ORIGEN DE LOS YACIMIENTOS MINERALES El origen de los yacimientos minerales puede ser tan variado como lo son los procesos geológicos, y prácticamente cualquier proceso geológico puede dar origen a yacimientos minerales. En un estudio más restrictivo, hay que considerar dos grandes grupos de yacimientos: 1. Los de minerales, ya sean metálicos o industriales, que suelen tener su origen en fenómenos locales que afectan a una roca o conjunto de éstas, 2. Los de rocas industriales, que corresponden a áreas concretas de esa roca que presentan características locales que favorecen su explotación minera. A grandes rasgos, los procesos geológicos que dan origen a yacimientos minerales serían los siguientes: I.
YACIMIENTOS DE ORIGEN IGNEO 1. YACIMIENTOS POR PROCESOS MAGMATICOS Tras formarse los magmas migran hacia zonas de menor presión (ascenso hacia la superficie). En función de su proceso de consolidación se originarán varios tipos de estructuras y rocas. En líneas generales podemos distinguir entre plutónicas (enfriamiento y consolidación en el interior de la corteza terrestre) y volcánicas (enfriamiento y consolidación en la superficie). Estos yacimientos, se forman como consecuencia de la cristalización del magma a profundidades y temperaturas variadas pero elevadas. A su vez ocurren en: 1.1.
POR CONCENTRACION MAGMATICA
Los minerales rios de los magmas pueden concentrarse en menas de volumen y riqueza variable que les permite construir yacimientos minerales de rendimiento económico. Se forman por cristalización o concentración por diferenciación magmática POR DISEMINACION La cristalización de un Plutón puede formar depósitos de minerales económicos, de baja ley pero de gran volumen, de esta manera dando origen a un yacimiento de rendimiento económico. Tal es el caso de los pórfidos de cobre, como: Toquepala (Tacna), Cuajone (Moquegua) POR SEGREGACION Los minerales económicos al diferenciarse en el magma por cristalización gravitacional pueden moverse hacia el interior de la cámara magmática o hacia zonas marginales, segregándose consecuentemente. En nuestro país el único ejemplo se halla en el cerro tapo (Junín) mineralizado pobremente con cromita. A nivel mundial el yacimiento más importante es el Complejo bushveld en Sudáfrica, mineralizado con niquel, platino y paladio.
POR INYECCION Los minerales económicos son concentrados, por diferenciación magmatica y no permanecen en el lugar de acumulación original sino que son inyectadosen las rocas adyacentes.
Fig. 01 Variedad de procesos Magmáticos.
2. YACIMIENTOS POR SEGREGACION MAGMATICA (INTERMAGMATICOS) Durante el ascenso se producen una serie de procesos que cambian la composición del magma, y que se conocen con el nombre genérico de diferenciación. Los principales mecanismos de diferenciación son los siguientes: 2.1. CRISTALIZACIÓN FRACCIONADA El magma primario puede contener cristales, o puede ser que éstos se formen durante el ascenso, si éste es lo suficientemente lento. Cuando estos cristales tienen una densidad distinta a la del magma, y en condiciones favorables (sobre todo, residencia en cámaras magmáticas intermedias), se puede producir la separación de estos cristales, o bien por acumulación en la parte superior de la cámara (los de feldespatos, que suelen ser los menos densos) o en su fondo (olivino, piroxeno, que suelen ser los más densos). Esto origina la segregación de determinados componentes minerales, cambiando la composición del magma residual.
Fig. 02 Principios de la cristalización fraccionada en un magma.
2.2. ASIMILACIÓN Durante el ascenso el magma puede fundir rocas con las que se pone en o, incorporando los fundidos correspondientes a su composición, que variará de acuerdo con la composición de las rocas asimiladas. 2.3. MEZCLA DE MAGMAS Ocurre fundamentalmente durante la residencia en cámaras magmáticas, como consecuencia del aporte de nuevas porciones de magmas primarios, que cambian la composición del magma allí acumulado. Como consecuencia de estos procesos de diferenciación se originan los denominados magmas diferenciados o derivados, cuya composición puede ser muy diferente a la del correspondiente magma primario. Todos estos factores (modo de formación, mayor o menor ascenso en la corteza, grado de diferenciación) son los responsables de la gran variedad de rocas ígneas que conocemos. 3. POR PROCESOS TARDIMAGMATICOS Durante la cristalización de un magma se produce la incorporación de determinados elementos químicos a los minerales que lo componen, pero no de todos. Hay elementos que, por su tamaño iónico o incompatibilidad geoquímica con otros, o porque tienden a formar minerales de bajo punto de fusión, quedan fuera del sólido que se forma por cristalización magmática. Estos elementos evolucionan de formas diversas para dar una cierta variedad de rocas y yacimientos, entre los que se encuentran fundamentalmente las pegmatitas, las rocas y yacimientos neumatolíticos y los yacimientos hidrotermales. Su cristalización se puede producir de dos formas: reemplazando en mayor o menor grado a componentes de determinadas rocas, o rellenando con fluidos zonas de fractura o formando diseminaciones. El primer caso corresponde a los procesos de reemplazamiento metasomático, mientras que el segundo da origen a los denominados filones. 3.1.
