Fotografía: Muestra de la brecha mineralizada (calcopirita y bornita) BX2 del yacimiento Mount
Polley en Columbia Británica. Tomada del reporte técnico de la mina (2016).
SEMINARIO DE YACIMIENTOS MINERALES
CONSULTA BIBLIOGRÁFICA SOBRE LA CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA DE LAS BRECHAS MINERALIZADAS EN LOS DEPÓSITOS DE PÓRFIDOS DE Cu-Mo
Y PÓRFIDOS DE Cu-Au.
Presentado por:
Natalia Fajardo Gómez 2122589
Néstor Raúl Zipamoncha 2122422
Presentado a:
MSc. Jesús Hernando Mendoza Forero
UNIVERSIDAD INSUTRIAL DE SANTANDER
FACULTAD DE INGENIERIAS FISICO-QUIMICAS ESCUELA DE GEOLOGIA
YACIMIENTOS MINERALES
BUCARAMANGA 2016 - I
TABLA DE CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN 2. OBJETIVOS 2.1. OBJETIVO GENERAL 2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 3. METODOLOGÍA 4. RESULTADOS
4.1. GENERALIDADES DE LAS BRECHAS
4.2. BRECHAS MINERALIZADAS EN LOS DEPOSITOS DE PÓRFIDOS SEGÚN
LA CLASIFICACIÓN DE SILLITOE (1985)
4.2.1. BRECHAS MAGMÁTICO-HIDROTERMALES a. YACIMIENTO LOS BRONCES (Chile)
b. DEPOSITO MOUNT POLLEY (Columbia Británica) 4.2.2. BRECHAS FREATOMAGMÁTICAS
a. YACIMIENTO EL TENIENTE (Chile) 4.2.3. BRECHAS MAGMÁTICAS
4.2.4. BRECHAS INTRUSIVAS
a. DEPOSITO DE PANGUNA (Papua Nueva Guinea) 4.2.5. BRECHAS TECTÓNICAS
a. DEPOSITO DE ENDEAVOUR (Australia) 5. CONCLUSIONES
1. INTRODUCCIÓN
Es común la existencia de cuerpos de brechas de diversos orígenes acompañando yacimientos tipo pórfido y en muchos casos las brechas mismas se encuentran constituyendo cuerpos mineralizados, en parte, debido a que por su alta permeabilidad son propicias para la circulación de fluidos y por ende concentración de metales (Sillitoe, 1985). Es importante resaltar que aunque las brechas puedan no estar mineralizadas, se pueden utilizar como guía para la exploración debido a sus características y relaciones con los sistemas de pórfido.
Estas brechas han sido clasificadas de diferentes maneras, por varios autores (Como: Sillitoe, 1985; Baker et al., 1986; Taylor y Pollard, 1993; Corbett y Leach, 1998, entre otros) quienes toman diversos criterios para su clasificación, ya sean genéticos, descriptivos, texturales, morfológicos, lo que ha generado cierta confusión en la terminología (Cerpa, L., 2006). De acuerdo a esto, en este trabajo se plasmarán las principales características geológicas de las brechas mineralizadas asociadas a sistemas porfiríticos, teniendo como principal referencia la clasificación de Sillitoe (1985), destacando los aspectos más importantes en su reconocimiento, los principales procesos formadores de estos tipos de brechas y el papel que juegan en la formación de yacimientos minerales; para esta caracterización además de la clasificación de Sillitoe se utilizaron diversas fuentes bibliográficas, como libros, artículos, páginas web y trabajaos de grado; así como la consulta de casos de estudio, es decir, depósitos representativos que contengan brechas mineralizadas asociadas a pórfidos, para evaluar sus principales características y la relación con los cuerpos intrusivos asociados (pórfidos). Dentro de estos casos particulares a tratar se encuentran:
Los Bronces Pórfido de Cu-Mo Mineralización en brechas
(Chile) hidrotermales y
magmático-hidrotermales.
Mount Polley Pórfido de Cu-Au Mineralización en brechas
(Columbia Británica) magmático-hidrotermales.
El Teniente Pórfido de Cu-Mo Mineralización en brechas (Chile) freatomagmáticas.
Panguna Pórfido de Cu-Au Mineralización en brechas
(Papua Nueva Guinea) intrusivas y tectónicas.
Endeavour: Pórfido de Cu-Au Mineralización en brechas
2. OBJETIVOS
2.1. OBJETIVO GENERAL
Identificar las principales características geológicas de las brechas mineralizadas asociadas a sistemas de pórfidos en base a diversas clasificaciones y consultas bibliográficas.
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Comprender y analizar las características de los diferentes tipos de brechas asociadas a pórfidos, como su morfología, relación espacial con el pórfido, mecanismos de formación (Brechización), alteraciones y grados de mineralización más comunes, entre otros aspectos particulares de cada tipo de brecha.
Consultar y evaluar los ejemplos de depósitos tipo pórfido de Cu-Au y Cu-Mo con cuerpos de brecha mineralizados asociados a estos sistemas, su relación con el intrusivo, y los procesos que dieron lugar a su formación y alteración/mineralización.
3. METODOLOGÍA
La metodología que se llevó a cabo consistió inicialmente en realizar una compilación bibliográfica del tema, teniendo en cuenta importantes autores en la clasificación de las brechas mineralizadas como Sillitoe (1985), Corbett y Leach (1998) y Maksaev (2007), de esta manera, con esta información se continuó a identificar los aspectos más importantes en la caracterización de las brechas, así como la distinción de las que se encuentran específicamente relacionadas a sistemas de pórfidos cupríferos dentro de los 5 tipos principales.
Posteriormente se describieron las características más importantes como forma y dimensión, límites, textura, relación espacial con el pórfido, mineralización, grado de concentración del metal, alteración, mecanismo de brechización y génesis con el fin de situarse en el marco geológico especifico y establecer las características individuales de cada tipo de brecha. Finalmente se muestran algunos ejemplos de los depósitos conocidos más representativos para cada tipo de brecha y se describen sus rasgos más importantes, como su marco tectónico, estratigrafía,
mineralización y alteración, y se explican las brechas presentes en cada deposito, ya que es el tema de interés en este trabajo.
4. RESULTADOS
4.1. GENERALIDADES DE LAS BRECHAS:
En primer lugar cabe aclarar que una brecha hace referencia a una roca constituida por fragmentos líticos, provenientes de rocas que han sido fragmentadas progresivamente mientras mayor en la deformación (brechización), los cuales se mantienen ligados por una matriz y cuyo cemento en el caso de las brechas asociadas a mineralización pueden ser minerales hidrotermales incluyendo a los minerales de mena (Ej. turmalina, cuarzo, calcopirita, etc.) (Maksaev, V. 2007); estos minerales se encuentran rellenando total o parcialmente los espacios vacíos de la roca fragmentada (Figura 1). Estas brechas son formadas por desagregación de rocas preexistentes in situ o con limitado transporte de los fragmentos, aunque también se pueden presentar aquellas que involucran trasporte de materiales clásticos y piroclásticos (Sillitoe, 1985).
Figura 1: Figura ilustrativa de la textura generalizada de un brecha mineralizada, que contenga minerales hidrotermales rellenando espacios vacíos. Modificado de: http://www.geovirtual2.cl/depos/02porfcu05.htm
Los cuerpos de brecha son comunes en sistemas de tipo pórfido y varían desde cuerpos estériles o de bajo tenor, adyacentes a los intrusivos, hasta cuerpos que llegan a constituir la zona de mayor interés económico, como en el yacimiento
Los Bronces en Chile (Maksaev 2007).
Según la clasificación genética de las brechas publicada por Sillitoe en 1985, donde se muestra una descripción detallada de cada una, basada en el origen probable de la brecha, aquellas relacionadas con depósitos tipo pórfido de Cu-Au y Cu-Mo son tratadas dentro de los 5 tipos principales de brechas establecidos por Sillitoe, pero solo los subtipos que se muestran a continuación están relacionados a los sistemas de pórfido, ya que la clasificación incluye otros tipos de brecha que no se describirán en este trabajo.
1) BRECHAS MAGMÁTICO-HIDROTERMALES
• Tipo pórfido (cuerpos de brecha asociados a sistemas porfiríticos). 2) BRECHAS HIDROMAGMÁTICAS
Brechas Freatomagmáticas Sistemas maar – diatrema (Depósitos tipo pórfido y epitermales).
