DEPÓSITOS MAGMÁTICOSNi-Cu-Cr-V-Ti-EGP

(Co-Au)

Mena.Pentlandita,Pirrotina,Pirita, Calcopirita, Cromita,

Magnetita Vanadífera, ilmenita

Ganga. Minerales petrogenéticos. Olivino, serpentina,

plagioclasa, orto y clino piroxenos

Gemas Diamantes

Rocas Máficas y Ultramáficas

Resultado de la inmiscibilidad de un líquidocompuesto por sulfuro-óxido formándose dentro de unmagma silicatado y luego concentrado

Un gran número de factores puede influenciar laconcentración de éste líquido, pero el dominante es elasentamiento gravitacional

Líquido densidad >4 vs densidad < 3 del magmasilicatado. (Naldrett 1989).

Elementos del grupo VIII metales de transición, Fe,Co, Ni, Pt, Pd, Rh, Ru, Ir y Os, junto conCu y Au se concentran en este líquido inmiscible.

Magnetismo. Electrones

no pareados subcapa d

EGP ó PGE

Asentamiento gravitatorio de los primeros cristalesformados en el fondo de la cámara magmática. Lasrocas se denominan cumulados y se caracterizan amenudo por presentar una estratificación rítmica.

Las capas alternantes son a menudo de magnetita y/ocromita entre capas de silicatos.

Mas comunes son los sulfuros de hierro, pero tambiénse tiene níquel, cobre y platino.

Ej. Sudbury, Canadá.

La mayoría de los minerales magmáticos de mena contienen 5 constituyentes principales,

Fe, S, O, Ni y Cu Pirrotina Fe1-XS

Pirita FeS2

Pentlandita (Fe, Ni)9 S8

Milerita NiS

Niquelina NiAs

Calcopirita CuFeS2

Cobaltita (Co,Fe)AsS

Cromita (MgFe)O Cr2O3

Magnetita FeO Fe2O3

Clark (T. Febrel)

Fe

(%)

Cr

(g/t)

Ti

(%)

Ni

(g/t)

Co

(g/t)

Cu

(g/t)

Pt

(g/t)

Capa

Sialica 3.3 2-6 0.5-1 6 8 16 -

Capa

Basáltica 9.1 300 2-3 100 50 38 Poco

Capa

Peridotítica 6.3 3.000 0.2 –

0.5

300-

1.000

237 149 0.2

El S tiene solubilidad muy limitada en magmassilicatados, la que disminuye con la caída de la Tº, si haymucho S, el enfriamiento del magma originará laseparación del S en un líquido inmiscible

Rocas

Noritas, piroxenitas (Complejo estratificado

de Bushveld. CIB)

Anortositas

Peridotitas

Carbonatitas (asociadas con rocas ígneas

alcalinas- ijolitas)

Kimberlitas-lamproitas

Gabros

Komatiitas

Depósitos de cromita

Usos. Acero inoxidable-refractarios-químicos

Sur Africa- Rusia-Albania-Turquia-Filipinas, India

75% del cromo en SurAfrica

23% en Zimbabwe.

Estratiforme Podiforme

(Precámbricas Intracratónicas) (Dorsales oceánicas)

CI Bushveld CIB Turquía,Filipinas,

Gran Dique Zimbabwe Cuba (Moa), Albania, Rusia

Depósitos ricos en cromita

Complejos ígneos estratificados

Ambiente tectónico estable Puntos calientes del manto

Precámbrico > 2.500 m.a.a Paleozoico inferior

Forma de sartén o cono cerrado Estratificación perfecta y continua Composición peridotítica

Ausencia de serpentinización

Intrusiones máficas de

tipo alpino (podiformes)

• Centros de expansión, zonas

de falla

• Paleozoicos o mas jóvenes

• Intrusiones pequeñas,

lenticulares, alargadas

• Estratificadas

• Composición ultramáfica

(MgO ↑) (Al2O3↓)

• Serpentinización

Capas de cromita.

mm - 1 m, continuidad de decenas de km.

Cromita es generalmente rica en Fe, Gran Dique de Zimbawe, rico en Cr

Tamaño. Mas de 5 Mt. En conjunto contienen mas del 98% del cromo a nivel mundial (> 30.000 Mt)

• Irregulares,

lenticulares

• Ricos en cromita en

peridotitas alpinas o

complejos ofiolíticos,

en cinturones

orogénicos.

