Mineral DepositsClasification Fabio Carrillo I Minerla Deposit Existen varios conceptos para clasificar los depósitos minerales. Todos estos conceptos tienen ventajas y desventajas. No hay ninguna clasificación completamente satisfactoria. En general clasificaciones tienen que ser aplicables, con base científica y útil. El objetivo de clasificar es ordenar elementos en grupos. Lamentablemente los depósitos minerales muchas veces no cumplen solo un criterio, cumplen dos o tres, que provoca problemas fuertes en una clasificación. Los yacimientos minerales son entidades que presentan grandes variaciones en su forma, tamaño, contenido mineral, valor económico y origen. Según sea el factor predominante, ese será el tipo de clasificación empleada. En la sistematización de los yacimientos, han predominado las clasificaciones por forma y sustancia, las genéticas y últimamente las de tipos de yacimientos. Las clasificaciones por forma y sustancia son las más sencillas, presentan interés para el minero y para el geólogo que calcula las reservas minerales de los yacimientos. Son clasificaciones bastante simples y no abarcan todos los conocimientos sobre los yacimientos. • Yacimientos regulares: capas (carbón) y filones (fisuras, estratos, contacto, lenticulares). • Yacimientos irregulares: stocks (masas irregulares con limites definidos) e impregnaciones (masas irregulares con limites indefinidos). Otra clasificación utilitaria sería: • Minerales de construcción: caliza, arcilla, arena, asfalto y yeso. • Combustibles: carbón, petróleo, gas natural. • Abrasivos: corindón, granate. • Fertilizantes: sales de potasio, fosfatos. • Piedras preciosas: diamante, zircón, ópalo, berilo. • Menas metálicas ferrosas: magnetita, hematita. • Menas metálicas no ferrosas: oro, plata, cobre, plomo, zinc. • Materiales industriales: grafito, barita, borax, asbesto, azufre, fluorita. Las clasificaciones genéticas estarían más cercanas de la clasificación natural o ideal; pero sólo si las teorías que las sustentan son sólidas y esencialmente completas, y si los objetos por clasificar se acomodan fácilmente en los casilleros prefabricados con tal fin. Las clasificaciones más empleadas serían las de Lindgren (1907,1913), Niggli (1988-1953), Schneiderhöhn (1931,1941) y Smirnov (1974,1976 El esquema más ampliamente usado en los Estados Unidos es la clasificación profundidad-temperatura de Lindgren. Aunque los estudios modernos han proporcionado una gran cantidad de información es necesario aun una revisión y modernización de las antiguas clasificaciones. CLASIFICACIÓN GENÉTICA DE LINDGREN (1913), MODIFICADA • Depósitos producidos por procesos químicos de concentración; las temperaturas y presiones varían entre límites amplios. • En Magmas de proceso de diferenciación. • Yacimientos propiamente magmáticos, yacimientos de segregación magmática, yacimientos por inyección. Temperaturas entre 700º y 1500ºC; presiones muy altas. • Pegmatitas. Temperatura muy alta a la moderada, presión muy alta. • En formación de rocas. • Concentración efectuada por introducción de sustancias extrañas a las rocas (epigenético). • Origen dependiente de la erupción de rocas ígneas. • Yacimientos Vulcanogénicos asociados normalmente a acumulaciones volcánicas. • A partir de masas efusivas. Sublimados, fumarolas. Temperaturas de 100º a 600ºC; presión atmosférica o moderada. • A partir de masas efusivas (Yacimientos ígneo metamórficos). Temperaturas oscilando probablemente entre 500º y 800ºC; presión muy alta. • Por aguas calientes ascendentes de origen incierto, probablemente magmáticas, metamórficas, oceánicas, connatas o meteóricas. • Yacimientos Hipotermales. Deposición y concentración a grandes profundidades, temperatura y presión elevadas. Temperatura entre 300º y 500ºC; presión muy alta. • Yacimientos Mesotermales. Precipitación y concentración a profundidades intermedias. Temperatura de 200º a 500ºC; presión alta. • Yacimientos Epitermales. Precipitación y concentración a poca profundidad. Temperaturas de 50º a 200ºC; presión moderada. • Depósitos Teletermales. Precipitación a partir de “soluciones gastadas”. Temperaturas y presiones bajas; es el término más alto del rango hidrotermal. • Depósitos Xenotermales. Precipitación y concentración a profundidades someras, pero a temperaturas altas. Temperatura alta a baja; presión moderada a atmosférica. • Origen por Aguas Meteóricas circulando a profundidades moderadas o