3) BRECHAS MAGMÁTICAS
• Diatremas volcánicas (Tipo pórfido y otros depósitos) 4) BRECHAS INTRUSIVAS (Con matriz intrusiva)
5) BRECHAS TECTONICAS (fracturamiento frágil en fallas)
4.2. BRECHAS MINERALIZADAS EN LOS DEPOSITOS DE PÓRFIDOS SEGÚN LA CLASIFICACIÓN DE SILLITOE (1985)
4.2.1. BRECHAS MAGMÁTICO-HIDROTERMALES FORMA Y DIMENSIÓN:
De acuerdo a la descripción de los tipos de brechas realizada por Sillitoe (1985) las brechas mineralizadas asociadas a pórfidos pueden ocurrir individualmente o constituir grupos y generalmente se presentan como cuerpos lenticulares, ovoides o circulares con forma de chimeneas o formas variadas como diques, cuerpos irregulares o anulares que muestran un buzamiento fuerte o vertical.
Con respecto a sus dimensiones, en plano horizontal, estas brechas magmático-hidrotermales van desde pocos metros hasta un máximo de 2 x 0,7km correspondiente a la brecha más grande conocida que se encuentra en el depósito de Los Bronces (Chile). Mientras que en la vertical normalmente se encuentran en el rango de 0,5 a 1km, y hasta 1,1km en Los Bronces (Maksaev, 2007).
LIMITES:
Las brechas magmático-hidrotermales pueden presentar contactos gradacionales o netos con el pórfido asociado. En la base, los cuerpos de brecha usualmente presentan una rápida transición a pórfido fracturado o con stockwork, mientras el techo se caracteriza porque disminuye el tamaño de la brecha y también hay una transición a pórfido mineralizado. Es de resaltar que el techo se ha encontrado de 0,2 a 12km de profundidad, lo que sugiere que la mayor parte de estas brechas son originalmente ciegas, es decir, que para el momento de su formación no alcanzaban la paleosuperficie).
TEXTURA:
Estas brechas asociadas a pórfidos suelen ser granosoportadas por fragmentos generalmente heterolitológicos que varían de angulosos a redondeados y la presencia de harina de roca es común de manera gradacional desde los fragmentos.
Es frecuente que exista ascenso de fragmentos, como ejemplo se encuentra la Brecha Infiernillo de Los Bronces, con un ascenso hasta de 200m; pero también puede haber descenso de estos o poco movimiento general.
RELACION ESPACIAL CON EL PÓRFIDO:
La mayoría de brechas magmático-hidrotermales se desarrollan dentro de los pórfidos, pero algunas se pueden encontrar cortándolo o constituyendo menas fuera de este, generalmente en rocas suprayacentes o dispuestos en forma de halos en torno al pórfido (habitualmente en el halo sericítico o propilítico). BRECHA EN EL HALO SERICÍTICO: Su contenido de sulfuros suele ser pirita estéril, estas brechas son difíciles de reconocer pues sus clastos son monomícticos (formados por un solo tipo de roca) del mismo ambiente. BRECHA EN EL HALO PROPILÍTICO: En este caso al encontrarse en un halo más externo resultan estar altamente oxidados y por lo tanto estas brechas
son más fáciles de reconocer.
ALTERACIÓN:
Con respecto a las alteraciones en brechas asociadas a pórfidos, suelen afectar tanto la matriz como los fragmentos de la brecha, y la más frecuente es la alteración potásica (con presencia de biotita y feldespato potásico) que puede cambiar a sericítica o fílica (con presencia de cuarzo – sericita – pirita y turmalina), menos comunes son las alteraciones propilítica y argílica. Las inclusiones fluidas indican soluciones de alteración salinas, ricas en Cloro, y calientes, con temperaturas ente 300 y 600ºC.
TENORES:
Las brechas asociadas a pórfidos pueden presentar diversos grados de mineralización, desde pequeños cuerpos estériles hasta llegar a constituir la porción económicamente dominante de estos sistemas. De forma general estas brechas magmático-hidrotermales tienen tenores más altos que los stockworks en sus alrededores.
MECANISMO DE BRECHIZACIÓN:
El origen de la brechización se atribuye principalmente a la liberación violenta de fluidos magmático-hidrotermales desde los stocks en enfriamiento, lo cual produce fracturamiento hidráulico seguido de colapso gravitacional y la formación de los fragmentos que constituirán la brecha.
En algunos casos también es posible que se generen múltiples brechas a causa de distintos pulsos superpuestos espacialmente (pulsos formadores del stock del pórfido), en este caso la disipación de la energía logra un arreglo de clúster constituido por brechas, dispuestas a manera de anillo en torno al pórfido; Con la aparición de varias brechas es posible que la mineralización se disipe y ningún cuerpo de brecha resulte económicamente rentable, aunque si contengan algún rastro de metales.
La presencia de matriz turmalínica muestra que hubo participación de una fuente magmática y puede indicar que el sistema, además de ser muy caliente, puede haber sellado los conductos para que la mineralización se diera más fácilmente. Pero debido a que la turmalina suele ser uno de los primeros minerales en precipitar, la mineralización entonces puede encontrar el paso cerrado y las brechas generadas de esta manera serías estériles. También puede verse una gradación de temperatura según sus minerales de la brecha
en ambientes porfiríticos que va: Tur – Qtz – Sulfuros (Calcopirita, Bornita o Pirita) – Carbonatos.
a. YACIMIENTO LOS BRONCES (Chile)
Este gran yacimiento de tipo pórfido Cu-Mo se encuentra ubicado en Chile, y hace parte del megayacimiento Rio Blanco - Los Bronces y representa la producción de Cobre más importante de este país, ocupando los primeros puestos en la lista de los mayores productores de este metal en el mundo, donde por minería a cielo abierto se extrae principalmente Cobre y Molibdeno en menor proporción.
El deposito Río Blanco – Los Bronces, junto con Los Pelambres y El Teniente, forman parte del cinturón de pórfidos cupríferos del Mioceno Superior-Plioceno, ubicado en la Cordillera de Los Andes como se observa en la Figura 2, producto de la subducción de la placa Nazca bajo la Sudamericana. De forma general, los depósitos que conforman este cinturón se encuentran emplazados en las potentes secuencias vulcanosedimentarias del Oligoceno Superior-Mioceno, correspondiente a las Formaciones Farellones, Los Pelambres y Coya-Machalí, las cuales han sido intruídas por plutones más jóvenes, del mioceno, complejos de brechas hidrotermales y por diversos cuerpos porfiríticos de composición cuarzomonzodiortica y cuarzodioritica del Plioceno (Contreras, 2003). La mineralización Cu-Mo, la cual es la de interés económico, se encuentra asociada al emplazamiento tanto de las intrusiones de pórfidos como al complejo de brechas, sin embargo la principal fuente de la mena se atribuye a los diferentes tipos de brechas presentes, las cuales tienen mayor grado de mineralización y representan la porción económicamente dominante. De acuerdo a esto se han logrado identificar 9 tipos de brechas magmático-hidrotermales y un tipo de brecha intrusiva que presentan distintos tamaños y formas de fragmentos, naturaleza y cantidad de matriz y grado o tipo de alteración/mineralización, y se pueden diferenciar entre sí de acuerdo a su composición y características de la matriz, así como el tipo de alteración observada en los clastos.
A escala regional, el cuerpo principal de brechas posee una orientación N10°W; y a nivel más local, en Los Bronces, el sistema principal de brechas presenta una forma semejante a la de un embudo, con contactos netos con la roca caja en la parte superior de la columna, y transicionales en profundidad. La distribución de las litologías presentes en el área de Río Blanco-Los Bronces se muestran en la Figura 3.
Figura 2: Mapa Geológico que muestra la franja del Mioceno Superior - Plioceno y los tres yacimientos asociados a esta edad: Los Pelambres, Río Blanco - Los Bronces y El Teniente. Modificado de: (Frikken, 2002)
ESTRATIGRAFIA DE LOS BORNCES: (Figura 3) Rocas vulcanosedimentarias estratificadas:
Estas rocas estratificadas comprenden la Formación Farellones, donde se encuentran rocas andesíticas, basálticas, traquiandesíticas y dacítias (Fajardo, 1969; Urqueta, 1969; Cepeda, 1976), que afloran con un espesor aproximado de 560 m (Stambuk et al., 1982), y se encuentran suprayaciendo discordantemente a la Formación Abanico; Esta última Formación constituye la roca de caja del plutón granodiorítico, y debido a esto se encuentra como clasto en las brechas definidas en el yacimiento.
