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El ambiente magmático incluye todos los procesos de la fundición y cristalización de rocas y minerales en la naturaleza. Además, hay que tomar en cuenta los ambientes relacionados a los  procesos magmáticos como la actuación de los fluidos acuosos. Según la definición internacional las acciones hidrotermales (alteración hidrotermal y metasomatosis) se relaciona al ambiente metamórfico.

Los ambientes magmáticos

Un cuerpo de rocas cristalizado en altas profundidades se llama intrusión. Cuerpos intrusivos muy grandes se llaman batolito. Intrusiones y batolitos tienen un techo, es el sector del contacto arriba a las rocas de caja. Algunas veces se caen rocas de la caja al magma cuales no se funden. Estos trozos extraños se llaman xenolitos.  Un cuerpo intrusivo con un ancho de algunos kilómetros contiene una energía térmica tremenda y va a afectar las rocas de caja en una zona de contacto. Las rocas de este zona se convierten a causa de la temperatura a rocas metamórficas (metamorfismo de contacto). Generalmente un magma tiene un peso específico menor como una roca sólida, por eso un magma puede subir hacia arriba apoyado por la alta presión y por los gases adentro del magma y como factor muy importante por un régimen tectónico de expansión. Sí el magma sube hacia la superficie se va a formar un volcán. Pero algunas veces no alcanza para subir hacia la superficie por falta de presión, entonces se van a formar diques, stocks o lacolitos cuales  pertenecen a las rocas hipabisales.

(apófisis en la literatura histórica) 2.2.-PROCESOS MAGMÁTICOS

Los procesos magmáticos generales se ha discutido en los Apuntes de Geología General. Importantes conceptos como la diferenciación magmática, serie de Bowen, la contaminación o conceptos más modernos como el "MASH - zone", juegan sin duda alguna, un importante papel en la formación de depósitos.

Los dos conceptos importantes:

● Magma como formación directa de un depósito intramagmático

● Magma como mecanismo que permite la formación de un depósito (relacionados al ambiente

mágmatico).

En toda manera hay que entender bien le concepto de la magma-génesis, muchos depósitos en una u otra forma tienen una relación con procesos dentro de una cámara magmática. En el concepto de depósitos intramagmáticos (lamentablemente cada año son menos) los procesos dentro de la cámara magmática producen un enriquecimiento en el magma mismo. Por cierto, eso solamente funciona con magmas de muy altas temperaturas o magmas inmiscibles produciendo  procesos de cristalización de minerales de mena (Ni, Cu) dentro de la cámara magmática. El concepto más fácil es que los procesos en la cámara magmática impiden la incorporación de elementos químicos "extraños" como Cu, Au, Ag, Ba, Ni y en sistemas de bajas temperaturas también el Fe. Estos elementos químicos, como no tienen un mecanismo de cristalización directa en la cámara, tienen que asociarse a la fase acuosa - que finalmente, después de la fase magmatica principal comienza a actuar. Es decir, en este concepto la fase principal magmatica  produce teóricamente en el comienzo rocas ígneas estériles, pero obliga a los elementos

interesantes (Cu, Au, Ag entre otros) acumularse en la fase acuosa del mismo sistema magmático. Eso se expresa en los procesos Pegmatiticos, neumatolíticos, hidrotermales - los depósitos vetiformes, pórfidos cupríferos y auríferos. 2.2.1.- Intramagmático:

Depósitos intramagmáticos se forman directamente adentro de la cámara magmática. La característica principal es una "intrusión estratificada" - mejor la palabra inglés "layered intrusion". El proceso se llama "segregación" - de una u otra forma se puede observar una separación entre minerales comunes del ambiente magmático y los minerales de la mena. Lo más común son mineralizaciones de Ni-Cu, Platino, Fe y Cr. Los minerales más importantes son magnetita, ilmenita y cromita. Existen principalmente dos procesos que podrían formar un depósito intramagmático:

a) L a diferenciación magmática: Los minerales se cristalizan en diferentes fases de enfriamiento adentro en una cámara magmática. Las fases donde se cristalizan los ferromagnesianos se ubica en el comienzo, es decir con altas temperaturas. Los yacimientos del distrito "Bushveld" en Sudáfrica y "Great Dyke" en Zimbabwe generalmente se ubican en este grupo.

