Diagrama mostrando la zonación de alteración y mineralización alrededor de un depósito de pórfido típico.
Publicado enProExplo Porphyry - D Cooke

Geoquímica de Depósitos Pórfiriticos

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Exploración geoquímica

Descifrando los Secretos de la Tierra: La Geoquímica como Brújula en la Búsqueda de Depósitos de Pórfido

Adéntrate en el fascinante mundo de la exploración geoquímica aplicada a la identificación de valiosos depósitos de pórfido. Descubre cómo el análisis de la dispersión geoquímica alrededor de estos centros de mineralización, tanto en su zona central como en los márgenes y la parte superior, proporciona pistas cruciales para los exploradores. Comprende la importancia de la zonación de la alteración, desde la alteración potásica rica en ortoclasa y biotita-magnetita en el centro, pasando por la alteración propilítica (rocas verdes con actinolita, epidota y clorita) en los laterales, hasta las litocaps con alteración silícica y argílica avanzada en la parte superior.

Exploración de Pórfidos

Minerales Indicadores y Herramientas de Vectorización: El Futuro de la Exploración de Pórfidos

Explora el concepto de minerales indicadores de pórfido (PIMS) y las herramientas de vectorización y fertilidad de pórfidos (PVFTS), que revolucionan la búsqueda de nuevos yacimientos. Aprende cómo el análisis químico detallado de minerales como el zirconio, la magnetita, el apatito, la epidota y la clorita mediante técnicas avanzadas como LA-ICP-MS revela huellas geoquímicas distintivas y permite predecir la dirección y la distancia a zonas mineralizadas. Descubre estudios de caso como Collahuasi (Chile), Batu Hijau (Indonesia) y el distrito de Baguio (Filipinas), que ilustran la aplicación práctica y el potencial de estas innovadoras metodologías en la exploración en rocas verdes y bajo cubierta.

Contenido Detallado:

Depósitos de Pórfido

  • Dispersión Geoquímica Alrededor de Depósitos de Pórfido:
    • Centros de Depósitos de Pórfido:
      • Complejos intrusivos porfídicos: Típicamente multifásicos.
      • Stockworks de vetillas de cuarzo.
      • Mineralización de sulfuros de Cu-Fe: Núcleos ricos en bornita que pasan hacia afuera a calcopirita.
      • Alteración potásica: Ortoclasa o biotita-magnetita. Adición de K, Fe, Cu, S. Lixiviación y removilización de Ca, Mg, Na.
    • Cimas de Depósitos de Pórfido:
      • Litocaps: Alteración silícica, argílica avanzada y argílica.
      • Raíces estructurales con zonación vertical de alteración de mica y arcilla: Puede sobreimponerse a la alteración potásica y propilítica temprana.
      • Mineralización epitermal de alta sulfuración.
      • Gases y aguas magmáticas.
    • Lados de Depósitos de Pórfido:
      • Rocas verdes (alteración propilítica): Facies de actinolita, epidota y clorita.
      • Disminución de la intensidad de las vetas hacia afuera.
      • Regiones distales dominadas por reemplazos selectivos. Adición de Ca, Na, Mg.
      • Texturas primarias de la roca preservadas o realzadas.
      • Incluye los límites exteriores del halo de pirita.
    • Exploración en Rocas Verdes:
      • Los modelos de zonación de alteración están mejor desarrollados para depósitos de pórfido alojados en rocas volcánicas.
      • El mapeo de zonas de alteración proporciona vectores eficaces hacia el mineral.
      • Zonación de subzonas propilíticas: clorita $\rightarrow$ epidota $\rightarrow$ actinolita.
      • Transición de propilítico a potásico.
      • Transición de vetas y alteración propilítica a stockwork de vetas de cuarzo-sulfuro.