ligeras. • Temperatura superior a 100ºC; presión moderada. • Por concentración a sustancias contenidas en el propio conjunto geológico. • Concentración por Metamorfismo Dinámico o Regional. Temperatura superior a 400ºC; presión alta. • Concentración por agua subterránea de circulación más profunda. Temperaturas de 0º a 100ºC; presión moderada. • Concentración por desintegración de las rocas y alteración residual cerca de la superficie. Temperatura 0º a 100ºC; presión moderada o atmosférica. • En medios acuosos • Vulcanogénicos. Emanaciones termales submarinas asociadas con vulcanismo. • Por interacción entre soluciones. Temperaturas de 0º a 70ºC; presión moderada. • Reacciones Inorgánicas. • Reacciones Orgánicas. • Por evaporación de los disolventes. • Yacimientos producidos por procesos mecánicos de concentración. Temperatura y presión moderada a baja. Otra clasificación genética fue propuesta por Smirnov quien clasificó a los yacimientos condicionándolos por su origen bajo determinados contextos litológicos y estructurales. En su clasificación, a los depósitos minerales relacionados con procesos ígneos, se les nombra endógenos o magmáticos; los relacionados con procesos sedimentarios: exógenos o sedimentogénicos y, los relacionados con procesos metamórficos: metamorfogénicos. CLASIFICACIÓN GENETICA DE LOS YACIMIENTOS MINERALES (Smirnov,1976) SERIE GRUPO CLASE Licuación Magmáticos Tempranos Magmáticos (polimetálicos) Magmáticos Tardíos Pegmatitas simples Pegmatíticos (gemas, Li, Sn, tierras raras, W, F, cuarzo, Pegmatitas recristalizadas feldespato, micas) Pegmatitas metasomáticas Magmáticas Carbonatitas Metasomáticas Combinadas Calcáreos Magnesianos Skarn (scheelita, casiterita, fluorita, calcopirita, blenda, ENDÓGENA galena, magnetita, hematita) Albita Albita-Greisen Greisen (casiterita, wolframita) Plutonogénicos Vulcanogénicos Hidrotermales (barita, fluor- ita, pirita, calcopirita, blenda, Amagmatogénicos galena, cobres grises, argen- (teletermales tita, platas rojas , cinabrio o estratiformes) plata, oro, etc.) Metasomáticos Sulfuros Masivos Vulcano-sedimentarios Vulcanogénicos marinos (Pb-Zn-Cu) Combinados In situ Intemperismo Infiltrados Eluviales Placer (oro, plata, Deluviales platino, diamante, rubí, zafiro, Proluviales casite- rita, ilmenita, rutilo, Aluviales mona- cita, granate entre otros) Laterales EXÓGENA Glaciares Mecánicos Químicos (sales, yeso) Sedimentarios Bioquímicos (carbón, fosforitas) Vulcanogénicos Metamorfizados regionales Metamorfizados (grafito, asbesto) Metamorfizados de METAMORFOGÉNICA contacto Metamórficos (granate, corindón ) Los Yacimientos Minerales Endógenos se ubican en zonas estructurales geológicas profundas, relacionados con procesos geoquímicos internos de la Tierra. • Magmáticos: formados con el enfriamiento del magma. • Pegmatíticos: formados a partir soluciones residuales de origen magmático. • Carbonatíticos: relacionado con intrusivos del tipo central de composición ultrabásica alcalina. • Skarns: formados por metasomatismo entre intrusivos silicatados y capas calcáreas. • Albita-greisen: formados en las partes apicales de intrusivos ácidos y alcalinos. • Hidrotermales: formados a partir de fluidos calientes gaseo-líquidos. • Sulfuros masivos: formados a partir de procesos volcánicos relacionados con zonas eugeosinclinálicas. Los Yacimientos Minerales Exógenos están relacionados con procesos geoquímicos que se realizaron en el pasado o actualmente efectuándose sobre las zonas superficiales de la Tierra o cercanas a ella. Se forman a partir de la descomposición de rocas o material preexistente, en algunos casos también por adición de material volcánico submarino o cercano a las costas. • Intemperismo: formados por la alteración de rocas o depósitos preexistentes en la zona de oxidación. • Placer: formados durante el intemperismo o destrucción de cuerpos de antiguos yacimientos minerales con minerales químicamente estables, de alta dureza o de peso específico alto. • Sedimentarios: formados por diferenciación de la materia mineral por procesos químicos, bioquímicos, mecánicos o vulcanogénicos, durante los procesos sedimentarios. Los Yacimientos Metamorfogénicos son aquellos que se forman durante los procesos metamórficos. • Metamorfizados: se crean de la reformación de antiguos depósitos. • Metamórficos: formación de nuevos minerales a partir del metamorfismo de la roca. Clasificación por tipo de yacimiento. Para una veraz