Fundamentos de Mineralogìa MALN 2015

7/24/2019 Fundamentos de Mineraloga MALN 2015

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Fundamentos de Mineraloga

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRSFACULAD DE IN!ENIER"ACARRERA DE IN!ENIER"A MEAL#R!ICA

Re$o%il&' Miguel (ngel L&%e) Na*arrete


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Con$e%to de menas

Una mena %uede de+inirse $omo una aso$ia$i,n de minerales a %artir

de la $ual uno o *arios metales %ueden ser o-tenidos de +orma

e$on,mi$a . +a*ora-le/ %ara el $ual de-en $onsiderarse los siguientes

+a$tores'

01 El $ontenido del metal

21 El %re$io del mineral/ Un mineral del 10% de Pb es considerado una

mena pobre, mientras que un mineral de 10 g Au/ton es considerado

una mena rica1

31 Los $ostos de e4%lota$i,n minera

51 Los $ostos de los %ro$esos de e4tra$$i,n

61 La %resen$ia de elementos t,4i$os


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Origen de las menasDurante la +orma$i,n de la ierra e4isti, un %ro$eso dedi+eren$ia$i,n de la materia $omo $onse$uen$ia de e+e$tosgra*itatorios . de a+inidad 7u8mi$a1 Se +orm, un n9$leo osider,s+era de :;;; rreos1


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Origen de las menasLa a-la 210 muestra la $om%osi$i,n %romedio de la $orte)a terrestre/en esa se %uede o-ser*arse 7ue/ a+ortunadamente/ la se%ara$i,n de

elementos entre las distintas $a%as no es $om%leta1 Sin em-argo/entre los metales im%ortantes s,lo Al/ Fe . Mg su%eran el 0B1 Metalestan +amiliares $omo Cu/ Ni/ ?- . n est=n en $ontenidos de 0;0;;%%m/ el oro . metales del gru%o del %latino entre ;1;;0;1;0 %%m1La metalurgia e4tra$ti*a/ o-*iamente/ no o%era so-re ro$as de$om%osi$i,n %romedio/ sino $on menas %ro$edentes de .a$imientos

7ue son %rodu$to de %ro$esos geol,gi$os de di*erso ti%o 7ue @analterado lo$almente la distri-u$i,n %reliminar de la $orte)a/ %oreem%lo/ mu$@os .a$imientos a$tuales de $o-re $ontienen ;/0 0B .los .a$imientos de oro alrededor de 0 %%m1 Es de$ir/ el .a$imientoa%orta +a$tores de $on$entra$i,n de 0;;0;;; en am-os $asos1Los .a$imientos %ueden ser de dos ti%os/ uno de ellos denominado

Ya$imiento de ti%o %rimario $uando se @an originado %or +en,menosgeol,gi$os 7ue in*olu$ran altas o moderadas tem%eraturas .%resiones/ 7uedando en$aados en las ro$as so-re o a tra*>s de las7ue se @a originado el su$eso1 Un segundo ti%o son los Ya$imientosde ti%o se$undario $uando se originan %or meteori)a$i,n me$=ni$a o7u8mi$a/ a -aas tem%eraturas . %resiones/ de .a$imientos %rimarios o

ro$as %ree4istentes1


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Origen de las menas


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Ya$imientos %rimarios ?ro$esos de segrega$i,n magm=ti$asUna -uena %arte de los .a$imientos %rimarios se @an originado o est=nrela$ionados $on los %ro$esos de segrega$i,n magm=ti$a1 Estos %ro$esos

