Yacimiento de Oro Epitermal (Baja Sulfidación) “EL BRONCE” PDF

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UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL NORTE FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS GEOLÓGICAS Departamento de Ciencias Geológicas Yacimiento de Oro Epitermal (Baja Sulfidación) “EL BRONCE” Informe solicitado por la asignatura de Depósitos Minerales Abraham Flores V. Diego Palacios N. Jhonatan Peña P. Profesor: Shoji ...

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UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL NORTE FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS GEOLÓGICAS Departamento de Ciencias Geológicas

Yacimiento de Oro Epitermal (Baja Sulfidación) “EL BRONCE” Informe solicitado por la asignatura de Depósitos Minerales

Abraham Flores V. Diego Palacios N. Jhonatan Peña P. Profesor: Shoji Kojima. Ayudantes: Francisco Castro – Rocío Ibaceta – Mauricio Medina – Ayrton Tapia

Antofagasta, Chile 2017 0

Índice Introduccion …………………………………………………………………………………… 2 Mapa de Ubicación, Rutas y Acceso ………………………………………………………. 3 Marco geológico regional y distrital …………………………………………………………. 5 Litología del yacimiento ………………………………………………………………………. 7 Geología estructural …………………………………………………………...……………… 8 Metalogénesis …………………………………………………………………………………. 10 Mineralización y alteración …………………………………………………………………… 12 Antecedentes generales ……………………………………………………………………… 13 Referencias …………………………………………………………………………………… 14

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Introduccion Los yacimientos de oro epitermal son de tipo hidrotermales subaéreos, de los cuales estos se pueden subdividir en baja y alta sulfidización. Los depósitos de alta sulfidización consisten en sistemas volcánicos activos de magmas en desgasificación asociado a fluidos ácidos con presencia de elementos como Cu, As y Au. Sin embargo, los depósitos de baja sulfidación consisten en sistemas geotérmicos, asociado a fluidos neutros con presencia de metales bases (Ag, Pb, Zn) y Au. El yacimiento El Bronce se caracteriza por ser un depósito epitermal de baja sulfidación y se caracteriza por una mineralización polimetálica de Au, Ag, Cu, Zn y Pb. Su descubrimiento data a fines del siglo XVIII, pero su desarrollo más importante ocurre a partir de 1980 donde se inicia la instalación de la faena que consiste en la mina y planta de concentración. Este distrito minero se ubica en la V región de chile a 140 km en línea recta al norte de Santiago y a 8 km al norte del pueblo de Petorca y se lleva registro de que el distrito ha producido algo más de 4 x105 de oro y aproximadamente 106 onzas de plata, además de un importante volumen de cobre. La instalación del distrito minero es de carácter subterráneo y el método de producción utilizado es de tipo corte y relleno (cut and fill). Las instalaciones de la faena cuentan con talleres mecánicos, una planta concentradora y un laboratorio. Actualmente las operaciones extractivas se encuentran temporalmente detenidas y se están realizando labores de exploración con el objeto de aumentar el conocimiento geológico del distrito minero

Figura 1. Modelo esquemático de depósitos de oro epitermal.

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Mapa de ubicación, rutas y accesos El distrito principal el bronce está ubicado en la región de Valparaíso, quinta región de chile a 150 Km al norte de Santiago y 8 km del pequeño pueblo de Petorca. La ubicación geográfica aproximada es de 32°11’ S latitud y 70°56’ W longitud. La altura de las zonas varía entre 600 y 2700 m sobre el nivel del mar. Para llegar el distrito minero desde la ligua, se debe tomar la ruta E-35 hacia el Este hasta llegar a Cavildo. Desde aquí, seguir esta misma ruta hasta llegar a Petorca. Una vez aquí, tomar la carretera E-365 en dirección norte la cual lleva hasta la entrada sur del yacimiento El bronce, que está a 7.5 km de Petorca.

Figura 2. Ubicación del distrito minero El Bronce. Desde la Ligua a Petorca se muestra la ruta E-35

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Figura 3. Ruta E- 365 desde Petorca al distrito minero El Bronce.

Figura 4. Distrito minero El Bronce y su entrada sur por la ruta E-35.

