Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA
Escuela Académica Profesional de Ingeniería de Minas Escuela Académica Profesional de Ingeniería de Minas
DESCRIPCION DEL YACIMIENTO MINERAL DE LA MINA
DESCRIPCION DEL YACIMIENTO MINERAL DE LA MINA SAN RAFAELSAN RAFAEL
CURSO CURSO YACIMIENTOS MINERALES YACIMIENTOS MINERALES DOCENTE
DOCENTE: Ing. Alvares Angulo, Ángel María: Ing. Alvares Angulo, Ángel María ALUMNO
INDICE 1. RESUMEN EJECUTIVO... 3 2. UBICACIÓN ... 4 3. ACCESOS... 5 4. GEOLOGÍA REGIONAL ... 6 5. GEOLOGÍA LOCAL... 7 5.1 FORMACION SANDIA... 8 5.2 INTRUSIVOS... 8 6. YACIMIENTO MINERAL ... 9 6.1 ALTERACIÓN HIDROTERMAL ... 9 6.2 VETAS ... 9 7. MINERALOGÍA ... 12 8. CONTROLES DE LA MINERALIZACION ... 12 8.1 CONTROL FISIOGRÁFICO ... 12 8.2 CONTROL LITOLÓGICO ... 13 8.3 CONTROL ESTRUCTURAL ... 13 9. ALTERACIÓN... 14 10. PARAGÉNESIS ... 14 11. ZONEAMIENTO... 15 11.1 ZONAMIENTO HORIZONTAL... 15 11.2 ZONAMIENTO VERTICAL ... 15 12. GÉNESIS ... 18
1. RESUMEN EJECUTIVO
La Unidad de Minera San Rafael, se encuentra ubicada en el distrito de Antauta, provincia de Melgar en la Región de Puno. La altitud de la m ina varía entre los 4 500 y 5 200 m.s.n.m.; es la única mina productora de estaño en el Perú y la segunda productora a nivel mundial. Actualmente trata 2 600 t/d con 4.90 % Sn, 934,506 t/año. Esta producción es tratada en una compleja planta con procesos gravimétricos y flotación de la casiterita con tecnología de punta, produciendo 67,375 t de concentrados con contenidos de 61 % Sn, con una recuperación de 90 %.
SanRafael tuvo dos etapas bien definidas, unapor cobre y la otra por estaño.
La zona mineralizada de este distrito mineroabarca una extensión de 5 Km. por 7.5 Km ,en donde se encuentran las minas San Rafael y Quenamari.
La mineralización es de origen hidrotermalen vetas de relleno y de reemplazam iento de fracturas, y cuerpos de mineral en el monzogranito y los metasedimentos la formación Sandia han sido intruídas por dos stocks monzogranitos terciarios, formación sandia e intrusivo.
Las reservas mineras se hallan principalmente concentradas en dos tipos de estructuras: vetas y cuerpos de mineral.
Las vetas hidrotermales del distrito minero San Rafael rellenan fracturas de 3 km de longitud con rumbos NW-SE y buzamientos al NE, como las vetas San Rafael, Mariano, Vicente, Mariano, Vicente, Jorge, Quemanari y Nazareth de 0.50 m a 2.00 m de ancho, o con rumbos NW-SE y buzamientos al SW, como las vetas Diagonal, Jorge y Herrera con anchos similares.
La edad de la mineralización es de 22.6 Ma, se distinguen cuatro etapas de mineralización: 1) cuarzo-turmalina, 2) casiterita botrioidal-cuarzo-clorita, la principal 3) chacopirita-estaño aguja-cuarzo-clorita y 4) cuarzo –calcita. El estaño
como casiterita botrioidal es abundante en los niveles inferiores, la casiterita en agujas o estaño fino está asociado mayormente con la chalcopirita en los niveles superiores.
El mineral económico principal es la casiterita (SnO2) del que se obtiene el estaño y en menor proporción, estañita, chalcopirita, galena. Se han
diferenciado 4 eventos principales de mineralización hipogénicos en la veta San Rafael, que contribuyeron a la secuencia de mineralización.