se *eri+i$an durante el en+riamiento lento de magmas situados en )onas%ro+undas de la $orte)a terrestre1Los magmas son ro$as +undidas $onstituidas -=si$amente %or sili$atos .,4idos %ero 7ue $ontienen agua . $om%uestos de $loro/ a)u+re/ $ar-ono/+l9or . -oro/ de tal manera 7ue %resentan un %e7ueo %or$entae demateria %oten$ialmente *ol=til/ estos se en$uentran a ele*ada %resi,n G0;H atm $on lo 7ue los *ol=tiles est=n en solu$i,n1 El origen de estosmagmas %uede ser di*erso1 En $iertos $asos/ se trata de material +undido%rimario $on ra8$es %ro+undas en el manto1 am-i>n se @an originado %orre+usi,n de %artes de la $orte)a sometidas a $om%resi,n adia-=ti$a/ .a sea%or $ontra$$i,n de las $a%as m=s e4ternas durante el en+riamiento del%laneta/ o tam-i>n durante los +en,menos de orog>nesis/ tal $omo see*iden$ia en las ra8$es de las montaas m=s antiguas1 En $ual7uier $aso/la e4isten$ia de estos magmas se e*iden$ia durante los +en,menos*ol$=ni$os1El me$anismo e4a$to de los %ro$esos de segrega$i,n magm=ti$a no es-ien $ono$ido . @a. una gran *ariedad de me$anismos %ro%uestos %ara sue4%li$a$i,n/ un es7uema -=si$o del en+riamiento lento $om%rende $uatro+ases +undamentales $omo se %uede o-ser*ar en la Figura 2101


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Ya$imientos %rimarios ?ro$esos de segrega$i,n magm=ti$asEl me$anismo e4a$to de los %ro$esos de segrega$i,n magm=ti$a no es-ien $ono$ido . @a. una gran *ariedad de me$anismos %ro%uestos

%ara su e4%li$a$i,n/ un es7uema -=si$o del en+riamiento lento$om%rende $uatro +ases +undamentales $omo se %uede o-ser*ar en laFigura 2101

Es7uema de un magma $on eta%as +undamentales del %ro$eso de segrega$i,nJ:K


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Ya$imientos %rimarios ?ro$esos de segrega$i,n magm=ti$asEn la anterior +igura/ se %uede o-ser*ar *arias +ases los $uales se%uede resumir en los siguientes items'

a Fase magm=ti$a G 0;;;oCEsta +ase se $ara$teri)a %or la solidi+i$a$i,n de gran %arte de la s8li$e .de los sili$atos de-ido a 7ue se %rodu$e un des$enso %rogresi*o del%unto de +usi,n del magma residual $on lo 7ue la $on$entra$i,n deagua . materiales *ol=tiles aumenta1 En esta +ase se se%aran' Minerales +ormadores de ro$as1

Cuar)o GSiO2 . una gran *ariedad de sili$atos de Fe/ Ca/ Mg/ / Al/ NaG+eldes%atos/ %iro4enos/ +orm=ndose las ro$as magm=ti$as Ggranitos/et$11 Minerales +ormadores de menas1- Fase %egmagm=ti$a G0;;; :;;oCEsta +ase se $ara$teri)a %or una su-siguiente $ristali)a$i,n de s8li$e .

sili$atos del li$or residual/ $on +orma$i,n de grandes $ristales $on+re$uentes in$lusiones l87uidas1 Se +orman di7ues . +ilones GFigura2101 Minerales +ormadores de ro$as1 Cuar)o/ +eldes%ato GAlSi3OP . otros sili$atos1 am-i>n +os+atos

$omo a%atito GGCa6FG?O531


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Ya$imientos %rimarios ?ro$esos de segrega$i,n magm=ti$as Minerales +ormadores de menas1 Nio-ita tantalita GGN-/ aO32GFe/Mn/ )ir$,n GrSiO5/ -erilo

GQe3Al2SiHO0P/ uraninita GUO2/ t@orianita G@O2/ mona$ita GGCe/ R?O5/et$1Las %egmagm=ti$as son relati*amente %o-res en su $onunto %ero sona$ti*amente %ros%e$tadas . e4%lotadas .a 7ue %ro%or$ionan una gran*ariedad de metales estrat>gi$os GLi/ N-/ a/ r/ Qe/ U/ @/ lantanidos1$ Fase neumatol8ti$a G:;; 5;;oC

