Clasificación Geoquímica de los Metales Procesos Endógenos
Descifrando la Formación de Concentraciones Minerales La Diversa Clasificación Geoquímica de los Metales Procesos Endógenos: Las Fuerzas Internas en Acción Procesos Exógenos: La Escultura Superficial de la Tierra El Rol Crucial de los Fluidos Hidrotermales
¿Alguna vez te has preguntado cómo la naturaleza crea esos valiosos depósitos minerales que sustentan nuestra tecnología y economía? Este fascinante documento te sumerge en el mundo de los procesos mineralizadores, revelando los secretos geológicos detrás de la concentración de metales y otros elementos de interés. Desde los albores de la humanidad con el descubrimiento del oro (Au) y el cobre (Cu) nativos, hasta la sofisticada Revolución Industrial y el explosivo aumento en el uso de metales en el Siglo XX, comprender estos procesos es fundamental.
Clasificación geoquímica de los metales
Exploraremos la clasificación geoquímica de los metales, su abundancia en la corteza terrestre y los asombrosos factores de concentración necesarios para formar un depósito explotable. Descubrirás cómo los procesos endógenos, impulsados por el calor interno de la Tierra a través del magmatismo, el metamorfismo y los sistemas hidrotermales, interactúan con los procesos exógenos superficiales como la sedimentación, la meteorización y la actividad exhalativa para crear anomalías geoquímicas significativas. Prepárate para desentrañar los misterios de la formación de depósitos minerales de interés económico y la importancia de comprender la fuente, el transporte y la depositación de los elementos valiosos en nuestro planeta.
Contenido:
I. Introducción a los Procesos Mineralizadores
- ¿Qué son los procesos mineralizadores? Son los procesos geológicos que producen concentraciones de minerales para constituir depósitos minerales en la naturaleza.
- Hitos históricos en el uso de metales:
- Descubrimiento de Au y Cu nativos hace unos 10 mil años.
- Comienzo de la fundición hace 6 mil años, siendo el Cu el primer metal de amplio uso tecnológico.
- Descubrimiento de la mejora de las propiedades del Cu con Sn hace 5 mil años, dando paso a la edad del bronce.
- Desarrollo de técnicas para producir y fundir Fe hace unos 4 mil años, representando más del 95% del metal usado por la humanidad desde entonces.
- Ampliación del uso de metales con la Revolución Industrial y aumento explosivo en el Siglo XX.
II. Clasificación Geoquímica de los Metales y Semimetales
- Metales abundantes (>0,1% en peso en la corteza): Si (28,2%), Al (8,2%), Fe (5,6%), Mg (2,3%), Ti (0,57%).
- Metales escasos (<0,01% en peso en la corteza): El resto de los metales.
- Clasificación geoquímica:
- Metales Fe y de ferroaleación con Fe (Fe, Mn, Ni, Cr, Mo, W, V, Co).
- Metales base (Cu, Pb, Zn, Sn).
- Metales preciosos (Au, Ag, PGE: Re, Os, Ir, Pt, Pd).
- Metales no ferrosos (Cu, Pb, Zn, Sn, Al) o Metales menores (Cd, Ga, Ta, Ti, Zr, Bi, Mg, Hg).
- Semimetales o no metales (Sb, As, Ga, Ge, Si, Be, REE, Se,Te etc.).
- Metales fisionables (U, Th).
III. Factores de Concentración y Procesos Geológicos
- Para formar depósitos minerales de interés económico, los elementos deben estar enriquecidos considerablemente por encima de su abundancia media en la corteza terrestre, constituyendo una anomalía geoquímica significativa.
- Factor de concentración: Relación entre la ley mínima explotable y la abundancia media en la corteza para diversos metales (Al, Fe, Cu, Ni, Zn, Mn, Sn, Cr, Pb, Au).
- Procesos geológicos naturales permiten estas concentraciones anómalas.
IV. Procesos Mineralizadores Endógenos
- Procesos internos de la tierra.
- Magmáticos:
- Cristalización magmática: Origen de rocas intrusivas o volcánicas. Algunas rocas ígneas inusuales pueden contener elementos de interés económico (ej., Tierras raras en carbonatitas, diamantes en kimberlitas). Rocas como granitos, basaltos, dunitas, sienitas de nefelina se usan como rocas ornamentales.