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Marco Geológico La mineralización del distrito se emplaza en un ambiente geológico dominado por la presencia de rocas volcánicas y, en menor cantidad, intrusivas del Cretácico (Fig. 5) (Borié, 1986). Las unidades estratificadas más antiguas corresponden a las formaciones Cerro Morado (Cretácico Inferior alto) y Las Chilcas (Cretácico Inferior alto-Cretácico Superior), constituidas por brechas, tobas, aglomerados y lavas de composición andesítica, con niveles de areniscas y conglomerados volcánicos. Discordantemente sobre estas unidades, e interrumpiendo la secuencia estratificada, se reconoce un centro eruptivo del Cretácico Superior, definido por la presencia de una estructura de caldera ("Caldera Morro Hediondo"), la que posee una sección semicircular de 7 km de radio (Fig.5). Las rocas asociadas a este centro eruptivo son tobas de lapilli dacíticas y lavas y brechas andesíticas las que han sido datadas (K-Ar) en 86 y 82-80 Ma respectivamente (Fig. 6), y se asignan a la Formación Lo Valle. Volcanitas de similar composición de esta unidad afloran, además, profusamente, hacia el este del distrito (Fig. 5). En el área se reconocen dos grupos de rocas intrusivas, alineadas en franjas de orientación N-S. El más antiguo se localiza al oeste de Petorca y corresponde a monzodioritas cuarcíferas que intruyen a la Formación Cerro Morado y forman parte de un extenso batolito con edades K-Ar entre 134 y 86 Ma, que se extiende entre los 310 Y 320 30'S ("Superunidad Illapel"; Parada et al., 1985). El más joven está constituido por "stocks", diques y filones dioríticos (andesíticos) a granodioríticos (dacíticos), entre los cuales destacan el "Pórfido Petorca" y un "Dique Anular" que define el límite externo de la caldera antes mencionada. Las edades K-Ar obtenidas en este dique son de 80 ± 3 y 79 ± 3 Ma y datan la formación de dicha caldera (Fig. 5, Fig. 6). En el distrito existen, además, extensas zonas de alteración hidrotermal (facies argílica avanzada y, en menor grado, silicificación), las que se consideran genéticamente asociadas a ambos grupos de intrusivos, según su distribución y edades radiométricas (KAr: 109 ± 4; 82 ± 9; 81 ± 14Ma; Fig.6). La estructura más relevante del área y que, en gran medida, controla el estilo estructural del sector es la mencionada "Caldera Morro Hediondo" Se conocen, además, abundantes fallas normales, principalmente de rumbo NW, y diques. Algunas de estas estructuras tienen disposiciones radiales o concéntricas respecto de la caldera (Fig. 5). Las siguientes evidencias geológicas permiten inferir la existencia de la "Caldera Morro Hediondo": 1. Presencia de flujos piroclásticos dacíticos (K-Ar: 86 ± 3 Ma) los cuales son muy potentes dentro del cuerpo de la caldera y más delgados fuera de la estructura. 2. Presencia de un dique anular (semicircular) (K-Ar: 80-79 Ma), emplazado a 10 largo de una zona de falla con un importante desplazamiento vertical. 3. Cambio en la actitud estructural de las secuencias volcánicas en el contacto con el dique anular. Fuera de esta estructura las rocas aparecen bien estratificadas con una disposición monoclinal hacia el este; dentro de ella, en cambio las volcanitas están fuertemente perturbadas, sin que se reconozca estratificación y constituyendo, en sectores, una verdadera "megabrecha". 4. Presencia de un posible estratovolcán, en el flanco norte de la caldera, formado por una sucesión de coladas andesíticas (K-Ar: 80- 82 Ma), que se intercalan con los flujos piroclásticos. Basculamiento de algunas de las coladas antes señaladas, atribuible, posiblemente, al "colapso" de la caldera. 5. Estructuras (fallas, diques, vetas) concéntricas y radiales a la estructura principal.

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6. Presencia, tanto dentro de la caldera, como fuera de ella, de yacimientos polimetálicos epitermales y de zonas de alteración hidrotermal, que evidencian una importante actividad geotérmica. Dataciones K-Ar de la alteración ubicada dentro de la caldera han dado valores de 82 ± 9 y 81 ± 14 Ma, coincidentes con las de las fases extrusivas e intrusivas subvolcánicas, asociadas a la caldera.