Des%u>s de las +ase %egmagm=ti$a/ la %ro%or$i,n de agua . de*ol=tiles en el li$or residual es tan ele*ada 7ue su %resi,n de *a%orso-re%asa a la del sistema1 E4iste una e-ulli$i,n %are$ida a la de unasolu$i,n/ des%rendi>ndose metales $omo @aluros *ol=tiles untamente$on *a%or de agua/ 2S/ CO2/ et$1 No se +orman ro$as en esta +ase1 Los

*a%ores se in+iltran en las +ra$turas de las ro$as ad.a$entes+orm=ndose +ilones o im%regna$iones neumatol8ti$as1 En esta +ase sede%ositan ,4idos $omo $asiterita GSnO2/ s@eelita GCaO5/ Tol+ramitaGGFe/MnO5/ a tra*>s de rea$$iones del ti%o' SnCl5Gg 22OGg SnO 2Gg 5ClGgam-i>n se de%ositan algunos sul+uros $omo moli-denita GMoS2/

-ismutina GQi2S3 . %irita GFeS21 Estos .a$imientos o los rela$ionadosro or$ionan la ma or arte del Sn Mo1


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Ya$imientos %rimarios ?ro$esos de segrega$i,n magm=ti$asd Fase @idrotermal G5;; 0;;oCEn esta +ase la elimina$i,n de %arte de los *ol=tiles en la eta%a

%re$edente as8 $omo el des$enso de tem%eratura esta-ili)an unasolu$i,n residual de ti%o a$uoso1Estas solu$iones go)an de gran mo*ilidad . tienden a rellenar grietasdel terreno +orm=ndose los t8%i$os +ilones @idrotermales1 am-i>n%ueden in+iltrarse %or los %oros de las ro$as +ormando im%regna$ionesas8 $omo rea$$ionar $on ellas so-re todo las ro$as sedimentar=s

ri$as en CaCO3 %rodu$i>ndose +en,menos de em%la)amiento a tra*>sde rea$$iones del ti%o'SiF5Ga7 2CaCO3Gs SiO2Gs 2CaF2Gs 2CO2G2122FeCl3Ga7 3CaCO3Gs Fe2O3Gs 3CaCl2Ga7 3CO2G213Fe2O3Gs 52SGa7 2FeS2Gs 32O 2G215

En este sistema $ristali)an $ar-onatos GCa/ Mg/ Sr/ Qa/ sul+atos/ Sr/+luoruros G+luorita/ CaF2/ untamente $on una gran *ariedad de sul+urosmet=li$os' %irita/ arseno%irita GFeAsS/ es+alerita GnS/ $al$o%iritaGCuFeS2/ galena G?-S/ sul+uros de Ag/ sul+uros/ arseniuros .antimoniuros de Ni . Co/ et$1 am-i>n Au/ normalmente en la +ase dema.or tem%eratura1 Los .a$imientos de ti%o @idrotermal o

rela$ionados %ro%or$ionan la ma.or %arte del Au/ Cu/ n/ ?- . Ag dela metalur ia1


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Ya$imientos se$undarios ?ro$esos de meteori)a$i&nLa a$$i,n de los agentes atmos+>ri$os . su%erg>ni$os so-re.a$imientos %rimarios %uede destruir de%,sitos *aliosos %ero tam-i>n

