenes con pocos
niveles de erosin, lo que
permite dejar semiexpuesto al sistema de mineralizacin. Es por
tal motivo, que el estudio referente
a sus alteraciones es factible y permite comprender ms sobre los
procesos de gnesis y zonamiento
de este tipo de mineralizaciones hidrotermales. El estudio de
las alteraciones hidrotermales
asociadas a mineralizaciones epitermales de alta sulfuracin es
muy importante, ya que es la pauta
decisiva en la toma adecuada de decisiones para la exploracin de
metales preciosos, en particular
de oro.
Las metodologas empleadas para caracterizar y definir
asociaciones minerales de alteracin
y eventos mineralizantes pueden ser agrupadas en dos tipos:
tradicionales o convencionales y las
especficas o no convencionales (Melgarejo et al., 2010). Dentro
de las metodologas tradicionales
se distingue el estudio de microscopia ptica mediante luz
transmitida y reflejada por su mayor
aplicacin y facilidad de uso e interpretacin. Esta tcnica
denominada petrogrfica, se apoya de
otras tcnicas analticas convencionales, especialmente de la
Difraccin de Rayos X (DRX), la
espectrometra de infrarrojo, el microscopio electrnico de
barrido y anlisis semicuantitativos de
qumica mineral.
En el presente trabajo se abordara la caracterizacin de las
asociaciones minerales de las
alteraciones relacionadas a la mineralizacin de metales
preciosos de tipo epitermal de alta
sulfuracin, mediante el empleo de tcnicas analticas
tradicionales de una de las tipologas menos
estudiadas en Mxico.
I.1 Objetivos
I.1.1 Objetivos generales
* Definir y caracterizar las asociaciones mineralgicas de las
alteraciones de la zona mineralizada
del yacimiento de oro La India, Sonora, mediante petrografa y
tcnicas analticas: Difraccin de
rayos X y microscopio electrnico de barrido y anlisis
semicuantitativos de qumica mineral.
* Identificar la evolucin de los eventos mineralizantes
(paragnesis) de uno de los dominios del
yacimiento La India: Main Zone.
I.1.2 Objetivos particulares
* Identificar los minerales y texturas que conforman las
alteraciones hidrotermales, as como
caracterizar su distribucin o posible zonamiento en el depsito
de La India
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Captulo I Introduccin
3
* Aplicar metodologas para la identificacin y caracterizacin de
fases minerales, en especfico
minerales de arcilla y aquellos que no puedan ser identificados
en mtodos petrogrficos, mediante
difraccin de rayos X.
* Emplear el microscopio electrnico de barrido para denotar
aspectos texturales de las
asociaciones minerales de alteracin y reconocer la qumica
mineral de la alunita, minerales de
arcillas y sulfuros. Incluye el potencial reconocimiento de
metales preciosos.
* Reconocer secuencias mineralgicas con propiedades de
geotermmetros para el yacimiento de
La India y dilucidar sobre las implicaciones que esto
representa.
I.2 Planteamiento del problema
El oro est asociado frecuentemente a estructuras primarias y en
ciertos casos secundarias,
generalmente vinculado con alteraciones hidrotermales especficas
dentro del contexto de
mineralizaciones epitermales de alta sulfuracin (Panteleyev,
2005). Reconocer las alteraciones
hidrotermales asociadas a este tipo de depsito es primordial
para identificar zonas potencialmente
econmicas (exploracin), as como para evaluar su factibilidad
durante la explotacin. Al
determinar las alteraciones hidrotermales y contrastarlas con el
contenido y presencia de metales
econmicos en el depsito se puede definir y comprender mejor las
asociaciones relacionadas a los
eventos de mineralizacin y en especial los econmicos.
Identificar la asociacin mineral de las alteraciones
involucradas y asociadas a
concentraciones econmicas de Au del dominio Main Zone, permitir
tener un panorama gentico
que justifique las tareas de exploracin (inversin) dentro del
yacimiento.
I.3 Metas y/o alcances
* Consolidar mi formacin como Ingeniero Gelogo, investigando,
aplicando metodologa y
aportando mis conocimientos a este tema de tesis.
* Aportar informacin de los yacimientos epitermales de alta
sulfuracin en Mxico, documentando
nuevas evidencias de alteraciones dentro del tren de
mineralizacin del Distrito Mulatos.
* Aplicar tcnicas convencionales (petrografa) y analticas que
permitan identificar los minerales
presentes en las alteraciones hidrotermales.
* Utilizar metodologas para la aplicacin de difraccin de rayos X
(DRX) para conocer aquellas
fases minerales que no pueden ser identificadas
macroscpicamente. As mismo diferenciar
minerales de arcilla y caracterizar fases minerales.
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Captulo I Introduccin
4
* Utilizar el microscopio electrnico de barrido (SEM, por las
siglas en ingls de Scanning Electron
Microscopy) y anlisis semicuantitativos de qumica mineral (EDS
por las siglas en ingls de
Energy Dispersive Spectroscopy) para identificar texturas y
fases minerales en especfico, debido al
tamao de las mismas (< 500m).
* Evidenciar las fases minerales y/o alteraciones estrechamente
relacionadas con valores
econmicos de Au, as mismo clarificar alteraciones subeconmicas,
realizando una comparacin
de las mismas.
* Ubicar a La India en un contexto espacial, respecto a las
asociaciones mineralgicas analizadas
I.4 Justificacin
Debido a la escasa documentacin tcnica y cientfica de este tipo
de yacimientos
hidrotermales en el pas, como resultado de la falta de
exploracin bajo el contexto de alta
sulfuracin y estudios de yacimientos epitermales de alta
sulfuracin en produccin, es conveniente
dilucidar las caractersticas que los engloban y los mantienen
como otra tipologa ms de los
yacimientos minerales de relevancia econmica para el pas. Adems
de que son una de las fuentes
importantes de metales preciosos en el mundo (Simmons et al.,
2005).
Actualmente el oro se encuentra en el mejor periodo econmico
para su compra en su
historia, p. ej. 1,235 USD la Oz Troy (preciooro, 2014). No
obstante, la bsqueda de oro en nuestros
tiempos se ha vuelto cada vez ms difcil a pesar de los esfuerzos
en exploracin y la actual
demanda. Por tal motivo la relevancia de resolver y entender
aquellos patrones que hacen ms fcil
su bsqueda bajo ciertos parmetros geolgicos y su explotacin ms
certeros.
En los ltimos aos se han documentado caractersticas sobre la
morfologa, patrones de
distribucin y emplazamiento, asociaciones minerales, texturas y
alteraciones que hospedan a los
minerales econmicos en yacimientos de alta sulfuracin alrededor
del mundo. Tal es el caso del
depsito de Lagunas Norte en Per, en donde Cerpa et al (2013)
sostiene que dicho yacimiento
presenta una alteracin tpica para los de su tipo, presentando
cuarzo vuggy, rodeado de unas
asociaciones de cuarzo-alunita y cuarzo-alunita-caolinita.
Tambin se reporta, que el oro se presenta
como micro inclusiones o como solucin solida dentro de la
pirita, la cual se encuentra rellenando
fracturas junto con cuarzo, alunita y enargita. Por otra parte y
de la misma manera dentro del
yacimiento de Summitville en Colorado, Stoffregen (1987) expone
que la alteracin ms comn en
el yacimiento es la alteracin cuarzo oqueroso (vuggy silica) y
la arglica avanzada, as como una
mineralizacin econmica distribuida en la textura vuggy silica,
en la matriz de micro brechas, en
micro vetillas y en menor medida de forma diseminada. Esta
mineralizacin econmica est
asociada a los sulfuros, en particular a la pirita. As mismo, se
ha identificado que procesos
secundarios de removilizacin durante el intemperismo generan
reas de oportunidad para la
concentracin del oro, en este ambiente el oro est asociado a
algunos xidos e hidrxidos de Fe, a
la jarosita y a la barita.
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Captulo I Introduccin
5
Dado lo anterior, se evidencia claramente que es importante
conocer la forma en que el oro
viene acompaado y si este proviene de diferentes eventos
mineralizantes. Por lo tanto reconocer,
caracterizar y evidenciar las alteraciones para el yacimiento La
India, nos da la posibilidad de
guiarnos con mayor fidelidad en el proceso de exploracin.
I.5 Antecedentes
El rea de la India cuenta con 54,981 hectreas de concesin
minera, propiedad de la
empresa Agnico Eagle Mines Limited desde el 2011, quien la
adquiri de la empresa minera Grayd
Resource Corporation. Los trabajos de exploracin empezaron en el
2004 y desde esa fecha a mayo
del 2012 se obtuvieron 189 muestras de barreno de diamante y 631
de circulacin inversa de los
dominios North Zone y Main Zone, calculando reservas probables
de 930,000 oz de oro contenidas
en 44.64 millones de toneladas con una ley de 0.65 g/t de
Au.
La India pertenece al denominado trend de oro de Mulatos. El
distrito Mulatos se localiza al
SE de la India y es uno de los distritos con mayor produccin de
oro en Mxico. Para 1999, las
reservas fueron evaluadas en 43.5 millones de toneladas con 1.59
g/t de Au, con recursos globales
de 68 millones de toneladas con 1.6 g/t de Au (Ochoa-Landn et
al., 2011).
Reportes tcnicos de la minera y trabajos con PIMA relacionados a
las alteraciones
hidrotermales son los nicos trabajos que documentan al
yacimiento La India, mientras que para el
distrito Mulatos, Staude (2001) y Ochoa-Landn et al (2011) son
algunos de los que reportan
informacin geolgica y geoqumica del ambiente volcnico de
formacin y de la mineralizacin
del distrito. Tambin se han hecho trabajos de la provincia
metalogentica Sierra Madre Occidental
(SMOcc), documentndose las implicaciones tectnicas en su
formacin y la consiguiente relacin
con los yacimientos minerales que hospeda.