Estratiformes Podiformes

Ambiente Tectónico

Cromita

PodiformeCromita Estratiforme

Morfología

Cuerpos tabulares

emplazados como

intrusiones en silos,

bandeamiento ígneo es

concordante con el piso.

Complejo StillWater

Kemi

Bird River

Intrusiones en forma de

embudo,

Bandeamiento ígneo con

buzamiento bajo ~ sinclinal.

Complejo de Bushveld

Gran dique de Zimbawe

Muskox

Complejos ígneos Estratificados

CIB. GénesisDiferenciación magmática y asentamiento

gravitatorio a gran escala (en rifts abortados).

Precipitación de cromita por cambios en fugacidad

de oxigeno (Cameron & Desborough, 1969).

Cameron (1980) variación en la presión ppal

control en la formación de capas de cromita

Las capas de platino infrayacen las capas de

anortosita (Pg Ca) < densidad que la del magma,

los cristales flotan en la parte superior de la cámara.

Pt, Ni, Cu que no se acomodaron en la estructura

de los silicatos son atrapados Pg Ca

Localización

El complejo ígneo estratificado de Bushveld, es la intrusión máfica mas grande

del mundo.

Posee mas del 75% de las reservas mundiales de cromo.

En la zona crítica, hay alrededor de 14 capas de cromitita.

Están subdivididas en 3 grupos denominados:

Lower Group (LG1…. LG7)

Middle Group (MG1…..MG4)

Upper Group (UG1……UG3)

La capa LG6 de cromita es la mas importante en términos de producción y

reservas.

Puede ser trazada por mas de 160 km en la porción este y Oeste del Complejo

Complejo Ígneo estratificado de Bushveld

N Johannesburgo.

Lacolito

450 km (E-W)

240 km (N-S)

95.000 km2

Corte geológico del C.I.B.

Cr

Fe V PGE

• Superior granitos de

Bushveld

• Inferior

máfico/ultramáfico

(intrusivos en forma de

silos)

• Intruye la fm. Transvaal

(PЄ)

• 3 grandes cámaras

magmáticas, segmentos

oriental, occidental y

norte.

Bandeamiento

Techo: recubierto por granitos (Mas jóvenes)Zona 1/2: Gradación a Gabro ocasionalmente Diorita

Base: Peridotitas, dunitas, anortositas

Los cuerpos de mena son capas simples de cromitaseparadas por roca ultramáfica con cromita diseminada.

Platino asociado con cromita, los sulfuros pirrotina ypentlandita son intersticiales respecto a los óxidos y silicatos

Sector occidental

Cuerpos de mena LG3-LG4.

Longitud 63 km- Espesor 50 cm

la zona de cromita son 29 capas en grupos de capas

Tenores de cromita ==> 50% Cr2O3

Encima está el Reef Merensky (platino)

Encima de la parte básica están las capas con vanadio y magnetita.

División zonal

Superior. Gabroíca ==> Diorítica (fuente de hierro) Principal. Gabroíca

Crítica. Alternancia de Harzburgita, piroxenita, dunita, gabro, anortosita y norita, con intercalación de bandas de cromita (25-50%).

Sobre las noritas PGE de la banda de cromita UG-2 y el ReefMerensky (0.5-1.5 m y 10-30 g/t Pt) -120 km.

Inferior o basal.(capas alternas de broncita, dunita y harzburgita, sin capas de cromita)

Columna

Litológica

C I B

Minerales

económicos

0.5-1.5 m

10-30 g/t Pt

Met. Preciosos

6 g/t Au

120 km

Magnetita y titanomagnetita

12-20 %Ti. 2.000 Mt.

Dificultad para separar

magnetita de ilmenita

9000 m

6000 m

3000 m

O m

Zona Superior

Subzona C Diorita olivino. Diorita anortosita. Capas de Magnetita

Subzona B Gabro Magnetita, troctolita, gabro olivino, capas de

magnetita

Subzona A Gabro magnetita, piroxenita feldespática, capas de

magnetita

Zona Principal

Subzona C Gabronorita, norita, gabro

Subzona B Gabronorita, norita

Subzona A Norita, anortosita, piroxenita

Zona Crítica

Subzona Superior Norita, anortosita, cromitita, banco Merensky

Subzona Inferior Piroxenita, harzburgita, cromitita. Steel poort

Zona Inferior

Broncita Superior Broncitita

Subzona Harzburgita Harzburgita, dunita

Subzona inferior broncita Broncitita

Subzona basal Broncitita feldespática, harzburgita

Zona Marginal Norita

Subdivisión informal del Complejo Bushveld. (tomado de Vermaak y

von Gruenewaldt, 1981, en Evans 1993)