clasificación de un depósito mineral y su material rocoso asociado, se deberá disponer de información geológica suficiente que incluya estudios de metalogenia, geología histórica de la zona y, sobre todo, de núcleos de barrenación provenientes de un programa reciente de exploración aún, en localidades donde se disponga de suficiente información obtenida en exploraciones y estudios anteriores. En forma general se pueden identificar los siguientes tipos de depósito: • Depósitos Masivos. Depósitos de extensión considerable, tanto en sentido horizontal como vertical dentro de los cuales la mineralización está distribuida en forma relativamente uniforme (cobre diseminado, domos salinos). • Depósitos Estratiformes. Depósitos alojados paralelamente a los planos de estratificación de la roca huésped, la cual invariablemente está formada por rocas sedimentarias (carbón, evaporitas –potasa-, fosforitas). • Vetas. Zonas de mineralización de gran longitud con un ángulo de buzamiento pronunciado, pueden ser angostas de poca potencia (menos de 3m) y anchas o de gran potencia (mayor de 3m) • Cuerpos Lenticulares (clavos). Cuerpo mineral en forma de lente que se presenta aisladamente en zonas mineralizadas alojado dentro de depósitos masivos, mantos o vetas (sulfuros simples) • Detritos. Fragmentos de partículas sólidas producidas por desintegración química y/o mecánica de la roca (suelos, gravas, arenas). • Rocas Fracturadas con diaclasas. Macizo rocoso cerca o en zona de falla. • Estratos Laminares. Cuerpos rocosos generalmente de origen sedimentario, pueden ser estratos delgados (menor de 30cm) o gruesos (mayor de 30cm), (lutitas y areniscas). • Rocas Masivas. Conjunto masivo de rocas con o sin fracturas en donde el grado de cementación entre los estratos produce un material rocoso de gran resistencia (brechas y conglomerados). • Depósitos Tabulares (chimeneas). Cuerpos masivos de forma cilíndrica y de dimensiones variables, con un desarrollo vertical significativamente mayor que su extensión horizontal. •Depósitos de Placer. Depósitos sedimentarios superficiales o cercanos a la superficie, generalmente de forma tabular y de extensión considerable (oro, platino, estaño, detritos). Adicionalmente, los materiales rocosos asociados a los depósitos minerales se pueden clasificar de la siguiente manera: • Detritos. Fragmentos de partículas sólidas producidas por desintegración química y/o mecánica de la roca (suelos, gravas, arenas). • Rocas Fracturadas con diaclasas. Macizo rocoso cerca o en zona de falla. • Estratos Laminares. Cuerpos rocosos generalmente de origen sedimentario, pueden ser estratos delgados (menor de 30cm) o gruesos (mayor de 30cm), (lutitas y areniscas). • Rocas Masivas. Conjunto masivo de rocas con o sin fracturas en donde el grado de cementación entre los estratos produce un material rocoso de gran resistencia (brechas y conglomerados). De acuerdo con Routhier (1916-2008), el estudio de los yacimientos minerales se debería efectuar siguiendo los métodos de la anatomía comparada, debido a que el ambiente geológico ha condicionado su anatomía y morfología, este método es, por tanto, uno de los caminos para remontarse al estudio de su formación y de sus transformaciones eventuales. Él selecciona ciertos caracteres que definen los tipos de yacimientos: A. Caracteres propios al yacimiento: • Paragénesis y, eventualmente, sucesión. • Alteración superficial. • Composición química y leyes. • Tonelaje y relación entre éste y las leyes B. Caracteres propios al medio que rodea al yacimiento: Naturaleza litológica de las rocas encajonantes. • Forma del yacimiento en relación con las estructuras de las rocas encajonantes. • Rocas plutónicas o volcánicas próximas. • Edad del yacimiento e historia geológica de la región. A estos caracteres se pueden añadir, además: • Ejemplos acompañados hasta donde sea posible, de la edad de los yacimientos. Hipótesis genéticas. En suma, cualquier sistema de clasificación en cuanto a su permanente utilidad debe ser capaz de reflejar nuevos hallazgos, es decir, debe ser revisable. CLASIFICACIÓN DE NIGGLI DE LOS YACIMIENTOS MINERALES Niggli (1929) agrupó las menas epigenéticas en volcánicas, o próximas a la superficie, y plutónicas, o de asentamiento profundo. Los yacimientos plutónicos son divididos en hidrotermales, pegmatíticos- neumatolíticos y subgrupos ortomagmáticos, dependiendo de si las menas se formaron a partir de líquidos o de