Rocas Intrusivas:
Los diferentes cuerpos intrusivos se diferencian composicional y texturalmente, y corresponden a las rocas pertenecientes al Batolito San Francisco, y aquellas constituyentes del conjunto de cuerpos filonianos que cortan a rocas del batolito (Contreras, 2003). Estas rocas se encuentran especialmente en los bordes del yacimiento e intruyen a la Formación Farellones y al cuerpo de brechas del yacimiento.
Batolito San Francisco:
Aflora en un área de 200 km2, que se extiende 20 km en la dirección N-S y
10 km en la dirección E-W (Warnaars et al., 1985). Considerado por Stambuk , 1982 como un intrusivo polifásico conformado por múltiples plutones de textura y composición variable, que incluye rocas de composición cuarzomonzonita y cuarzomonzodiorita, además de dioritas cuarcíferas, granodioritas, y ocasionalmente granito y sienita.
Los componen principalmente dos unidades: Unidad Cuarzomonzonita (QM):
Corresponde a granitos, granodioritas y cuarzomonzodiorita (Thiele, 1980). Relativo a las alteraciones, la presencia de biotita secundaria y anhidrita, más la existencia de vetillas tipo A de cuarzo, biotita y pirita, indican una alteración principal potásica. A esta alteración se le sobreimpone una alteración propílitica penetrativa, con ocurrencia de clorita, biotita secundaria y carbonatos. De manera poco desarrollada se presenta una
alteración fílica y argílica intermedia asociada a halos de vetillas tipo B y vetas D (Contreras, 2003).
Las rocas de esta unidad intruyen a la Formación Farellones y son cortadas por la Unidad Cuarzomonzodiorita, las unidades porfiríticas y el complejo de brechas.
Unidad Cuarzomonzodiorita (QMD):
Litologías de composición diorítica, tonalita a granodiorita, esta unidad es afectada por las mismas etapas de alteración de la unidad anterior; sin embargo, la ocurrencia de éstas varían notablemente, ya que forma núcleos de alteración que generalmente se sobre imponen entre sí (Contreras, 2003).
Esta unidad intruye a la Formación Farellones y a la Unidad Cuarzomonzonita, y es cortada por intrusiones más jóvenes de carácter filoniano.
Cuerpos Intrusivos Menores:
Pórfido Cuarzomonzodiorítico (PQMD)
Presenta una textura porfídica que manifiesta una alteración potásica remanente e intensa de biotita, feldespato potásico y en menor grado anhidrita y magnetita. Se sobreimpone una alteración fílica, moderada a fuerte, compuesta por sericita, cuarzo y pirita; La mena primaria y de reemplazo corresponde a pirita- calcopirita-calcosina. (Contreras, 2003). Esta unidad se presenta como filón e intruye a las Unidades QM y QMD, además puede formar parte de la matriz de la Brecha Ígnea y se encuentra en contacto gradacional con el Pórfido Cuarzodioritico.
Pórfido Cuarzodiorítico (PQD)
Intrusivo con textura porfídica de composición variable de cuarzodiorítica a tonalítica (Warnaars y otros, 1985). Presenta una alteración potásica remanente e intensa de biotita secundaria, albita, anhidrita, feldespato potásico y desarrollo de vetillas A. Sobreimpuesta a ella, se desarrolla una alteración fílica débil caracterizada por parches de sericita, cuarzo secundario y andalucita, y una alteración propilítica moderada definida por clorita, biotita secundaria y montmorillonita. Los minerales de mena son
calcopirita con carácter diseminada y calcopirita-bornita en vetillas tipo A (Thiele, 1980).
La unidad ocurre como filón e intruye a las Unidades QM y QMD, produciendo halos de alteración en ellos.
Complejo de Brechas
El complejo de brechas del yacimiento Los Bronces fue definido por primera vez por Warnaars et al. (1985) como un grupo de 7 brechas hidrotermales, formando un cuerpo alongado, el cual se extiende alrededor de 2km en dirección N-S con un ancho de 750m. Posteriormente Contreras (2003) añade a esta lista 2 brechas hidrotermales y una brecha ígnea. Mediante sondeos verticales se han reconocido hasta 700 m de profundidad del complejo, desarrollando una forma de cono invertido, cuyo eje se inclina con un ángulo cercano a 80°, hacia el este. Estas brechas afloran a una altura entre 4.150 y 3.450 m.s.n.m. Y la alteración hidrotermal, en general, corresponde a una total o parcial alteración cuarzo-sericita y biotización en la roca fragmentada. Según Stambuk y otros (1982) estas alteraciones están asociadas a las mayores concentraciones de mineralización de cobre y molibdeno.
Las brechas son clasificadas según el tipo de matriz, cemento, naturaleza y forma de los clastos, así como tipos y grados de alteración. Estas unidades se denominaron:
1. Brecha Fantasma (MAGMÁTICO-HIDROTERMAL)
2. Brecha Ígnea (INTRUSIVA)
3. Brecha de Magnetita-Biotita (MAGMÁTICO-HIDROTERMAL)
4. Brecha de Biotita (MAGMÁTICO-HIDROTERMAL)
5. Brecha Central (MAGMÁTICO-HIDROTERMAL)
6. Brecha Occidente (MAGMÁTICO-HIDROTERMAL)
7. Brecha Infiernillo (MAGMÁTICO-HIDROTERMAL)
8. Brecha Gris Fina (MAGMÁTICO-HIDROTERMAL)
9. Brecha Anhidrita (MAGMÁTICO-HIDROTERMAL)
10. Brecha Donoso (MAGMÁTICO-HIDROTERMAL)
Brecha Ígnea (BXIG)
Brecha monomíctica, en la cual la matriz y los clastos poseen una composición cuarzomonzodiorítica (QMD). La matriz presenta una textura
de grano fino o porfiirítica, englobando a clastos redondeados de textura hipidiomórfica inequigranular. Su origen se asociaría al sucesivo emplazamiento de los intrusivos de composición QMD que cortan a la Unidad Cuarzomonzonita (QM) (Contreras 2003).
Brecha de Biotita-Magnetita (BXBM)
Identificada también por Contreras (2003), como una “brecha polimíctica formada por clastos de los intrusivos de composición tonalítica, cuarzodiorítica y diorítica. La matriz contiene biotita secundaria, magnetita, clorita, cuarzo, anhidrita, sericita y los sulfuros predominantes son pirita-calcopirita y ocasionalmente bornita.
Los clastos presentan una alteración potásica de intensidad variable y vetillas de tipo A caracterizada por biotita secundaria, feldespato potásico y anhidrita. El contacto de esta brecha con los intrusivos adyacentes es gradual desde la alteración potásica.
Brecha de Biotita (BXB)
Brecha polimíctica formada por clastos de intrusivos profundos de composición tonalítica, cuarzodiorítica y diorita. La matriz está compuesta de biotita secundaria, sericita, feldespato potásico, cuarzo y menos frecuente de turmalina y clorita. Los sulfuros predominantes son pirita y calcopirita y ocasionalmente bornita y molibdenita.
Los clastos presentan una alteración potásica caracterizada por biotita secundaria con una menor presencia de cuarzo y feldespato potásico. Los contactos de esta brecha con los intrusivos profundos y la BXBM son graduales.
Brecha Fantasma (BXF)
Definida por Warnaars et al. (1985) como una brecha, donde es difícil diferenciar clastos y matriz, pues ambos se muestran homogéneos y exhiben una alteración cuarzo-sericita (moderada a fuerte) que dificulta aún más la diferenciación. El cemento, está constituido por especularita, cuarzo, sulfuros de cobre y hierro, y ocasionalmente turmalina. La proporción de clastos predomina ampliamente sobre la matriz que composicionalmente corresponden a cuarzomonzonita y en algunos sectores a andesita; mientras el cemento es escaso.
Los sulfuros presentes en esta unidad son pirita, calcopirita, calcosina y molibdeno. La mineralización ocurre diseminada y ocasionalmente asociada a un stockwork.
