Procesos de Formación de Pórfidos Cu-Mo-Au

Génesis de los Sistemas Pórfido

Descubre los procesos geológicos clave que dan origen a los valiosos depósitos de pórfido de cobre, molibdeno y oro.

Fluidos Magmáticos y Mineralización

Explora cómo la exsolución de fluidos hidrotermales calientes y ricos en metales desde magmas en enfriamiento en la zona de la cúpula es fundamental para la formación de estos depósitos. La solubilidad del agua en el magma, influenciada por la ascensión y cristalización del magma, juega un rol crucial en la saturación de volátiles. Este proceso de desgasificación magmática en la cúpula puede generar convección en el magma burbujeante. La exsolución de volátiles en la carapaza del magma lleva al fracturamiento y desarrollo de brechas y stockwork debido al aumento de volumen. La relación con la transición frágil-dúctil a temperaturas de 350-400°C es significativa.

Alteración Hidrotermal y Zonación

Comprende la zonación de la alteración hidrotermal, desde la alteración potásica en el núcleo mineralizado hasta la alteración propilítica más periférica, pasando por las zonas fílica y argílica. La composición isotópica de los fluidos hidrotermales revela la mezcla de fluidos magmáticos y meteóricos en las etapas tardías de la alteración. La precipitación de sulfuros de metales como el cobre está controlada por el enfriamiento de los fluidos, la desproporción del SO2 y las reacciones con la roca de caja que producen alteración.

Exploración y Enriquecimiento

Aprende sobre el modelo clásico de Lowell y Guilbert para la zonación de alteración y mineralización. Finalmente, descubre cómo la oxidación supergénica de los sulfuros primarios puede llevar al enriquecimiento secundario de los depósitos.

Este documento esencial detalla los intrincados procesos magmático-hidrotermales responsables de la creación de los sistemas de pórfido Cu-Mo-Au, proporcionando una base sólida para la exploración y comprensión de estos importantes recursos minerales.

Contenido Detallado:

I. Procesos de Formación de Pórfidos:

Origen de los fluidos magmático-hidrotermales:
- Exsolución de fluidos acuosos de alta temperatura a partir de magmas en enfriamiento y cristalización en cámaras magmáticas de la corteza superior.
- Solubilidad del H2O en fundidos de silicato, influenciada por la ascensión y cristalización del magma.
- Saturación de volátiles como un factor clave.
Procesos en la cúpula magmática:
- Convección del magma burbujeante.
- Desgasificación magmática.
Exsolución de volátiles en la carapaza magmática:
- Etapas tempranas de exsolución.
- Etapas posteriores con desarrollo de brechas y stockwork debido al aumento de volumen al exsolver los volátiles.
- Relación con la transición frágil-dúctil a 350°–400°C.
- Ruptura de la carapaza frágil.
Desarrollo de brechas de crackle y tubos de brechas.
Interface Magmático–Hidrotermal.
Evidencia de fluidos hidrotermales de alta temperatura y alta salinidad en inclusiones fluidas en clastos de cuarzo en ignimbritas.
Inclusiones fluidas ricas en vapor y fundido en clastos de cuarzo.
Inclusiones fluidas de salmuera y fase vapor en clastos de cuarzo, mostrando procesos de inmiscibilidad.
Texturas de solidificación unidireccional en la interface entre el magma dacítico y el cuarzo hidrotermal.

II. Características de los Fluidos Magmático-Hidrotermales:

Típicamente ricos en Cl y S, con altas concentraciones de Cu y Fe (250–5000 ppm de Cu en inclusiones fluidas).
Composiciones isotópicas de S, O e H de sulfuros y minerales hidratados tempranos confirman un origen dominantemente magmático.
Temperaturas iniciales de los fluidos hasta el solidus del magma granítico (≤725°C) y salinidades de hasta 60% en peso equivalente de NaCl.
Altas concentraciones de S (inicialmente disuelto como SO2).
Altas concentraciones de Cu y otros metales (Fe, Mo, Pb, Zn, Ag, Au).
Los metales base (Fe, Cu, Pb, Zn) se disuelven como complejos de cloruro.
Diagrama de fases NaCl-H2O mostrando la inmiscibilidad de un fluido magmático típico exsuelto inicialmente bajo condiciones supercríticas.
Vías de los fluidos magmáticos en el espacio P-T: exsolución de fluidos profundos vs. superficiales.
Vías de los fluidos magmáticos en el espacio P-T-XNaCl: exsolución de fluidos profundos vs. superficiales.

Fluidos salinos tempranos

La extracción más efectiva de Cu del magma ocurre en fluidos salinos tempranos exsueltos de plutones emplazados relativamente profundos. Plutones superficiales no exsuelven fluidos salinos hasta etapas tardías de su cristalización.
Se requiere un mínimo de 2% en peso de agua en los magmas intrusivos para causar un fracturamiento extenso durante la exsolución y vaporización de fluidos. Contenidos de agua mayores al 5% causarían la exsolución de fluidos y cristalización del fundido a mayores profundidades.
La presencia común de fenocristales de hornblenda y biotita indica un contenido de agua relativamente alto en el fundido porfírico intrusivo.
El comportamiento del cobre durante la cristalización del magma (compatible vs. incompatible) influye en su partición hacia los fluidos hidrotermales. La presión del sistema también juega un papel importante.
El fluido acuoso exsuelto puede separarse en fases inmiscibles líquida y vapor con diferentes salinidades.