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Captulo I Introduccin
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I.6 Localizacin del rea de estudio
El depsito La India se encuentra localizado en el municipio de
Sahuaripa a 60 km al
sureste de dicho poblado, en el estado de Sonora, Mxico,
aproximadamente a 210 km al E-SE de la
capital del estado, Hermosillo y muy prxima al lmite federal con
el estado de Chihuahua. La
mineralizacin abarca una zona de aproximadamente 600 km2
situados en el cinturn de oro del
prolifero distrito de oro de Mulatos, en la provincia
metalogentica de la Sierra Madre Occidental
(SMOcc) (Figura I.2), la cual se caracteriza por sus grandes
acumulaciones de lavas silcicas e
ignimbritas mayor conocidas sobre la Tierra, (Albrecht y
Goldstein, 2000) y albergando a depsitos
y yacimientos de carcter mundial de metales preciosos y base
(Clark y Fitch, 2013)
Las vas de acceso para llegar al yacimiento de La India son por
carretera desde Hermosillo,
lo cual toma unas 7 horas aproximadamente. Los primero 150 km
son por va pavimentada hasta el
pueblo de Arivechi, mientras que la distancia restante se
recorre por terracera, hasta llegar al
proyecto que se encuentra entre los pueblos Tarachi y Matarachi,
como se menciona en el reporte
tcnico de Doucet et al (2012), otra alternativa de acceso es
desde el estado de Chihuahua, desde Cd
Cuauhtmoc por la carretera 16 en direccin a Hermosillo, pasando
por el poblado de Yecora y
desvindose hacia el norte en direccin al poblado de Guisamopa y
desde ah en camino sin asfaltar
Figura I.2 Ubicacin del yacimiento La India, ubicado al Este del
estado de Sonora, sobre la SMOcc.
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Captulo I Introduccin
7
hasta el depsito (Figura I.3). Adems, existe una va area local
para accesar al depsito de la
India, partiendo desde la Unidad Minera de Pinos Altos, en
Chihuahua.
Figura I.3 Ubicacin y vas de acceso para el yacimiento La India
dentro del rea de Mulatos.
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Captulo I Introduccin
8
Captulo II Metodologa
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Captulo II Metodologa
8
II Metodologa
En los ltimos diez aos el uso de herramientas analticas tanto en
la exploracin como en
el mbito acadmico ha estado aportando un valioso apoyo en el
estudio mineralgico, procesos de
mineralizacin y delimitacin de estructuras de inters minero. Las
tcnicas analticas son de suma
importancia y representan una poderosa herramienta que nos ayuda
a entender al modelo de
depsito mineral. Existen una serie de tcnicas que son utilizadas
comnmente en tareas de
exploracin y explotacin minera que son denominadas como tcnicas
convencionales, p.ej.
difraccin de rayos X, fluorescencia de rayos X, microtermometra
de inclusiones fluidas, etc.
Adicionalmente existen otras tcnicas analticas de vanguardia,
aunque menos accesibles, que se
estn aplicando a la rama minera con resultados exitosos, p.ej.
la espectrometra de masas con
fuente de plasma de acoplamiento inductivo (laser ablation
microprobe + inductively coupled
plasma-mass spectrometry) (LA-ICP-MS) para qumica mineral
puntual de muy alta precisin y
bajos lmites de deteccin (del orden de ppb) (Melgarejo et al.,
2010).
En el presente trabajo de investigacin se analizaron 25 muestras
provenientes del
yacimiento epitermal de alta sulfuracin Au-(Ag), La India,
Sonora, Mxico (Tabla II.1). Estas
muestras tanto de barreno como muestras de mano, fueron
analizadas con tcnicas convencionales
para su caracterizacin, estas diferentes tcnicas comprenden la
Difraccin de Rayos X, la
espectrometra de Infrarrojo, en las regiones espectrales SWIR
(Short-Wave Infrared) y MIR (Mid-
Infrared) y microscopio electrnico de barrido (Figura II.1).
Previamente a la aplicacin de las
tcnicas analticas convencionales se realiz una petrografa y
mineragrafa para que de manera
sistemtica y cuidadosa se identificaran las asociaciones
minerales y texturas y se seleccionar el
mtodo ms adecuado para caracterizar de forma detallada a cada
una de las muestras en base a las
caractersticas que presentan para su mejor entendimiento.
Previo a los anlisis de las muestras del depsito se realiz una
recopilacin bibliogrfica de
la zona de estudio, estudiando mapas geolgicos, reportes tcnicos
mineros y artculos. Los datos de
la geologa local, estratigrafa y detalles particulares del
depsito fueron tomados de un reporte
interno de la compaa. Debido a la situacin actual del depsito:
explotacin y exploracin;
informacin de inters econmico y geolgico trascendental ha sido
considerada como confidencial
por la compaa.
Tabla II.1 Muestras de roca utilizadas en el presente trabajo de
tesis, se seala la clave utilizada y la clave proveniente de
la minera, as como el dominio al que pertenece, las coordenadas
y si la muestra es superficial o de barreno.
MUESTRA
(BARRENO)
DOMINIO PROFUNDIDAD
DE BARRENO
SUPERFICIAL
G1 (IND-NNZ-3)
North Zone
x
G2 (IND-NNZ-4)
North Zone
x
-
Captulo II Metodologa
9
MUESTRA
(BARRENO)
DOMINIO PROFUNDIDAD
DE BARRENO
SUPERFICIAL
G3 (IND-NNZ-1)
North Zone
x
G4 (IND-NNZ-4)
North Zone
x
G5 ( IND-NNZ-5)
North Zone
x
G6 (IN-13-589)
Main Zone
117.9 m.
G7 (IN-13-589-3)
Main Zone
116.9
G8 ( IN-13-589-2)
Main Zone
64 - 66.2 m
G9 (IN-13-589)
Main Zone
64 m
G10 (IN-13-589)
Main Zone
57.9 - 59.65 m
G11 (IN-13-589)
Main Zone 64 - 67.5 m
G12 (NZW-3)
North Zone
x
G13 (IND-1)
La India
x
G14 (IND-2)
La India
x
G15 (IND-3)
La India
x
G16 (IN-13-582)
Main Zone 46.9 m
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Captulo II Metodologa
10
MUESTRA
(BARRENO)
DOMINIO PROFUNDIDAD
DE BARRENO
SUPERFICIAL
G17 (IN-13-550)
Main Zone
34 m
G18 (IN-13-563)
Main Zone
32.5 m
G19 (IN-13-484, 111299
C7)
La India
13.4 m
G20 (IN-13-568)
Main Zone
33.10 m
G21 (DDH-11-183,
492701)
North Zone
23 - 24 m
G22 (DDH-10-155,
9434)
La India
20.35 - 22m
G23 (DDH-11-183,
492700)
North Zone
22 - 23 m
G24 (DDH-11-183,
492726)
North Zone
53-54 m
G25 (DDH-10-155,
9433)
La India
19-20.35 m
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Captulo II Metodologa
11
Figura II.1 Esquema representativo de las muestras utilizadas
para su caracterizacin mineral por medio de tcnicas analticas
convencionales. Se muestra el equipo utilizado y la marca.
Caracterizacin mineral por tcnicas analticas
convencionales
Microscopia
Equipo: Microscopio petrogrfico
Marca: Axioplan 2 imaging
Muestras:
G6, G8, G10, G11, G13, G16, G17,
G18, G20
DRX
Equipo: Difractmetro de
rayos X
Marca: Shimadzu XRD-6000
Muestras:
- Anlisis de roca total:
G1-G25
- Anlisis en fraccin arcilla (
-
Captulo II Metodologa
12
II.1 Trabajo de campo y caracterizacin macroscpica de las
muestras
Las muestras analizadas corresponden a una seleccin derivada de
una campaa de campo y
de una seleccin de muestras estratgicas de barrenos en los
diferentes dominios del depsito La
India. La campaa de campo fue realizada por personal de Agnico y
la colaboracin de un
consultor. El muestreo sistemtico con base en criterios
geolgicos gener un total de 9 muestras
superficiales, que fueron estudiadas y seleccionadas para su
caracterizacin detallada en el presente
trabajo. Adems, a travs de un estudio detallado en la base de
datos de la compaa, trabajando con
28,831 datos sobre muestras de barreno y alteraciones
determinadas con PIMA (Portable Infrared
Mineral Analyzer) se determinaron los intervalos de barreno que
representaban mayor inters
geolgico-econmico.
Las muestras de barreno estudiadas con PIMA en el depsito La
India muestran
alteraciones compuestas por alunita sdica, slice, caolinita,
caolinita-alunita, alunita potsica,
caolinita-dickita, alunita-caolinita-dickita, dickita,
ilita-esmectita, caolinita-esmectita, slice-alunita,
slice-dickita, slice-caolinita, esmectita,
slice-caolinita-alunita, entre otras menos importantes.
stas fueron correlacionadas con sus valores de oro (leyes), los
cuales fueron medidos mediante
LA-ICP-MS y absorcin atmica, obteniendo como resultado
histogramas (alteracin vs ley de Au),
que las cuatro alteraciones ms importantes son la silcea,
caolinita-alunita, caolinita y caolinita-
dickita.
Con base en el estudio estadstico de las muestras se
seleccionaron intervalos de inters de
barreno para ser caracterizadas de forma detallada debido a su
importancia en campaas de
exploracin recientes. El total de muestras analizadas
procedentes de barrenos fue de 16 muestras.