Las reservas actuales en la Mina San Rafael bordean los 13 a 14 millones de toneladas métricas con una ley aproximada de 5.0 % de estaño
2. UBICACIÓN
La mina San Rafael está situada en la región Puno, provincia de Melgar y distrito de Antauta, entre las cotas 4,500 y 5,200 m.s.n.m en el nevado Quenamari de la cordillera Oriental del Sur del Perú. . Ver figura 1
La mina san Rafael está dada por las siguientes coordenadas geográficas
70° 19’ longitud oeste
Y las coordenadas UTM 357,730 E y 8’426,570 N. Estolo podemos visualizar en
el siguiente mapa. Ver figura 2
3. ACCESOS
Los accesos a la Mina San Rafael son por vía terrestre o por vía aérea. Por vía terrestre
En el primer caso, por carretera desde:
Lima – Arequipa (1 000 km.) Arequipa – Juliaca (280 km)
La ciudad de Juliaca, existen tres rutas:
Juliaca – Pucará – Asillo – San Rafael Juliaca – Azángaro – San Rafael
Juliaca – Ayaviri – Santa Rosa – Nuñoa – San Rafael distantes en
aproximadamente 180 Km. Por vía aérea
Para el segundo caso se cuenta con el aeropuerto comercial de la ciudad de Juliaca, y con un campo de aterrizaje en San Rafael, debidamente acondicionado a una altitud de 4 350 m.s.n.m., distante a 25 minutos de vuelo desde Juliaca y directo de Lima – San Rafael, aproximadamente 2 horas
4. GEOLOGÍA REGIONAL
En la región abunda una gruesa secuencia marina del Paleozoico Inferior, como las lutitas de la formación San José, de edad Ordoviciano Medio; las lutitas, areniscas y cuarcitas de la formación Sandia, de edad Ordoviciano Superior, y las lutitas intercaladas con cuarcitas del grupo Ananea, del Devónico Silúrico, que han sufrido los efectos de la tectónica comprensiva herciniana temprana. Rocas del Paleozoico Superior han sufrido los efectos de la tectónica herciniana final, representada por areniscas y lutitas del grupo Ambo, de edad Missisipiana; lutitas y calizas del grupo tarma, de edad Pensilvaniana, y calizas del grupo Copocabana, de edad Pérmico Inferior.
El tectonismo anterior fue seguido por un levantamiento continental que dio origen a los sedimentos continentales y volcanismo del grupo Mitu, de edad Pérmico Medio a Superior, sobre los cuales se depositaron secuencias calcáreas, arenosas y lutíticas del Cretáceo.
5. GEOLOGÍA LOCAL
El distrito minero San Rafael se ubica en la Cordillera Oriental, tiene 21 vetas, cuyas longitudes varían de 0.5 m a 3.5 km, emplazadas en filitas y cuarcitas de la formación Sandia del Ordovícico y en stocks de monzogranito del Terciario medio.
5.1 FORMACION SANDIA
Está formación del Ordovícico Superior consiste que las filitas que son las rocas predominantes, son de color gris oscuro con muscovita en los planos de foliación; por metamorfismo de contacto con el intrusivo han sido metamorfoseadas a hornfels, que son masivos y de color oscuro-marrón.
Las cuarcitas están intercaladas con las filitas, se encuentran en el paso a Umbral y en los alrededores del campamento San Rafael, en la laguna Chogñacota.
5.2 INTRUSIVOS
En la zona afloran dos stocks de intrusivos, uno en el nevado San Bartolomé de la mina San Rafael, y el otro en el nevado San Francisco de la mina Quenamari, de los cuales salen varios diques.
El eje mayor del intrusivo de San Rafael tiene un rumbo NE-SW, con una longitud de 1000 m y anchos de 300 m a 800 m. En profundidad el ancho es de 2000 m en donde los contactos de ambos intrusivos tienden a juntarse.El intrusivo de la mina Quemanari tiene una forma groseramente circular de 1000 m de diámetro, pero las labores subterráneas muestran un alargamiento al SE. El afloramiento de este intrusivo es discontinuo porque está cubierto parcialmente por las cuarcitas de la formación Sandia.
El intrusivo es un monzogranito peraluminosos con fenocristales de feldespatos alcalinos euhedrales de hasta 12 cm de longitud, con compuestos de biotita, cordierita y microfenocristales de sillimanita.
Estos cuerpos tienen longitudes de 30 m. a 250 m. y anchos de 15 m. a 40 m., presentando buenas característicasmineralógicas con leyes que promedian entre 5 % a 8 % de Sn
6. YACIMIENTO MINERAL
La mina San Rafael, se encuentra localizada en el distrito minero del mismo nombre y en la prolongación al norte de la subprovincia metalogenetica de la Faja Estañera de Bolivia de los Andes Centrales.