Brecha Central (BXC)
También definida por Warnaars et al. (1985) corresponde a una brecha de matriz compuesta de cristales de grano fino de turmalina con cantidades menores de cuarzo, polvo de roca, especularita, sericita, sulfuros y ocasionalmente anhidrita. Los clastos son subredondeados a subangulares con tamaños cercanos a 5 cm y su composición corresponde normalmente a cuarzomonzonita, excepto en el lado sur donde se encuentran clastos de andesitas. El cemento está constituido por turmalina y esporádicamente por especularita, sulfuros de cobre y hierro.
Presenta una alteración de cuarzo secundario, Cuarzo-Sericítica y argilización. Los sulfuros presentes en esta unidad son: pirita, calcopirita, calcosina, molibdeno y ocasionalmente bornita, las cuales se encuentran generalmente diseminados, pero la calcopirita también puede ocurrir en vetillas.
Brecha Occidente (BXO)
Brecha con matriz compuesta de polvo de roca, clorita, turmalina, sericita, especularita y sulfuros (pirita, calcopirita, molibdeno, calcosina y ocasionalmente bornita). Los clastos predominan ampliamente sobre la matriz y corresponden a fragmentos de tamaños variables y formas subangulares a angulares, de composición cuarzomonzonita y en menor medida por andesita. El cemento está formado por clorita, turmalina y especularita subordinada y esporádicamente molibdenita (Warnaars et al.,1985)
Los clastos se encuentran fuertemente alterados a clorita y en menor grado a cuarzo-sericita. Se dispone en contacto gradual con la Brecha Central (Cuadra 1980).
Brecha Infiernillo (BXI)
Brecha con clastos de composición andesítica con cantidades menores de cuarzomonzonita y pórfido cuarzo latita, con formas angulares a subangulares, y tamaños que varían desde unos centímetros hasta
mayores de 1 m. La matriz está compuesta por cuarzo, clorita, turmalina, especularita y sulfuros (pirita, calcopirita, calcosina, molibdeno y en menor cantidad bornita). La brecha se distingue por el intenso color verde que afecta tanto a los clastos como a la matriz.
Lo fracción clástica se encuentra alterada fuertemente a clorita, silicificada (moderada a fuerte) y afectada por una débil alteración cuarzo-sericita. La alteración no es homogénea, ya que existen sectores en donde predominan clastos frescos, y otros en donde se encuentran parcialmente alterados. La paragénesis de alteración común corresponde a clorita, cuarzo, sericita y ocasionalmente epidota (Warnaars et al.,1985).
Brecha Anhidrita (BXA)
Definida por Warnaars et al. (1985) como una unidad donde la matriz está compuesta por anhidrita, turmalina, especularita, cuarzo, sulfuros (pirita, calcopirita, molibdeno). Los clastos son angulares a subangulares con tamaños menores a 20 cm, y corresponden a fragmentos de Brecha Infiernillo y Brecha Central.
Los clastos están fuertemente alterados a clorita y moderada silicificación. En algunos afloramientos la anhidrita está hidratada a yeso. Según algunos autores esta brecha constituiría una diferenciación local de la Brecha Infiernillo, caracterizada solamente por la presencia de anhidrita como principal constituyente del cemento y conformando un cuello de anhidrita (Cuadra, 1980).
Brecha Gris Fina (BXG)
Warnaars et al. (1985) la definen como una brecha en la cual la matriz está compuesta por cuarzo, polvo de roca, sericita, clorita, especularita y sulfuros (pirita, calcopirita, calcosina). Los clastos, poseen un tamaño inferior a 5 cm, son subangulares a subredondeados de composición pórfido cuarzomonzonítico, cuarzolatítico y andesitas,
Los clastos se encuentran alterados a cuarzo-sericita y silicificación moderada y la mineralización se encuentra diseminada en la matriz, mientras en los clastos está como vetillas y de manera diseminada. La Brecha Gris Fina forma apófisis en la Brecha Central y en la Brecha Oeste.
Brecha en la cual la matriz está compuesta por turmalina, cuarzo, sulfuros de cobre y hierro, y especularita (Warnaars et al., 1985). Los clastos son principalmente fragmentos de cuarzomonzonita, cuarzomonzodiorita y contiene clastos de las brechas Fantasma y Central, de formas angulosas a subangulosas (Díaz et al., 1977). En niveles superiores se pueden observar clastos de composición andesítica. El contenido de cobre primario es más alto que en las otras brechas, exceptuando para algunas zonas de la Brecha Infiernillo.
La alteración es del tipo cuarzo sericita, que afecta a los clastos con una intensidad moderada, los clastos menores se encuentran altamente silicificados; los de tamaño intermedio presentan halos concéntricos con un núcleo Cuarzo-Sericitico y un borde silicificado; mientras los mayores, en general, conservan gran parte de su textura original. Otra alteración importante es la cloritización que afecta principalmente a la matriz, aunque también a los clastos (Cuadra, 1980).
b. YACIMIENTO MOUNT POLLEY (Columbia Británica)
Mount Polley está situado en Quesnellia, un terreno acresionado en el cinturón intramontano de la Cordillera de Canadá. Quesnellia está caracterizado por rocas volcánicas, sedimentarias e intrusivas máficas a intermedias del Triásico-Jurásico, formadas en la cara oeste del arco desarrollado al oeste del margen continental de Norte América (Roste, G. 2000). La mina Mount Polley se encuentra dentro del complejo intrusivo Mount Polley (MPIC) situado en el centro del cinturón; En esta área, en el Jurásico temprano, el arco y la cuenca marginal fue cabalgada hacia el margen continental, en el Jurásico medio continua el acortamiento de la corteza terrestre con metamorfismo regional que alcanza facies zeolita (Brown, R. P., 2016). Mount Polley se encuentra en el núcleo de una amplia tendencia N-E, de un sinclinal regional como se muestra en la Figura 4. El depósito de Cobre y Oro de Mount Polley es uno de los que compone la serie de depósitos de pórfidos cupríferos que ocurren en el cinturón de un terreno acresionado a la Cordillera de Canadá. Según el reporte técnico de la mina Mount Polley (2016) este deposito está comprendido por 3 brechas que contienen mineralizaciones de Cu-Au, que están asociadas con los intrusivos de monzodiorita a monzonita emplazados en el Grupo Nicola (Rocas sedimentarias y vulcanosedimentarias del Triásico tardío), en el Triásico tardío que posteriormente ha sido deformado por múltiples eventos estructurales en la secuencia relativa de plegamiento, fallamiento e
inclinación, que provee información sobre la historia tectónica del terreno Quesnel.
Figura 4: Ambiente tectono-estratigráfico del depósito Mount Polley. Tomado de: Roste, G., et al., 2016. https://www.imperialmetals.com/assets/docs/mount-polley-technical-report_may-20.2016.pdf
ESTRATIGRAFÍA DE MOUNT POLLEY
El complejo intrusivo de Mount Polley (MPIC) aloja el deposito porfirítico Cu-Au de Mount Polley, como se observa en la Figura 5. Este cuerpo es del Triásico tardío, de 4 a 6 Km aproximadamente, y se extiende en dirección NNW (Roste, G. 2016). Consiste en intrusiones alcalinas, marginalmente silicatadas-insaturadas y brechas magmático-hidrotermales. La edad del depósito es aproximadamente 205ma, según dataciones de uranio (Rees, C. 2001).
De acuerdo al reporte técnico de la mina Mount Polley (2016) la mineralización se presenta en casi todos los tipos de rocas que constituyen la MPIC , y por lo tanto se produjo al final de su formación. Prácticamente
toda la mineralización económica se encuentra en la brechas o en las venas de stockwork mineralizadas, adyacentes a la pared de la roca intrusiva. Rocas caja cercanas al MPIC del Grupo Nicola son volcánicas y subvolcánicas máficas a intermedias y están relacionadas a las brechas, pueden formar componentes de brechas hidrotermales en las periferias del MPIC.
Figura 5: Geología regional de la propiedad que comprende a Mount Polley. Tomado de: Roste, G., et al., 2016. https://www.imperialmetals.com/assets/docs/mount-polley-technical-report_may-20.2016.pdf
Rocas ígneas del complejo intrusivo de Mount Polley (MPIC)
De forma detalladas, las rocas ígneas del MPIC forman una secuencia temporal de:
i) fases inequigranulares a fases débilmente a fuertemente porfiríticas, y
ii) Desde relativamente máficas a composiciones más evolucionadas (siendo relativamente pobres, pero con sílice). De acuerdo a esto las unidades que se encuentran en Mount Polley se describen a continuación según el reporte técnico de la mina Mount Polley (2016).