Para las 25 muestras de roca aportadas por la minera (9 de
superficie + 16 de barreno), se
hizo una descripcin macroscpica a detalle de las caractersticas
mineralgicas, estructurales y
texturales que presentan (Ver anexo), en base a la descripcin
hecha se seleccionaron las muestras
que se deban analizar con las distintas tcnicas analticas
empleadas.
II.2 Microscopio petrogrfico
El uso de la microscopia ptica en el estudio de minerales y
rocas, es una de las tcnicas
ms usadas por los especialistas en ciencias de la Tierra, debido
a la amplia informacin que aporta,
desde la identificacin de la fase mineral hasta el mbito gentico
que presenta por sus
caractersticas texturales. El microscopio petrogrfico se basa en
las caractersticas pticas que
presentan los minerales y en el uso de luz polarizada (Carretero
y Pozo, 2007), as como de luz
transmitida y/o reflejada. La luz transmitida es til para
observaciones petrogrficas de minerales
traslucidos, mientras que para los minerales opacos (mena) se
emplea la luz reflejada.
La luz utilizada por los microscopios petrogrficos abarca la
radiacin del espectro de luz
UV y la parte del espectro visible para el ojo humano (400
700nm) (Pino, 2014) (Figura II.2). La
resolucin de la imagen que se observa es limitada por el lmite
de difraccin, el cual es
-
Captulo II Metodologa
13
aproximadamente de 1m, as que objetos menores de ese tamao, no
pueden ser visibles usando el
microscopio petrogrfico (McMahon, 2007).
En el instituto de Geofsica de la UNAM, se realizaron las
descripciones petrogrficas y
mineragrficas utilizando un microscopio petrogrfico marca
Axioplan 2 imaging que cuenta con
transmisin de luz reflejada y transmitida, as como de una cmara
marca CMEX-1300X digital de
1.3 Mpx (Figura II.3). Independientemente del equipo a usar, el
microscopio petrogrfico consta
de las siguientes partes bsicas:
Fuente de iluminacin: Usualmente se usa una lmpara de emisin de
luz blanca, la luz
puede provenir de la parte inferior del microscopio si es luz
transmitida o de la parte
superior si es reflejada. Viene acompaada de un diafragma que
regula la intensidad de luz.
Polarizador: Su funcin es convertir la luz que sale del sistema
de iluminacin en luz
polarizada plana.
Platina: Soporta la muestra a analizar y hace posible su
manipulacin debido a su aspecto
giratorio.
Revolver: El cual es un soporte rotatorio que es utilizado para
manipular los objetivos a
utilizar.
Objetivos: Aumentan la resolucin de la imagen, existen oculares
de 4X, 10X, 40X, etc.,
que significan las veces de la imagen aumentada.
Lente de Bertrand: La lente trae el campo de visin de la figura
de interferencia al plano
del ocular.
Ocular: Lente que en conjunto con los objetivos aumentan la
imagen, la luz viaja por
ltima vez a travs del ocular hasta llegar a nuestros ojos.
Figura II.2 Espectro electromagntico que muestras las
diferencias en longitud de onda para las distintas radiaciones
conocidas, desde los Rayos Gamma hasta las ondas de radio, tomada
de Gonzlez, 2010.
-
Captulo II Metodologa
14
Para que la muestra pueda ser analizada microscpicamente (luz
transmitida y/o reflejada),
se deben cortar fragmentos representativos de la misma con una
cortadora de rocas, posteriormente
devastarla hasta dejar una superficie pulida, preferentemente de
un grosor de 30m.
II.3 Difraccin de Rayos X (DRX)
La tcnica por Difraccin de Rayos X es una tcnica no destructiva
y altamente empleada
para la caracterizacin e identificacin de las fases
mineralgicas, especialmente de los sedimentos
y rocas con mineraloga arcillosa. La tcnica se basa en la
interferencia de los rayos X con la
muestra a analizar y su respectiva red cristalina, gracias a que
los rayos X presentan una longitud de
onda similar al espaciado interplanar de las estructuras
cristalinas.
Los rayos X se definen como una radiacin electromagntica de
longitud de onda corta que
presentan longitudes en el rango de ~0.1 a ~100 (Figura II.2), y
se encuentran localizados
entre la radiacin (gama) y ultravioleta. La regin especfica, en
el espectro, que ms comnmente
utilizamos para la DRX, abarca de ~0.5 a ~2.5 por ser del mismo
orden que las distancias
interatmicas observadas tanto para materiales orgnicos como para
inorgnicos (Pecharsky y
Zavalij, 2005).
Figura II.3 Microscopio petrogrfico marca Axioplan 2 imaging,
ubicado en el laboratorio de Petrografa y Mineragrafa del
Departamento de Recursos Naturales del Instituto de Geofsica,
UNAM.
Cmara
Ocular
Platina
giratoria
Revolver
con
objetivos
Fuente
de luz
-
Captulo II Metodologa
15
Los rayos X pueden ser fcilmente producidos en cualquier
laboratorio de investigacin. Se
generan en un tubo en el que electrones de alta energa que
proceden de un filamento calentado o
ctodo, bombardean a un nodo de metal (principalmente de Cu o
Co), como resultado obtenemos
dos tipos de radiacin con las siguientes caractersticas:
De radiacin blanca, que es una banda contina de radiacin,
producto de la transformacin
de energa cintica en rayos X, de los electrones del filamento
que se desaceleran al golpear
el nodo.
De radiacin caracterstica, los cuales son un grupo de lneas de
intensidades variables,
representando la energa liberada, producto del cambio o
reordenamiento de los electrones
en sus niveles energticos, durante el proceso de excitacin de
los tomos metlicos. Dichas
lneas se conocen como K, L, M, etc. Dependiendo de la posicin de
los electrones
participantes. (Carretero y Pozo, 2007).
El difractmetro que se encuentra en el laboratorio de Rayos X
del Instituto de Geologa de
la UNAM, es un equipo Shimadzu XRD-6000 (Figura II.4) y consta,
al igual que otros
difractmetros, de los siguientes componentes bsicos para su
funcionamiento:
Una fuente de rayos X, la cual es llamada tubo de rayos X, dicho
tubo se encuentra al alto
vaco y en donde los electrones de alta energa provenientes del
filamento golpean al nodo
de Cu, mayormente usado.
Filtros y monocromadores, los cuales discriminan entre las
longitudes de onda deseadas.
Soporte para muestras y gonimetro, el soporte mantiene la
muestra fija, mientras el
gonimetro gira.
Detectores de rayos X, el cual transforma la energa de rayos X
en pulsos de voltaje, la
potencia del haz se registra en trminos de nmero de cuentas por
segundo. El tipo de
detector usado fue el de centilleo.
Un dispositivo de lectura, dicho dispositivo permite leer y
procesar la informacin en una
computadora.
El fundamento de la tcnica se basa en la ley de Bragg, dicha ley
establece que los rayos X
se difractan sobre los planos reticulares de los cristales segn
un ngulo () que depende del
espaciado de los mismos (Melgarejo et al, 2010). La frmula de la
ley de Bragg es la siguiente:
=2dhklsin, donde: = longitud de onda de los rayos X, dhkl =
distancia interplanar de un plano
cristalogrfico con ndices de Miller hkl. La frmula permite
convertir el ngulo de difraccin a la
distancia interplanar de los cristales en unidades o nm, en
donde posteriormente, basados en una
base de datos digital (basada en el sistema de indexacin de
Hanawalt) podemos identificar el
mineral en cuestin.
II.3.1 Anlisis de roca total
La preparacin de la muestra es relativamente simple, solo se
tiene que molturarla en un
mortero de gata o almina hasta dejarla lo ms fino posible (mtodo
del polvo cristalino). El polvo
-
Captulo II Metodologa
16
se coloca en un portamuestras de aluminio que despus se
posicionar en el soporte para muestras
del difractmetro. El anlisis se puede llevar a cabo de 2 formas,
la forma rutinaria en donde se
analiza en el intervalo angular 2 de 4 a 70 por escaneo continuo
(velocidades de 4 a 1 grado por
minuto), pero si se requiere un anlisis ms profundo y detallado
se utiliza el escaneo por pasos
(step scan) (Tabla II.2).
Tabla II. 2 Tabla de condiciones de medicin en anlisis de
difraccin por rayos X para roca total, fraccin arcilla y
escaneo por pasos.
Tubo de rayos X: Cu (1.54060) Voltaje: 40 kV Corriente: 30
mA
Rango de escaneo: 4 70
(roca total), 4 - 30 (fraccin
arcilla)
Tamao del paso: 0.02 Tiempo de integracin: 1.2 s
(roca total), 0.6 s (fraccin
arcilla) y 2 s para escaneo por
pasos (step scan)
Ventana de divergencia: 1 Ventana de dispersin: 1 Ventana de
recepcin: 0.15 mm
II.3.2 Anlisis de fraccin arcilla (
-
Captulo II Metodologa
17
II.3.3 Mtodo de Celref y Rietveld
Celref es un software de clculo de parmetros (a, b y c) y
volumen de celda unitaria de las
estructuras mineralgicas mediante un clculo por mnimos
cuadrados. Una vez que se ha estudiado
y analizado el difractograma a analizar por celref, se
introducen los datos del difractograma al
programa, se eligen solo los picos (reflexiones) de la
estructura mineral a estudiar para que no
exista interferencia de celdas unitarias de otras fases
minerales. Una vez seleccionados los picos de
la fase mineral se procede a introducir valores de la literatura
de los parmetros cristalogrficos del
mineral (sistema cristalogrfico, grupo puntual, parmetros de
celda) con el fin de que el programa
reconozca las referencias a travs de los cuales calculara los
valores especficos para los parmetros
de celda del mineral en cuestin.