Figura 5. Mapa geológico regional del distrito minero El Bronce con estructura, litología, zonas de alteración y minas. También se muestran las ubicaciones de muestras datadaas por el método K-Ar

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Figura 6. Edades calculadas en el laboratorio del SERNAGEOMIN, según constantes de Steiger y Jaeger (1977): λβ 4,962 x 10-10 años; λβ 0,581 x 10-40 años; 40 K/K= 0,01167 atom. K= 39,098 peso atómico. (De Boric, 1986).

Litología del yacimiento El bronce esta albergado en las formaciones Cerro Morado la cual intercepta al norte y subyace de forma concordante con interdigitaciones en algunas partes con la formación Las Chiclas, las cuales afloran tanto en el este como en el norte del distrito. La mineralización del distrito se emplaza en un ambiente geológico dominado por la presencia de rocas volcánicas y, en menor cantidad, intrusivas del Cretácico, Las unidades estratificadas más antiguas corresponden a las formaciones Cerro Morado (Cretácico Inferior tardío) y Las Chilcas (Cretácico Inferior tardío-Cretácico Superior), constituidas por brechas, tobas, aglomerado, lavas de composición andesítica, con niveles de areniscas y conglomerados volcánicos. Discordantemente sobre estas unidades, e interrumpiendo la secuencia estratificada, se reconoce un centro eruptivo del Cretácico Superior, definido por la presencia de una estructura de caldera ("Caldera Morro Hediondo"), Las rocas asociadas a este centro eruptivo son tobas de lapilli dacíticas y flujos de lavas y brechas volcánicas andesíticas. La formación cerro morado está formada por lavas y brechas andesíticas las cuales están intercaladas con tobas y areniscas tobaceas. En el área se reconocen dos grupos de rocas intrusivas, alineadas en franjas de orientación N-S. El más antiguo se localiza al oeste de Petorca corresponde a monzodioritas cuarcíferas que intruyen a la Formación Cerro Morado y forman parte de un extenso batolito con edades (134 y 86 Ma "Superunidad Illapel"; Parada et al., 1985). El más joven está constituido por "stocks", diques y filones dioríticos (andesíticos) a granodioríticos (dacíticos), entre los cuales destacan el "Pórfido Petorca" y un "Dique Anular" que define el límite externo de la caldera Morro hediondo.