Diorita:
Diorita a Monzodiorita equigranular (Unidad DI), generalmente masiva, de grano medio a grueso, moteada blanco y negro o gris debido al
clinopiroxeno y plagioclasa subigual, por lo general acompañado por un gran porcentaje de biotita primaria y menor porcentaje de feldespato potásico poiquilítico.
Monzodiorita a Monzonita:
Esta unidad (MDMZ) está compuesta por diversos tipos de rocas intrusivas intermedias que constituyen el grueso del complejo intrusivo MPIC. Todas están consideradas en tiempo como pre-mineralización. La litología predominante es pórfido de plagioclasa consistente pequeños fenocristales de plagioclasa subhedrales, en una masa basal de grano fino o aplítico con fenocristales de augita subordinados y biotita en menor proporción. El cuarzo es raro en la masa basal o incluso inexistente. La masa basal de feldespato es gris pálido donde se altera menos, pero pueden ser de color rosa oscuro a rojo fuertemente alterado. El feldespato potásico se limita a la masa basal aunque gran parte es secundario. EL rango de la unidad MDMZ se extiende a diorita o leucodiorita y posiblemente sienita.
Monzonita Feldespática (K)
Esta fase intrusiva es volumétricamente menor (unidad KMZ) en el MPIC, pero tiene gran importancia debido a que está implicada directamente en la mineralización.
La unidad consta de monzonita con fenocristales que se encuentran abundante a escasamente, o megacristales de feldespato potásico junto con auguita más pequeña y/o graos de hornblenda y en menor proporción de biotita y magnetita. Esta es la fase más evolucionada en el MPIC y se formó al final de la secuencia de pórfido ya que se impone en las brechas hidrotermales, así como unidades más antiguas de DI y MDMZ. Las formas unitarias de KMZ correspondes a diques de pocos a decenas de metros de ancho, con fuerte inclinación y distintas orientaciones.
Unidades intrusivas menores:
Estas incluyen diques de pocos metros de ancho, de las etapas tardías, tal como diques de traquitas basálticas de auguita-pirita (AP), y otros diques (Minette), que cortan a través de todas las demás unidades y mineralización.
Brechas hidrotermales del complejo intrusivo de Mount Polley
Casi todas las zonas de mena en el MPIC coinciden con las zonas de brechas hidrotermales (Figura 7), brechas no mineralizadas, pero si alteradas, también se producen en el MPIC. En Mount Polley brecha se refiere a:
i) Roca fragmentada que contiene diversos clastos trasportados desde una roca ígnea preexistente, que se encuentran en una matriz de roca triturada (Polvo de roca) o en cemento ígneo o cemento mineral.
ii) Una fuerte fractura en un roca originalmente continua, la cual se fragmenta mostrando una organización de “rompecabezas” Tres unidades generales de brechas magmático-hidrotermales has sido reconocidas en el MPIC, conocidas como (Figura 7):
1. BX1 2. BX2 3. BX3
Brecha BX1:
Esta brecha se compone de una mezcla de brecha de fragmentos y brecha “rompecabezas” y se caracteriza por su grano relativamente grueso,
textura de alteración destructiva, y la sustitución de la matriz/cemento de la brecha o de rellenos de fracturas o venas.
Esta unidad muestra brechas en el núcleo de la MPIC, presentes en las zonas mineralizadas de Springer y Cariboo (y las zonas mineralizadas fuera del cinturón). Las intensidad y tosquedad de la alteración asociada a BX1 indica que esta área constituye en centro del sistema hidrotermal de MPIC.
Brecha BX2:
Corresponde a una brecha hidrotermal fuera del núcleo del MPIC, donde la textura de destrucción es menos intensa, debido a que la alteración asociada en más leve, y la textura clastos, matriz, relleno, está mejor definida. Las brechas BX2 pueden ser soportadas por los clastos o matrizsoportadas. El límite del cuerpo mineralizado esta en BX2, como la zona NE (Wight pit) y también en la zona SE (Southeast pit), ver Figura 7.
Figura 6: Roca encontrada en la zona Noreste (Wight pit) que muestra presencia de bornita y calcopirita de alto grado de mineralización, su localización se encuentra en la brecha BX2. Tomado de: Roste, G., et al., 2016. https://www.imperialmetals.com/assets/docs/mount-polley-technical-report_may-20.2016.pdf
Brecha BX3:
Esta es una brecha de fragmentos o clastos, que no presenta mineralización en los niveles superiores del MPIC, es decir, en el norte, entre el Wight pit (NE) y el camino de acceso Bootjack, como se observa en la Figura 7.
Los clastos y la matriz de la brecha son derivados de los pórfidos monzoníticos adyacentes del MPIC, que fueron alterados antes de la incorporación de la brecha. La relación matriz – fragmentos en la brecha BX· aumenta con la distancia desde el contacto principal con los pórfidos del MPIC.
Figura 7: Mapa simplificado de la geología del complejo intrusivo de Mount Polley. Tomado de: Roste, G., et al., 2016. https://www.imperialmetals.com/assets/docs/mount-polley-technical-report_may-20.2016.pdf
Como menciona el reporte técnico de la mina Mount Polley (2016) la alteración de alta temperatura del MPIC consiste en alteración sódico-potásica y cálcico-sódico-potásica caracterizada por feldespato potásico y biotita, albita (en menor proporción), magnetita, y de forma esporádica minerales calco-silicatados como actinolita, diópsido, epidota, clinozoicita y esporádicamente granate. Calcita intersticial es casi invariable, diseminada en la alteración y ocurre en venas en variedad de escalas. Los minerales de alteración post-mineralización incluyen clorita, sericita, prehenita, zeolita, yeso y arcilla. El cuarzo puede estar presente raramente, en etapas muy tardías se dan venas de cuarzo como producto de la alteración epitermal, pero está ausente en las alteraciones de alta temperatura. En el MPIC no hay sobreimposición de alteración fílica, en contraste con el MPCI alcalino, donde el pórfido calco-alcalino típicamente presenta la alteración fílica.
En las brechas la textura destructiva de remplazamiento de la matriz por la alteración de minerales desde parcial a completamente; esta se puede extender hasta dentro de los clastos de las brechas borrando los límites entre clastos y matriz, especialmente en las brechas del centro del sistema hidrotermal. Alteración en parches puede estar sutilmente controlada por las fracturas de las rocas, lo cual puede producir texturas de pseudobrecha (Brown, R., 2016).
Geográficamente las alteraciones, especialmente la cálcico-potásica, es más fuerte y más destructiva texturalmente en el núcleo del MPCI, en la brecha BX1 en la zona de mena Springer-Cariboo. En el resto del MPCI es dominante la alteración potásica, rosada, pero su intensidad es variable. La alteración generalmente es más fuerte y más compleja en las zonas de fracturamiento, donde hubo mayor penetración de los fluidos hidrotermales, y también en las brechas BX2. Los ejemplos más notables de estas últimas son las brechas del NE y las zonas frontera y la zona SE, fuera de la mina, aunque existe la textura de destrucción pero de manera limitada en estas áreas en comparación a la BX1en el centro del MPCI.
Como se describe en el informe técnico de la mina (2016) bordeando el sur del MPCI se encuentran las rocas cajas del Grupo Nicola con alteración moderada a fuertemente propilítica y los cuerpos de Monzodiorita-Monzonita adyacentes son marginalmente propilíticos, con una marcación más fuerte de lo normal con epidota y pirita. Inusualmente se encuentra alteración en skarn, indicado con la presencia de granate, en relación a las calizas del Grupo Nicola.
4.2.2. BRECHAS FREATOMAGMÁTICAS FORMA Y DIMENSIÓN:
Las brechas de este tipo están asociadas principalmente a depósitos epitermales y depósitos de cobre tipo pórfido y al parecer estas van a tener una extensión considerablemente menor a las ya explicadas.
El termino Diatrema se prefiere al de tubería de brecha o conductos rellenos de brecha debido a sus diferencias intrínsecas y también debido a que se cree que estas han sido generadas de una manera que cumple la definición original de una diatrema de Daubrée (1891) como una salida producida por una explosión volcánica.
