Clase Metalogenesis de Chile

Metalogénesis de

Los Andes Chilenos

PlacaOceánicaNazca

Placa ContinentalSudamericana

Cade

na m

onta

ñosa

and

ina

Los Andes

Margen ContinentalActivo

Sillitoe & Perelló, 2005

Los Andes Centrales (5°S-36°S)

más mineralizadoscomparados a

Andes del Norte y

Andes del Sur

sobre todo enCOBRE

>40% recursos de Cu del mundo44% Producción mundial de Cu

Chile 36% producción Cu mundo

Metalogénesis: contexto histórico Fajas metalógenicas

longitudinales, paralelas al orógeno (Domeyko, 1876; Little, 1926).

Depósitos minerales relacionados a rocas ígneas félsicas, principalmente intrusivas.

Escasez de rocas máficas o ultramáficas.

Hasta los inicios de los años 1970’s no había datos geocronológicos y las edades asignadas a las rocas ígneas eran poco precisas o incorrectas.

Metalogénesis: contexto histórico Los plutones eran referidos al “Batolito

Andino” de edad indefinida. La metalogénesis se relacionaba a fases

de desarrollo del “Geosinclinal Andino”. Consecuentemente se consideraba que

la mineralización había terminado con la fase intrusiva del Eoceno (Ej. Ruiz et al., 1965).

Aunque se habían identificado provincias metalogénicas la edad de las rocas huéspedes se atribuía al período Jurásico Superior – Eoceno.

Provincia MetalogénicaAndina

Ericksen (1976)

5 Subprovincias mayoresHierroCobre

Polimetálica(Metales base +Ag)

EstañoOro

Fajas Metalogéncias deLos Andes Centrales

Sillitoe (1976)

Faja FeFaja Cu (Mo-Au)

Faja Cu-Pb-Zn-AgÁrea Cu-Fe

Faja Sn (W-Ag-Bi)

Zonación tipo?

Segmentación tectónica

A comienzos de 1970 relación metalogénesis con tectónica de placas; Sillitoe (1970, 1972)

“Geostill”; Sillitoe, 1972; Sawkins, 1972;Oyarzún & Frutos, 1974

Aporte de la geocronología A comienzos de los 1970’s se realizó la investigación

pionera de Quirt et al. (1971) y Quirt (1972) con dataciones sistemáticas K-Ar.

Esta incluía dataciones de rocas ígneas en la Región de Atacama y de pórfidos cupríferos chilenos de muestras recolectadas por Richard Sillitoe.

Los datos K-Ar revelaron la migración hacia el E de los centros de plutonismo epizonal, volcanismo y mineralización desde el Jurásico Inferior, hasta el Oligoceno, la expansión del magmatismo en el Mio-Plioceno y su retracción durante el Plio-Pleistoceno

(Zentilli, 1975; Clark et al., 1976; Sillitoe, 1976).

Aporte de la geocronología La geocronología indicó que los depósitos minerales

eran progresivamente más jóvenes hacia el Este; que la mineralización no se había terminado en el Eoceno y también que los modelos metalogénicos basados en el concepto “geostill” no eran apropiados.

Sillitoe (1981, 1988) usando las edades K-Ar obtenidas por Quirt (1972) y datos adicionales definió y delineó fajas de pórfidos cupríferos del Cretácico Inferior, Paleoceno a Eoceno Inferior, Eoceno Medio a Oligoceno Inferior y Mioceno a Plioceno Inferior.

18°00'

69°00'

300Km1500

O CE ANO PACIFICO

69°00'

30°00'

34°00'34°00'

30°00'

26°00'

22°00'

18°00'

AREQ UIPALA PAZ

CALAM A

SAN TIAGO

CO Q UIM BO

CO PIAP O

ANTO FAG ASTA

ARICA

BARBA/FC AM US/RENO

Las fajas de pórfidos Cu definidas por Sillitoe, coinciden en edad con las de otros depósitos enChile y Perú y más dataciones demostraron que los depósitos de Los Andesse formaron en épocas metalogénicas brevesen cada faja.

Sillitoe, 1981, 1988

Convergencia de placas

Actividad ígnea calco-alcalina

Fluidos de derivación magmática

Mineralización hidrotermal

Magmas subcorticales Pórfidos cupríferos

Régimen de tectónica de placas Hay infinitas variaciones de:

Angulo de subducción Vector de convergencia Razones de convergencia Erosión por subducción Subducción de dorsales y otras

estructuras de fondo oceánico Condiciones de esfuerzo en el margen

convergente

Variaciones del régimen de tectónica de placas Las variaciones tienen efectos en la

evolución geológica (actividad ígnea) y consecuentemente en la metalogénesis.