El mtodo de Rietveld surge a partir de la necesidad de
identificar grupos minerales
complejos en difractogramas, debido a las estructuras y
composicin variable que presentan ciertos
grupos minerales, como por ejemplo los feldespatos, los
filosilicatos y la variabilidad qumica de las
alunitas (Gal, 2006).
El mtodo consiste en el ajuste de parmetros del difractograma a
modo que la diferencia
entre el perfil obtenido experimentalmente y el calculado sea la
ms mnima posible, todo esto en
base a un procedimiento matemtico de convergencia mediante un
ajuste por mnimos cuadrados.
Dentro de los parmetros que considera el mtodo se encuentran:
(1) parmetros cristalogrficos de
los minerales, (2) parmetros relativos a la cantidad, dimensin,
defectos, forma y orientacin de los
cristalitos en el polvo, y (3) parmetros instrumentales, que
estn relacionados al tipo de radiacin y
caractersticas geomtrica del equipo (Gal, 2006).
Figura II.4 Difractmetro de rayos X marca Shimadzu XRD-6000 del
laboratorio de Rayos X del instituto de geologa de la UNAM.
Fuente de
rayos X
Portamuestras
Gonimetro
Detector
de rayos X
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Captulo II Metodologa
18
Ya que se alcanz la convergencia completa entre los dos perfiles
se procede a extraer la
informacin requerida que son: (1) la identificacin de los
minerales involucrados y la cantidad de
cada uno, (2) la caracterizacin estructural de cada fase mineral
(estructura, ocupaciones atmicas,
etc.) y (3) parmetros fsicos de las partculas cristalinas como
la forma, tamao, defectos
cristalinos (Gal, 2006).
II.4 Espectrometra de Infrarrojo
La espectrometra de infrarrojo es una de las tcnicas ms usadas
en el mbito minero
debido a la facilidad de uso en cuanto al equipo porttil, PIMA
(Portable Infrared Mineral
Analyzer), al bajo costo que implica y a la facilidad de
deteccin de minerales, sobre todo aquellos
de alteracin, en campo.
La tcnica est basada en el modo vibracional de los elementos
constituyentes de los
minerales, esta vibracin puede ser de tensin y/o de flexin, lo
cual nos da informacin referente a
la estructura de las molculas en trminos de sus grupos
funcionales y su orientacin, as como
informacin de ismeros existentes (McMahon, 2007). En el espectro
de infrarrojo podemos
descifrar la composicin qumica obtenida, lo que permite
determinar la mineraloga de la muestra.
Esta tcnica tambin nos da informacin acerca de las propiedades
superficiales y de reactividad de
la muestra, frente a los compuestos qumicos del ambiente
(Carretero y Pozo, 2007).
El fundamento en el cual est basada la tcnica, es mediante la
interaccin puntual de un
haz de luz infrarroja con la muestra (slida, en polvo). sta
absorbe la radiacin infrarroja segn las
frecuencias de vibracin de sus constituyentes, que depende de la
simetra de su celda unidad. No
todas las vibraciones son estimuladas por la radiacin en
cuestin, sino slo aquellas que pueden
experimentar un cambio en su momento dipolar durante la absorcin
(Carretero y Pozo, 2007).
La espectrometra de infrarrojo mide en la regin media del
infrarrojo, MIR (Mid-Infrared),
que abarca el rango de longitud de onda de los 4000 400cm-1
(2500 - 25,000nm) (McMahon,
2007) (Figura II.2), sin embargo, segn el cristal que utilice el
equipo podemos aumentar o
disminuir el rango de deteccin, entre los cristales ms
utilizados estn los de seleniuro de zinc
(ZnSe), los de diamante, los de germanio, entre otros.
En el Instituto de Geologa de la UNAM, se cuenta con un equipo
de espectrometra de
infrarrojo, marca Thermo Scientific Nicolet iS10 FT-IR (Fourier
Transform-Infrared) (Fourier
Tran) (Figura 2.5) que utiliza cristal de ZnSe y en ocasiones de
diamante, el cual permite la
deteccin en el espectro de infrarrojo de 4000 650 cm-1 y de 4000
400 cm-1, respectivamente. El
equipo consiste bsicamente de las siguientes partes:
Fuente de radiacin: Existen dos tipos de fuentes; las de
radiacin trmica que consiste de
un slido inerte (cermica o carburo de silceo) calentado
elctricamente y por otra parte el
uso de fuentes de lser (He-Ne) (Cardona, s.f), como el que
utiliza el espectrmetro del
Instituto de Geologa.
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Captulo II Metodologa
19
Discriminador o interfermetro: El ms usado es el interfermetro
de Michelson, el cual
consiste de dos espejos y un divisor de haz, el cual separa el
haz de luz proveniente de la
fuente y los manda hacia ambos espejos, que estn a diferente
distancia. Y cuando los haces
regresan al divisor se origina un espectro de interferencia de
todas las longitudes de ondas
antes de pasar a travs de la muestra (McMahon, 2007).
Porta muestras: Vara segn el tipo de muestra, en muestras en
polvo, solo basta con
colocar la muestra sobre la ventana del haz.
Detector: Transforma la energa comparada, entre la que proviene
de la muestra y la de un
patrn, a impulsos elctricos.
Software: Grafica el resultado colocando en la abscisa el rango
de longitudes de onda
barrido por el instrumento y en la ordenada la intensidad de la
absorcin del haz emergente
de la muestra problema. Se utiliz el software Omnic versin
9.
La tcnica analiza muestras liquidas, gaseosas y slidas, para
este trabajo de tesis, solo se
usaron muestras slidas, en donde solo fue necesario molturar la
muestra en un mortero de gata o
porcelana, hasta dejar la muestra con una apariencia de polvo
fino.
II.5 Microscopio electrnico de barrido (SEM)
SEM (Scanning Electron Microscopy, por sus siglas en ingls) es
una tcnica con bastante
resolucin a la hora de caracterizar partculas o superficies de
minerales que no pueden ser captados
en microscopia ptica, el rango de aumentos que pueden ser
utilizados en la tcnica abarca de los
20X hasta los 100,000X, el lmite de resolucin es de 0.01 m
(Carretero y Pozo, 2007).
La base de la tcnica se fundamenta en la interaccin de un haz de
electrones con la muestra
a analizar, lo que produce imgenes producto de la deteccin de
electrones secundarios (SE,
Figura II.5 Espectrmetro de Infrarrojo, marca Thermo Scientific
Nicolet iS10 FT-IR, del IGEOL de la UNAM.
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Captulo II Metodologa
20
Secondary Electrons) y/o electrones retrodispersados (BSE,
Backscattered Electrons) que son
producidos de la superficie de la muestra debido a la excitacin
producto de la interaccin con el
haz. Esta radiacin producida por la muestra, presenta diferentes
longitudes de onda, sin embargo,
los ms utilizados corresponden a los de radiacin X. Por
consiguiente se comparan las longitudes
de onda o las intensidades de los rayos X con emisiones
procedentes de patrones (McMahon, 2007;
Carretero y Pozo, 2007).
El uso de SE-BSE, esto quiere decir, captando ambos tipos de
electrones, se emplea de
forma rutinaria para el estudio de materiales poco consolidados
o consolidados, en donde es
importante conocer preferentemente el aspecto morfolgico que el
composicional. Por otra parte
cuando se usa solo BSE y mediante el sistema de anlisis puntual
del equipo, logramos diferenciar
componentes por sus distintas reflectividades y la composicin
qumica en diferentes puntos de la
muestra (Carretero y Pozo, 2007).
El equipo utilizado fue un SEM porttil ambiental TM-1000, marca
Mitsubishi (Figura
II.6), que funciona en condiciones de bajo vaco, en el
Laboratorio de Petrografa y Mineragrafa
del Departamento de Recursos Naturales del Instituto de
Geofsica, UNAM. La ventaja en el uso de
un microscopio de bajo vaco o ambiental es que se pueden
analizar muestras sin tratamiento previo
(sin recubrimiento). Las partes del equipo son las
siguientes:
Fuente de electrones: Tambin llamado can de electrones, el cual
los produce aplicando
un alto voltaje a un filamento de tungsteno y los acelera
utilizando un campo elctrico de
entre 10-50 kV. El haz es enfocado hacia la muestra con ayuda de
campos magnticos.
Discriminador: Es un sistema deflector que provoca el barrido
del haz sobre la superficie
de la muestra.
Detector: Captan la energa proveniente de la muestra y la
transforman a imgenes que
presentaran diversos contraste en funcin de la reflectividad de
los constituyentes y la
orientacin de la muestra.
PC/salida: Por medio de la computadora se controla el escaneado,
y se manipula y muestra
los datos recibidos por los detectores.
Figura II.6 Microscopio electrnico de barrido porttil TM-1000
del Laboratorio de Petrografa y Mineragrafa del Departamento de
Recursos Naturales del Instituto de Geofsica, UNAM.
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Captulo II Metodologa
21
Captulo III Yacimientos epitermales
-
Captulo III Yacimientos epitermales
21
III Yacimientos epitermales
III.1 Definicin, caractersticas y tipos de yacimientos
epitermales.