b) E l otro mecanismo  es la presencia de dos o más diferentes magmas no mezclables: Por ejemplo un magma de sulfuros y un magma de óxidos y silicatos. Se piensa en una separación adentro de la cámara magmática en dos o tres diferentes líquidos - no mezclables finalmente con diferentes lugares físicos de cristalización. El magma de sulfuros es más pesado y normalmente se ubica más abajo de las zonas del magma de óxidos. Este proceso de la separación entre los dos tipos de magma depende mucho del tiempo. Una separación temprana provoca que los sulfuros  podrían quedarse en el manto, una separación muy tardía fracasa por la formación de los  primeros cristales de los silicatos (Naldrett, 1973). El ejemplo más conocido es el distrito Sudbury en Canadá. De todas maneras, los depósitos del tipo "intramagmático" no son fáciles para entender. Siempre existen fenómenos adicionales - que dan un carácter diferente hasta especial al depósito. Por ejemplo el depósito de Sudbury tiene una directa relación con el impacto de un gran meteorito.

Además casi todos los "intramagmáticos" se formaban en el precámbrico, por lo tanto sufrieron una cierta cantidad de deformaciones y/o metamorfosis etc.

2.2.2.- Sudbury - Impacto v/s Intramagmático

El distrito Sudbury de ubica en Ontario / Canadá. Principalmente se explota Ni y Cu. Casi 15 % de la producción mundial de níquel proviene de las minas de Sudbury. El yacimiento se formó en la época precámbrica, algunos 1850 millones años atrás. El inició de la minería en este sector data a los años alrededores de 1886. La estructura "Sudbury Igneous Complex" SIC - tiene una forma elipsoide casi 60 kilómetros de largo y 30 kilómetros de ancho con una elongación SW-NE. En el comienzo las leyes llegaron hasta 2 % de cobre y 3,5 % en níquel. La mayoría de las minas se ubica en la zona de los "sublayers" - formado por un magma rico a sulfuros con inclusiones de  peridotida, piroxenita y gabro. Se puede manifestar un cierto control tectónico por un

enriquecimiento a lo largo de sinclinales. Modelo A)

El modelo genético apunta a una formación en un ambiente intramagmático, es decir a una cristalización directa de un magma. Adicionalmente se piensa en una cámara magmática compuesta de dos líquidos no miscibles - el magma de sulfuros y el magma de silicatos /óxidos. Modelo B)

Otro aspecto durante la génesis de Sudbury es el impacto de un gran meteorito. En 1964 (Dietz, 1964) nació la idea de clasificar la estructura de elipsoide del depósito como cráter de impacto. Hoy día hay muchos indicadores de este hecho: Se estima un meteorito de alrededor de 10 kilómetros de diámetro impactó a la tierra, dejando un cráter de 200 hasta 250 kilómetros de diámetro.

Actualmente existen evidencias claras que hubo un impacto. La pregunta se mantiene, en que forma apoyó la formación de un depósito de este tipo.

El Ambiente Hidrotermal y los procesos hidrotermales 3.- DEPÓSITOS MINERALES HIDROTERMALES

Son aquellos formados a partir de soluciones procedentes de la consolidación de un magma y también por la circulación de soluciones acuosas en la corteza terrestre, las cuales pueden estar constituidas por aguas magmáticas primarias o por mezcla de éstas con aguas meteóricas.

Por tanto se pueden formar yacimientos en conexión con sistemas hidrotermales magmáticos, relacionados con plutonismo profundo a intermedio (profundidades entre 500-3000m), y con sistemas hidrotermales meteórico-magmáticos, ligados a complejos volcánicos y subvolcánicos (profundidades entre 100-1000m).

Las aguas hidrotermales pueden ser:

- Juvenil. La existente en el manto.

- Magmática.  La procedente de la consolidación o enfriamiento de un fundido

- Metamórficas.  Las procedentes de la deshidratación de los minerales durante el

metamorfismo.

- Connata.  Es el agua atrapada durante la deposición de los sedimentos y posterior

diagénesis.

- Meteórica.  Son las que pueden filtrarse a través de la corteza terrestre, alcanzando

 profundidades donde, calentada y enriquecida en elementos lixiviados en su recorrido, adquieren el carácter hidrotermal.