Las Diatremas con su forma general de cono invertido están directamente relacionadas con los Maar, que son la expresión de estas en superficie, tomando forma de cráter con fondo plano y debajo de este se encontraría la diatrema rellena de material piroclástico
El tamaño de los maars varía de 60 a 2200m horizontales y de 10 a 200m de profundidad mientras que las diatremas van a tener dimensiones verticales que varían de entre 200 hasta superar los 1000m y las dimensiones horizontales van a variar teniendo en cuenta la morfología de cono invertido que en la parte superior está en contacto con el maar de dimensiones ya mencionadas.
LIMITES:
Las brechas freatomagmáticas de sistemas mar-diatrema presentan litologías contrastantes entre el interior de la diatrema y la roca caja, generando límites muy claros que representarían la pared de la diatrema, mientras que con respecto al maar en la parte superior, se presenta un contraste definido entre el material piroclástico de la diatrema y el relleno post-volcánico del mar. En algunas ocasiones las diatremas se encuentran expuestas debido a la erosión activa y constante que removió las rocas aledañas y paredes de la diatrema, pero esta, debido al contraste de durezas y otras características, se mantuvo con una erosión reducida.
Figura 8: A) Contraste entre la diatrema, la roca que compone la pared de la misma y el relleno del maar. B) Diatrema expuesta por erosión. Tomado de: http://www.mobes.info/article/2915143718/
TEXTURA:
Estas brechas asociadas a pórfidos suelen ser constituidas por fragmentos generalmente heterolitológicos que varían de angulosos a redondeados y la presencia de harina de roca es común de manera gradacional desde los fragmentos.
Muchas de las brechas poseen componentes tobaceos además de roca pulverizada en sus matrices. El material tobáceo comúnmente se aproxima composicionalmente a una dacita y está compuesto por fragmentos fracturados y completos de cristales de cuarzo, biotita y feldespatos.
La abundante cantidad de material en la matriz generalmente se opone a la presencia de espacios abiertos significativos en la mayoría de brechas, aunque grandes aberturas similares a cuevas han sido encontradas en El Teniente, estas tienen hasta 8m de diámetro, llenadas con agua y forradas con cristales de yeso de hasta 3m de largo así como de otros minerales hipógenos
El componente tobáceo a menudo es difícil de reconocer, cuando está intensamente alterado, como ocurre en Montana Tunnels. Brechas con una matriz total o parcialmente tobácea han sido denominadas tufisitas por Cloos (1941).
Figura 9: Brecha freatomagmática altamente sericitizada y rica en matriz, es importante notar los clastos subredondeados que se encuentran cerca de la navaja de escala. Tomado de Sillitoe 1985 (Ore-Releated Breccias in Volcanoplutonic Arcs) Tuneles de Montana, Montana.
RELACION ESPACIAL CON EL PÓRFIDO:
Estas estructuras maar – diatrema se encuentran hacia la parte superior del pórfido, las diatremas son escapes de material que se generan en forma de zanahoria o cono invertido desde el pórfido hasta la superficie donde se genera el maar.
Figura 10: Relación espacial entre el sistema maar-diatrema y el pórfido o dique que aporta el material magmático. Tomado de: http://www.mobes.info/article/2915143718/
ALTERACIÓN Y MINERALIZACIÓN:
Se podría decir según dataciones, compilaciones y análisis de datos que las diatremas asociadas con depósitos epitermales de metales preciosos fueron emplazadas antes de que la mineralización comenzara o en el caso de Montana Tunnels y posiblemente también en Acupan, mientras la mineralización estaba tomando lugar. En contraste, las diatremas que acompañan depósitos de pórfidos de cobre, son comúnmente muy tardías o posteriores a la mineralización.
Existe una tendencia de mineralización de metales preciosos y metales base a estar concentrados en los alrededores de las diatremas, sin embargo, en los interiores también puede existir presencia de mineralización.
Existen diatremas o chimeneas de kimberlitas que contienen diamantes y diatremas relacionadas a rocas alcalinas o carbonatitas ricas en Nb, REE, Zr, Th, U y otros metales raros. Sin embargo no es necesario extenderse aquí respecto a ellas.
Las diatremas indirectamente sustentan mineralización condicionado a: (a) porosidad y permeabilidad estructural que controla la migración de fluidos y depositación de menas (Nota: la matriz tobácea o de tufisita de muchas diatremas puede ser impermeable debido a la fina pulverización del material y
la alteración argílica, de modo que comúnmente la mineralización se restringe a los bordes de la diatrema donde las rocas brechizadas por impacto, agrietamiento o deslizamiento gravitacional proveen la permeabilidad necesaria para la circulación hidrotermal); (b) calor focalizado desde una fuente profunda (geoterma) dentro de la diatrema capaz de generar convección de fluidos; (c) rocas pulverizadas y fragmentadas permeables liberando metales en trazas en los fluidos percolantes; (d) terreno para la infiltración de fluidos superficiales y precipitación de minerales a partir de ellos (procesos supergenos). Varios atributos se combinan a menudo durante la historia evolutiva de un sistema de diatrema para permitir la mineralización. Las diatremas en asociaciones volcano-plutónicas “orogénicas” han sido recientemente resumidas por Sillitoe y Bonham (1984), Sillitoe et al. (1984b) y Sillitoe (1985). Allí existe un amplio espectro de tiempo de emplazamiento de diatremas. En los pórfidos de Cu-Mo gigantes chilenos El Teniente y Río Blanco – Disputada las diatremas (como la “Formación” Braden) postdatan la etapa principal de mineralización y parecen no relacionarse a ella. Una lista creciente de depósitos epitermales de oro y oro - plata espacialmente asociados a diatremas y formados en las fases últimas del emplazamiento de las diatremas (Acupan, Filipinas) o poco tiempo después del emplazamiento (Cripple Creek, Colorado), por precipitación a partir de celdas hidrotermales convectivas o en el borde de la estructura explosiva. Pequeñas infiltraciones de minerales de uranio en los sedimentos de lagos de maar (Shoemaker, 1956) probablemente precipitaron de fuentes termales.
MECANISMO DE BRECHIZACIÓN:
Sheridan y Wohletz (1981, 1983) concluyeron que la actividad freatomagmática explosiva responsable por la generación de sistemas maar – diatrema puede resultar por una interacción de tipo combustible-refrigerante entre el magma y una fuente externa de agua. En este caso, se cree que el origen de las mismas se produjo porque la fuente de agua fue un acuífero de profundidades de 1 a 2km o incluso más. (Ejemplo., El Teniente), bajo la paleosuperficie de ese entonces. Las zonas de falla también pueden facilitar el acceso de aguas en algunos lugares así como también pueden facilitar el acenso de diques o cuerpos magmáticos.
Lindgren y Bastin (1922) fueron los primeros en proponer que la diatrema de El Teniente se generó debido a un mecanismo de interacción entre el magma y aguas meteóricas.
Figura 11: Procedimiento de formación de un sistema mar-diatrema donde se evidencia el proceso de interacción entre aguas meteóricas y cuerpos magmáticos que posteriormente generan un sistema maar-diatrema. Tomado de: https://www.geocaching.com/geocache/GC4MDQD_lagoa-do-congro-e-aqui-o-maar?guid=24dc88d6-db34-4ab2-99d7-db82b51dba8e
Figura 12: Movimiento de material durante el desarrollo de una diatrema. Etapa 1: Explosión con fragmentación y movimiento ascendente de material y formación de anillo de tobas por expulsión lateral de materiales. Etapa 2: Colapso con movimiento descendente de los materiales y el derrumbe de paredes de roca de caja y deslizamiento de materiales de anillo de tobas hacia el interior del cráter (maar). Etapa 3: Relleno sedimentario del maar o depositación de material piroclástico. Las diatremas pueden tener (y comúnmente tienen) varios pulsos explosivos sucesivos y pueden o no estar acompañadas de actividad volcánica posterior. Tomado de: Laznicka, Peter, 1988. Breccia and Coarse Fragmentites: petrology, environments, association, ores. Elsevier, 831 p.
Brechas en sistemas compuestos de maar/diatrema: Ver Figura 13 para la
ubicación del código en letras.
(A) Bloques eyectados aislados en paleosuperficie rodeando al conducto de
emisión (vent); heterolitológicos, soportados por fragmentos, proveniencia de fragmentos mixta (roca de caja>juveniles>exóticos), angulosos, sub-angulosos.