Para definir las caractersticas singulares de este tipo de
yacimientos, es importante
mencionar que en Mxico los yacimientos epitermales son de los ms
importantes y comunes como
fuentes de metales preciosos y base. Los depsitos epitermales
han sido encontrados en una gran
variedad de ambientes geolgicos, los cuales reflejan una amplia
gama de asociaciones litolgicas,
usualmente gneas, tectnicas y estructurales. La mayora de estos
depsitos son del Cenozoico y se
encuentran preferentemente a lo largo del anillo del Pacifico,
cubriendo reas de escala muy
variable de 100 km2 (Simmons et al, 2005).
El trmino epitermal hace referencia a las mineralizaciones
hidrotermales, usualmente en
vetas, que se emplazan a escasa profundidad, en un rango que
abarca desde la superficie y hasta 1 o
2 km de profundidad, se forman a temperaturas entre 150C y 300C
y a presiones de hasta varios
centenares de bares, donde las condiciones hidrostticas
prevalecen (Simmons et al, 2005). Las
caractersticas de los depsitos epitermales y su clasificacin han
sido recopiladas y resumidas por
Camprub y Albinson (2006), (Tabla III. 1).
Tabla III. 1 Comparacin entre las caractersticas de los depsitos
epitermales de alta, intermedia y baja sulfuracin, tomada de
Camprub y Albinson, 2006.
-
Captulo III Yacimientos epitermales
22
En la mayora de los casos documentados, los depsitos epitermales
se han podido
relacionar espacial y temporalmente con rocas volcnicas
sub-areas y a intrusiones sub-volcnicas
(White y Hedenquist, 1990). Es por eso que existe multiplicidad
en donde el yacimiento epitermal
se encuentra asociado a un prfido sin que necesariamente sea una
aseveracin la relacin gentica
entre ellos, sin embargo, se ha documentado que dicho intrusivo
aporta el calor necesario as como
los fluidos hidrotermales capaces de llegar a formar un sistema
hidrotermal cerca de la superficie.
Dicho sistema hidrotermal esta frecuentemente relacionado con
magmatismo calco-alcalino a
alcalino, en ambientes de arcos volcnicos de mrgenes
convergentes (Figura III.1), en intra-arco,
en tras-arco y en ambiente de rift post-colisional (Simmons et
al, 2005).
Para este tipo de depsitos, los fluidos hidrotermales, tanto de
origen gneo como la
interaccin con los fluidos de origen meterico y su respectiva
mezcla son causantes de un cambio
en la roca encajonante as como del propio fluido, que al
experimentar una disminucin de la
solubilidad de los metales ocasionar la deposicin de los mismos.
Es importante mencionar que la
parte estructural juega un papel considerable en este tipo de
depsitos debido a que las estructuras
como fallas y/o fracturas, brechas y porosidad producidas por
procesos geolgicos anteriores o
contemporneos al hidrotermalismo, sern los conductos necesarios
para que fluidos mineralizantes
sean fcilmente transportados, formando vetas, stockworks,
diseminaciones y vetilleo,
principalmente. (White y Hedenquist, 1995), favoreciendo adems
procesos de recarga de agua
meterica (fra) que entra al ciclo convectivo hidrotermal.
Dentro de la clasificacin de los depsitos epitermales, existen
tres subtipos de yacimientos
epitermales; los de alta sulfuracin, intermedia sulfuracin y
baja sulfuracin (Figura III.2), una de
las caractersticas que los diferencian, resulta ser implcita en
los nombres que presentan los
yacimientos, los cuales se refieren a caractersticas
mineralgicas y a sus alteraciones. El
yacimiento epitermal de alta sulfuracin es tambin llamado
enargita-oro, alunita-caolinita y cido-
sulfato, mientras que el de baja sulfuracin presenta otros
nombres como adularia-sericita. Para el
caso de los de intermedia sulfuracin, sus propiedades han sido
relacionadas con mayor parentesco
a los de baja sulfuracin, con ciertas discrepancias mnimas.
Hedenquist (1987) propuso
formalmente el trmino alta y baja sulfuracin basndose en el
estado de oxidacin-reduccin del
azufre (Figura III.3), el cual en la actualidad es ms comn usar,
por su carcter prctico y
unificador. En base a esto, el tipo de yacimiento de alta
sulfuracin se forma bajo fluidos oxidados
y de pH cidos, en otras palabras, azufre con estado de oxidacin
de +6 o +4, en forma de SO42- o
SO2, lo cual es tpico de fuentes termales cidas cercanas al
volcn. Los de baja sulfuracin se
forman bajo fluidos reducidos y de pH neutro con azufre en
estado de oxidacin -2, y se encuentran
ms distales a su fuente de calor. (Camprub y Albinson,
2006).
Simmons et al (2005), resume que las diferencias que presentan
las soluciones magmtico-
hidrotermales cidas con respecto a las soluciones cloruradas con
pH cercano al neutro, son debido
a cuatro condiciones propias del ambiente: (1) la naturaleza y
profundidad del subyacente intrusivo,
(2) el alcance que presenta el flujo de los fluidos desde las
partes ms profundas del sistema hasta el
ambiente epitermal, (3) el grado en que los fluidos son capaces
de ascender libremente por los
conductos verticales, y (4) el alcance de interaccin agua-roca
conforme los fluidos ascienden.
-
Captulo III Yacimientos epitermales
23
La relacin espacio-temporal que los depsitos epitermales
sobrellevan en sus primeras
etapas de formacin es un reflejo directo de lo que podemos
observar en sus alteraciones,
producidas por la interaccin de los fluidos mineralizantes con
la roca encajonante, dicha
caracterstica comparte criterios que nos permiten diferenciar
entre los tipos de epitermales,
acompaado, evidentemente, de otras particularidades del
yacimiento. White y Hedenquist (1995),
mencionan que la asociacin entre minerales econmicos y los de
alteracin en los epitermales de
baja sulfuracin son producidos por aguas termales con pH cercano
al neutro y con temperaturas
que van decreciendo conforme disminuye la profundidad y se aleja
de los conductos por donde los
fluidos son transportados, mientras que en el caso de los
epitermales de alta sulfuracin esto ocurre
con fluidos cidos que no estn en equilibrio con la roca
encajonante.
Por comparacin, en los sistemas hidrotermales activos, la
alteracin mineralgica y la
temperatura son medidas directamente durante el proceso de
formacin, tales datos indican el rango
de estabilidad termal de temperatura dependiendo del mineral.
Durante la exploracin de prospectos
epitermales sta informacin permite calcular paleo isotermas que
permiten deducir la distribucin
de los minerales de alteracin, ayudan a encontrar conductos de
paleo fluido y a determinar los
niveles de erosin actuales. Es importante mencionar que las
acumulaciones de los minerales
econmicos ocurren mayoritariamente en las zonas de los
conductos. Lo ltimo es significativo para
los sistemas epitermales dado que la mineralizacin econmica se
deposita en un rango de
temperaturas que va predominantemente de 180C a 280C,
equivalente a la profundidad debajo del
nivel isosttico del agua, de 100 m a 800-1500 m (White y
Hedenquist, 1995).
Figura III. 1 Ambiente tectnico convergente, se observan los
tipos de yacimientos minerales asociados, entre ellos los
yacimientos tipo epitermales, tomada de Rodrguez, s.f.
-
Captulo III Yacimientos epitermales
24
F i g u r a 1 . - E s q u e m a i z q u i e r d o : C o m p a r
a c i n e n t r e l o s t r e s t i p o s d e d e p s i t o s e p i
t e r m a l e s b a s a d o e n s u s e s t r u c t u r a s , a l t
e r a c i o n e s , v o l t i l e s l i b e r a d o s , p r o c e s
o s , t e m p e r a t u r a , p H , t i p o s d e f l u i d o s y r
e a c c i o n e s i n v o l u c r a d a s , a s c o m o l a r e l a
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fel
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pa
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Mt
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pru
b
y
Alb
inso
n, 2
00
6.
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Captulo III Yacimientos epitermales
25
III.2 Definicin y caractersticas de los yacimientos epitermales
de alta sulfuracin.
III.2.1 Definicin
Los yacimientos epitermales de alta sulfuracin, deben el nombre
a Hedenquist (1987), el
cual propuso formalmente el trmino alta y baja sulfuracin
basndose en el estado de oxidacin-
reduccin del azufre. Dado lo anterior, los yacimientos de alta
sulfuracin se forman proximales a
cuerpos volcnicos desde donde se canaliza la descarga de gases a
la superficie. Los fluidos de alta
sulfuracin (el azufre en estado de oxidacin +6 o +4, en forma de
SO42- o SO2), cidos y oxidados,
se encuentran notoriamente en desequilibrio con las rocas
encajonantes, poniendo de manifiesto el
carcter magmtico de los mismos (Camprub y Albinson, 2006).
Las descargas cidas-sulfatadas son generalmente: bajas en
cloruros y de bajo pH por la
oxidacin de H2S a H2SO4, generadas por condensacin de vapores a
travs de fracturas a
temperaturas menores a los 400 C en zonas adyacentes a volcanes
y crteres y menos frecuente en
calderas. En estas descargas pueden estar presentes componentes
como el CO2, NH3, B, Hg, Bi, As,
Au, Sb, W, Tl y Sn (Pirajno, 2009).
Figura III.3 Esquema que representa la relacin entre fugacidad
del azufre y temperatura de los estados de sulfuracin relativo de
los fluidos hidrotermales basado en la estabilidad que representan
los minerales clave, tomado de Camprub y Albinson, 2006.