III. Alteración Hidrotermal:

Modelo de Lowell y Guilbert (1970) para la zonación de alteración y mineralización en depósitos de pórfido de cobre.
Zonación de la alteración:
- Potásica: Generalmente coincide con la zona mineralizada principal; ortoclasa secundaria-biotita/clorita, a menudo con anhidrita. Núcleo interno de baja ley (Cp, Py, Mo) rodeado por una envoltura de vetillas de > 0.5 % Cu (Py, Cp, Bn, Mo). T ≤ 725°C. No es dependiente del pH. Formada por fluidos magmáticos tempranos.
- Fílica: Coincide con la parte exterior de la envoltura mineralizada y la envoltura de pirita; cuarzo-sericita-pirita, a menudo con clorita, illita, rutilo menores; carbonatos y sulfatos raros. Grada a minerales arcillosos hacia el borde. Vetillas gruesas de Qz-Py y pirita diseminada (hasta 25% vol.). T ~250–350°C. Se forma a temperaturas más bajas y por fluidos ligeramente más ácidos (menor aK+/aH+) que la alteración potásica. El origen de los fluidos (magmáticos o de agua subterránea) es un tema de debate.
- Argílica: No siempre presente; minerales arcillosos (caolinita, montmorillonita). Pirita menos abundante. Producto de fluidos más fríos y ácidos (menor aK+/aH+).
- Argílica Avanzada: Intensa alteración ácida cerca de la superficie; minerales arcillosos (caolinita+cuarzo < ~300°C; pirofilita/andalucita+cuarzo > ~300°C), alunita, diásporo, sílice vuggy residual. Generalmente se desarrolla donde los gases ascendentes de origen magmático se condensan en el ambiente de aguas subterráneas cercanas a la superficie, formando aguas ricas en ácidos. También puede ocurrir en ambientes supergénicos por la oxidación de la pirita.
- Propilítica: Zona exterior, siempre presente; clorita, con pirita, calcita, epidota. Se desvanece hacia el fondo en varios cientos de metros. Las vetas pueden contener sulfuros de metales base. Generalmente formada por aguas subterráneas.
Relación entre los ensamblajes de alteración y el pH.
Estado de sulfuración como control principal de los ensamblajes de sulfuros.
La secuencia de alteración-mineralización se vuelve progresivamente más joven hacia arriba.
La alteración sódico-cálcica, rica en magnetita, se preserva pobremente en profundidad en algunos depósitos.
Las alteraciones fílica, intermedia y argílica avanzada muestran una componente dominante de agua meteórica en los fluidos hidrotermales responsables de su formación.

IV. Mineralización de Pórfido:

Procesos clave que controlan la deposición de sulfuros a partir de fluidos magmático-hidrotermales:
- Alta solubilidad inicial de metales base en fluidos calientes y salinos.
- El enfriamiento de 600° a 300°C reduce significativamente la solubilidad, con los mayores cambios entre ~425–320°C.
- La desproporción del SO2 con el enfriamiento genera H2S y ácido, lo que lleva a la precipitación de sulfuros.
- Reacciones hidrotermales con la roca de caja que forman sericita y arcilla absorben ácidos y promueven la precipitación de sulfuros.
Texturas de vetas tempranas (vetillas A con bordes de biotita, vetas B de Qz-Cp-Mo).
Texturas de vetas tardías (stockworks de vetillas D con halos de alteración fílica).

V. Alteración y Mineralización Supergénica:

Oxidación de sulfuros primarios por encima del nivel freático, generando soluciones ácidas y la disolución de metales.
Formación de gossan (residuos de óxidos de hierro).
Deposición supergénica de minerales de carbonato de cobre (malaquita, azurita) y oro en la zona oxidada.
Interacción de fluidos oxidantes metalíferos con el protomineral sulfurado reducido en el nivel freático, resultando en enriquecimiento secundario (ej., formación de calcocita supergénica).

VI. La Escondida: Ejemplo de un gran depósito de pórfido de cobre.

VII. Resumen de los Procesos de Pórfido:

Formación por exsolución de fluidos acuosos de alta temperatura de magmas en enfriamiento y cristalización.
La exsolución de fluidos causa fracturamiento y brecciación en la carapaza frágil.
Los metales precipitan como sulfuros al enfriarse los fluidos y sufrir cambios químicos.
La alteración y paragénesis de vetas reflejan el enfriamiento y la acidificación de los fluidos hidrotermales.
La removilización supergénica puede resultar en un enriquecimiento secundario significativo.

Autor y fecha de publicación:

Autor: Jeremy P. Richards
Fecha de publicación: 2012 (basado en la información de derechos de autor)

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