Especificaciones comerciales

Cromita metalúrgica

46% Cr2O3

Cr:Fe > 2

SiO2 máximo 8%

P y S < 1%

Cromita uso químico

40-46 % Cr2O3

< 14% Fe2O3

< 5% SiO2

Cr:Fe 1.5 – 2 a 1

Cromita refractaria

• > 31% Cr2 O3

• < 6% SiO2

• Cao < 1%

• Cr2 O3 + Al2O > 58 %

• Máximo 12% Fe

• Mínimo 20% Al2 O3

Elementos del Grupo del Platino

3 capas. Platreef - Merensky Reef - UG2

Merensky reef (Sector Este y Oeste). Cerca al tope de la zona crítica.

Composición piroxenítica (Piroxenita porfirítica, piroxenitapegmatítica y cordones de cromitita.

Platino y paladioGénesis

Diferenciación por asentamiento gravitacional Introducción de un pulso de magma Cousins (1969). Pulso separado de magma Campbell et. al. (1983) Diferencia de Tº entre el nuevo pulso y el

magma fraccionado 50-100ºC Pluma turbulenta en la cámara magmática Capa hibrida licuación de líquido sulfuroso, nucleación de silicatos.

Pt, Pd, Ru, Rh, Ir, Os

Aleaciones naturales (Con ~90% de Pt con cantidades de los otros 5 metales) y osmiridium (osmio e iridio) y como compuestos químicos.

Sperrilita PtAs2

Cooperita Pt(AsS)2

EstibioPaladina SbPd3

Bragita (PdPtNi)S

Laurita RuS2

CLASES DE YACIMIENTOS Complejos ígneos

estratificados. Bushveld, Stillwater (USA), Gran dique de Zimbawe

Complejos Zonados. Tulameen (USA), Urales, Condoto (Colombia)

Intrusiones aisladas. Sudbury (Canadá), Noril´sk y Pechenga (Rusia)

Ofiolitas. Islas Shetland, Grecia, Turquía y Filipinas

Depósitos de placer. Montes Urales, Colombia, Alaska

Platreef (Cooperita y Sperrilita)Reef Merensky (Sulfuros (Py, Po, Pen), arseniuros y

teleruros)Cromitita. UG2 (Cooperita y bragita)

Pt en rocas básicas diseminado==> bajo tenor y se aprovechacomo subproducto en explotaciones de Cu y Ni.

Reef Merensky UG2PGE Tenor (g/t) Tenor (g/t)

Platino 4.82 3.22Paladio 2.04 3.24Rutenio 0.66 0.87Rodio 0.24 0.54Iridio 0.08 0.27Osmio ---- ----

80% Pt Mundial

Gran Dique de Zimbabwe

Masa alargada de rocas básicas y

ultrabásicas.

Cratón de Zimbabwe

Proterozoico temprano 2.470 m.a.

Longitud ~ 500 km

Ancho max. 11 km

4 intrusiones lopolíticas en una

estructura tipo graben

Cromita (5-100 cm) en Harzburgitas y

EGP en Piroxenita pegmatoide

Braggita (Pt, Pd,Ni)S,

Cooperita (PtS)

Asbesto

Cpy-Pn-Po-Py

Cromita. Gran Dique de Zimbawbe

Depósitos Podiformes

• Probablemente en el manto

• Ambientes tectónicos inestables

• Ofiolitas (Cordilleras mesooceánicas o cuencas

retro arco)

• Peridotita y gabro.(Harzburgita y Lerzolita)

• Estratificación incipiente (asentamiento de

cristales)

• La mayoría Paleozoicos. Muchos Mesozoicos

Urales, Albania, Filipinas, Turquía.

Cuba(Moa), Grecia, Nueva Caledonia, Yugoslavia , Colombia (Medellín)

Normalmente asociadas con olivino

Sub productos no son característicos

PGE, se encuentran pero en poca cantidad

Algunas veces magnesita, asbesto, talco

Ofiolitas

Discontinuidad sísmica Cromita

SMV

Chipre

Cromita en Colombia

Existen tres fajas de rocas ultramáficas en Colombiapero solamente en dos, se conocen ocurrencias decromita: en las tectonitas y dunitas de Medellín yserpentinitas de Parashí Guajira.

Cromitas de Medellín

Están situadas en la localidad de Santa Helena,encajadas dentro de rocas ultramáficas con diversosgrados de serpentinización.