%ueden originar .a$imientos se$undarios %or %ro$esos de$on$entra$i,n me$=ni$a o 7u8mi$a101 Con$entra$i,n me$=ni$aLa disgrega$i,n de las ro$as %or la a$$i,n $om-inada de los agentes+8si$os G$ursos de agua/ gla$iares/ et$1 . 7u8mi$os Gaguas $ar-,ni$as/=$idos org=ni$os del suelo/ et$1 originan las gra*as . arenas/ en $u.o

trans%orte se %rodu$e una $on$entra$i,n natural de a7uellos mineralesdensos . %o$o altera-les %or los agentes 7u8mi$os' illmenita/mona$ita/ )ir$,n/ t@orianita/ $asiterita/ oro/ %latino1 Mu$@as *e$esestos minerales no son e4%lota-les dire$tamente en los .a$imientos%rimarios originales %or su -aa le. as8 $omo %or los altos $ostos detritura$i,n/ en $am-io en los de%,sitos se$undarios si se lo %uede

reali)ar121 Con$entra$i,n 7u8mi$aa Meteori)a$i,n de .a$imientos de sul+uros1 La %er$ola$i,n de aguassu%er+i$iales so-re .a$imientos de sul+uros met=li$os %rodu$eo4ida$i,n G+orma$i,n de sul+atos/ li4i*ia$i,n Gtrans%orte .rede%osi$i,n G%re$i%ita$i,n de algunos nue*os sul+uros en las )onas

internas1 Se +orman di*ersas )onas tal $omo muestra la Figura 2121


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Ya$imientos se$undarios ?ro$esos de meteori)a$i&n

Es7uema de la

+orma$i,n de )onasde o4ida$i,n .$ementa$i,n so-reun de%,sito +ilonianode sul+uros J0K

En la anterior +igura se %uede o-ser*ar dos )onas de inter>s/ los $ualessonW )ona de o4ida$i,n . )ona $ementa$i,n1 ona de o4ida$i,n1 La %irita/ 7ue suele ser el sul+uro m=s a-undante/origina solu$iones de sul+ato +>rri$o 7ue li4i*ian $on +a$ilidad lossul+uros de $o-re/ $in$/ n87uel . $o-alto1 ?or otra %arte/ estas solu$iones

se @idroli)an dando goet@ita FeOO o se %re$i%itan en $om%uestos deti%o arosita G/NaFe3GOHGSO52en %resen$ia de $ationes al$alinos1El %lomo 7ueda tam-i>n +iado en esta )ona en +orma de anglesita ?-SO 5. %lum-oarosita ?-;/6Fe3GOHGSO521 La %lata es en %arte li4i*iadaaun7ue tam-i>n %uede %re$i%itar $omo @alogenuros insolu-lesG$lorargirita/ AgCl o argentoarosita AgFe3GSO52GOH1 El oro 7ueda

inalterado1 Se %rodu$e %ues un em%o-re$imiento de Cu/ Ag/ n/ Co . Ni .


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Ya$imientos se$undarios ?ro$esos de meteori)a$i&n ona de $ementa$i,n1 Las solu$iones des$endentes/ ri$as en sul+atosde Cu/ Ag/ et$1/ en$uentran en %ro+undidad a los sul+uros %rimarios .las rea$$iones de $ementa$i,n %ueden ser del ti%o'

Cu2Ga7 FeCuS2Gs Fe2Ga7 2CuSGs G2162AgGa7 nSGs n2Ga7 Ag2SGs G21HEn esta )ona se enri7ue$e de minerales *aliosos $omo $o-re . %lata'$o*ellita GCuS/ $al$osina GCu2S/ -ornita GCu6FeS5/ a$antita GAg2S1Estas )onas/ a$ti*amente e4%lotadas en tiem%os %asados/ resultan a

*e$es las 9ni$as )onas e4%lota-les en mu$@os .a$imientos1 Sedenominan tam-i>n )ona de $on$entra$i,n o -ien )ona deenri7ue$imiento se$undario1- Meteori)a$i,n de ro$as1 La meteori)a$i,n de algunas ro$as $omunes%ro%or$iona im%ortantes .a$imientos de @ierro/ manganeso . aluminiode origen sedimentario1