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Captulo III Yacimientos epitermales
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El rango de estado de sulfuracin en los depsitos epitermales de
alta sulfuracin va de alto
estado de sulfuracin que son las asociaciones de enargita
portadora de abundante cobre a
intermedio estado de sulfuracin que se muestra con las
asociaciones ricas en oro de tenantita-
tetraedrita+pirita. El trmino estado de sulfuracin fue definido
de una manera anloga al estado de
oxidacin, donde el marco de referencia es la temperatura y la
fugacidad de los gases S2 y O2,
respectivamente (Camprub y Albinson, 2006). La fugacidad del
oxgeno o sulfuro de un sistema a
cualquier temperatura puede ser comparado con el estndar de
reaccin mineral (buffers).
La frontera entre estado de sulfuracin intermedia y alto estado
de sulfuracin, est definida
por las siguientes reacciones:
5CuFeS2 + S2 = Cu5FeS4 + 4FeS2 y 0.6Cu12As4S13 + S2 =
2.67Cu3AsS4
calcopirita bornita pirita tenantita enargita
III.2.2 Distribucin y ambiente geolgico-tectnico de formacin
Los depsitos epitermales de alta sulfuracin presentan una
distribucin que coincide
preferentemente con el desarrollo y ubicacin de arcos
volcnicos-plutnicos en el mundo. En el
caso de los depsitos Cenozoicos, se observa esta relacin, ya que
los depsitos estn ubicados a lo
largo del anillo de fuego del Pacfico y el cinturn de Balkan en
el sureste de Europa (Figura III.4).
Estos depsitos se desarrollaron en dos principales escenarios:
en mrgenes continentales y en arcos
de islas, los cuales presentan regmenes tectnicos de tipo
extensional a pesar de que algunos
exhiben una posterior asociacin a un rgimen compresional.
Los depsitos de alta sulfuracin del Palegeno y Negeno son los
predominantes en el
mundo, sin embargo han sido documentados algunos yacimientos del
Mesozoico, Paleozoico e
incluso del Precmbrico. Un depsito de Au localizado en el escudo
bltico en el centro de Suecia
se ha interpretado como del Precmbrico. El depsito ms joven es
del Pleistoceno (
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Captulo III Yacimientos epitermales
27
La mayora de los depsitos epitermales son coetneos y
relacionados a las rocas volcnicas
y a los intrusivos sub volcnicos, estas rocas son
composicionalmente calco-alcalinas y se forman
en arcos magmticos (continentales e insulares) resultado de la
fusin de la cortea en zonas de
convergencia de placas. Los depsitos con asociaciones econmicas
Au-Ag, Au-Ag-Cu, y Ag-Pb-
Zn han sido encontrados en secuencias volcnicas que contienen
riolitas, andesitas y dacitas. Por
otra parte, los magmas calco-alcalinos son generados por fusin
parcial de la cua del manto debido
a la subduccin de la litosfera ocenica (Simmons et al,
2005).
Para los depsitos epitermales, se tienen cuatro ambientes de
formacin, que son
considerados los orgenes de los depsitos epitermales actuales
(Figura III.5), en dichos ambientes,
la actividad hidrolgica juega un papel muy importante, ya que
forma parte de un sistema de flujo
geotermal hospedados dominantemente en ambientes volcnicos cidos
y de alto relieve,
dominando las rocas andesticas en composicin. Camprub y Albinson
(2006) esquematizan los
cuatro ambientes de formacin como sigue:
Relacionado a las depresiones silcicas.
Relacionado a los estratovolcanes andesticos.
Vinculado al vulcanismo cordillerano.
Asociado a los arcos volcnicos de islas.
Figura III.4 Distribucin mundial de los yacimientos epitermales
de alta sulfuracin, se indicada las principales provincias
metalogenticas relacionadas, adaptada y modificada de Arribas,
1995.
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Captulo III Yacimientos epitermales
28
III.2.3 Fuente, transporte de metales y deposicin en los
sistemas hidrotermales
La fuente de mineralizacin importante en los sistemas
hidrotermales ha sido debatida por
mucho tiempo y sin embargo, no ha quedado clarificada del todo.
Dicha fuente portadora de
metales se ha atribuido directamente a los fluidos magmticos, al
vapor magmtico o al lquido
hipersalino que es aadido al sistema hidrotermal. Por otra parte
es posible que la fuente sea una
removilizacin indirecta de los minerales pertenecientes a la
mineraloga del prfido. En estudios
basados en edades radiomtricas se ha encontrado que existe una
diferencia entre la edad de la roca
hospedante y la edad de la mineralizacin que es tpicamente de
~1.0 ma. (Arribas, 1995), lo que
refleja que el sistema volcnico con el hidrotermalismo son casi
coetneos.
Geoqumicamente hablando los aniones (ligantes) que son
importantes transportadores de
metales son el Cl- (cloruro), HS- (tiosulfato) y el OH- (ion
hidroxilo). Otros tipos de ligantes como
son el NH3, SO42-, F- y HCO3, son menores en abundancia,
inestables y dbiles, por lo mismo no
son considerados como importantes transportadores de metales en
la formacin de depsitos
epitermales.
Figura III.5 Representacin de los contextos geolgicos en donde
se forman los depsitos epitermales de alta, intermedia y baja
sulfuracin. Tomado de Camprub y Albinson, 2006.
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Captulo III Yacimientos epitermales
29
De los aniones ms importantes se tiene que el compuesto
clorurado predomina en fluidos
de alta temperatura y alta salinidad y tiende a formar
compuestos con los metales base y Ag
(Pirajno, 2009), no obstante Robb (2005), menciona que los
fluidos cidos, calientes y salinos,
tambin pueden transportar al Au en forma de Au(Cl)-2. Por otro
parte el complejo sulfatado
(tiosulfato), predomina en fluidos con bajas salinidades, es
menos dependiente de la temperatura y
se comporta con mayor facilidad para formar complejos con
Au.
La relacin de Ag/Au es importante, debido a que nos permite
determinar el compuesto
dominante y la naturaleza del sistema epitermal. Por ejemplo,
los sistemas con relacin Ag/Au
menor o igual que 1, tienden a ser dominados por Au nativo y
electrum, el complejo sulfatado de
Au es dominante y las temperaturas suelen ser menores de 250C.
Del mismo modo, sistemas con
relacin Ag/Au mayores a 1 son caracterizados por Argentita,
sulfuros de metales base, sulfosales y
electrum y menor cantidad de oro. En este caso domina el
complejo clorurado y las temperaturas
son mayores a los 250C (Pirajno, 2009).
Durante el recorrido de los fluidos provenientes de la fuente
hasta la formacin del sistema
epitermal, existe una serie de procesos que el fluido caliente
experimenta por la simple razn de
tener que circular a travs de la corteza terrestre (Figura
III.6). Los fluidos tienen que interactuar
con un gran volumen de rocas de donde disolver y transportar
metales adicionales para formar un
sistema econmico. Dentro de las limitaciones con las que tienen
que lidiar los fluidos se encuentra
la alta compactacin de las rocas y la baja permeabilidad
intrnseca que representa. Se ha asumido
que el movimiento de los fluidos se debe al gradiente termal y
al gradiente de presin que domina
en el ambiente en cuestin (Robb, 2005).
Existen dos escenarios para la movilidad de los fluidos
mineralizantes; el primero, se
describe en trminos de la permeabilidad intrnseca, donde los
fluidos se infiltran pervasivamente a
travs de los contactos y espacios entre los granos y micro
grietas de las rocas; el segundo
escenario, se relaciona a la permeabilidad hidrulica donde los
fluidos fluyen a lo largo de grietas
de tamao considerable, las cuales se encuentran interconectadas
para permitir un flujo considerable
(Robb, 2005).
Durante el proceso de depsito de la mineralizacin, existen
factores cruciales que hacen
que los fluidos mineralizantes tengan la capacidad de depositar
los metales en las estructuras que
los hospedan, estos factores son provocados por la
desestabilizacin del complejo que transporta al
metal, dando como resultado que la solubilidad del metal sea
reducida, Pirajno (2009), expone que
los factores responsables de esta situacin son los siguientes:
(1) Disminucin de la temperatura; (2)
Perdida de presin y/o ebullicin; (3) Cambios en el estado redox
de la solucin; (4) Reduccin de
la actividad de los iones transportadores.
Durante el proceso de transporte es posible que junto con el Au
se venga acompaado el
Cu, juntos en la fase gaseosa. Si el Au viene transportado como
Au(HS), el mecanismo de
precipitacin est altamente relacionada a la ebullicin y a la
mezcla de fluidos, por otra parte si el
Au es transportado como Au(Cl)2-, la ebullicin y la extraccin de
especies de azufre oxidados
(SO42- o SO2) dentro de la fase de vapor tendr un efecto mnimo
en su estabilidad. La mezcla de
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Captulo III Yacimientos epitermales
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fluidos entre aquel que transporta al complejo clorurado, que es
caliente, cido y salino, y la
solucin meterica que es fra y de pH cercano al neutro, podra ser
un importante mecanismo para
la precipitacin del metal (Robb, 2005). La importancia de la
ebullicin radica en que particiona las
fases voltiles como el CO2, H2S, SO2 y CH4, entre otros, dentro
de la fase vapor, la liberacin del
CO2 causa un incremento del pH en la solucin remanente, mientras
que la salinidad incrementa
debido a la perdida de vapor de agua (Pirajno, 2009).