Análogamente el agua de mar puede penetrar a través de las dorsales en la corteza oceánica hasta grandes profundidades, donde se produce una celda convectiva con descargas en el fondo marino.

El transporte de elementos en soluciones hidrotermales se realiza mediante iones complejos, formados por metales y ligandos, “ligands” (aniones y moléculas neutras unidos al catión metal

central), en solución.

En la formación de depósitos, dos tipos de complejos juegan un papel importante, sulfuros y cloruros, y otros menos comunes como: sulfatos, fluoruros, hidruros, nitratos y algún complejo orgánico (ácido húmico).

La precipitación de elementos tiene lugar como consecuencia de variaciones de temperatura, cambios de presión y ebullición, reacciones entre roca de caja y soluciones, cambios químicos  por mezcla de fluidos.

De acuerdo con la temperatura se han dividido los yacimientos hidrotermales en: catatermales (400-300ºC), mesotermales (300-200ºC), epitermales (200-100ºC) y teletermales (100-0ºC). Los depósitos catatermales se forman a altas temperaturas. La distancia que existe desde éste a la superficie es considerable. La consolidación del plutón tiene lugar lentamente, en un mismo lugar se mantiene la misma temperatura durante mucho tiempo y los depósitos pueden extenderse en un amplio intervalo vertical. Su composición mineral es muy simple y no contienen sulfuros complejos, estando formadas esencialmente por arsenopirita, pirrotina, pirita, blenda (con Fe), calcopirita y galena. También existen filones con cuarzo y Au. La ganga más frecuente es el cuarzo. En la roca de caja aparecen, como minerales de nueva formación, anfibol, clorita, albita; e incluso piroxeno, mica parda y turmalina.

En los depósitos mesotermales se presentan sulfuros simples y sulfosales; a veces tienen más de 1000 metros de extensión en vertical. La mineralización no es tan regular y constante, ya que el gradiente de temperatura es más agudo y el enfriamiento más rápido. Las gangas más frecuentes son el cuarzo, siderita y ankerita. La sericitación, como alteración hidrotermal de la roca de caja es lo mas frecuente.

El grupo de los depósitos leptotermales, entre la meso y la epizona abarca la zona de temperatura más baja de los depósitos mesotermales. En estos aumentan los sulfuros complejos y las sulfosales de Ag.

Las disoluciones que forman los depósitos epitermales son alcalinas, excepto si por alteración de los sulfuros se vuelven ácidas. La roca de caja presenta caolinitización y los filones cambian rápidamente de composición con la profundidad. Suelen tener un intervalo de profundidad entre 300-900m.

Los depósitos teletermales abarcan las formaciones termales de temperatura más baja, próximos a la superficie, y que no suelen ser de origen magmático. En ellos los plutones pueden presentar emisiones lávicas. Debido a las altas temperaturas que las emisiones volcánicas producen en la roca de caja pueden producirse formaciones complejas (Sn en forma de sulfoestannatos de Pb). Estas formaciones se completan con los depósitos xenotermales, formados a alta temperatura y  baja presión, en las cercanías de la superficie.

Cuando las disoluciones hidrotermales penetran en una fractura, los primeros minerales depositados lo hacen a lo largo de las paredes, creciendo hacia el interior de la misma hasta su total relleno. Los diferentes minerales originan una marcada simetría del filón, respecto a su zona central, o bandeado mineral, con diferentes minerales de las paredes al centro. En ocasiones, este relleno pudo no completarse totalmente cuando cesó el flujo hidrotermal, quedando, en el centro del filón, cavidades ocupadas por fluidos (“vugs”), donde se forman espectaculares ejemplares

cristalinos.

Evidentemente, cualquier roca susceptible de fracturarse puede albergar mineralizaciones filonianas pero las calizas merecen una especial atención. Estas albergan, además huecos y cavidades que pueden ser rellenadas por diferentes menas. También pueden formarse depósitos de reemplazamiento, en forma similar a los metasomáticos de contacto.

Debemos resaltar la influencia del gradiente térmico en la formación de las paragénesis minerales. En niveles profundos, las asociaciones minerales, se depositan espaciada y separadamente unas de otras y muy distantes entre sí en dirección vertical. Por el contrario, en niveles subvolcánicos, las paragénesis minerales presentan solapes o“telescoping”.