Geoquímica de perforaciones largas en el pórfido Kalamazoo, Arizona

  • Zonación Geoquímica:
    • Patrones de zonación geoquímica bien comprendidos.
    • Geoquímica de perforaciones largas en el pórfido Kalamazoo, Arizona: Proximal Cu, Mo, Au. Distal Zn, Ag, (Pb, As, Sb, Au).
  • Geofísica:
    • Puede detectar magnetita y pirita.
    • Magnéticos: Detectan magnetita.
    • IP (Polarización Inducida): Detecta sulfuros, incluyendo pirita y calcopirita.
  • Zonación Metálica:
    • Patrones de zonación desde el centro hacia afuera: Sn, W, Bi $\rightarrow$ Cu, Au $\rightarrow$ Mo, Re, Ag $\rightarrow$ Fe $\rightarrow$ Mn, Zn, Pb $\rightarrow$ V $\rightarrow$ As, Sb, Hg.
    • Elementos trazadores proximales: Depositados a altas temperaturas, no migran más de unos cientos de metros de la intrusión.
    • Elementos trazadores distales: Depositados a temperaturas moderadas, pueden migrar varios kilómetros del complejo intrusivo central.
  • Datos de Roca Entera:
    • Ejemplo de Collahuasi, Chile.
    • Mapas de resistividad aparente IP en Collahuasi muestran zonas de interés para la exploración.
    • Mapas de geoquímica de roca entera en Collahuasi para Mo, Cu, Au, Sn, Bi, Zn, Mn, V, Sb, As, Pb, mostrando halos alrededor de los depósitos.
  • Uso de la Geoquímica en la Exploración de Pórfidos en el Siglo XXI:
    • Más efectiva al buscar anomalías de mineralización aflorante o cercana a la superficie.
    • El muestreo de fragmentos de roca puede detectar la huella geoquímica de un depósito de pórfido gigante a $\sim$1.5 km del centro del depósito.
    • La sobreimpresión de la alteración y la meteorización complican los patrones de dispersión geoquímica.
    • A medida que la exploración se centra en objetivos más profundos y áreas cubiertas, el papel de la geoquímica está cambiando.
    • Se necesitan urgentemente nuevas técnicas y tecnologías geoquímicas.

Minerales Indicadores de Pórfido (PIMS)

  • Minerales Indicadores de Pórfido (PIMS) y Herramientas de Vectorización y Fertilidad de Pórfidos (PVFTS):
    • PIMS: Indicadores de estilos de mineralización y registradores de halos de dispersión geoquímica hipógena.
    • PVFTS: Minerales que pueden predecir la dirección y distancia a centros mineralizados, y el potencial de metales de un distrito.
    • Tecnologías Habilitadoras: Desbloqueando el potencial de exploración de la química mineral.
      • LA-ICP-MS: Método para la adquisición rápida de datos químicos multielementales de minerales. Límites de detección significativamente más bajos que la microsonda electrónica.
      • SWIR (Espectroscopía Infrarroja de Onda Corta): Técnica rápida y confiable para la identificación de minerales de arcilla. Revolucionó el mapeo de alteración en litocaps y ambientes epitermales de alta sulfuración.
    • Huellas Geoquímicas de Depósitos de Pórfido:
      • Los PIMS tienen composiciones de elementos traza distintivas.
      • Distintas de las rocas de caja locales y características de estilos de mineralización/zonas de alteración particulares.
      • Idealmente, los PIMS deberían ser resistentes para preservarse en sedimentos de corrientes, till, etc..
      • Ejemplos de PIMS: Zirconio, magnetita, apatito, turmalina, granate, epidota, pirita, andradita, oro.
      • Algunos PIMS requieren muestreo de roca madre (plagioclasa, clorita).

Geoquímica del Zirconio

  • Geoquímica del Zirconio:
    • Geocronología, petrogénesis, fertilidad.
    • El zirconio es el geocronómetro de alta temperatura más robusto para rocas magmáticas.
    • El análisis isotópico y de elementos traza proporciona información profunda sobre la petrogénesis del magma.
    • Información clave de elementos traza en zirconios:
      • Estados de oxidación magmática a partir de anomalías de Ce y Eu (magmas oxidados forman mineralización de pórfido).
      • Temperatura de cristalización del zirconio a partir del contenido de Ti.
      • Evolución de las composiciones del magma a partir de variaciones en Zr/Hf, U, Th y patrones de REE.
    • Zirconios de depósitos de pórfido paleozoicos grandes del cinturón orogénico de Asia Central tienen alto Ce$^{4+}$/Ce$^{3+}$.
    • Granitoides paleozoicos barrenes en el cinturón plegado de Lachlan, Australia, tienen bajas proporciones de Ce$^{4+}$/Ce$^{3+}$.
    • La cristalización de pequeñas cantidades de titanita puede producir anomalías de Eu/Eu* y Ce$^{4+}$/Ce$^{3+}$ en el zirconio, generando falsos positivos.
  • Plagioclasa:
    • La plagioclasa de sistemas de pórfido fértiles contiene ‘exceso’ de Al relacionado con altos contenidos de agua en el magma.
    • Puede registrar inyecciones de fluidos hidratados o magmas ricos en fluidos en la cámara magmática sub-pórfido.
    • El exceso de Al puede excluir el cobre de la plagioclasa, enriqueciendo los magmas restantes en Cu.
  • Magnetita:
    • Resistente y fácilmente separable, lo que la convierte en un candidato atractivo para PIM.
    • Las proporciones de elementos mayores y traza pueden discriminar eficazmente la magnetita magmática e hidrotermal de diversos tipos de depósitos minerales.
    • Las laminillas finas de exsolución pueden afectar los análisis LA-ICP-MS de magnetita.
    • La magnetita es propensa al reajuste difusional por fluidos hidrotermales post-cristalización.
  • Apatito:
    • La química y la luminiscencia del apatito discriminan los apatitos magmáticos e hidrotermales de diferentes zonas de alteración de pórfido.
    • Los análisis discriminantes pueden distinguir el apatito de ambientes magmáticos y diversos ambientes hidrotermales, incluidos los pórfidos.

