Depsitos Minerales Yacimientos Minerales - Ing. Berrospi Cajavilca ArmandoNDICE1) Historia....(2)2) Definiciones Bsicas.(3)3) Acumulaciones y Enriquecimiento....(5)4) Oxidacin de los Depsitos..(7)5) Unidades para los Depsitos Minerales.....(9)6) Clasificacin de los Depsitos Minerales..(11) 6.1) Por su Forma.(11) 6.2) Por su Ambiente de Formacin..(12) 6.3) Por contenido en elementos qumicos(15)7)Conclusin..(17)8) Bibliografa.(18)

Historia

Desde hace el ser humano aprendi el uso de herramientas tena que preocuparse de adquirir la materia prima. Al primero us lo que podra encontrar en su entorno, pero en un momento era ms conveniente empezar con una bsqueda sistemtica. Especialmente los recursos como greda, chert, cuarzo,sal, entre otros eran los primeros objetivos en la bsqueda.La minera metlica empez con el uso de cobre y despus de aleaciones entre cobre y hierro. Alrededor de 5000 aos ante Cristo se conoce los primeros intentos de extraccin de cobre.En el imperio Romano la minera lleg a niveles ms tecnificados y las cifras de produccin eran impresionantes. Tambin los primeros trabajos escritos se conoce de esta poca: Especialmente los minerales y el oro llam atencin. A partir de 1500 empez un nuevo "boom" en los metales.Especialmente los libros "de re metallica" de Georgius en 1556. Este obra era un "boom" en las ciencias de la minera. Especialmente la descripcin y definicin de veta, dique, manto, mineral homogneo, mineral heterogneo (ojo: hoy roca), clasificacin de depsitos y yacimientos minerales, etc.La minera tena su auge en algunos lugares como en Alemania, Inglaterra y Irlanda.Tambin en Amrica, especialmente Bolivia, Chile y Mxico la minera tena sus races alrededor 4000 aos atrs. Los incas tenan todo el conocimiento de extraer ypurificar el cobre.En 1850 ya los grandes empresas europeas - principalmente ingleses instalaron unaminera tecnificadaque antes no se han visto. El ritmo de produccin lleg a cifras que solo par de aos atrs nadie se podra imaginarse. Y gracias a todo eso se lograron crear las grandes impresas, ferrocarriles, mquinas a vapor, andariveles,telgrafosy la globalizacin aumento en un gran nivel. Actualmente la produccin es gigantesca - s estamos recordndonos a las cifras del pasado. La famosa mina Chaarcillo (Ag) con una riqueza excepcional tena una produccin anual en plata de valores al ao: 1832 753800kg de plata, 1833 2165400, 1835 19481001837 1344327, 1841 1888576, 1845 3529281

Definiciones BsicasDepsito:Parte o fraccin de la corteza terrestre donde por procesos geolgicos se formaron o forman (o acumulan) sustancias minerales tiles, que pueden ser explotados con beneficio econmico, con los medios tcnicos disponibles.>>Conjunto de minerales o rocas con un valor econmico.Existe tambin una definicin parecida, pero la frase "beneficio econmico" se cambi por "beneficio para la humanidad". Este definicin tiene la ventaja que incluye a todos los depsitos que no dan un valor econmico actual, pero tienen un valor social (subvencin de la minera se carbn en Alemania por ejemplo), un valor histrico (Chaarcillo en la Regin Atacama, Chile), valores tursticos de algunos depsitos etc.Mena:Las masas de agregados minerales o rocas de las se puede extraer uno o varios metales con beneficio econmico.Ley de Mena:El contenido de un determinado metal en la mena: En % en ppm (partes por milln) o en gramos por tonelada gr/to. (las unidades se vern en la parte 5 de unidades por depsito de mineral)Ley de un yacimiento:La distribucin de una mineralizacin dentro de un yacimiento no es uniforme, existiendo zonalidades, con menas de anlogas o idnticas mineralogas pero distintas leyes. La ley de un yacimiento es lamedia ponderadade las leyes correspondientes a las menas de las distintas zonas del yacimiento.Ley de Corte:Por debajo de cual un yacimiento no es econmicamente explotable.

