3.5 Ejemplos para la aplicación de la geoquímica a la prospección/exploración
1. Districto minero Cornwall, SW de Inglaterra, distrito de Sn.
El distrito minero Cornwall pertenece a los depósitos minerales epigenéticos hidrotermales vetiformes. La mineralización está relacionada con diques, que se ubican en el contacto granito-metasedimentos (véase fig.). La mineralización se caracteriza por una distribución de los elementos por zonas, que se refleja en la distribución de minerales por zonas (Tabla: Distribución de las zonas de minerales en el distrito minero Cornwall, SW de Inglaterra). La distribución de elementos por zonas desarrollada en los diques es desde el interior (en profundidad relativamente alta) hacia la periferia (cerca de la superficie) la siguiente: zona de Sn (estaño) en el contacto inmediato entre granito y metasedimento - Cu - Pb-Zn - Fe. Los contornos de las zonas enriquecidas en uno o unos distintos elementos son paralelos al contacto entre granito y metasedimentos. Los diques mineralizados están orientados paralelamente al eje del lomo de granito o es decir que el rumbo de los diques es aproximadamente igual al rumbo del eje del lomo de granito.
Gradientes pequeños de temperatura y presión normalmente establecidos en alta profundidad favorecen la distribución de los elementos por zonas claramente distinguibles. En profundidades someras con gradientes altos de temperatura y presión se observa que las zonas mineralizadas se solapan. A este fenómeno se llama 'telescoping'.
Al principio la minería fue limitada a los niveles de Cu en los diques. En 1839 se descubrieron la distribución de los elementos por zonas. En consecuencia se ampliaron las minas de Cu hacia la profundidad, donde se encontraron Sn. Como entre las zonas de Cu y de Sn puede ubicarse una zona no mineralizada de un espesor hasta 100m no se descubrieron la zona de Sn anteriormente.
Generalmente en el caso de una distribución de los elementos por zonas se continúa buscando hacia la periferia y debajo del depósito mineral para definir la desaparición de la última zona (más exterior).
Este ejemplo demuestra la aplicación de un modelo genético (mineralización por zonas) a la prospección/exploración.
Tabla :
| Tipo de ganga | Zona | Tipo de mena | Elementos de valor económico | Profundidad |
| Ultima mineralización | Cerca de la superficie | |||
| chalc, cc | 7 | Pirita, hematita, jamesonita de antimonio | Fe, Sb | |
| flu, chalc | 6 | Tetraedrita, Pirargirita, siderita, pirita (marcasita) | ||
| cz, flu, dol | 5b | Argentita, galenita, esfalerita | Ag, Pb, Zn | |
| cz, cl, hem, flu, bar | 5a | Pechblenda, niquelina, saflorita, cobaltina (bismutina) | U, Ni, Co, Bi | Zonas de diques meso- y epitermales, generalmente perpendiculares a lomos de granitos |
| cz, cl, hem, flu | 4 | Calcopirita, esfalerita, wolframita (scheelita), arsenopirita, pirita | Sn, Cu, W, As | |
| cz, fsp, mc, tur, cl | 3 | Calcopirita (estannita), wolframita (scheelita), arsenopirita, casiterita | Sn, Cu, W, As | |
| cz, fsp, mc, tur | 2 | Wolframita (scheelita), arsenopirita, molibdenita?, casiterita | Sn, Cu,, W, As | |
| cz, fsp, mc, tur | 1 | Casiterita, especularita | Sn, W, As | Zonas de diques hipotermales, a menudo paralelas a lomos y diques de granitos, alta profundidad |
| cz, fsp, mc, tur | ii | Arsenopirita, estannita, wolframita, casiterita, molibdenita | Sn, W, As | Diques frecuentes en el techo de los granitos |
| cz, tur | i | Arsenopirita, wolframita, casiterita, molibdenita | Sn, W, As | |
| Primera mineralización |
i : pegmatitas
ii : diques rodeados por ‘Greisen’ (= formado por alteración metasomática)
Abreviatura: cz = cuarzo, fsp = feldespato, mc = mica, tur = turmalina, cl = clorita, hem = hematita, flu = fluorita, chalc = calcedonia, bar = baritina, dol = dolomita, cc = calcita
Composición de las menas:
Arsenopirita FeAsS, Wolframita(Fe,Mn)WO4, Scheelita CaWO4, Casiterita SnO2, Molibdenita MoS2, Estannita Cu2FeSnS4, Especularita Fe3O4, Calcopirita CuFeS2, Pechblenda UO2, Niquelina NiAs, Saflorita CoAs2, Cobaltina CoAsS, Bismutina, Argentina Ag2S, Galenita PbS, Tetraedrita Cu12Sb4S13, Pirargirita, Siderita FeCO3, Pirita FeS2 (cúbico), Marcasita FeS2 (ortorómbico), Hematita Fe2O3, Jamesonita Pb4Fe* Sb6S14 (=4PbSFeS* 3Sb2S3).
Epitermal: Cerca de la superficie hasta 1500m, temperatura entre 50 - 200°C, en rocas sedimentarias y rocas magmáticas, diques, stockwork.
