Controles tectonomagmáticos en la mineralización de pórfido y epitermal en los Andes Centrales

Magmatismo Superficial y Mineralización

Explora la formación de cámaras magmáticas subvolcánicas en la corteza superior de los Andes Centrales y su rol crucial en la génesis de depósitos de pórfido y sistemas epitermales.

Procesos en Cámaras Magmáticas

Descubre cómo la buoyancy y los contrastes de reología controlan la ubicación de estas cámaras magmáticas. Analiza el desarrollo de cúpulas magmáticas en respuesta a la tensión extensional y los procesos de convección y degasificación que enriquecen el magma en fluidos magmáticos ricos en metales como el cobre (Cu).

Volumen Magmático y Formación de Depósitos Gigantes

Comprende la enorme cantidad de magma requerida para formar depósitos de pórfido de cobre gigantes, estimando volúmenes de ≥100 km³. Examina la evidencia de la existencia de grandes cámaras magmáticas activas en los Andes Centrales a través de estudios de deformación superficial y anomalías aeromagnéticas.

Volcanismo y Mineralización

Reflexiona sobre la relación entre el volcanismo y la formación de depósitos de pórfido, considerando si las erupciones son irrelevantes, necesarias o perjudiciales para el potencial mineralizante. Se destaca la importancia de la acumulación de grandes volúmenes de magma y el control de las condiciones de estrés litosférico en el emplazamiento magmático favorable para la formación de pórfidos de cobre.

Mineralización de pórfido y epitermal

Este análisis profundiza en los procesos magmáticos de la corteza superior que son esenciales para entender la mineralización de pórfido y epitermal en los Andes Centrales. Desde la formación de cámaras magmáticas hasta la generación de fluidos hidrotermales ricos en metales, cada etapa es crucial para la creación de valiosos depósitos minerales.

Depósitos de pórfido

Este conocimiento es fundamental para la exploración geológica, la modelización de sistemas hidrotermales y la evaluación del potencial económico de estas regiones. Palabras clave: magmatismo, corteza superior, Andes Centrales, depósitos de pórfido, depósitos epitermales, cámaras magmáticas, cúpulas magmáticas, fluidos magmáticos, cobre, volcanismo, estrés litosférico, exploración minera, geología económica.

Contenido:

1. Cámaras Magmáticas Subvolcánicas en la Corteza Superior

Formación:
- Las cámaras magmáticas subvolcánicas se forman en la corteza superior.
- Su ubicación puede estar controlada por el contacto entre el basamento cristalino y la secuencia supracortical debido a contrastes de buoyancy o reología.
Geometría:
- Los plutones de pórfido pueden tener formas de cúpulas.
- El desarrollo de estas cúpulas ocurre en respuesta a la tensión extensional en las rocas de cobertura.
- Ejemplos incluyen el batolito de Yerington, Nevada.

2. Procesos en Cúpulas Magmáticas

Convección Magmática:
- Se produce convección en la cúpula magmática con magma rico en burbujas ascendiendo por los laterales.
- Magma enfriado y rico en cristales se hunde, desplazando el magma en la cámara batolítica.
- La advección de calor en el magma ascendente ralentiza la solidificación en la parte superior del stock.
Generación de Fluidos Mineralizantes:
- Se produce un intercambio con fluidos, generando pequeños volúmenes de magma rico en cobre.
- Fluidos magmáticos ricos en CuCl con temperaturas de 800 – 900°C se acumulan debajo de la cúpula.
- Fluidos profundamente exsueltos con hasta 6 wt. % H₂O pueden contener altas concentraciones de metales (ej., 5000 ppm Cu a 2 kbar).
- Se requiere una infiltración metasomática exhaustiva del plutón más antiguo y la roca de caja para formar depósitos significativos.

3. Volumen Magmático Requerido para Depósitos de Pórfido Gigantes

Cálculo del Volumen de Magma:
- Para formar un depósito de pórfido de Cu gigante (10 Mt Cu), se requiere un volumen estimado de 63 km³ de magma, asumiendo una eficiencia de extracción del 100% y una concentración promedio de Cu en andesita de 60 ppm.
- Se concluye que se requieren cámaras magmáticas ≥100 km³ para formar estos depósitos, y quizás hasta 300 km³ para El Teniente.
Magnitud de las Cámaras Magmáticas:
- Un volumen de 100 km³ representa una esfera de 5.8 km de diámetro o un disco de 1 km de espesor y 11.3 km de diámetro.
- Intrusiones de estas dimensiones son comunes, y grandes erupciones volcánicas demuestran la existencia de tales volúmenes de magma.

4. Evidencia de Grandes Cámaras Magmáticas Activas en los Andes Centrales

Deformación Superficial:
- Se observa deformación superficial de 30-50 km de ancho asociada con cuerpos magmáticos a 5-17 km de profundidad.
Complejo Intrusivo Escondida:
- Intrusiones de diorita y pórfido de nivel somero ocurren en un área de 20×20 km.
Anomalías Aeromagnéticas:
- Las PCDs de Escondida, Zaldivar y Chimborazo se localizan dentro de una baja magnética de ~30 km de diámetro, interpretada como un sistema plutónico fuente subyacente de proporciones batolíticas.
- Se han encontrado bajas magnéticas similares asociadas con los sistemas de pórfido de Chuquicamata y El Abra.

5. Volcanismo y Formación de Depósitos de Pórfido de Cobre (PCD)

Relación Compleja:
- Sillitoe (1973) sugirió que los pórfidos están cubiertos por volcanes compuestos.
- Pasteris (1996) propuso que las erupciones mayores que descargan una gran proporción del contenido de la cámara magmática destruirían el potencial formador de pórfido.
- Erupciones más pequeñas podrían ser productos inevitables de la degasificación y recarga de magma, procesos esenciales para la formación de mena hidrotermal magmática.

6. Factores Críticos en el Desarrollo de Sistemas de Pórfido Económicos

Acumulación Magmática:
- El acumulamiento voluminoso y localizado de magmas en la corteza superior, alimentado por un gran reservorio en la corteza inferior, es probablemente un factor crítico.
Control Tectónico:
- El ascenso y emplazamiento del magma están controlados por las condiciones de estrés litosférico:
  - Tensión: Favorece el ascenso rápido de magmas primitivos.
  - Compresión: Dificulta el ascenso magmático; favorece el desarrollo de la zona MASH y la acumulación de un reservorio magmático en la corteza inferior.
  - Esfuerzo de cizalla (que conduce a una deformación transpresional o transtensional): Favorece el desarrollo de conductos de falla extensional localizados y el emplazamiento de magma enfocado, ideal para la formación de pórfidos de Cu.

Autor y fecha de publicación:

Autor: Jeremy P. Richards
Fecha de publicación: 2003 (basado en la fecha del SEG International Exchange Lecturer y los derechos de autor en el documento).