3.1.- FASES POST MAGMÁTICAS Y HIDROTERMALES Listado de las fases post-magmáticas

temp. en

°C nombres minerales comunes mineralizaciones mayor de 650º fase magmática  principal Olivino . . . Cuarzo > de 500° C

 pegmatitica Feldespatos, cuarzo Beril Monacita 400 - 500 neumatolitica cuarzo, pirita SnO2

(Fe,Mn)WO4 300 - 400 Hi- dro- ter- mal

katatermal cuarzo, pirita, epidota,  biotita, granate,

diopsita, actinolita, tremolita FeAsSBi2S3 CuFeS2 (Calcopirita) 200 - 300 mesotermal cuarzo, pirita, epidota,  ZnS

CaCO3 PbS 100 - 200 epitermal cuarzo, pirita, montmorillonita (CaMg)CO3Sb2S3 FeCO3 menor

100° fase teletermal cuarzo, pirita AsS, CaF2 AS2S3 Baritina

De acuerdo de la temperatura se diferencian las fases post- magmáticas:

Pegmatitica,  Neumatolitica, Hidrotermal (con kata-, meso-, epitermal) y bajo de 100°C teletermal. Cada fase tiene normalmente su paragénesis de minerales característica. Pero hay otros factores que pueden cambiar considerablemente la cristalización en dichos fases:

El pH, el Eh, la fugacidad del oxígeno, la presencia de complejos y la evaporación instantánea. En terreno hay que tomar en cuenta que en una muestra existen minerales primarias (formados durante la génesis de la roca) y minerales secundarios (formados durante una fase post- magmática. Significa el cuarzo en una muestra puede ser primario (por ejemplo en un granito o gneis) o secundario, sí hubiera actividad hidrotermal.

Hay que tomar precaución - también epidota o granate tienen un ambiente de formación  primario: El metamorfismo.  Entonces es muy importante de diferenciar entre una formación  primaria o secundaria.

Se puede pensar en dos conceptos diferentes: primero en el concepto "fijo". Significa la fuente del calor se queda estable y no se disminuye la cantidad de energía. Significa las fases termales se quedan en el mismo lugar. Es la situación más simple pero muy teórica. La realidad es más complejo: El plutón puede disminuir su temperatura, simplemente durante un lapso de 4 hasta 9 millones de años se enfría. Significa las zonas hidrotermales también se cambiarían su  posición. Significa donde en el comienzo se ubico l a fase katatermal ahora se encuentran fluidos de una temperatura correspondiente a mesotermal. En conclusión se superponen las fases (la roca muestra minerales formados secundariamente en un ambiente katatermal y una paragenesis de minerales mesotermales). Este fenómeno se llama "telescoping". La superposición de diferentes fases hidrotermales.

DEFINICIÓN METASOMATOSIS - ALTERACIÓN: METASOMATOSIS:

La palabra metasomatosis es la palabra más tradicional, lamentablemente actualmente un poco olvidado. Metasomatosis es el proceso de reemplazo de iones en un mineral o una roca. Una solución en un sistema abierto puede provocar dos fenómenos en una forma simultanea: disolver y precipitar iones. Es decir un mineral puede cambiar su formula: Un ejemplo es el proceso de seudomorfismo (Piroxeno a Anfíbol). La metasomatosis entonces es un proceso de reemplazo, sin destruir la forma original del mineral. Otro ejemplo (no tan ligado a la metalógenesis) es la petrificación. Un reemplazo sin destruir la

forma original.

En la formación de depósitos metalíferos la metasomatosis puede jugar un papel muy importante - es la manera para "implementar" los iones de Cu, Fe, Ag etc a las rocas y llevar los elementos que sobran.

Alteración:

La palabra un poco más moderno en el ámbito de la metalogenesis. Es la acción de aguas (aguas termales, aguas hidrotermales)  en las rocas - mejor en la roca de caja. Las aguas levemente ácidas entran a la roca por fracturas y microfracturas y producen fuertes cambios mineralógicos, cristalográficos y en la textura. Generalmente el proceso de la alteración produce minerales arcillosos y silificaciones entre otros. Los alteraciones pueden formar grandes yacimientos de oro, cobre etc. Como se manifiestan los procesos hidrotermales en las rocas?