Ganga:Sustancias minerales presentes en la mena que, al carecer de valor o utilidad, son eliminadas de acuerdo a especificaciones de mercado, con los medios tcnicos disponible. (Cuarzo, calcita, baritina...)

EstrilSectores sin valor econmico del yacimiento.

Epigentico: El depsito se form despus de la roca de caja. Un ejemplo sera una mineralizacin secundaria.

Singentico:El depsito se form durante la formacin de las rocas. Hoy da en su forma pura casi en extensin - casi siempre se encuentran un fenmeno que provoc un enriquecimiento secundario.

Tabla de ClarcConcentracin de algunos elementos qumicos de valor econmico en la corteza terrestre:Elemento qumico% de la corteza (de peso)Factor de enriquecimiento

Aluminio8,003-4

Fierro5,85-10

Cobre0,005880-100

Nquel0,0072150

Zinc0,0082300

Uranio0,000161200

Plomo0,00012000

Oro0,00000024000

Mercurio0,000002100.000

Factor de enriquecimiento es la cantidad de enriquecimiento para obtener un depsito (rentable). Significa Aluminio se presenta como promedio en la corteza terrestre con 8%. Un depsito de aluminio contiene entre 3 hasta 4 veces ms aluminio (=24%-32%).

Acumulaciones y EnriquecimientoEl principio terico es, a partir de una corteza geoqumicamente relativamente homognea - se formaban sectores de mayores contenidos de uno otro elemento qumico. Paulatinamente una movilizacin provoc en algunos sectores enriquecimientos en otros empobrecimientos. Un factor importante era la lenta diferenciacin de la proto-tierra a un planeta con ncleo - manto y corteza.Generalmente estos procesos general durante la formacin de la tierra no forman parte de los modelos genticos de los depsitos.Un ciclo de la formacin de depsitos en la corteza terrestre contempla tericamente tres etapas. Pero la mayora de los depsitos se acumul durante varios ciclos.

Esquema de distintos ciclos de enriquecimientos

Las etapas de un ciclo:a) liberacin: solucin, lixiviacin, fundicinb) movilizacin - transportec) deposicin - precipitacina) Los procesos de liberacin:Todos los procesos exgenos o endgenos que pueden producir unaSALIDAde tomos especficos de una roca o un mineral. Especialmente procesos demeteorizacin, erosin y procesos qumicos como solucin y lixiviacin en aguas termales,metasomatismoometamorfismo. Esta etapa libera un elemento especfico de su entorno y lo posiciona para un futuro transporte.b) movilizacin - transportePara acumular en un lugar especfico una mayor cantidad de elementos iguales hay que contar con un medio de transporte. Este medio tiene dos funciones: transportar y tal vez separar. La movilizacin puede afectar la futura mena o el material estril y la mena se enriquece en el lugar mismo. El transporte por s mismo muchas veces contempla con mecanismos de separacin entre diferente materiales.En este grupo caen muchos procesos sedimentarios, la circulacin deagua hidrotermal, agua subterrnea, separaciones adentro de una cmara magmtica etc.c) deposicin - precipitacin:S los factores qumicos o fsicos lo permiten los elementos qumicos o minerales se depositan en lugares especficos. Eso significa un aumento gradual en ese lugar o ambiente de una sustancia especfica. Los mecanismos ms importantes son precipitacin qumica y la acumulacin mecnica. Los factores pueden ser qumicos (temperatura, pH, presin etc.), fsicos (velocidad del flujo etc.) o biolgico (actividad de microorganismos).

Muchos yacimientos (posiblemente todos) tenan varios ciclos de enriquecimiento. Por ejemplo:1. ciclo: cmara magmtica abajo del lomo central,2. accioneshidrotermales(fumarolas) cercanas del lomo central,3. ciclo procesos encima la placa ocenica en el fondo marino.4. procesos durante la subduccin5. procesos hidrotermales en la corteza continental de un margen activo con subduccin.