No obstante ser el extremo NO de la franja de estaño, este distrito minero tiene una veta excepcional de contenido de estaño conocido como veta san Rafael, con un gran potencial, superior a otras estructuras mineralizadas
La mineralización de cobre ocurre en la parte superior y la de estaño en profundidad. Además, una mineralización polimetálica cobre, plomo, zinc, plata y estaño se localiza a los extremos des distrito minero. Esta mineralización es de origen hidrotermal en vetas de relleno de fracturas y de reemplazamiento, y cuerpos de mineral en el monzogranito y en los metasedimentos. La zona mineralizada de este distrito minero abarca una extensión de 5 km por 7.5 km donde se emplazan las minas de San Rafael.
6.1
ALTERACIÓN HIDROTERMALEl monzogranito se observa a sección delgada, presentando texturas y minerales secundarios; pero a simple vista el monzogranito de la roca caja parece fresco con excepción de una turbidez en las márgenes de los megacristales de feldespato alcalino.
6.2
VETASLas vetas rellenan fallas pre- minerales del sistema andino NW-SE. Estas fallas son del tipo normal con una fuerte componente horizontal al norte y son desplazados por fallas postminerales de rumbo NE-SW. Las vetas forman un sistema conjugado de fracturas, el más conocido tiene rumbo NW-SE y buzamientos al NE, como las vetas San Rafael, y Quemanari, y el menos conocido con un rumbo NW-SE y buzamientos al SW, en las vetas Diagonal y Herreria.
Se distinguen tres sistemas de vetas:
SISTEMAS RUMBOS BUZAMIENTOS AFLORAMIENTOS 1 N30°- 60°W 40°- 75°NE Marianela, Pedro,
Victoria, Mariano, San Rafael, Vicente,
Umbral, Jorge, Nazareth 17,
2 N30°- 60°W 40°- 75°SW Diagonal, Guillermo, Alejandrina, Herrería
3 N30°E 70°- 80°SE Andes Peruanos,
Rosario de Antauta
Las vetas son más definidas en el intrusivo, en los metasedimentos son
irregulares y discontinuas. Los afloramientos de las vetas son más definidos en Quemanari con anchos de 0.50 m a 2.00 m. el afloramiento cuarzoso de la veta Jorge, de 2 m a 3 m de ancho, es el más definido de San Rafael, mientras que el afloramiento de la veta del mismo nombre es el menos definido.
7. MINERALOGÍA
El mineral económico principal es la casiterita (SnO2) del que se obtiene el estaño y en menor proporción, estañita, chalcopirita y galena. Se han determinado leyes de 2.63 % hasta 5.6 % Sn.
Las estructuras mineralizadas parecen ser superficialmente inalteradas en superficie, pero en profundidad esta intensivamente y extensivamente metasomatizada. Como mena tenemos casiterita, estañita y calcopirita, en menor proporción bismutinita. Otros minerales son: valamorfita, esfalerita, galena, enargita, estibina, scheelita, wolframita. Los minerales de ganga son: cuarzo, clorita, sílice, pirita, arsenopirita, turmalina, calcita, fluorita, marcasita, pirrotita, rodocrosita, siderita y adularia. Minerales secundarios por oxidación o por enriquecimientos supergénicos son: bornita, calcocita, covelita, cuprita, malaquita, cobre nativo, acantita en una ganga con goethita, l imonita, pirolusita, psilomelano.
Esta mineralización es de origen hidrotermal en vetas de relleno de fracturas y de reemplazamiento, y cuerpos de mineral en el monzogranito y en los metasedimentos. La zona mineralizada de este distrito minero abarca una extensión de 5 km por 7.5 km, donde se emplazan las minas San Rafael y Quenamari.
8. CONTROLES DE LA MINERALIZACION Los principales controles de la mineralización son:
8.1 CONTROL FISIOGRÁFICO
En superficie el afloramiento de la veta San Rafael es notorio, con presencia de minerales de cuarzo, calcopirita y paneles de oxidación (boxwork), la poca oxidación fue lavada.
Por debajo de la cota 4533 msnm (nivel 533) y a mayor profundidad, se incrementan en forma gradual los valores de estaño. El proceso de meteorización no afecta a la mineralización de estaño.
