Dispersión y Halos Primarios en Depósitos Minerales

Dispersión y Halos Primarios

Muchos depósitos minerales de origen ígneo o hidrotermal se caracterizan por la presencia de una zona central en la cual los minerales o elementos de valor pueden estar presentes en porcentajes y cantidades de valor económicamente útil. El grado de concentración de los elementos de valor presentes en dicha zona central del depósito puede ser de tres tipos:

• De un rango alto: como en el caso de depósitos de barita, fluorita o manganeso.
• En un rango de bajo porcentaje: como en el caso de depósitos de plomo y zinc.
• En un rango de ppm: como oro y platino.

Alrededor de dicha zona central del depósito, en la mayoría de los casos, existe una disminución progresiva en el contenido de elementos de valor en la roca que lo encajona hasta que el contenido de dicho elemento alcanza el valor del background. En el área que rodea la zona central del depósito, en la cual el contenido de elementos de interés disminuye hacia los valores del background del terreno, se llama halo o aurora primaria.

Halos Primarios

Los halos primarios representan los patrones de distribución de los elementos que fueron depositados como resultado de una dispersión primaria, es decir, que la dispersión de elementos fue originada por procesos del interior de la tierra. El halo se forma al mismo tiempo o casi al mismo tiempo que la zona central del yacimiento. El halo puede variar en tamaño y forma con respecto al tamaño del cuerpo mineral emplazado. Algunos halos primarios pueden ser detectados a distancias de cientos de metros, mientras que otros tienen algunos centímetros de ancho.

Los factores principales que determinan el tamaño y la forma de un halo primario son:

• Condiciones de movilidad de los elementos en la solución.
• Volatilidad de los elementos.
• Tendencia a formar minerales extraños.
• Factores físicos como viscosidad y presión del magma.
• Tendencia de los fluidos a reaccionar con la roca huésped (caliza).
• Microfracturas en las rocas.

Tipos de Halos Primarios

• Halos primarios singenéticos: Se forman contemporáneamente con la roca encajonante, por ejemplo, halos asociados a pegmatitas o segregaciones ultramáficas.
• Halos primarios epigenéticos: Formados después que la roca ha cristalizado y resultan por la introducción de soluciones mineralizadas a lo largo de fracturas, fallas y superficies de debilidad en donde se emplazan las soluciones.

Los halos primarios se clasifican en:

• Modelos regionales: Son el resultado de una amplia impregnación, hasta varios kilómetros, por soluciones hidrotermales u otros fluidos que emanaron de zonas termales.
• Modelos de filtración: Sistemas de conductos de soluciones bien definidas que corresponden a rasgos estructurales por donde se han movilizado las soluciones.
• Modelo de roca encajonante: La roca ha sido modificada por alteraciones hidrotermales.

Los halos son importantes para la búsqueda de algunos tipos de menas. El reconocimiento e interpretación de halos primarios es uno de los principales objetivos de los estudios geoquímicos de rocas.

Elementos Guía o Pathfinders

En los halos se encuentran asociaciones de elementos (minerales) que ayudan al descubrimiento de depósitos minerales; estos elementos se llaman elementos guía, elemento indicador o pathfinders.

Provincias Geoquímicas

Son áreas geométricas relativamente grandes y bien definidas en la corteza terrestre que presentan una composición particular. Su extensión puede ser de decenas, cientos o miles de kilómetros. Ejemplos conocidos de provincias geoquímicas están las zonas productoras de cobre en Chile y Perú, el cinturón de cobre pórfido en el oeste de México y EE. UU., la zona de carbonatitas con tierras raras en el este de África, el cinturón de níquel de Australia, el cinturón de estaño en Bolivia, y rocas máficas con alto contenido de níquel y platino como en Sudáfrica.

Las provincias geoquímicas son unidades de corteza de gran escala caracterizadas por rasgos comunes en su evolución geológica y geoquímica, con una composición geoquímica característica en concentraciones metalíferas y no metalíferas, endógenas y exógenas.

Asociaciones Geoquímicas

Corresponde a aquellos elementos que se encuentran presentes constituyendo conjuntos que pueden estar asociados inicialmente (ambiente primario/secundario) y que, durante el ciclo de erosión y sedimentación, pueden separarse (Li, Be, Nb, Rb, Ta y otros). Otros elementos como (La, Ce, Pr, Nd, Sn) están siempre asociados en las tierras raras. Los depósitos de cobre pórfido contienen algo de Mo y Au.

Asociaciones de Minerales de Importancia Económica

Esfalerita y galena están comúnmente asociadas y, a veces, están acompañadas de pirita y calcopirita. Otra asociación frecuente es la que está constituida por blenda, pirita, galena y calcopirita. Otra asociación de minerales es la que contiene wulframita, topacio, turmalina y casiterita. Otra asociación de importancia económica la constituyen depósitos que contienen Pb, Zn, Cu y Ag. Las asociaciones minerales tienen la misma importancia que los pathfinders.

Ambiente Geoquímico Secundario

Las rocas y minerales que son estables en el ambiente geoquímico primario, al alcanzar el ambiente geoquímico secundario, son frecuentemente inestables por procesos de interperismo. Se conocen dos tipos de interperismo:

• Interperismo físico: causa la fragmentación de las rocas.
• Interperismo químico: produce las reacciones químicas.

Algunas reacciones en el interperismo químico son la hidrólisis (separación de las moléculas por adición de agua) y la oxidación (reacción de las sustancias con el oxígeno).