Etapas de un ciclo de enriquecimientoOxidacin de los DepsitosLa atmsfera de la tierra produce un fuerte cambio a las rocas cercanas de la superficie. Especialmente los minerales de mena tienen una fuerte tendencia de disolverse en un ambiente de xidos. Por ejemplo pirita se descompone y se forma limonita que es casi insoluble.En conclusin se forma una zona de xidos y abajo del nivel fretico una zona de sulfuros. La zona de xidos est marcada por una zona de lixiviacin y una zona de enriquecimiento de xidos. Adems se forma un sombreo de hierro o gossan que destaca por su alta dureza y generalmente forma una zona morfolgicamente elevada.

Se puede diferenciar tres zonas en los xidos: sombrero de hierro, zona de lixiviacin y mena oxidada. El lmite hacia la zona de los sulfuros generalmente est definida por el nivel fretico. En varias ocasiones el lmite no es abrupta, es decir al primero se aumentan las inclusiones de sulfuros. En un nivel la mineralizacin parece ms de un sulfuro - pero hay nivel de xidos cuales se pierden paulatinamente hacia mayores profundidades. Especialmente cambios en el nivel fretico - finalmente controlado por el clima del sector podra producir este fenmeno. La profundidad del lmite entre xidos y sulfuros puede ser entre 20 metros hasta 200 metros de profundidad. En sectores desrticos (Atacama) se ubica en una profundidad entre 70 y 110 metros.En mayores profundidades sigue la zona de acumulacin y la mena primaria.

Depsitos tal vez tienen su propia manera de comportamiento deerosinymeteorizacin. S hay un contenido considerable en SiO2se forma una zona de mayor dureza quemorfolgicamenteproduce una elevacin. Los sombreros de hierro se reconocen generalmente muy fcil por su caracterstica forma morfolgica. Impregnaciones de Si finalmente protegen el yacimiento y no permiten el comienzo de erosin y transporte en el depsito propio tal. Pero s la zona de slice se ha gastado la erosin avanza rpidamente: Los minerales arcillosos - un producto de la formacin del yacimiento - son generalmente muy blandos y muy fcil para atacar.

Unidades para los Depsitos MineralesPara expresar la cantidad de un elemento qumico en una roca se puede usar porcientos (%), ppm (partes por milln) o gramos por tonelada (g/t). Todas estas medidas son razones entre "Elemento de Inters" / roca total. Es decir la roca total ser 100 en el caso de porcientos o 1.000.000 en el caso de ppm o tonelada. Adems se puede expresar la cantidad en una fraccin por peso o por volumen.Ejemplo:Una muestra con 100 partculas del mismo tamao, donde 99 partculas son de cuarzo y una partcula es de oro. Expresada en %(volumen) ser 1%(vol.) de oro. Pero la misma distribucin expresada en "% peso" llega a un 6,85%(peso) en el caso de oro: Cuarzo tiene un peso especfico de 2,65 g/cm3, oro 19,3 g/cm3. La muestra total entonces contiene 99 X 2.65 =262,35 g cuarzoy 1 X 19,3 =19,3 g de oro.En total la muestra tiene un peso de 281,65 g (262,35g + 19,3g = 281,65 g). Entonces 281,65 g sern equivalentes a 100 % y 19,3 g representan 6,85 % por peso.Tabla: Unidadesrelativamente abundanteCu, Fe, Al, Si,elementos de trazaAu, Ag,

cantidad por pesoporciento%(peso)gramos/ tonelada

cantidad por unidades%(volumen)ppm (Partes por millones

Distribucin de la leyGraficando 1 % ,2%, 3%, 4% y 5% en una matriz de 10.000 pxeles.1 %2 %3 %4 %5 %

fino

mediano

grueso

La estimacin de contenidos en "%" es posible. Pero hay que entrenarlo. Algunos inconvenientes en terreno pueden bajar la validez de los resultados:a) Una distribucin heterogenia por ejemplo en vetillas o acumulaciones puntuales.b) diferentes minerales de menac) diferente granulometra de la mena.d) parte de la mena se "esconde" en partculas pequeos, bajo de la resolucin del ojo.