Exploración de Pórfidos en Rocas Verdes

  • Uso de la Química Mineral para Ayudar a la Exploración de Pórfidos en Rocas Verdes:
    • Se requieren mejores herramientas de vectorización geoquímica para maximizar el conocimiento obtenido de campañas de perforación profunda.
    • ¿Fertilidad?: ¿Podemos identificar sistemas bien dotados?.
    • Las señales geoquímicas hipógenas sutiles y de bajo nivel se conservan en los minerales de alteración hidrotermal distales a los depósitos de pórfido.
    • El análisis de estos minerales de alteración puede proporcionar información tanto de fertilidad como de vectorización.
    • Esto se puede lograr con un muestreo de densidad notablemente baja y un costo muy bajo en comparación con otras tecnologías de búsqueda.
    • Programas de investigación de huellas de AMIRA International (2004 – presente).
      • Transiciones y zonación en distritos pórfido-epitermales.
      • Halos geoquímicos y geológicos en rocas verdes y litocaps.
      • Mejora de la focalización geoquímica en sistemas magmático-hidrotermales.
      • Aplicación de herramientas para descubrir depósitos de Cu, Au y Mo.
      • Preguntas clave: Fertilidad (tamaño), Vectorización (distancia y dirección).
    • Estudio de Caso: Distrito Central de Baguio, Filipinas:
      • La química de la epidota muestra variaciones con la distancia a los pórfidos. Los elementos proximales (Cu, Mo, Zr, Sr) tienden a disminuir con la distancia, mientras que los elementos distales (As, Sb, Pb) tienden a aumentar.
    • Estudio de Caso: Batu Hijau, Indonesia:
      • La química de la clorita puede extender la huella geoquímica más allá de la geoquímica de roca entera.
      • Los elementos vectoriales en clorita (Ti, Mg, V, Al, Ca, Sr, Li, Ni, Ba) muestran tendencias con la distancia al centro del depósito.
      • La relación Ln(Ti/Sr) en clorita muestra una buena correlación con la distancia.
    • Taldy Bulak, Kirguistán:
      • Herramientas de vectorización combinando datos de epidota y clorita.

Minerales magmáticos e hidrotermales

  • Conclusiones:
    • Varios minerales magmáticos e hidrotermales muestran un potencial considerable como PIMS y/o PVFTS.
    • El acceso a la tecnología LA-ICP-MS necesita mejorar para una adopción generalizada.
    • La química mineral tiene un papel en la detección de depósitos desde ubicaciones distales en distritos de pórfido.
    • La epidota y la clorita se pueden utilizar para detectar depósitos de pórfido productivos a varios kilómetros más allá de los límites del muestreo litogeoquímico convencional.
    • La química mineral propilítica se puede utilizar como herramienta de vectorización y para obtener información sobre la fertilidad del distrito.

Autor y Fecha de Publicación:

  • Autores Principales (mencionados al inicio): David R Cooke, Jamie Wilkinson, Mike Baker, Huayong Chen, Lejun Zhang, Zhaoshan Chang, Noel White, Pete Hollings, J Bruce Gemmell. David R Cooke, Paul Agnew, Pete Hollings, Michael Baker, Zhaoshan Chang, Jamie J. Wilkinson, Noel C. White, Lejun Zhang, Jennifer Thompson, Ayesha Ahmed, J. Bruce Gemmell, Nathan Fox, Huayong Chen, Clara Wilkinson. David R Cooke, Jamie Wilkinson, Mike Baker, Huayong Chen, Lejun Zhang, Zhaoshan Chang, Noel White, Pete Hollings, J Bruce Gemmell.
  • Fecha de Publicación: El documento parece ser una presentación o un capítulo de un trabajo más amplio, con fechas de eventos y referencias que indican que se compiló alrededor de agosto de 2011 (mencionado en la primera página) y posteriormente, incluyendo resultados de proyectos hasta al menos junio de 2014. No se especifica una fecha de publicación formal para este extracto en sí.

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