Esto determina que existan épocas metalogénicas, puesto que se necesita una conjunción de fenómenos geológicos favorables para producir concentración de minerales. No basta con el magmatismo!

Sobre todo para producir depósitos gigantes y de alta ley.

Hay dos etapas mayores en la evolución geológica andina Jurásico – Cretácico Inferior

Marco tectónico extensional con el desarrollo de cuencas sedimentarias de trás-arco

Cretácico Superior – Presente: Marco tectónico compresivo y

desarrollo de arco magmático en el borde continental, pero sin cuencas marinas de trás-arco (solo cuencas de antepaís).

Cambios mayores se reflejan en la evolución geológica y metalogénesis

Jurásico y Cretácico Inferioren Los Andes chilenos; pero sin corteza oceánica en “cuenca marginal abortada”

Metalogénesis andina ligada a zona suprasubducción

Desde el Cretácico Superioren Los Andes chilenos

Hay dos etapas mayores en la metalogénesis andina

Jurásico – Cretácico Inferior Depósitos estratoligados de Cu (Ag),

de Cu-Au-óxidos de Fe (IOCG), óxidos de Fe-apatita, pórfidos Cu subordinados y baja ley.

Cretácico Superior – Presente: Fuerte dominio de pórfidos cupríferos

y epitermales de metales preciosos.

Pórfidos de Cu-Mo Super-gigantes (monstruosos) cenozoicos16 yacimientos en explotación en Chile son la fuente

de la mayor parte de la producción chilena de Cu y de todo el Mo

Unos pocosyacimientos, super-gigantes hacen que Chilesea el mayor productor de cobre del mundo

Clark, 1993

Magmatismo Suprasubducción

Abundancia de rocas ígneas (calcoalcalinas)

Depósitos minerales hidrotermales (mucho Cu)

Estructura Norte-SurEnormes pórfidos de Cu-

Mo, pero no hay depósitos de Sn y solo hay ocurrencias menores de Ni, Cr y Co.

Andes Chilenos

Fajas de rocas ígneas progresivamentemás jóvenes al este.

Migración hacia el estedel arco (Zentilli, 1975;Clark et al., 1976; Sillitoe,1976)

Jurá

sico

Cret

ácic

o

Pale

ocen

o-Eo

ceno

Eoce

no S

uper

ior

- Olig

ocen

o

Mio

ceno

-Rec

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e

Model for the formation of the Alumbrera deposit. The cross section represents a reconstruction of the FNVC (to scale) at the time of formation of the Alumbrera porphyry. Copper and gold poor fluids are first extracted from sulfide-understated magma at the top of the stratified magma chamber as long as the chamber was heated by the input of fresh magma (prior to 7.5 Ma). Intrusions that form the Alumbrera stock are extracted from successively deeper parts of the magma chamber and show evolution towards more mafic magmas. Fluid pulses generated after the chamber has cooled, for approximately 0.4 Ma, come from andesitic magmas that contain sulfides. Degassing destabilizes the sulfide liquid that releases its metal load to the fluid phase. This fluid mineralized dacitic magma extracted from shallower levels. The source magma for the mineralizing fluid is emplaced after the mineralizing event. The minimum volume of magma required to account for the amount of Cu in the deposit is represented by the box of 15 km3.

Halter, Heinrich & Pettke, 2005; Mineralium Deposita, 39, 845-863

Concentración de volátiles magmáticos en apófisis de cúpulas de batolitos

Candela & Piccoli, 2005

Pórfido Cuprífero

La generación de depósitos minerales hidrotermales está

relacionada al marco geotectónico a escala

continentalLa naturaleza de las rocas intrusivas y volcánicas está determinada por el marco geotectónico, pero a su vez la naturaleza del magmatismo controla el tipo de depósitos minerales asociados.

Distintos tipos de magmas determinan la concentración hidrotermal de metales específicos o de tipos de depósitos en ciertas partes de la corteza terrestre.

Paleozoico Superior a Triásico El basamento en Chile está

pobremente mineralizado, pero existe una faja discontinua de pórfidos Cu-Mo que se extiende hacia el sur en territorio Argentino.