- Fraccionamiento de magmas: La cristalización fraccionada puede enriquecer magmas residuales en ciertos elementos, concentrándose en fases pneumatolíticas (ej., pegmatitas de Li-Sn-Cs, pegmatitas de U, pegmatitas de uranio de Bancroft, Canadá y Rösling, Namibia). Muchas piedras preciosas provienen de pegmatitas.
Segregación magmática
- Segregación magmática:
- Acumulados: Precipitación de minerales de mena de alta densidad que cristalizan temprano (ej., capas de cromitas del Gran Dique de Zimbabwe y el Complejo Bushveld de Sudáfrica).
- Segregados: Inmiscibilidad de líquidos (sulfuros u óxidos) que se acumulan o son inyectados (ej., depósitos de Ni-Cu de Sudbury, Canadá y Pechenga R.F. y Yilgarn Block de Australia occidental; depósitos de Ti de Allard Lake, Quebec, Canadá).
- Metamórficos:
- Regional: Movilización de fluidos en zonas de cizalle (fallas mayores) que transportan y precipitan metales en facies de esquistos verdes (ej., vetas “mesotermales” de cuarzo-oro, oro en zonas de cizalle, depósitos diseminados de Ni en rocas ultramáficas).
- Contacto: Reemplazo (metasomatismo) de rocas de caja adyacentes a una intrusión (ej., distrito San Antonio, NE de La Serena; depósitos de magnetita de Iron Springs, USA; depósitos de talco de Luzenac, Francia; depósitos tipo skarn).
- Minerales industriales como producto de metamorfismo regional o de contacto (ej., depósitos de andalusita de Transvaal, Sudáfrica; depósitos de granate de N.Y., USA; asbestos, Canadá).
Depositación y concentración de minerales
- Hidrotermales:
- Participación de fluidos calientes (soluciones acuosas) de distintos orígenes que circulan en las rocas.
- Se requiere una fuente de calor (usualmente relacionada a actividad ígnea), transporte de componentes en solución, depositación y concentración de minerales.
- Fluidos de origen magmático primario, metamórfico, connato o de formación, marino y meteórico pueden participar.
- Los magmas en cristalización son una fuente importante de soluciones hidrotermales. La liberación de volátiles de un magma genera sistemas hidrotermales.
- La composición de los fluidos hidrotermales se estudia a través de inclusiones fluidas.
- Yacimientos metálicos chilenos son mayormente de origen hidrotermal (ej., pórfidos cupríferos Chuquicamata, El Teniente, La Escondida; vetas de Au, Ag, Cu de El Indio; chimeneas de brecha de turmalina de Cabeza de Vaca).
- Manifestaciones superficiales: campos geotérmicos (ej., El Tatio, Nevados de Chillán, Waiotapu, Broadlands).
- Actividad hidrotermal no magmática: Depósitos Pb-Zn-fluorita-baritina (MVT) formados por aguas connatas o meteóricas calentadas por el gradiente geotérmico.
- Procesos hidrotermales en fondos oceánicos.
V. Procesos Mineralizadores Exógenos
- Procesos superficiales.
- Sedimentarios:
- Autóctonos: Precipitación química de ciertos elementos o compuestos en ambientes sedimentarios (ej., Fe y Mn sedimentarios, calizas, dolomitas, yeso, fosfatos, formaciones de hierro bandeado del Precámbrico).
- Alóctonos (clásticos): Concentración de minerales pesados resistentes en placeres (ej., Au, Sn, Ti, diamantes).
Meteorización
- Meteorización:
- Depósitos Residuales: Descomposición de rocas y lixiviación química dejando residuos de óxidos e hidróxidos metálicos (ej., lateritas Ni, Co, Al; bauxitas).
- Supérgenos: Oxidación de mineralización sulfurada, lixiviación y enriquecimiento secundario (ej., zona de oxidación de Rosario de Collahuasi, zona de enriquecimiento supergeno de Cu en Andacollo).
- Exóticos: Lixiviación por fluidos supérgenos y transporte lateral y redepositación de metales.
- Superficiales Exhalativos: Descargas gaseosas o líquidas de volcanes submarinos o subaéreos (ej., sulfuros masivos volcanogénicos, azufreras/solfataras).
Autor y Fecha de Publicación:
- Profesor: Dr. Victor Maksaev
- Semestre de Primavera: 2007
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