Mesotermal : Profundidad entre 1200 - 4500m, temperatura entre 200 - 300°C, adentro o cerca de intrusiones magmáticas, depósitos formados por substitución o como rellenos de diques, transiciones de menas macizas a stockwork.
Hipotermal: Profundidad entre 3000 - 15000m, temperatura entre 300 - 600°C, adentro o cerca de cuerpos plutónicos profundos, rellenos de vetas o substituciones, acompañados por impregnaciones, por ejemplo Sn en Cornwall.
2. Flat-River, Old Led Belt, SW de Missouri/EEUU
Fig. en preparación
Distribución de los elementos Pb, Zn, Cu, Ag y Cd por zonas. Adentro de la zona de Pb, que tiene la mayor extensión, se ubica la zona de Zn con contornos parecidos a los contornos de la zona de Pb. Las zonas de Cu y de Ag y Cd forman manchas pequeñas en la zona de Pb. Las zonas de Ag y Cd están relacionadas con las fallas, dos de estas zonas se ubican en la intersección de dos fallas.
Por consiguiente en este caso las intersecciones de fallas son prometedoras para la búsqueda de las menas.
3. Depósito de Sn de Altenberg, Erzgebirge, en el este de Alemania
Fig. en preparación
‘Greisen’ son agregados granoblásticos de cuarzo y muscovita (o lepidolita) con contenidos accesorios de topacio, turmalina y fluorita y con contenidos de Sn y W, que se forman por alteración metasomática. Se ubican a menudo en los contactos superiores de intrusiones de granitos y a veces son acompañados por mineralizaciones del tipo ‘Stockwork’.
El depósito de Sn de Altenberg es un depósito del tipo Stockwork. Se constituye de veins (diques) de casiterita, wolframita y molibdenita, que pasan por un cuerpo de ‘Greisen’, formados por alteración metasomática, que affecta los granitos.
En distancias relativamente altas del depósito (800m) se encontraron concentraciones anómalas altas de Sn (línea segmentada) y Bi (línea punteada). Contenidos elevados en Mo (línea segmentada punteada) se ubican en una zona más cerca al depósito (500m). La zona de Ga (gallium, línea segmentada y punteada) es relativamente profunda y angosta. Concentraciones elevadas de Li se ubican debajo del depósito en relativamente alta profundidad.
En el depósito de Altenberg los elementos Ga y Li se ubican en el centro y en profundidad relativamente alta, los elementos Sn-Bi-Mo se ubican en la periferia y en un nivel más somero. De esto se puede deducir que los elementos Ga y Li fueron enriquecidos en la primera fase de mineralización y que los demás elementos como Sn-Bi-Mo fueron concentrados en una fase tardía de mineralización.
La secuencia paragenética para la región del Erzgebirge es F-Ga-Li-Sn-As-Bi-Mo.
Además en la región del Erzgebirge se utilizaron la distribución de los elementos por zonas en minerales de wolframita para la búsqueda de depósitos de Sn. La proporción de Fe-Mn en wolframita se aumenta en zonas de W y Sn de los ‘Greisen’ caracterizados por altas temperaturas de formación. Con base en esta observación se delinearon la proporción huebnerita/ferberita (MnWO4/FeWO4) a lo largo de un perfil por un dique pequeño de wolframio (W) para encontrar los valores más altos. En la exploración siguiente se proyectaron este punto hacia la profundidad y encontraron un depósito de Sn en una profundidad de 300m.
En la prospección/exploración de depósitos parecidos los elementos Sn y Bi podrían indicar la presencia de un depósito en distancias relativamente grandes (target rings), el elemento Mo podría indicar la proximidad al depósito, el elemento Ga podría indicar las raíces del depósito.
4. Relación entre la geología de un área y la distribución de Ni en suelos residuales en la región Nguge, Tansania
Fig. en preparación
Los valores más elevados de Ni (mayor a 500ppm y mayor a 1000ppm) detectados en los suelos residuales ocurren en los sectores formados por la picrita. En estos sectores en la cercanía e inmediatamente en los ríos los valores de Ni bajan obviamente debido a que los ríos diluyen y transportan una cierta cantidad de los elementos enriquecidos en los suelos residuales.
Picrita es una roca volcánica ultramáfica, se constituye principalmente de olivino en su mayoría transformado en serpentina y de augita, el piroxeno de la composición enstatita-bronzita es más raro, la hornblenda de formación primaria ocurre solo subsidiariamente, la biotita participa esporádicamente, accesorios son apatita, magnetita y el espinel de cromo. En el olivino una cierta cantidad de Mg puede ser reemplazado por Ni. A partir del olivino puede formarse por meteorización una serpentina rica en Ni (garnierita (Ni, Mg)3[(OH)4/Si2O5]. Los valores elevados de Ni se deben a un olivino rico en Ni, que puede ser transformado a la serpentina rica en Ni. La norita de olivino es una roca plutónica ultramáfica de piroxeno, plagioclasa y olivino. La anortosita es una roca plutónica leucocrática de plagioclasa como componente principal, que ocurre geológicamente junto con gabro o charnockita.
La distribución de Ni en los suelos residuales encima de las rocas refleja la litología del subsuelo.
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