Acción de las Bacterias

Cientos de organismos (Ferrobacillus y Thiobacillus) oxidan el hierro, sulfuros y compuestos de azufre en medios ácidos.

Factores Ambientales que Afectan al Interperismo

• Clima: Incluye precipitación pluvial y cambios de temperatura.
• Actividad biológica: Acciones de bacterias.
• Material original: Influencia de textura, porosidad, permeabilidad, tipo de roca.
• Topografía: Influye en el escurrimiento de las aguas superficiales, controla el movimiento de las aguas subterráneas e influye en el proceso de erosión.
• Influencia del pH y Eh en el ambiente secundario.

El pH es uno de los principales factores que controlan la movilidad de los elementos en el ambiente geoquímico. El proceso de óxido-reducción influye en la precipitación de soluciones transportadas por las aguas.

Productos del Interperismo Químico

Tres productos principales resultan del interperismo químico de las rocas y de los minerales:

1. Minerales primarios estables (residuales): Estos minerales no son afectados por las reacciones químicas que suceden en la zona de interperismo. Algunos presentan propiedades físicas que les permiten ser transportados para formar luego yacimientos de placeres (Au). Otros, como los feldespatos potásicos (moscovita), son más estables al quedar expuestos en la superficie. El orden general aproximado de estabilidad en minerales de mena es: minerales nativos, óxidos, silicatos y sulfuros.
2. Constituyentes solubles de los minerales estables: Los elementos solubles formados como producto de la transformación de silicatos, sulfuros y carbonatos migran con las aguas meteóricas, las que percolan a través de suelos y rocas, y esto finalmente puede emerger a la superficie como manantiales y mezclarse con las aguas de ríos y lagos.
3. Minerales insolubles: Son aquellos minerales residuales formados en el ambiente secundario, en la zona de interperismo, como óxido de hierro, manganeso, arcillas, sulfatos, carbonatos, cloruros, silicatos y metales nativos. Óxido de hierro hidratado se encuentra como capas o pequeñas masas en el área de oxidación de sulfuros (gossans). Se llaman también casquetes de oxidación, coberteras o sombreros de hierro. Un gossan es el nombre genérico dado a grandes masas de mineral limonítico residual, normalmente con presencia de cuarzo y arcillas. Un gossan es el afloramiento de una masa de limonita y ganga situada arriba de los depósitos de sulfuros oxidados y constituyen una guía de la mineralización subyacente. Limonita comprende a los minerales hematita, goethita, lepidocrocita y jarosita.

Halos y Dispersión Secundaria

Existe un gran número de formas que pueden asumir los patrones de dispersión secundaria, todas con un origen complejo y dimensiones irregulares. Algunos términos utilizados son:

• Suprayacente: Un patrón desarrollado aproximadamente sobre la fuente mineralizada y la roca encajonante.
• Lateral: Un patrón desplazado hacia un lado y enteramente subyacente por roca encajonante estéril.
• Halo: Un patrón suprayacente dispuesto desde su origen (fuente mineralizada) en forma casi simétrica.

Suelos

El proceso de interperismo de las rocas conduce a la formación de suelos. El término suelo se define como los productos del interperismo que permanecen in situ sobre la roca interperizada. Los factores que tienen gran influencia en la formación de suelos son el clima, la actividad biológica, el material original y el tiempo. Desde el punto de vista de la exploración geoquímica, los suelos son un importante medio de muestreo para muchos programas de exploración. Al menos el 72 % de la superficie terrestre está cubierto por suelos.

Perfil de Suelos

Se llaman horizontes. Cada horizonte difiere en composición, color, textura y/o estructura, y los límites entre ellos son comúnmente bien definidos. Los suelos pueden desarrollarse sobre el material del cual fueron originados, generando los suelos residuales, o bien pueden ser transportados para generar materiales aluviales, coluviales o glaciares. Los horizontes A y B constituyen el suelo verdadero o solum sobre la roca que lo originó, el cual consiste de materia orgánica, una capa lixiviada y una capa de depositación, luego sigue el horizonte C y posteriormente el sustrato rocoso sin interperizar que representa el horizonte D.

• Horizonte A: Constituido por materiales producto de la lixiviación; si es intensa, constituye un sector de máxima eluviación. La capa superior del horizonte A está constituida por detritus orgánicos y es la zona de máxima actividad biológica, llamada humus.
• Horizonte B: Se encuentra inmediatamente debajo del horizonte A. El horizonte B es de iluviación o concentración, a diferencia del A que es de eluviación o lixiviación.
• Horizonte C: Consiste en roca suelta y parcialmente descompuesta.
• Horizonte D: Constituye la roca madre.

Naturaleza de los Sismos

Movimiento de placas, grandes tensiones en el material rígido, acumulación de energía de deformación = tensiones. Tensiones: fuerzas de acción; ruptura violenta y liberación súbita de energía en forma de ondas sísmicas y calor.

Mecanismos de Interacción entre Placas

• Subducción: Dos placas de espesor similar entran en contacto y una se introduce bajo la otra.
• Deslizamiento (o rumbo): Dos placas en contacto que se mueven a lo largo de sus bordes.
• Extrusión: Dos placas en contacto que se alejan una de la otra, presionadas por material fundido que sale del manto.

• Epifoco o epicentro: Proyección vertical del foco en la superficie terrestre.
• Foco, centro o hipocentro: Punto de origen de las ondas sísmicas. El foco no es un punto, sino una región.