!randes .a$imientos de @ierro se @an originado %or li4i*ia$i,n de ro$asri$as en sili$atos de este metal G%or eem%lo/ -asaltos mediante lasaguas su%er+i$iales $argadas en =$ido $ar-,ni$o1 Las solu$ionesresultantes %re$i%itan so-re ro$as -=si$as G$ali)as o dolomitas ,4idos. $ar-onatos de @ierro G@ematitas/ Fe2O3W goet@ita/ FeOOW siderita/FeCO3/ un origen similar tienen los de%,sitos sedimentarios de

manganeso 7ue tam-i>n $onsisten en ,4idos G%irolusita/ MnO2W


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Ya$imientos se$undarios ?ro$esos de meteori)a$i&nLos .a$imientos $omer$iales de aluminio son de%,sitos de -au4ita1sta es una me)$la de @idr,4idos . o4i@idr,4idos de aluminio'-o@emita AlOO/ gi--sita AlGO3/ et$1/ +uertemente im%uri+i$ada $on

,4idos de @ierro1 Estos .a$imientos se @an originado %or meteori)a$i,nde +eldes%atos AlSi3OP 7ue en una %rimera +ase de altera$i,n setrans+orman en ar$illas Gme)$las de sili$atos @idratados de aluminio .+inalmente en -au4ita %or le*iga$i,n de s8li$e1Cara$ter8sti$as de las menas

El origen de las menas determina sus $ara$ter8sti$as 7u8mi$as'$om-ina$iones %resentes Gti%o de minerales/ ro$as aso$iadas/ et$1/ as8$omo sus $ara$ter8sti$as +8si$as' +orma del .a$imiento Gmasa/ +il,n/$a%a/ im%regna$i,n/ tamao . grado de inter%enetra$i,n de losdistintos minerales/ et$1Las $ara$ter8sti$as 7u8mi$as $ondi$ionan los +undamentos de los

%ro$esos de e4tra$$i,n del metal . su $onsidera$i,n es esen$ial en lametalurgia e4tra$ti*a . las $ara$ter8sti$as +8si$as a+e$tan las t>$ni$as dee4%lota$i,n minera as8 $omo los %ro$esos de se%ara$i,n .$on$entra$i,n de minerales1


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Ya$imientos se$undarios ?ro$esos de meteori)a$i&nCara$ter8sti$as de las menas01 Cara$ter8sti$as 7u8mi$as1 La a-la 212 resume los %rin$i%ales ti%osde menas seg9n su naturale)a 7u8mi$a/ en +un$i,n de las mismas se

%ueden o%tar %or %ro$esos e4tra$ti*os di*ersos in$luso %ara lao-ten$i,n de un mismo metal1 ?or eem%lo/ la o-ten$i,n de $o-re deminerales sul+urosos se -asa/ %or lo general/ en %ro$esos%irometal9rgi$os mientras 7ue %ara minerales o4idados se utili)an%ro$esos @idrometal9rgi$os de-ido a una ma.or solu-ilidad121 Es im%ortante tener en $uenta no s,lo las $ara$ter8sti$as 7u8mi$asde los minerales sino tam-i>n los minerales %oten$ialmenteaso$iados1 En -uena %arte/ la a%li$a$i,n de los %ro$esos e4tra$ti*os*iene determinada %or lo anterior/ in$luso %ara metales $omo el @ierro. %lomo 7ue se o-tienen a %artir de menas o $on$entrados ri$os/ latem%eratura del %ro$eso/ %or si sola/ no determina la redu$$i,n del,4ido del metal 7ue se *a a o-tener sino la tem%eratura de +usi,n de laes$oria 7ue se +orma %or $om-ina$i,n de los ,4idos de las im%ure)as1La a-la 213 resume las aso$ia$iones m=s +re$uentes de metales enmenas131 Una mena met=li$a es una aso$ia$i,n de minerales1 Adem=s/ de-etenerse en $uenta 7ue/ %or lo $om9n/ $ada mineral es una solu$i,n

s,lida1 As8/ %or eem%lo/ la es+alerita/ nS/ %uede $ontener @asta un06B de Fe en solu$i,n s,lida as8 $omo $antidades menores . otros


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