La deposicin del oro transportado como Au(Cl)2-, tendr como
resultado una fase mineral
(p. ej. electrum), mientras que si va transportado como
Au(HS)2-, ser depositado como una fase
nativa (Pirajno, 2009). Tales procesos se resumen en las
siguientes reacciones qumicas:
Para el caso de mezcla de fluidos
Au(HS)2- + 8H2O Au + 2SO42- + 3H+ + 7.5H2
Para el caso de ebullicin
Au(HS)2- + H+ + 0.5H2 Au + 2H2S (Robb, 2005)
Para el caso del transporte en forma de Au(Cl)2-, la reaccin es
menos entendida, pero Pirajno
(2009), propone la reaccin basada en la forma de transporte del
Au en el fluido como sigue:
Figura III.6 Esquema representativo del recorrido de los fluidos
en un sistema hidrotermal, desde la fuente de fluidos hasta la
formacin o no de un depsito mineral, adaptado de Pirajno 2009.
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Captulo III Yacimientos epitermales
31
Au+ + H+ + 2Cl- AuCl2- + 0.5H2
Para el caso de complejo Au(HS)2- en la ebullicin, la continua
oxidacin del H2S mientras
se forma H2SO4, el cual ataca a los aluminio-silicatos
(lixiviacin acida), empieza a liberar
electrones dentro del sistema el cual desestabiliza el complejo
sulfatado (p. ej. el Au+ gana
electrones, lo que ocasiona la siguiente reaccin (Figura
III.7)
Au(HS)2- Au0 + 2HS-
III.2.4 Mineralizacin y estructuras tpicas de los yacimientos
epitermales de alta
sulfuracin
Los cuerpos mineralizados ocurren en una diversidad de formas
que reflejan la influencia
de los controles estructurales y litolgicos, y por lo tanto
representan zonas de paleo permeabilidad
cerca de la superficie de lo que alguna vez fue un sistema
hidrotermal (Simmons et al, 2005).
Dentro de la variedad de estilos de mineralizacin se encuentran
vetas, brechas hidrotermales,
stockworks, diseminaciones y reemplazamientos (Arribas,
1995).
Estos depsitos son caracterizados por la presencia de minerales
diagnstico de estados de
alta sulfuracin (p. ej. luzonita y enargita) y de condiciones
cidas hidrotermales (p. ej. alunita,
caolinita, pirofilita) (Arribas, 1995).
Figura III. 7 Procesos involucrados en el transporte de Au como
compuesto tiosulfato, adaptada de Pirajno 2009.
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Captulo III Yacimientos epitermales
32
Varios autores han documentado estilos de mineralizacin basados
en yacimientos tpicos
de alta sulfuracin. White (1991) en Arribas (1995), presenta las
caractersticas de tres estilos de
mineralizacin, basndose en depsitos del anillo de fuego del
Pacfico: (1) Temora, (2) El Indio y
(3) Nansatsu. En el depsito de Temora, dominan los cuerpos
irregulares diseminados y la mena
silicificada. En el depsito El Indio dominan las cavidades
rellenas en vetas con sericita y halos de
minerales de arcilla y por ltimo el de tipo Nansatsu que se
caracteriza por la existencia de roca
encajonante alterada y zonada y por la presencia de enargita
como contenedor de la mena dentro de
slice oqueroso (vuggy silica). Ericksen y Cunningham (1993) en
Arribas (1995), distinguen dos
estilos de mineralizacin en la provincia andina: vetas
polimetlicas de Au y Ag con metales base y
vuggy silica con brechas. Staude (2001), afirma que en el
distrito Mulatos existen dos estilos de
mineralizacin: uno profundo que es de diseminacin y otro
superficial de vetas. En el distrito
Mulatos tambin se ha observado mineralizacin en brechas como lo
afirma la carta geolgica-
minera Mulatos H12-D67, Son., Esc. 1:50,000 (SGM, 2008).
Por otro lado Sillitoe (1999), resume que la mineralizacin
econmica en los depsitos
epitermales de alta sulfuracin se despliegan en 5 estilos de
mineralizacin:
1.- Portadores de cobre oro en mantos y chimeneas de reemplazo,
hospedados por rocas
encajonantes carbonatadas en las partes profundas del
sistema.
2.- Oro de alto grado en vetas de etapas tardas o brechas
hidrotermales que presentan deformacin
superpuesta a los niveles de mineralizacin superficial e
intermedia.
3.- Cobre o cobre-oro hospedados preferentemente en partes
profundas del sistema, en el caso de la
ltima donde la oxidacin supergnica es limitada y por lo tanto,
como mtodo de recuperacin del
metal se puede usar la flotacin.
4.- Grandes masas de depsito de oro en partes superficiales del
sistema, que estuvieron sujetos a la
oxidacin supergnica, permitiendo tratamiento de lixiviacin en
pilas.
5.- Vetas tipo de baja sulfuracin y oro plata diseminados son
comunes en los depsitos de alta
sulfuracin.
III.2.5 Alteraciones tpicas en epitermales de alta
sulfuracin.
III.2.5.1 Marco terico
La zonacin, mineraloga y las relaciones texturales de las
asociaciones minerales
hidrotermales de alteracin son una de las caractersticas ms
importantes de los yacimientos
minerales en general, la importancia de las mismas radica en la
informacin que nos pueden aportar
de las condiciones prevalecientes al momento de la formacin del
sistema mineral, que nos indican
cmo la qumica de los fluidos ha cambiado espacial y
temporalmente (Rae y Cooke, 2003), como
ejemplo, la informacin de los rangos de estabilidad que muchas
alteraciones presentan sobre
lmites especficos de temperatura y/o pH (Tabla III.2). Estos
datos nos proveern de informacin
necesaria para la reconstruccin de la estructura geoqumica del
sistema hidrotermal as como de la
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Captulo III Yacimientos epitermales
33
dinmica del mismo, capaz de formar yacimientos econmicos
rentables y que nos dan pauta para
relacionar los minerales econmicos con los minerales de
alteracin (White y Hedenquist, 1995).
Las fases minerales hidrotermales que suelen desarrollarse en
los sistemas epitermales estn
en funcin bsicamente de la temperatura, presin, tipo de roca,
naturaleza de los fluidos de
circulacin (como el pH, actividad del CO2, H2S) y la relacin
agua/roca. Los productos de una
alteracin hidrotermal pueden ser considerados en trminos de la
interaccin de: fluidos cidos,
fluidos clorurados casi neutros y fluidos alcalinos y, en base a
esto, y al tipo de asociacin mineral
es posible distinguir entre yacimientos epitermales de alta,
intermedio y baja sulfuracin (Pirajno,
2009).
Los depsitos epitermales de alta sulfuracin se emplazan en
lugares donde los voltiles
aumentan rpidamente de la fuente del magma en profundidad sin
interaccin con las aguas
subterrneas o con la roca encajonante, debido a eso, el magma
empieza a ser despresurizada para
progresivamente convertirse en un fluido caliente cido, el cual
reacciona con la roca encajonante
en los niveles epitermales. Posteriormente con el continuo
enfriamiento y neutralizacin del fluido
por la reaccin con la roca encajonante, produce zonamiento de
alteracin hidrotermal arglica
avanzada (Corbett, 2009).
Generalmente las alteraciones que acompaan a un deposito
epitermal de alta sulfuracin
muestran un cambio en la mineralizacin de la zona profunda a la
somera la cual se desarrolla en un
cambio de cuarzo-sericita (alteracin flica), pasando por
cuarzo-diquita (alteracin arglica) y/o
cuarzo-pirofilita (alteracin arglica avanzada) hacia cuarzo
residual en slice oqueroso y cuarzo
alunita ya en los niveles superficiales (Sillitoe, 1999).
Esta secuencia de alteraciones en emplazamiento vertical ocurre
en un intervalo que va de
unos pocos cientos de metros a ms de 1000 m, lo cual ha sido
demostrado por la barrenacin en
depsitos pequeos y que por comparacin, presentan un espaciado de
hasta 300 m verticales de
zona mineralizada econmica (Arribas, 1995). La zonacin
horizontal de las alteraciones es muy
similar a la vertical, ocurre de la alteracin cuarzo-alunita
hacia cuarzo-pirofilita/diquita/caolinita,
pasando por alteracin arglica y por ltimo alteracin propiltica
(Figura III.8) (Sillitoe, 1999). Sin
embargo, estudios en el reconocimiento de alteraciones
hidrotermales minerales en yacimientos tipo
prfido y en epitermales han concluido que los patrones de
alteracin varan en relacin por los
factores antes mencionados (profundidad, qumica de los fluidos,
interaccin agua-roca,
composicin y regin de emplazamiento de cuerpos gneos, etc.) y
que los modelos son idealizados
solamente. Por dar un ejemplo, Rae y Cooke (2003) mencionan que
aquellos sistemas geotermales
activos en Nueva Zelanda, los patrones de distribucin mineral
son solo reconocidos en niveles
superficiales (
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Captulo III Yacimientos epitermales
34
Figura III.8 Zonacin tpica de los yacimientos epitermales de
alta sulfuracin, basado en el yacimiento de Summitville en
Colorado, EUA. Se muestra la zonacin desde el ncleo de slice hasta
la alteracin propiltica, tomado de Camprub y Albinson, 2006.
Tabla III. 2 Minerales de alteracin tpicos de ambientes
epitermales cidos. Se muestra el rango de estabilidad para cada
mineral, as como los picos caractersticos en DRX dados en .
Modificada y adaptada de Pirajno, 2009 y de White y Hedenquist,
2005.