(B) Toba o tufisita; heterolitológica, soportada por matriz>por fragmentos,
fragmentos juveniles>caja, exóticos en toba, roca de caja>>juveniles en tufisitas.
(C) Bloques eyectados y derrubios depositados en agua; heterolitológico,
soportado por fragmentos, angulosos a subangulosos, fragmentos de rocas de caja y juveniles, en matriz de toba laminada o de barro.
(D) Brecha de derrubios o derrumbe; mono o heterolitológica, soportada por
matriz o fragmentos, caótica, fragmentos de roca de caja, angulosos.
(E) Brecha de derrubios de talud; mono o heterolitológica, angulosos,
fragmentos de roca de caja, sin matriz o matriz de relleno secundario.
(F) Depósitos de cono de cenizas, crudamente estratificados a ceniza no
estratificada con bloques dispersos o capas de lapilli, escoria, bombas o bloques. Monolitológicos, soportados por matriz a fragmentos, angulosos, huecos, fragmentos juveniles.
(G) Brechas en sedimentos de lago, variables.
(H) Brecha de roca de caja in-situ, agrietada (crackle) a mosaico, de calce
apretado, soportada por fragmentos, pero a menudo expandida de los márgenes e inyectada por toba. Monolitológica, angulosa, fragmentos de roca de caja.
(I) Brecha de bloques de roca de caja, levemente deslizados; subangulosos
a subredondeados, monolitológicas, soportadas por fragmentos, fragmentos de roca de caja.
(J) Brecha de intrusión de alto nivel (inyección); fragmentos de roca de caja,
volcánicos); soportada por matriz o por fragmentos, fragmentos de roca de caja>>juveniles.
(K) Brecha de inclusiones de alto-nivel (xenolítica) a basalto o volcanita similar
con inclusiones de roca de caja aisladas, levemente horneadas o termalmente alterados. Monolitológica>heterolitológica, soportada por matriz, angulosos a subredondeados, fragmentos de roca de caja>juveniles.
(L) Brecha de intrusión a nivel profundo y brecha xenolítica; heterolitológica,
soportada por matriz, subredondeada a angulosa, juveniles>exóticos>roca de caja. Brechas relacionadas a mineralización 20
(M) Brecha tobácea estratificada. Heterolitológica, soportada por matriz>fragmentos, roca de caja>juveniles en matriz de toba o tufisita.
(N) Megabrecha de bloques de roca de caja en matriz de toba o tufisita;
soportada por matriz, angulosos, fragmentos de roca de caja; grada en brecha con abundantes fragmentos de roca de caja.
(O) Brecha o aglomerado grueso de conducto de emisión (vent);
heterolitológico, soportada por fragmentos>roca de caja>>exóticos; bombas en coliflor, algunas con inclusiones de roca de caja; en gran parte caída de vuelta y molidos en conducto de emisión (vent).
(P) Brecha gruesa de explosión (chimenea o pipe), brecha de diatrema;
heterolitológica, soportada por matriz>fragmentos, angulosos a subredondeados, fragmentos juveniles y exóticos; matriz de toba a menudo fluidizada. Emplazamiento desde abajo, fundidos en conducto de emisión (vent).
(R) Megabrecha de tajadas arqueadas de roca de caja. Monolitológica,
angulosos, fragmentos de roca de caja.
(S) Xenolitos en el alimentador; heterolitológica, subangulosos a redondeados, exóticos>juveniles.
(T) Varias brechas a lo largo de estructuras en extensión de apéndices de diques.
(U) Varias brechas hospedadas en lavas (idénticas a lavas en otros ambientes
volcánicos).
Figura 13: Brechas en sistemas compuestos de maar/diatrema: Ver Tabla para explicación del código en letras. Este esquema corresponde a un modelo ideal de diatrema; en ejemplos reales algunos de los componentes pueden estar ausentes. Tomado de: Laznicka, Peter, 1988. Breccia and Coarse Fragmentites: petrology, environments, association, ores. Elsevier, 831 p.
a. DEPÓSITO EL TENIENTE: MEGABRECHA Y EL YACIMIENTO DE COBRE MÁS GRANDE DEL MUNDO
El teniente, localizado en los andes del centro de chile, a 70km al sureste de Santiago, es el depósito de cobre-molibdeno más grande conocido. Originalmente, este contenía un estimado total de >93x10^6 toneladas métricas de cobre, de los cuales 18x10^6 ya habían sido extraídas dejando actualmente 75x10^6 toneladas de cobre en yacimientos en concentraciones mayores a 0,67% y >1,4x10^6 toneladas de molibdeno en depósitos con concentraciones mayores a 0,019%. El teniente, conocido entre 1904 y 1967 como “El depósito Braden” es explotado por la mina subterránea más grande del mundo, la cual cubre un área de aproximadamente 4 kilómetros cuadrados y tiene una extensión vertical de más de 1000 metros, entre 1983m (Nivel Teniente 8) y 3137m (Nivel Teniente J) sobre el nivel del mar. El mineral de cobre en el depósito se encuentra sobre un área de al menos 2,7km por 2km y tiene una extensión vertical conocida de más de 2000m, desde la superficie a 3200m hasta la parte más profunda interceptada por perforaciones a 1200m sobre el nivel del mar, 800m bajo el nivel más bajo actualmente en las operaciones mineras. La profundidad actual hasta las que se extienden las mineralizaciones de cobre es desconocida.
Figura 14: Mapas de ubicación de tres depósitos gigantes de cobre del Mioceno tardío y Plioceno - Los Pelambres, Río Blanco-Los Bronces y El Teniente- en los andes de Chile al Este de Santiago. A) Características tectónicas tales como la posición de la fosa de chile, la cual es el límite entre la placa de Nazca y la placa Suramericana y la profundidad en kilómetros (100 a 150km) a la zona de actividad sísmica de Benioff bajo Sur América. Un cambio importante en el ángulo de subducción, de muy superficial bajo el segmento de sección plana, hacia una inclinación más pronunciada bajo la Zona Volcánica Sur Andina (SVZ por Andean Southern Volcanic Zone) de volcanes activos (triángulos). B) geología regional simplificada del centro de Chile (Serrano et al., 1996). En este mapa esquemático, ambas, Fm. Coya-Machali y Fm. Farallones están incluidas en el cinturón de rocas volcánicas terciarias. Imagen tomada de: The El Teniente Megabreccia Deposit, the world’s largest copper deposit . M. Alexandra Skewes, Alejandra Arévalo, Ricardo Floody,Patricio H. Zuñiga and Charles R. Stern., department of geological sciences, university of colorado, boulder, co 80309-0399 U.S.A. superintendencia geología, el teniente, codelco-Chile, Rancagua, Chile.
Lindgren y Bastin (1922) reconocieron que este depósito formado por múltiples eventos hidrotermales asociados con una secuencia de intrusiones ígneas. Howell y Molloy (1960), Camus (1975) y Cuadra (1986) describieron El Teniente como un depósito de cobre tipo pórfido formado alrededor del dique Plioceno El Teniente Dacita Porfirio, con un 80 % de su mineralización de cobre alojado en rocas extrusivas andesíticas del Mioceno .
Durante la última década, sin embargo, se ha realizado un mapeo intensivo subterraneo trabajando en la zona hipógena más profunda, en conjunto con estudios petrológicos han otorgado nueva información sobre la roca caja. Estos nuevos resultados indican que El Teniente se describe mejor como un depósito megabrecha (Skewes et al., 2002) , dentro de la cual la mayor parte del cobre hipógeno de alto grado se produce en y alrededor de múltiples chimeneas de brechas magmático - hidrotermales emplazadas en un complejo intrusivo máfico compuesto por gabros, diabasas y basaltos porfiríticos y rocas extrusivas no andesíticas .
Figura 15: El tamaño, medido en millones de toneladas métricas de cobre fino, frente a millones de toneladas métricas de mineral , para reservas estimadas en los tres gigantes del Mioceno tardío al Plioceno depósitos de cobre de Chile central , en comparación a otro depósito de cobre chileno gigante, Chuquicamata , y los rangos de los depósitos más pequeños , tanto en los Andes y el oeste de EE.UU. los valores de Pelambres incluyen el depósito Pachón , que forma parte del mismo depósito en Argentina (Atkinson et al., 1996). Figura modificado después de Clark (1993) . Imagen tomada de: The El Teniente Megabreccia Deposit, the world’s largest copper deposit. M. Alexandra Skewes, Alejandra Arévalo, Ricardo Floody,Patricio H. Zuñiga and Charles R. Stern., department of geological sciences, university of colorado, boulder, co 80309-0399 U.S.A. superintendencia geología, el teniente, codelco-chile, rancagua, Chile.