YACIMIENTOS PEGMATÍTICOS
Las pegmatitas son el resultado de la cristalización final de magmas en un ambiente rico en volátiles, que favorece la migración iónica, y permite la formación de cristales de gran tamaño, que en ocasiones pueden llegar a alcanzar varios metros cúbicos. Las pegmatitas presentan una gran variabilidad composicional, que está en función del tipo de roca (normalmente plutónica) con la que están relacionadas genéticamente. Las mas frecuentes son de composición granítica, asociadas a granitos y granitos alcalinos, y están constituidas mayoritariamente por cuarzo, feldespato potásico (microclina u ortoclasa), plagioclasa sódica (albita) y mica blanca (moscovita), junto a otros minerales que pueden ser mas o menos abundantes: turmalina, apatito, fluorita, lepidolita, berilo, topacio, corindón, monacita, casiterita, uraninita, torbernita, así hasta 300 especies mineralógicas descritas en un solo macizo pegmatítico.
Pueden tener interés económico, debido a sus posibles altos contenidos en minerales tipo gema (esmeraldas, aguamarinas, topacios, rubíes...), y minerales con contenidos en elementos raros (Li, U, Th, Tierras Raras) y otros (Sn, W, F). También los minerales comunes de estas rocas suelen tener interés económico, ya que tanto sus grandes cristales de cuarzo pueden ser utilizados para el tallado de lentes, como los de feldespato para la producción de cerámica, y los de mica para el aislamiento eléctrico. Las pegmatitas suelen aparecen en la zona periférica de macizos de rocas plutónicas, constituyendo diques, sills y masas irregulares, de dimensiones muy variables: hasta más de 1 Km. de longitud. Suelen mostrar zonaciones composicionales, con núcleo interno de cuarzo masivo, y zonas periféricas feldespáticas y moscovíticas. Desde el punto de vista textural son rocas granudas de grano muy grueso: se han descrito cristales de moscovita de hasta 10 m de longitud en estas rocas, y de feldespato potásico de varios m3.
Fig. 03 Pegmatita con cristales azules de corindón.
3.2.
YACIMIENTOS NEUMATOLÍTICOS
Las rocas (o yacimientos) neumatolíticas, son intermedias entre las pegmatitas y las rocas hidrotermales. Son rocas de reemplazamiento metasomático, es decir, producto del reemplazamiento a alta temperatura de una roca por otra, por disolución parcial de la original, y depósito a partir de los fluidos mineralizantes. Las temperaturas características de formación se sitúan entre 600 y 400ºC. Su composición es muy variable, en función de la de los fluidos, y de la roca a la que reemplazan, con la que suele producirse mezcla química. Las más conocidas e interesantes desde el punto de vista minero son los denominados skarns , producidos por la interacción entre fluidos derivados de granitos, y, principalmente, rocas carbonatadas (calizas o dolomías). Se forman así unas rocas de mineralogía especial, ricas en silicatos cálcicos (epidota, anfíboles y piroxenos cálcicos, granates cálcicos), y que pueden contener
concentraciones de minerales metálicos de interés económico: scheelita, casiterita, fluorita, calcopirita, blenda, galena, magnetita, hematites. Por lo general constituyen masas irregulares en la zona de o entre las rocas intrusivas y las encajantes. Su morfología es irregular, aunque se encuentra condicionada por la zona de o entre ambas rocas.
Fig. 04 Zona de o entre las rocas intrusivas y las encajantes.
4. YACIMIENTOS POR PROCESOS ORTOMAGMÁTICOS Los minerales metálicos acompañan, como hemos visto, a las rocas intrusivas como minerales minoritarios, en forma de óxidos o de sulfuros, fundamentalmente, que cristalizan a la vez que el resto de componentes silicatados de la roca. En el detalle, pertenecen a varios subtipos (ver figura): 4.1. FORMADOS POR INMISCIBILIDAD LÍQUIDA Los magmas máficos a menudo contienen altas proporciones de sulfuros metálicos, que pueden individualizarse debido a que son inmiscibles con el magma silicatado. Se forman así yacimientos de sulfuros de Ni-Co-Cu-Fe, formados por minerales como pirrotina, pentlandita, calcopirita..., a menudo enriquecidos en elementos del grupo del platino. 4.2. FORMADOS A PARTIR DEL PROPIO MAGMA SILICATADO. Existen tres grandes subtipos:
Formados por cristalización simple En determinados casos, no es necesaria una segregación que produzca la concentración del mineral en cuestión: es el caso de los diamantes, cuyo alto valor económico hace que a pesar de encontrarse en muy bajas concentraciones, sea explotable.
Formados por cristalización más acumulación En la mayor parte de los casos, además de la cristalización del mineral hace falta un mecanismo que produzca un aumento de su concentración que lo haga explotable. El principal mecanismo es la cristalización fraccionada acompañada de acumulación preferencial por densidades en la cámara magmática. El caso más extendido de este tipo corresponde a yacimientos de cromita en rocas máficas y ultramáficas, en los que de
nuevo suelen darse concentraciones interesantes de elementos del grupo del platino.
Formados por cristalización más acumulación y segregación El caso más favorable para la explotación es aquel en el que los minerales metálicos llegan a separarse físicamente del resto del magma, por mecanismos diversos, fundamentalmente bajo la acción de esfuerzos tectónicos. Algunos yacimientos de magnetita corresponden a esta tipología.
Fig. 05 Esquema yacimientos ortomagmaticos http://www.uclm.es/s/higueras/yymm/YM10.html http://www.cec.uchile.cl/~vmaksaev/PROCESOS %20MINERALIZADORES.pdf