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Captulo III Yacimientos epitermales
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III.2.5.2 Alteracin cuarzo oqueroso (vuggy silica)
La alteracin vuggy silica es una de las ms conocidas y
caracterstica de los yacimientos de
alta sulfuracin ya que solo se presenta en este tipo de
yacimientos por las particularidades
genticas que presenta. La alteracin vuggy silica es generada por
la intensa lixiviacin de la roca
volcnica adyacente, la cual destruye los minerales primarios que
conformaban la roca original
(Stoffregen, 1987), dejando solo el mineral de cuarzo y slice
como un residuo, dicha alteracin es
el producto de condiciones muy cidas: pH
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Captulo III Yacimientos epitermales
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interfieren en la interaccin fluido-roca. Estudios isotpicos
relacionados al enriquecimiento de D y
O presentados por Arribas (1995), demuestran que tiene que
existir un equilibrio qumico e
isotpico entre el fluido magmtico y la roca en cuestin, lo cual
demuestra una condicin poco
favorable para que la alteracin produzca cuarzo vuggy en niveles
superficiales.
III.2.5.3 Alteracin arglica avanzada
Esta alteracin se presenta como resultado de las altas
temperaturas de los fluidos cidos
circundantes en el ambiente, est asociada con los lagos de crter
cidos en la cima de volcanes
activos (Arribas, 1995). Basado en estudios isotpicos y en
inclusiones fluidas de una extensa
cantidad de depsitos epitermales de alta sulfuracin, se ha
expuesto que esta alteracin es producto
de los fluidos cidos y oxidados generados por la condensacin de
los voltiles magmticos
enriquecidos en SO2, HCl y HF dentro del agua meterica
(Sillitoe, 1999). Por otra parte esta
alteracin es conocida porque generalmente es husped de la
mineralizacin en los sistemas de alta
sulfuracin.
La alteracin est compuesta por caolinita, dickita, pirofilita,
disporo, alunita (el grupo de
las alunitas incluye natroalunita, donde el Na reemplaza al K, y
Jarosita, el Fe reemplaza al Al
(Pirajno, 2009), principalmente, pero tambin es frecuente el
cuarzo y la sericita y a veces pirita,
turmalina, topacio, zunyita y arcillas amorfas (Gmez, s.f)
(Figura III.10) los cuales estn en/o
adyacentes a vetas o zonas de reemplazamiento en el ambiente
magmtico-hidrotermal (Taylor,
2007). Muchos de estos minerales que conforman la alteracin
arglica avanzada son sensitivos a la
temperatura, la pirofilita puede formarse a temperaturas 200C
(White y Hedenquist, 1995). Por otra parte los
minerales como la andalucita, topacio y zunyita tambin indican
condiciones cidas pero con
temperaturas mayores a los 260C.
Figura III.10 Izquierda: Alteracin arglica avanzada en el
distrito Chinkuashih, Taiwn, caracterizado por ser un depsito de
Au-Ag-Cu de Alta Sulfuracin, tomada de Laznicka (1999). Derecha:
Muestra de ncleo del yacimiento La India, Sonora, Mxico,
presentando asociacin de minerales de alteracin arglica
avanzada.
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Captulo III Yacimientos epitermales
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Taylor (2007) documenta que el reemplazamiento de la adularia y
albita por sericita es
causado por las variaciones que experimenta el sistema en cuanto
al PCO2 (presin parcial del
CO2), y por lo tanto concluye que la evolucin qumica en un
sistema geotermal, inicialmente en
ebullicin, puede producir sub-alteraciones en los epitermales de
alta sulfuracin.
Arribas (1995), basndose en estudios de istopos estables en la
asociacin cuarzo-alunita-
pirita de la zona de alteracin arglica avanzada, concluy que la
evidencia es consistente en que se
produce una mezcla entre el vapor magmtico que es absorbido por
aguas metericas, en donde
constituye una pequea mezcla con estas aguas, con proporcin de
gas respecto al lquido
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Captulo III Yacimientos epitermales
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La asociacin mineral tpica para esta alteracin est conformada
por cuarzo, caolinita, ilita
sericita y esmectita (Arribas, 1995), sin embargo la alteracin
arglica puede derivarse a una
alteracin arglica intermedia en donde las condiciones cambian un
poco. Para esta alteracin
predomina la caolinita y montmorillonita, y pueden estar
presentes arcillas amorfas y feldespato
potsico y biotita parcialmente recristalizadas a clorita. En
cuanto a la temperatura relacionada a
esta alteracin, se ha visto que, en base a la estabilidad de la
caolinita y la montmorillonita, la
primera se presenta inestable a temperaturas mayores a los 400C
y la montmorillonita a valores
apenas superiores a la caolinita, por lo tanto se ha fijado que
la temperatura mxima para esta
alteracin sera de 400C a 480C (Gmez, s.f).
III.2.5.5 Alteracin flica (serictica)
La alteracin flica es producto de la remocin de sodio (Na),
calcio (Ca) y magnesio (Mg),
hierro (Fe), potasio (K), titanio (Ti) de las rocas
calco-alcalinas del entorno con reemplazamiento
pervasivo de silicatos, ocultando la textura de la roca original
(Pirajno, 2009). Debido a la
desestabilizacin de los feldespatos por la presencia de H+, OH-,
K y S, para formar minerales como
el cuarzo, mica blanca, pirita y en algunos casos calcopirita;
el contenido de sulfuros puede ser
mayor al 20% en volumen de los minerales presentes (Pirajno,
2009). La alteracin se forma bajo
condiciones ligeras acidas de pH entre 4 y 6. Esta alteracin
cambia a tipo potsica por el
incremento de feldespatos K y/o biotita, y a arglica por el
incremento de minerales de arcilla
(Figura III.12).
Cuarzo-sericita-pirita es la asociacin mineralgica ms comn
observada debajo de las
zonas de mena en los depsitos epitermales de alta sulfuracin.
Las altas temperaturas y altas
salinidades en inclusiones fluidas caracterizan a esta zona de
alteracin respecto a las alteraciones
ms superficiales (Arribas, 1995)
La sericita no ha sido identificada como un singular mineral,
sino ms bien el trmino
sericita, desde el punto de vista petrogrfico, hace referencia a
un agregado de grano fino de
micas blancas del tipo moscovita-paragonita, el cual es un
agregado de baja temperatura,
tpicamente de alteracin de las plagioclasas (Ancochea,
2013).
La cristalinidad de la sericita incrementa con la temperatura,
lo cual puede ser analizado en
un difractograma de rayos X, basndose en el ancho del pico
(001). La formacin con un agregado
fino ocurre a temperaturas >200C 250C, mientras que si se
forma con abundantes granos de
cuarzo se forma a temperaturas >250C 300C (Taylor, 2009).
Aparte de la asociacin cuarzo-sericita-pirita (QSP:
Quartz-Sericite-Pyrite, por sus siglas en
ingls), los minerales que son comn encontrar en esta alteracin
son los feldespatos K, caolinita,
calcita, biotita, rutilo, anhidrita y apatito (Pirajno, 2009)
pero tambin minerales como la clorita,
leucoxeno, calcopirita e ilita.
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Captulo III Yacimientos epitermales
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En algunos yacimientos epitermales de alta sulfuracin, la
mineralizacin econmica,
inclusive, abarca desde la alteracin arglica a la alteracin
serictica, con un marcado control
estructural. (Sillitoe, 1999).
Algunas de las reacciones que propone Pirajno (2009) en la
formacin de sericita y
paragonita son las siguientes:
Con un sistema K2O-Al2O3-SiO2-H2O, se tiene:
0.75Na2CaAl4Si8O24 + 2H+ + K+ KAl3Si3O10(OH)2 + 1.5Na+ +
0.75Ca2+ + 3SiO2
Con un sistema Na2O-Al2O3-SiO2-H2O, se tiene:
1.5NaAlSi3O8 + H+ 0.5NaAl3Si3O10(OH)2 + 3SiO2 + Na+
III.2.5.6 Alteracin propiltica
Una de las alteraciones que ocurren en las zonas ms alejadas de
la actividad hidrotermal y
de sus consecuentes fluidos cidos es la alteracin propiltica la
cual es caracterizada por la
aadidura de H2O y CO2 al sistema y localmente Azufre (S), con
poca cantidad de H+ producto del
metasomatismo (Pirajno, 2009). Esta alteracin ocurre
preferentemente en regiones con baja
relacin agua-roca, fuera de las zonas de los conductos, y est
controlada por la composicin
original de la roca (White y Hedenquist, 1995). Cuando los
fluidos, que se desplazan lentamente por
estar lejanos a la fuente, alcanzan el equilibrio con la roca y
sus minerales constituyentes, se forma
la alteracin propiltica (Simmons et al, 2005). En una escala
regional, a una profundidad de ms de
400 m por debajo del nivel fretico del agua, esta alteracin es
comn, como se ha reportado en
depsitos como Acupan, Filipinas y Comstock Lode and Round
Mountain en Estados Unidos
(Simmons et al, 2005).
Figura III.12 Veta de cuarzo con halo oscuro de alteracin
serictica, reemplazando a los feldespatos. Mina de Cobre en New St.
Patrick, Queensland, Australia. Tomada de Taylor, 2009.
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Captulo III Yacimientos epitermales
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La asociacin mineralgica relacionada a esta alteracin presenta
minerales como la albita,
calcita, ilita, esmectita, epidota, clorita, pirita, adularia y
minerales del grupo de las zeolitas (White
y Hedenquist, 1995; Arribas, 1995), los cuales generalmente se
presentan como asociacin
rodeando a las dems alteraciones y cuerpos de minerales
econmicos (Figura III.13).
Los minerales en esta alteracin, sobre todo en el caso de la
ilita y esmectita, se presentan
ms frecuentemente por la situacin de que stos son ms estables
conforme los fluidos cidos son
progresivamente neutralizados por la reaccin con la roca
encajonante (White y Hedenquist, 1995).
Figura III.13 Alteracin silcica/propiltica, presentando
minerales como la clorita, epidota, slice y sulfuros de una brecha
intrusiva en el prospecto cupr