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Geología estructural En el área del bronce ocurren numerosas estructuras donde las más relevantes son las que interceptan al noroeste con el sistema “quebrada de castro” y hacia el norte con el sistema “el bronce” y la caldera “morro hediondo” (Figura 7). El sistema estructural de la quebrada de castro está comprendido de lineamientos de rumbo N22°W y se extienden entre las latitudes 31° y 33° S. estando ubicado 3 km al este de la serie de fallas subparalelas con movimiento dextral, estas fallas interceptan con la formación cerro morado poniéndola en contacto localmente con la formación las chilcas. El sistema estructural el bronce alberga las vetas principales en el distrito, donde el sistema comprende una serie de fracturas tensionales diques y vetas delimitadas por la quebrada de castro. Este sistema estructural con tendencia N10°E se encuentra expuesto en un área de 3 km de ancho y 17 km de largo, las vetas en este sistema estructural contienen las mayores concentraciones de metales preciosos. El sistema el bronce está compuesto principalmente por el bronce, el guanaco, la olla y san Lorenzo junto a estructuras de pedro de Valdivia-el espino donde ambas son subverticales y mantean con N10°E. las vetas del bronce son separadas por las vetas de pedro de Valdivia hacia el sur con N45°E interceptando con la falla quebrada el bronce. La mayoría de las fallas son normales y muestran desplazamientos verticales de hasta 250 metros, este desplazamiento a producido horst y graben. también hay fallas de deslizamiento dextral y siniestral que muestran desplazamientos de hasta 50m, demostrado por los lados deslizados horizontalmente y el acomodo de los diques (Figura 7). Las fallas relacionadas al sistema la quebrada de castro desplaza en un sector las vetas de san Lorenzo pertenecientes al sistema el bronce, en el otro sector norte de san Lorenzo las vetas interceptan el dique en forma de anillo dando origen a una serie de vetas en el área de la caldera de cerro hediondo. La presencia de brotes de menas en el sistema el bronce se subdivide en los cuatro sectores el bronce el guanaco la olla y san Lorenzo, donde los cuatro sectores están comprendidos por un sistema complejo de fracturas extensionales, dilataciones tridimensionales, o bucles cymoid, y ramificaciones que han controlado el emplazamiento de una serie de brotes de mineral lenticular y diques de andesitas estériles de tamaños y morfología variables. El sector del bronce consiste en un complejo estructural que se extiende 2 km que contiene 3 brotes de mena mayores el rosario I II III, las estructuras de fracturas en las series de vetas paralelas a subparalelas o fracturas extensionales que se extienden de 500 a 600 m de largo y 200 a 250 m de ancho. El manteo del sistema estructural en el sector del bronce varía entre N10°W y N20°E y buza entre un rango de 70° y 85° E. La etapa premineralización o intramineralización se desplazó por causa de una falla durante la postmineralización donde esto es muy importante especialmente en el sector del bronce, donde la postmineralización causo fallas transcurrentes y de gravedad que duplicaron las partes de los cuerpos mineralizados (Figura 8). Una red de desplazamientos verticales de 50 a 100m se han medido en los brotes de mena del rosario III, las fallas postmineralización se caracterizan por una bola arcillosa de un metro de ancho, que encierra localmente la veta y fragmentos de la roca encajante Los diques andesita estériles instruidos a lo largo de las venas se utilizaron como superficies de desplazamiento por las fallas postmineralización y, en consecuencia, son cizallados o brechizando en lugares. Las fallas postmineralización afectas a los brotes de menas del rosario extendiéndose hacia el norte y dividen el sector del guanaco en varios bloques. 8

Figura 7. Mapa estructural mostrando la distribución de las vetas y fallas en el sistema estructural el Bronce relacionado con la Caldera Morro Hediondo

Figura 8. Las cuatro imágenes muestran la distribución de las vetas y fallas del distrito El Bronce Mediante una sección vertical, además se muestra el desplazamiento de las vetas por causa de las fallas.

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Metalogénesis En las vetas del sistema se evidencian, por lo menos, cinco etapas paragenéticas (Figura 9). La sílice se encuentra en todas las etapas. La primera etapa se caracteriza por pirita. Esta pirita, por lo común, hospeda al oro a lo largo de fracturas en ellas y se encuentra atravesada y reemplazada por sulfuros más tardíos. La segunda etapa paragenéticas se caracteriza por calcopirita y esfalerita de color oscuro. Esta última presenta textura de exsolución con la calcopirita y, ocasionalmente contiene pequeñas inclusiones de oro dentro de ella. Localmente se observa bornita asociada a la segunda etapa. La tercera etapa se caracteriza por sulfosales (tetrahedrita-tennantita) y también Galena. La tetrahedrita-tennantita reemplaza a la calcopirita. La galena reemplaza a la calcopirita, esfalerita y tetrahedrita-tennantita. La galena contiene gotas de oro nativo. La baritina se restringe a los niveles superiores del depósito y se formó durante la cuarta etapa paragenética. Por último, la quinta etapa se caracteriza por carbonatos y esfalerita de color verde pálido a miel; los carbonatos corresponden principalmente, a siderita. El oro se presenta después de la primera etapa, primordialmente como oro nativo, asociado a fracturas que atraviesan la pirita y, también, como pequeñas inclusiones dentro de la pirita, del cuarzo, de la esfalerita, de la galena y de la tetrahedrita-tennantita. La granulometría del oro es fina, rara ve excede los 40 micrones.