Existen varias manifestaciones de actividades hidrotermales - lo más conocidos son las vetas y vetillas,  pero también la mineralización diseminada o en stockwerk al fondo es una actividad hidrotermal. El  proceso hidrotermal también se asocia a la formación en otros tipos de depósitos pero capan no es el

criterio pribcipal.

 Vetas (formaciones tabulares, cristalizaciones de fasas acuosas en el ambiente hydrotermal)  Vetillas: Vetas de menor extensión

 Stockwerk: Conjunto de vetillas y vetas

 Diseminado: Mena se encuentra dispersa en la roca

 Roca alterada - sí las transformaciones se manifiestan en la roca completa.

 Dique con autometasomatose: Dique (estructura magmática) se auto-alteró en líquidos acuosas

de su propio sistema.

Cabe mencionar que el conjunto de lo anterior se encuentra en los depósitos de tipo pórfido cuprífero, o pórfido aurífero.

4.-YACIMIENTOS MAGMÁTICOS

4.1.-YACIMIENTO MAGMÁTICO PRIMARIO

Son el resultado directo de procesos magmáticos que se denominan ortotecticos, ortomagmaticos, los cuales han sido formados por el siguiente proceso:

 Simple cristalización pero sin concentración  Segregación de cristales, de la primera formación

 Inyección de materias concentradas en otros lugares por diferenciación

a) DISEMINACIÓN:

La cristalización simple de un magma profundo “in situ” producirá una roca ígnea

granuda en cuya masa pueden estar diseminados los cristales que se formaron primero. Si estos son valiosos y abundantes el resultado será un yacimiento de mineral magmático.

Toda la masa rocosa, o parte de ella puede constituir el yacimiento y los cristales  pueden ser o no fenocristales, en este proceso también los depósitos resultantes tendrán la forma de la roca intrusita, que puede ser un dique, chimenea o una pequeña masa en forma de bolsonada con un volumen considerable comprada con la mayoría, de los yacimientos minerales.

b) SEGREGACIÓN:

Este término se emplea a menudo de un modo general para designar los depósitos magmáticos, diferenciándolos de las formadas por solución u otros medios.

Sin embargo siguiendo el significado original, segregación serian concentraciones

minerales que cristalizaran “in situ” y a los que hay que distinguir de la inyección.

Las segregaciones magmáticas tempranas vienen a ser concentraciones de valiosos constituyentes del magma, producidos como resultado de la diferenciación por cristalización gravitaría.

La segregación puede tener lugar también por la caída de los cristales pesados formados: Primero en la parte inferior de la cámara magmática.

c) INYECCIÓN:

Los minerales metálicos, se concentraran probablemente por diferenciación, por cristalización y son anteriores o contemporáneos de los minerales primarios asociados y que no han permanecido en su lugar de acumulación original, sino que fueron inyectados en la roca huésped o en las rocas circundantes.

4.2.-YACIMIENTO MAGMÁTICO SECUNDARIO

Son masas de minerales pirogènicos que cristalizaron hacia el final del periodo magmático. Son las partes consolidadas de las fracciones ígneas que subsistieron después de la cristalización de los silicatos y se forman primero. Por consiguiente, los minerales metálicos de los yacimientos secundarios se formaron después de los silicatos de las rocas y los atraviesan, los inundan y reaccionan con ellos produciendo bordes de reacción. Estos cambios denominados alteraciones deutericas ocurrieron antes de la consolidación final de la masa ígnea. Los yacimientos magmàticos secundarios están  predominantemente asociados a rocas ígneas básicas, y se han formado por variaciones

de la diferenciación por cristalización, acumulación gravitativa de líquido residual  pesado.

Procesos:

a) SEGREGACIONES LIQUIDAS RESIDUALES:

En un magma en proceso de diferenciación, el magma residual se enriquece  progresivamente en el sílice, álcalis y agua, pero en ciertos tipos de magma básico,

el magma residual puede enriquecerse especialmente en hierro y titanio.

Este líquido residual puede segregarse de los intersticios cristalinos hacia el interior de la cámara magmática y cristalizar sin que se produzca posterior desplazamiento, dando lugar a la formación de los últimos minerales pirogènicos. En caso de inmovilidad, este liquido forma segregaciones magmáticas secundarias. Estas masas pueden llegar a tener suficiente volumen y riqueza para formar valiosos