Visualizacin de valores en ppmImgenes para graficar ppm (partes por milln): De 100.000 pxeles (totales):10 ppm100 ppm

corresponde a un pxel por 100.000 pxelescorresponde a 10 pxeles por 100.000 pxeles

Realmente la estimacin de valores en el rango ppm en terreno es imposible. Por un lado (como se ve en las dos figuras arriba) la cantidad de puntos (minerales de mena) es muy poca, por otro lado probablemente las partculas son muy pequeas - bajo de la percepcin de nuestro ojo.

CLASIFICACIN DE LOS DEPOSITOS MINERALESDeposito Mineral: Concentracin anmala, que ha sido ya estudiada como una ocurrencia mineral y que tiene tamao, volumen y ley suficiente; que en condiciones favorables puede considerarse como potencial econmico.Los depsitos minerales son entidades que presentan grandes variaciones en su forma, tamao, contenido mineral, valor econmico y origen. En consecuencia, es difcil que encajen todos estos factores en casilleros propios y, segn sea el factor predominante, ser el tipo de clasificacin empleada. En la sistematizacin de los depsitos minerales, han predominado las clasificacionespor el ambiente de formacin, por forma o simetra y por contenido en elementos qumicos. Por su Forma:Este clasificacin divide al primero entre depsitosdiscordantesyconcordantes.En el segundo plano como se ve: regular o irregular. Los depsitos intramagmticos estn generalmente adentro del grupo "concordante". La razn es la apariencia de este tipo de yacimientos en una forma "estratificada" o "leyered" que da un aspecto general de concordancia.

1discordantes-regularestabulares - vetiformesvetas[>]

zona de falla

tubularesdiatremas (pipes)

chimeneas (S)

2discordantes -irregularesImpregnacionesPrfidos cuprferos

Alteraciones

ReemplazoFlats

Skarn

3concordantesconcordantesconcordantesconcordantesconcordantesconcordantesconcordantesestrato - ligadosSedimentarios simples, autctonos (del lugar mismo)Sulfuros (Cu) en caja sedimentaria

Banded Iron Formation

Hierro ooltico

Sal, Evaporitas

Fosfatos

Calizas

Energticos: Carbn, Hulla, Turba

Sedimentarios alctonos (transportadas)Lavaderosfluviales

elicos

coluviales

litorales:Fe-brechas

acumulaciones clsticasArenas, Areniscas

Gravas

Arcillas

reemplazo concordante [>]

depsitos residualesBauxitas

Lateritas

caja volcnica - (sedimentaria)Sulfuros macizosTipo Besshi

Tipo Cipre

Tipo Kuroko

Tipo primitivo

roca / caja metamrfica

Caja gneamagmticos primarios

Por su Ambiente de Formacin:En este tipo de clasificacin los ambientes geolgicos donde de form un yacimiento definen el grupo. Por ejemplo: Sedimentario, Magmtico y metamrfico. Adems hay que agregar sub-facies como hidrotermal, intramagmatico listadode los depsitos de acuerdo de este clasificacin:Ambiente magmticointramagmticodiatremas

chimeneas

cmara magmtica

relacionados al magmatismoAlteraciones hidrotermales

Porfidos Cuprferos

Vetaspegmatitas

neumatoliticos

hidrotermales

teletermales

Metasomatismo

volcano- sedimentariosulfuros macizosTipo Besshi

Tipo Cipre

Tipo Kuroko

Tipo primitivo

Ambiente sedimentarioambiente terrestrefluvitillavaderos fluviatiles

acumulaciones clsticas

elicolavaderos elicos

litoralacumulacin litoral:Fe-brechas

lavadero litoral

meteorizacindepsitos residuales

ambiente ocenicoevaporacin, precipitacinevaporitas /sal, domos de sal

calizas

acumulacinFierro Oolitico

BIF

sulfuros marinos (Kupferschiefer)

Ambiente metamrficometamorfismo de contactoSkarn

El problema de esta clasificacin es que muchos depsitos se formaron en varias etapas con diferentes factores. Existen fases de distintos tipos de enriquecimientos.Lo otro es que casi siempre una mineralizacin se forma por un conjunto de factores, que no necesariamente dependen del mismo ambiente. Por ejemplo unyacimiento vetiformedepende mucho de la roca de caja.