Ninguno de estos depósitos está en explotación, a pesar que varios han sido sondeados.

El único depósito Paleozoico en explotación en Los Andes es el skarn de Cobriza en Perú (Sillitoe & Perelló, 2005).

Unos formados entre 286-272 Ma (Pérmico Inferior)

Otros entre 248-243 Ma (Triásico Inferior).

Cuenca de Tarapaca

Cuenca marginal"abortada" deChile CentralPlataforma de Aconcagua

Cuenca de Neuquén

Cuenca Río Mayo

50º

40º

30º

20ºP

O

S I

B

L

EU

B

I C

A

C

I Ó

N

DEP

A

L E

O

F O

S

A

Arco magmático

Cuenca de tras-arco ensiálica

Plataforma sedimentaria

Relleno volcánico del Cretácicoinferior de la cuenca marginal"abortada" de Chile Central

Corteza oceánica de la cuencamarginal de Magallanes delCretácico inferior

LEYENDA

JURASICO - CRETACICO INFERIOR SISTEMAS DE ARCO

MAGMÁTICO Y CUENCAS DE TRASARCO

Mpodozis y Ramos, 1990

Jurásico

Dominio de depósitos de Cobre

Estratoligados Cu (Ag)

Vetas Cu (magnetita-actinolita) (IOCG?)

Vetas Au y Ag No hay pórfidos

cupríferos, ni yacimientos epitermales

Cretácico Inferior

Dominio de depósitos de Cobre

Estratoligados Cu (Ag)

Cu-Au-óxidos Fe (IOCG)

Pórfidos Cu-Au Óxidos Fe-apatita Vetas Cu-Au Skarn Cu, Fe

Cretácico Inferior

Sistema de Falla de Atacama

Óxidos Fe-apatita - K-Ar y 40Ar/39Ar = 108-88 Ma; U-Pb = 131-127 Ma

Cu-Au-óxidos Fe (IOCG) – Manto Verde U-Pb = 128-126 Ma – Candelaria Re-Os = 114-115 Ma

Pórfidos Cu-Au

Cretácico Inferior

Pórfidos Cupríferos

Un grupo del Cretácico Inferior 142-129 Ma

Otro grupo del “Cretácico Medio” U-Pb = 108-88 Ma

Pórfidos Cu-Au Marco extensional o

transtensional del arco pórfidos baja ley.

Maksaev & Zentilli, 2002

Cretácico Inferior

Estratoligados de Cu (Ag) “Mantos Chilenos”

Un grupo hospedado por rocas volcánicas

Otro grupo hospedado en intercalaciones sedimentarias y/o piroclásticas

También skarn Cu + cerca de plutones

del Aptiano-Albiano

Cretácico Superior

Vetas meso a epitermales de Cu-Au (epitermales de sulfuración intermedia)

Pórfidos Cu-Au Vetas Ag (Zn-Pb)

(epitermales de sulfuración intermedia)

Paleoceno-Eoceno Inferior

Pórfidos Cu-Mo Vetas

epitermales Au y Ag (alta y baja sulfuración)

Chimeneas de brecha con matriz de turmalina Cu (Au, W)

Eoceno Superior-Oligoceno Inferior Pórfidos Cu-Mo Epitermales Au Pórfidos Cu-Mo-Au

Es la faja de yacimientos más importante del norte de Chile y una de las mayores concentraciones de Cu conocida en el mundo.

Morphotectonic units of the northern Chile forearc.

Ott N et al. Geosphere 2006;2:236-252

Mioceno-Plioceno

Pórfidos Cu-Mo Pórfidos Cu-Au

(Frontera, vecino a Los Pelambres y algunos de Maricunga)

Epitermales Au-Ag (Cu)

Pórfidos Au (Maricunga)

Migración de fajas metalogénicas ligadas a migración del arco magmático

Principal aporte de la geocronología: definición de fajas metalogénicas de distintas edades, las que constituyen áreas prospectivas.

Procesos supergenos Evolución geomorfológica, alzamiento y erosión

conducen a exhumación y enriquecimiento supergeno en depósitos del Norte de Chile.

Época metalogénica Supergena Oligoceno Superior – Mioceno Inferior (Sillitoe y McKee, 1996; Sillitoe, 2005)

Enriquecimiento supergeno: Mayor permeabilidad por zonas de falla o

intersecciones de fallas. Bajo potencial de neutralización de fluidos por

rocas con alteración sericítica o argílica avanzada.