8.2 CONTROL LITOLÓGICO
La solución mineralizante hidrotermal de cobre en la parte superior y de estaño en la parte inferior, relleno una gran falla pre mineral ubicada en el stock de monzogranito (Terciario medio), y en menor proporción en las pizarras de la Formación Sandia (Ordovícico)
8.3 CONTROL ESTRUCTURAL
La veta San Rafael tiene un rumbo general N30°-40°O y un buzamiento promedio 45°-70° NE y una longitud de 3,2 km. La veta San Rafael con la veta Mariano forman un gran lazo cimoide, ambas se unen al NO y al NE. Al NE de la veta San Rafael existen varias casi paralelas a ella, como las vetas Vicente y Jorge, que buzan al NE
9. ALTERACIÓN
La solución mineralizante hidrotermal de cobre en la parte superior y de estaño en la parte inferior, relleno una gran falla pre mineral ubicada en el stock de monzogranito (Terciario medio), y en menor proporción en las pizarras de la Formación Sandia (Ordovícico).
La silicificacion se encuentra en mayor proporción dentro de las estructuras mineralizadas, y la propilitizacion en las cajas. A mayor profundidad se incrementa la silicificacion representando mayor temperatura. Ambos tipos de alteración hipogea son controles litológicos.
10.PARAGÉNESIS
La evolución paragenética se inicia con el Stock San Rafael
Etapa I, dominada por enjambres de venas de cuarzo-turmalina y brechas hidrotermales con poca arsenopirita y pirrotita hexagonal, con nada de casiterita ni calcopirita. Estas venas y brechas están ampliamente desarrolladas en la parte superior.
Etapa II, incorpora el 97% de la casiterita en la veta San Rafael, y en las asociadas. En la parte superior de la zona de Sn, se tiene casiterita botroidal y finamente laminada denominada “estaño madera”, íntimamente intercrecida con
clorita y cuarzo. El desarrollo de cada textura, no paralelas, probablemente indica que la temprana etapa II fue supersaturada en fluidos con Sn. También
predomina una casiterita cristalina de grano grueso de formas botroidal y difundidas en la etapa II. En los más jóvenes ensambles de la etapa II, dominan la veta San Rafael, marcando un incremento de la depositación de cuarzo y un posterior decrecimiento de casiterita, y una menos pervasiva, clorita como menas minerales.
Etapa III, ensambles con dominios de sulfuros que incorpora abundante clorita. La etapa es caracterizada por calcopirita, pirrotita grande hexagonal, pirita y luego predomina el sulfuro de Fe. Casiterita acicular (“agujas de casiterita”) se
Cu fue generada por una excepcional conjunción de magmatismo, tectónica regional y local, que originaron los procesos hidrotermales. La trayectoria de la evolución hidrotermal del Stock de San Rafael, es igual a las obtenidas en muchos otros centros de alteración hidrotermal, en donde hay presencia de agua meteórica. Se ha reconocido tres tipos de fluidos:
(1) Fluidos hipersalinos de K-Na con 35-65 % de salinidad, temperaturas de 280° y 540°C;
(2)Moderadamente salinos de 10-20% de salinidad, con temperaturas de homogenización a 230° y 470°C;
(3)Baja salinidad de fluidos de 0 - 10% de salinidad, con temperaturas de homogenización a 200 y 350°C.
Los fluidos tardíos ingresaron por la parte superior del granito San Rafael y sobre todo por la zona de cizalla, en especial, para la veta San Rafael que canalizaron los fluidos que proveyeron el contraste de abrupta mezcla de dos fluidos. De esta forma, es muy posible que el Sn derive en gran medida de la fusión de magma basáltico.
11. ZONEAMIENTO
En la mina San Rafael existe un zoneamiento mineralógico vertical y otro horizontal
11.1 ZONAMIENTO HORIZONTAL
Mineralización polimetálica de esfalerita, galena, chalcopirita y casiterita en agujas, bordea a la mineralización de cobre y cobre – estaño de San Rafael. Está
mineralización está presente al sur de las vetas Vicente, Mariano, Rosario de Antauta y al norte de la quebrada Umbral, al este en Villas de José y al oeste en
las vetas Andes Peruanos y Marielena y hacia el este de Villas de José, Nazareth 17 y San Martin.