Por contenido en elementos qumicos:Posiblemente la manera ms cientfica en agrupar diferentes depsitos. Los problemas son, que casi todos los yacimientos son polimetlicos, es decir ms de un elemento qumico con valor econmico hay que tomar en consideracin. Adems el mismo yacimiento puede cambiarse del grupo de acuerdo de los elementos ms importantes (Ejemplo: En un rincn es un yacimiento Au-Ag, en el otro un yacimiento Ag-Au), simplemente depsitos son generalmente bastante heterogneos. Tambin muy inconveniente es el fenmeno que las mismas contenidos aparecen en facies o ambientes de formacin bastante distintas. Al fin una clasificacin por elementos qumicos da como resultado un sin nmero de grupos, que no es muy til en su uso.

Existe adems la diferenciacin de yacimientos metalferos y "no-metlicos". En la primera vista es bastante bien y til. Pero geolgicamente existen muchos yacimientos metlicos y no-metlicos que se forman en mismas condiciones. Algunos conceptos qumicos generalesEnerga de activacin o porque minerales no se descomponen automticamenteCada reaccin qumica que llega a un producto estable necesita una energa de activacin. Es decir para iniciar la reaccin hay que ingresar energa. Los tomos participantes llegan a un nivel energtico ms alto y eso permite un arreglo nuevo entre los tomos. La composicin nueva estable se cambia a un nivel energtico bajo - es decir para cambiar este arreglo de tomos hay que poner de nuevo energa. En este caso la composicin nueva (el mineral nuevo) es estable, porque sin grandes cantidades de energa no se cambiar nada.

Un mineral "A" que es estable necesita una energa de activacin para cambiarse a un otro mineral (Mineral "B"). La "colina" de la energa libre protege que el mineral "B" se descompone y se cambia a mineral "A". S la "colina" de la energa libre es baja sera muy fcil que se cambia el mineral. Por ejemplo la luz solar o la calor ambiental pueden cambiar un mineral dbil (= mineral con "colina" baja) a un otro mineral.

El tamao y la carga de los elementos qumicos:El comportamiento de un elemento qumico en el ambiente geolgico depende mucho de su tamao y de su carga. Los elementos incompatibles (Cs, K, Rb, Ba ... :grande con carga baja o pequeos con carga alta) no se pueden cristalizarse con gran facilidad en elambiente magmtico. Gran parte de estos elementos qumicos tienen que esperar hasta las fases post-magmticas / hidrotermales.Lo otro es que elementos qumicos de igual tamao y/o de igual carga pueden reemplazarse (Por ejemplo Ca por Sr). Por eso, s el ambiente geolgico lo permite, los puestos de Ca en una estructura cristalina pueden ser ocupadas por un tomo de Sr

ConclusinLasclasificaciones por forma y sustanciason las ms sencillas, presentan inters para el minero y para el gelogo que calcula las reservas minerales de los yacimientos. Son bastante simples y no abarcan todos los conocimientos sobre los yacimientos.

Bibliografa- L.F.Vassallo, Ph.D., Yacimientos Minerales Metlicos 4 edicin 2008. Versin OnLine,Bol-e. Centro de Geociencias, UNAM. Quertaro, Mxico- Canet Miquel Carles y Camprubi i Cano Antoni. Yacimientos Minerales: los tesoros de la tierra. Fondo de Cultura Econmica, 2006.Bibliografa:- Crescencio Cabrera Toledo, Delgado Vargas Carlos, et.al. Seminario de Yacimientos Minerales. Tesis Profesional, 1984. IPN-Ciencias de la Tierra.- Victor Manuel Lpez Aburto.MANUALpara la Seleccin de Mtodos de Explotacin de Minas. Facultad de Ingeniera, UNAM. 1994http://www.uclm.es/users/higueras/yymm/marconuevo.htmhttp://www.geociencias.unam.mx/~rmolina/Diplomado/yacimientos/yacimientos_1.htmlhttp://www.banrepcultural.org/museo-del-oro/sociedades/metalurgia-prehispanica/mineria-metalurgia-y-beneficiohttp://www.minminas.gov.co/minminas/downloads/UserFiles/File/minas2/beneficio.pdfhttp://sandrastambul.wordpress.com/conclusion-de-tesis/Pgina 1