Condiciones ácidas por oxidación de zonas piritosas.

Síntesis Los Andes son una provincia cuprífera que

produce el 44% del Cu del mundo. Hay varias fajas metalogénicas paralelas al

orógeno desarrolladas en períodos de tiempo restringidos; más jóvenes hacia el Este.

Paleozoico Superior – Triásico pórfidos cupríferos de baja ley.

Jurásico Superior estratoligados de Cu (Ag); Mantos Blancos, Michilla; Vetas Mgt-Act en plutones (ej. Distrito Tocopilla).

Síntesis Cretácico Inferior, Sistema de Falla

de Atacama (milonitas y cataclasitas) asociación espacial con depósitos de óxidos Fe – apatita y Cu-Au-óxidos de Fe (IOCG). Transtensión.

Cretácico Inferior pórfidos Cu (Au), leyes hipógenas bajas, enriquecimiento supergeno Andacollo, Dos Amigos; al E de traza principal de Falla Atacama, pero en fallas subsidiarias asimilables al mismo sistema.

Síntesis Paleoceno – Eoceno Inferior Pórfidos Cu-Mo,

brechas con matriz de turmalina; Perú, Chile. Eoceno Superior – Oligoceno Inferior

importantes pórfidos Cu-Mo; concentración de Cu a nivel mundial. Cordillera Domeyko.

Fase compresiva Incaica, ausencia o disminución de volcanismo y migración del arco magmático subsecuente.

Mioceno – Plioceno Inferior pórfidos Cu-Mo y pórfidos Cu-Au y Au en Maricunga

Fases compresivas Quechua y Pehuenche, ausencia de volcanismo y migración del arco.

Síntesis

Sistema de Falla de Domeyko asociación espacial con pórfidos Cu-Mo del Eoceno Superior – Oligoceno Inferior

La zonación de tipos de alteración hidrotermal en los pórfidos cupríferos no difiere de otras partes del mundo; sobreimposición (telescoping) de alta sulfuración en Rosario, La Escondida y Chuquicamata y MMH.

Lithocap con alteración argílica avanzada (pirofilita, corindón) en El Salvador

Síntesis Tectónica compresiva durante formación

de fajas productivas de pórfidos cupríferos.

Ausencia de volcanismo durante compresión, incremento de tasas de alzamiento / exhumación.

Tectónica compresiva proveería condiciones para la acumulación de magmas ricos en fluido en cámaras magmáticas en la corteza superior y provee condiciones favorables para mineralización de tipo pórfido cuprífero.

Síntesis Superposición de sistemas magmático

–hidrotermales en depósitos productivos.

Corteza más delgada en el Cretácico Inferior, magmatismo más básico y mineralización de óxidos de Fe, Cu, Au y estratoligados (fluidos magmáticos o de cuenca?, redox, petróleo).

Arcos extensionales, pórfidos de baja ley.

Conclusiones

La metalogénesis de Los Andes chilenos está estrechamente ligada a la evolución tectono-magmática de los sucesivos arcos longitudinales ligados a subducción, progresivamente más jóvenes al este.

Hay una notable especialización y recurrencia de mineralización cuprífera hidrotermal, lo que refleja una consistencia en la fuente y procesos de generación magmática subcortical.

Conclusiones

A escala regional la relación de los depósitos minerales productivos es con rocas ígneas, con fuerte dominio de las rocas intrusivas.

A escala de depósitos individuales el control es estructural, ya sea para localizar el emplazamiento de magmas o para canalizar el ascenso de fluidos hidrotermales o ambos.

Jurásico

CretácicoCenozoic

oDeflexión de Abancay

Deflexión de Huancabamba

También hay migraciónal Este del magmatismoen Los Andes de Perú

FRANJAS MINERALIZADASPERÚ

Franja Pórfido Cu-Skarn Eoceno -Oligoceno Andahuaylas - Yauri

Franja Norte PórfidosCu-Au Miocenos Michiquillay – El Toro

Franja Pórfidos Cu-Mo Paleoceno Sur Peru: Toquepala, Cuajone, Cerro Verde – Santa Rosa Tomado de Cardozo 2001

Sub-franja Epitermal Au-Ag de Yanacocha; Mioceno

Sub-franja Epitermal Au-Ag de Pierina; Mioceno

Sub-franja de Skarn Polimetálicos y de Reemplazo; Oligo-Mioceno

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Referencias