Figura 16: Mapa geológico de los alrededores del depósito de cobre El Teniente (Morel y Sprohnle, 1992). La chimenea Braden se encuentra cerca a la intersección de la zona de falla Teniente (de trend NE-SW) (la cual está localizada entre la Falla del Río Teniente y la Falla Agua Amarga) y la falla Puquios/Codegua (de trend NW-SE).
Figura 17: Mapa geológico del nivel Teniente 5 (2284m sobre el nivel del mar) en la mina. Apófisis de la tonalita porfirítica al norte de la tonalita de Sewell se asignan como partes distales a este Plutón, a pesar de que son más jóvenes y poseen un origen independiente (Guzmán, 1991; Maksaev et al. 2002).
Figura 18: Concentraciones de cobre entre los niveles Teniente 4 y 5 en la mina El Teniente (Arévalo et al., 1998). Las concentraciones de cobre que rodean el Pórfido dacítico Teniente, al norte de la chimenea Braden , se ven reforzadas por efectos de enriquecimiento supergenos que penetran por debajo del nivel Teniente 5 en esta zona de la mina . Las concentraciones en la harina de roca al centro de la brecha de la chimenea Braden son generalmente < 0,5 % , pero a 0,75 > 1,5 % en la brecha marginal rica en turmalina de esta chimenea.
ROCAS CAJA ÍGNEAS
El Teniente está situado en rocas ígneas del mioceno medio a tardío y rocas ígneas intrusivas, las cuales son parte de la Formación Farellones.
Las rocas extrusivas de la Fm. Farellones superponen rocas ígneas continentales más antiguas del Oligoceno al Mioceno temprano de la formación Coya-Machalí, la cual fue inicialmente levantada y deformada a principios del Mioceno temprano y nuevamente y más fuertemente en el Mioceno tardío y Plioceno.
Rocas extrusivas de la Formación Farellones
Las rocas extrusivas de la Fm Farellones, localmente referidas como Complejo Volcánico Teniente, son las rocas más antiguas expuestas en el área que rodea inmediatamente el depósito. La Fm Farellones es una secuencia de más de 2500m de lavas, rocas volcanoclásticas, diques y stocks de composición basáltica a riolítica. El Complejo Volcánico Teniente cercano al depósito ha siro correlacionado con la parte superior de esta formación datada entre 15,2 y 7,5 M.a.
Las rocas extrusivas del Complejo Volcánico Teniente fueron intruídas por gabros, diabasas, dioritas, tonalitas y plutones de dacita porfirítica entre 12,4 y 4,8 M.a. (Cuadra, 1986; Kurtz et al., 1997; Rivera and Falcón, 1998; Maksaev et al., 2001, 2002). El Complejo Volcánico El Teniente consiste de rocas extrusivas toleíticas calcoalcalinas, las cuales se encuentran en el grupo de medio a alto Potasio en el límite de placas convergentes en arcos magmáticos, en contraste a las rocas de la Fm Coya-Machalí, las cuales son rocas ígneas toleíticas de bajo y medio potasio. Las rocas del Complejo Volcánico Teniente también tienen generalmente altas proporciones de elementos de tierras raras livianas (La) a elementos de tierras raras pesadas (Yb) que las rocas de la Fm Coya más antigua. Estas diferencias son interpretadas como un cambio de la génesis del magma en un ambiente extensional de corteza continental relativamente delgada durante el terciario medio, cuando la Fm Coya Machalí se formó hasta condiciones de corteza continental más gruesa cuando el Complejo Volcánico Teniente se formó en el Mioceno
Complejo intrusivo máfico El Teniente
Las rocas más antiguas en la mina son de colores opacos, con apariencia afanítica a porfirítica y localmente han sido llamadas “andesitas de la mina”. Estas rocas, las cuales alojan el 80% de la mineralización de cobre en El Teniente(Camus, 1975; Arévalo et al. 1998), están fuertemente alteradas,
brechadas y mineralizadas y varios aspectos de su petrología original han sido opacados. El nombre “Andesitas de la mina” sugiere rocas extrusivas intermedias y han sido correlacionadas en el pasado con la Fm Farellones de rocas extrusivas andesíticas.
Figura 19: A) una “andesita de la mina” típica oscura, máfica, alterada y mineralizada (1.82%Cu) cortada por una vena de biotita+Qz+Calcopirita (muestra tomada de una perforación realizada en el nivel Teniente 5 a 2284msnm). B) Otra “andesita de la mina” típica que es un gabro alterado a biotita cortado por una vena de biotita con un halo rico en biotita el cual se aprecia más oscuro que el resto de la roca. C) Microfotografía (Nicoles X) de un gabro alterado a biotita. D) Microfotografía (Nicoles X) del centro de la delgada vena de biotita la cual contiene clorita reemplazando parcialmente a la biotita, anhidrita, cuarzo, calcopirita y pirita. Imagen tomada de: the el teniente megabreccia deposit, the world’s largest copper deposit . M. Alexandra Skewes, Alejandra Arévalo, Ricardo Floody,Patricio H. Zuñiga and Charles R. Stern., department of geological sciences, university of colorado, boulder, co 80309-0399 U.S.A. superintendencia geología, el teniente, codelco-chile, Rancagua, Chile.
Intrusiones Félsicas
Dos plutones félsicos los cuales intruyen las rocas máficas en el área de la mina que incluyen la tonalita de Sewell al sureste de la chimenea Braden y el pequeño pórfido dacítico Teniente al norte de la chimenea. Su
distribución espacial y características petrológicas generales confirman que estos son dos cuerpos independientes que intruyeron en momentos diferentes. La tonalita de Sewell está datada por K-Ar entre 7,4 y 7,1 m.a. y el pórfido dacítico Teniente más joven, está datado entre 4.7 y 4.6 m.a. Otros cuerpos félsicos más pequeños, los cuales incluyen apófisis de diorita porfirítica, tonalita y/o dacita, ocurren al este de la chimenea Braden. La tonalita de Sewell es uno entre un numero de plutones del Complejo Plutónico Teniente que intruye las rocas extrusivas del Complejo Volcánico Teniente entre 12,4 y 7 m.a. La tonalita de Sewell consiste de plagioclasas de tipo oligoclasa, anfíboles alterados, biotita, cuarzo, y feldespatos potásicos en menor cantidad, con texturas que varían de grano medio (1-5mm) equigranular a porfirítico. Sin embargo, Mineralógicamente similar, no es claro si las porciones porfiríticas equigranulares de la tonalita de Sewell representan uno o más cuerpos intrusivos.
Diques posteriores a la mineralización y flujos de lava
Las rocas ígneas más jóvenes presentes en el depósito son diques de hornblenda andesita posteriores a la mineralización, datados de 3,8 a 2,9 M.a. Estos contienen fenocristales de anfíboles y plagioclasa tipo andesina en una masa de grano fino de plagioclasa, anfíboles, óxidos de hierro y vidrio. Las rocas ígneas más jóvenes del depósito están datadas de 2,3 a 1,8 Ma y son flujos de lava en el valle del río Cachapaol.
BRECHAS EN EL TENIENTE
El depósito del teniente contiene una gran variedad de brechas magmático-hidrotermales, mineralizadas y no mineralizadas, la chimenea Braden, la chimenea más grande brechas y le unidad central litoestructural en el depósito está compuesta de brechas ricas en biotitas que cortan la Tonalita de Sewell, y las brechas anhidríticas son fácilmente reconocibles y mapeadas gracias a su color, textura y/o mineralogía de sus matrices, la cual contrasta claramente con los clastos contenidos y las rocas caja que las rodéan.
Sin embargo, muchos cuerpos de brecha en El Teniente, incluyendo algunos asociados a mineralizaciones de alto grado de cobre, tales como brechas biotíticas que cortan a la roca caja con alteración biotítica del depósito, son difíciles de reconocer, de cualquier manera, tanto en la mina