gases, o como productos directos de cristalización dentro del magma. La clasificación final está basada en asociaciones químicas y asociaciones mena-mineral. Este sistema clasifica los yacimientos en base a su génesis y mineralogía. Por ejemplo, se distingue entre yacimientos volcánicos de oro y yacimientos plutónicos de oro o entre menas hidrotermales de cobre y menas neumatolíticas de cobre. I. Plutónico o intrusivo • Ortomagmático o Diamante, platino-cromo o Titanio-hierro-níquel-cobre • Neumatolítico a pegmatítico o Metales pesados-alcalino térreos-fósforo-titanio o Silicatos-álcalis-fluoro-boro-estaño-molibdeno-wolframio o Asociaciones turmalina-cuarzo • Hidrotermal o Hierro-cobre-oro-arsénico o Plomo-cinc-plata o Níquel-cobalto-arsénico-plata o Carbonatos-óxidos-sulfatos-fluoruros 2. Volcánico o extrusivo • Estaño-plata-bismuto • Metales pesados • Oro-plata • Antimonio-mercurio • Cobre nativo • Volcanes subacuáticos y depósitos bioquímicos CLASIFICACIÓN DE SCHNEIDERHÖHN DE LOS YACIMIENTOS MINERALES El sistema de Schneiderhöhn es conocido en Europa y defendido por muchos americanos. Algunos sostienen que es la mejor clasificación genética ya que las asociaciones minerales representan asociaciones metálicas en los fluidos formadores de las menas. Aunque los esquemas de Schneiderhöhn y Lindgren tienen semejanzas fundamentales, difieren en el énfasis. Según el sistema de Schneiderhöhn, un yacimiento que no se adapte a ninguna de las asociaciones dadas mena- mineral o sus subdivisiones es rápidamente clasificado formando solamente un nuevo grupo o subdivisión. Los yacimientos minerales los clasificó de acuerdo a : 1) La naturaleza del fluido mineral; 2) Las asociaciones minerales; 3) Distinción entre deposición cercana a la superficie y deposición profunda, y 4) El tipo de deposición, huésped o ganga. La categoría significativa en esta clasificación es el grupo segundo, asociaciones minerales. Schneiderhöhn propuso una lista detallada de asociaciones minerales típicas, clasificándolas según los tipos de mena, huésped y ganga encontrada en cada una 1. Yacimientos intrusivos y líquido-magmáticos 2. Yacimientos neumatolíticos • Filones pegmatíticos • Filones neumatolíticos e impregnaciones • Reemplazamientos neumatolíticos de contacto 3. Yacimientos hidromertales • Asociaciones de oro y plata • Asociaciones de pirita y cobre • Asociaciones plomo-plata-cinc • Asociaciones plata-cobalto-níquel-bismuto-uranio • Asociaciones estaño-plata-wolframio-bismuto • Asociaciones antimonio-mercurio-arsénico-selenio • Asociaciones de no sulfuros • Asociaciones de no metales 4. Yacimientos exhalativos Ninguno de estos criterios son infalibles; debido a la complejidad y variabilidad de los factores involucrados, los minerales que normalmente se forman en una zona también se forman en otros lugares, a presiones y temperaturas más altas o más bajas. Las zonas deposicionales se caracterizan por ciertas asociaciones de minerales de mena y minerales de ganga (Schneiderhöhn, 1941; Niggli, 1929), así como por la presencia de ciertos productos de alteración de la roca encajante. Algunos minerales, tales como el cuarzo, feldespatos y pirita, tienen amplios rangos de estabilidad y persisten desde las zonas más profundas a las zonas más someras. Las texturas minerales pueden indicar el ambiente de profundidad- temperatura; Las texturas oolíticas generalmente se atribuyen también a presiones y temperaturas bajas. Del mismo modo, no es raro descubrir que un conjunto mineral de alta temperatura haya sido fracturado y subsecuentemente atravesado por un fluido mineral más frío. En la práctica, tal yacimiento se asigna a una zona particular de Lindgren de acuerdo a su conjunto mineral dominante. La clasificación de Lindgren no tiene en cuenta la química de las rocas encajantes que son indudablemente un factor fundamental en la deposición mineral. Teóricamente esto sería indiferente ya que la profundidad y temperatura son los únicos parámetros usados. Pero se origina un problema cuando las menas son precipitadas prematuramente con respecto a su medio normal de profundidad-temperatura. Algunos yacimientos ígneo metamórficos pueden, por criterios de profundidad-temperatura, encajar en la zona hipotermal de Lindgren o incluso en la zona mesotermal (Stone, 1959), estando solamente la diferencia en que el yacimiento yace dentro de un huésped de carbonato más bien que en una roca regional menos reactiva.