Figura 9. Paragénesis de las vetas de El Bronce, indicando las cinco etapas de mineralización y las temperaturas asociadas. 10

Zonación mineral Es posible realizar un modelamiento de zonación vertical en el sistema epitermal El Bronce, compuesto por cuatro zonas mineralógicas (Figura 10). La zona superior A, se caracteriza por la presencia de zonas de stockwork donde las vetillas fueron rellenas con calcedonia instertisticial a cuarzo euhedral, lo que confiere a la veta un aspecto bandeado, además de carbonatos. La mineralogía de la zona B consiste en cuarzo, baritina, carbonatos y pirita. Oro y plata están presentes solo en cantidades subeconómicas y minerales de metales bases son escasos. En zonas cada vez más profundas, el bandeamiento tiende a disminuir y el cuarzo se presenta como un mineral anhedral, de textura granular y grano más pequeño. Datos actuales sugieren que la zona C consiste en cuarzo, pirita, esfalerita y calcopirita a lo largo de toda la extensión vertical de la zona. La asociación galena-sulfosales se pueden encontrar juntos con calcedonia de etapa tardía cerca de la parte superior de la zona c y cerca del límite inferior de la zona de baritina. Localmente, sin embargo, algunos parches aislados de galena se encuentran en las partes centrales y más profundas. Pirita se vuelve relativamente abundante en la parte más profunda de la zona C, debido a la disminución de esfalerita y calcopirita y se extiende incluso debajo de la base de la mineralización económica. La zona D es definida por la desaparición de la mineralización por brecha hidrotermal y minerales masivos, y por un incremento en las zonas de stockwork y zonas de diseminación que llevan cuarzo, pirita y clorita. Una distribución de oro y plata se encuentra dentro de las tres zonas en profundidad, aunque mayormente concentrado en la zona C. En la Figura 10 se ilustra una curva de distribución de oro con respecto a su concentración en gramos/tonelada en las distintas zonas del Distrito El Bronce. En cuanto a la zonación horizontal esquemática, se observa que los cuerpos lenticulares están compuestos por una zona de mineralización maciza con pirita, calcopirita, esfalerita y cuarzo, que gradan lentamente a zonas de "stockwork" con vetillas de cuarzopiritacalcopirita-esfalerita-carbonatos. Las zonas de vetillas están, a su vez, bordeadas por zonas de mineralización diseminada de pirita. Las tres zonas descritas están intruidas longitudinalmente por un dique andesítico mineralizado con vetillas de carbonatos y, localmente, de pirita. La alteración hidrotermal se centra en las zonas de "stockwork", diseminada y en los diques andesíticos y consiste en sericita, caolinita, clorita y carbonato. Rodeando a cada cuerpo mineralizado existe un cierto grado de propilitización caracterizado por la presencia, principalmente, de clorita con menor cantidad de epidota.

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Mineralización y alteración Los yacimientos metalíferos del distrito (90) están emplazados en las diferentes unidades volcánicas y su génesis estaría asociada a un evento magmático del Cretácico Superior (86 -79 Ma), representado por el emplazamiento de pórfidos granodioríticos, el desarrollo de la " Caldera Morro Hediondo" y de extensas zonas de alteración hidrotermal. La gran mayoría de los depósitos identificados (aproximadamente 7S) son vetas que poseen mineralización polimetálica de Au, Ag, Cu, Pb y Zn y que se localizan dentro, al oeste y sur de la "Caldera Morro Hediondo" (Figura 5). Hacia el este del distrito existen, además, alrededor de una docena de vetas con mineralización exclusiva de cobre (Mina Los Maquis y otras, (Figura 5) Y una chimenea de brecha también cuprífera (Dulcinea). La caja norte de este último cuerpo corresponde al " Dique Anular" (Figura 5). La mineralogía primaria del sistema epitermal ha sido estudiada en cortes transparentes del yacimiento El bronce. Se aplicaron difracción de rayos x y análisis de microsonda. Estos estudios mineralógicos fueron realizados en el laboratorio del servicio nacional de geología y minería, centro de investigaciones minero-metalúrgicas, y el departamento de geología de la universidad de chile. La mineralización de mena del sistema consiste en sulfuros y sulfosales. La zona oxidada ocurre en el sector de San Lorenzo, donde se puede reconocer zonas de limonita después pirita, calcopirita, esfalerita y galena. Los principales minerales son, en orden decreciente de importancia, cuarzo, pirita, esfalerita, calcopirita y carbonatos. Menores baritinas, galena, tetraedrita-tennantita, hematita y bornita también están presentes. La relativa proporción de estos...