En la mina Quemanari, la mineralización polimetálica ocurre en las vetas Nazareth hacia el este y en la veta Nazareth 17 hacia el oeste, al norte de la veta Quemanari en Comercocha y por el sur en la veta Condorquiña. La mineralización central o cuprífera está en la parte central de la veta Quemanari.
11.2 ZONAMIENTO VERTICAL
El zoneamiento vertical de la veta San Rafael está representada por una disminución de los valores de cobre en profundidad en un desnivel de 450 m y por el aumento del estaño en profundidad, por debajo del nivel 4533 en un desnivel de 550 m.
Los isovalores de cobre, que decrece en profundidad desde más de 5 hasta 0.2 o menos. El máximo de la mineralización cuprífera es sensiblemente horizontal y corresponde con el isovalor 5 en color rojo, en los niveles superiores hasta el
mineralización está representado por el isovalor 1 en color azul, empieza en el nivel 4533 y decrece hasta 0.2 en los niveles inferiores, en los cuerpos de mineral. Los isovalores de cobre son simétricos, están en ambos lados de los valores máximos en forma casi
subhorizontal, en donde la parte superior ha sido erosionada.
Los isovalores de estaño, que aumentan en profundidad desde menos de 1 hasta más de 10. El mínimo de esta mineralización está en el intrusivo, en ambos lados del contacto sur y esta representado por el isovalor 1, en color azul, casi horizontal y coincidente con el nivel 4533. El isovalor 2, de color verde, es también ondulante y coincidente con el nivel 4600. El máximo de esta mineralización está representado por el isovalor 10, color rojo, en varias zonas aisladas y concentradas hacia el contacto norte entre los niveles 4533 y 4050. Los isovalores de estaño 1 y 2 se cierran y tienden a ser simétricos hacia el contacto sur. El máximo de la mineralización se localiza por debajo del mínimo
El zoneamiento vertical de la veta San Rafael está mejor representado por el cociente Sn/Cu. Estos cocientes aumentan desde 0.1, 10 a 30, los que indican un incremento de estaño en profundidad acompañado de una disminución de cobre, que es abundante en los niveles superiores. El isocociente 0.1, en color azul, está en el nivel 4820. El isocociente 10, en color verde, es sensiblemente horizontal en el nivel 4533, en la parte media y norte del intrusivo tiende a profundizar hasta los niveles inferiores. El máximo del cociente Sn /Cu está representado por el cociente 30, en color rojo, simétrico con el cociente 10, en las cercanías del contacto norte.
12. GÉNESIS
Los sistemas de venas de metales base de Sn, son coetáneos con el Stock San Rafael: la etapa I de venas de cuarzo-Turmalina, datada en 24.10±0.5 Ma, estaría en concordancia con la ebullición retrograda del magma granítico (Kontak & Clark, 2002). Esto implica que la parte superior del stock sufrió una ebullición retrógrada a alta temperatura. Breves episodios de actividad hidrotermal estéril, se presentaron después de su emplazamiento, mientras la mineralización económica fue decayendo y fue posteriormente, termalmente programando, con respecto al intrusivo granítico.
Entonces, la mineralización Sn-Cu fue generada por una excepcional conjunción de magmatismo, tectónica regional y local, que originaron los procesos hidrotermales. La trayectoria de la evolución hidrotermal del Stock de San Rafael, es igual a las obtenidas en muchos otros centros de alteración hidrotermal, en donde hay presencia de agua meteórica. Se ha reconocido tres tipos de fluidos: (1) Fluidos hipersalinos de K-Na con 35-65 % de salinidad, temperaturas de 280° y 540°C; (2) Moderadamente salinos de 10-20% de salinidad, con temperaturas de homogenización a 230° y 470°C; (3) Baja salinidad de fluidos de 0 - 10% de salinidad, con temperaturas de homogenización a 200 y 350°C.
Los fluidos tardíos ingresaron por la parte superior del granito San Rafael y sobre todo por la zona de cizalla, en especial, para la veta San Rafael que canalizaron los fluidos que proveyeron el contraste de abrupta mezcla de dos fluidos. De esta forma, es muy posible que el Sn derive en gran medida de la fusión de magma basáltico.
San Rafael es la más importante fuente de casiterita desde fines del siglo XX, que llegó a tener 37,409 y 38,182 ft de estaño concentrado en los años 2000 y 2001 respectivamente, y con reservas in situ de 14,460 Mt con leyes de 5.14% de Sn y 0.04 % de Cu.