Depósitos de tipo podiforme, se encuentrandispersos y son de pequeñas dimensiones,consisten en cuerpos lenticulares, bolsas deforma irregular y cuerpos toscamentetabulares.

Las únicas reservas identificadas en el país hansido las de Santa Helena que en 1975 ascendíana 2000 toneladas probadas, el cromo que seconsume actualmente proviene deimportaciones.

Depósitos de sulfuros de Níquel

Extraído de 2 tipos de menas:

• Sulfuros de Níquel Silicatos de Níquel (Lateritas)

• Recuperación de Cu, EGP, Au

• Acero inoxidable y baterías, pigmentos, insecticidas, tintes

Producción mundial

• 40% asociados a rocas básicas (Sudbury Canadá y

Rusia)

• 11% Australia rocas ultrabásicas (Dunitas Peridotitas)

• 49% Depósitos residuales (Nueva Caledonia, Cuba,

Indonesia,, Brasil)

Clase de cuerpo Ejemplo de depósitos asociados

A. Cuerpos sinvolcánicos

1. Suites Komatiiticas

a. Flujos de lava Kambalda, Australia

b. Silos estratificados Madziwa, Zimbabwe

c. Lentes de dunita peridotita Agnew, Australia

d. Tipos inciertos Cinturón Thompson, Manitota

2. Suites Toleiticas

a. Intrusiones estratificadas sinvolcánicas Pechenga, Rusia

b. Cuerpos anortosíticos No conocidos

3. Asociación no documentada

a. Intrusiones estratiformes Montcalm, Notario

b. Terreno retrabajados tectónicamente Selebi-Phikwe, Bostwana

B. Intrusiones en áreas cratónicas

1. Intrusiones relacionadas a basaltos de

inundación

Complejo Duluth, Canada, Norils´k,

Rusia

2. Grandes complejos estratificados sin relación

documentada a basaltos de inundación

a. Laminados

I Con estratificación repetitiva Complejo Bushveld, Sur Africa

II Sin repetición de capas Sudbury, Ontario

b. En forma de Dique Gran Dique de Zoimbabwe

3. Intrusiones ultramáficas alcalinas Räna, Noruega

Tabla 12. Clasificación de depósitos de Níquel en rocas máficas y ultramáficas (Tomado de Edwards y Atkinson, 1985)

Clasificación de depósitos de Níquel según

Ross y Travis (1981)

• Clase Dunita Peridotita

– Asociación dunita intrusiva

– Asociación peridotita volcánica

• Clase gabroide

– Complejos intrusivos máficos y ultramáficos

– Grandes intrusiones estratificadas

– Sudbury

– Otras categorías

Sulfuros de níquel en la asociación Dunita Peridotita

• Distribuidos irregularmente en cinturones de rocas verdes Arcaicos.

Divididos en

Asociaciones de Peridotita Volcánica

Pequeños (1X106 – 5 X 106 Toneladas)

Tenor alto (1.5 – 3.5 % Ni)

Sulfuros con (10-15% Ni) y 0.5- 1.5% Cu

En Australia los sulfuros contienen Au y PGE

Asociaciones de Dunita intrusiva

Tamaño mediano con tenores altos y bajos

Ej. Agnew (Australia) 45X 10 6 toneladas con 2.05 % Ni y 0.01 % Cu

Grandes con menas diseminadas de bajo tenor

Ej. Monte Keith (Australia) 290 X 10 6 toneladas y 0.60 % Ni

Forma y petrología de los cinturones de rocas verdes

Cinturones de rocas verdes son lineales, forma irregular, sinformes y supracrustales.

Ancho 5 – 250 km Largo varios cientos de km

Rocas volcánicas máficas almohadilladas

Algunas veces con lavas ultramáficas (Komatiitas) en la parte inferior

Cinturones de rocas verdes siempre ocurren como enclaves en un terreno granítico mas ancho

AsociacionesPeridotita Volcánica Dunita Intrusiva

•Depósitos están dentro de flujos, conespesor hasta de 100 m.

•Las lavas ultramáficas son komatiitas(lavas ricas en Mg)

(dunita-peridotita y piroxenita-basalto).

Textura spinifex en la parte alta delflujo.

Los sulfuros de níquel tienden aconcentrarse cerca de la parte basaldel primer flujo dentro de la secuenciaultramáfica

• En cuerpos lenticulares de tamañovariable

• En el cinturón de níquel de Manitoba(Canadá) y el cinturón Norseman-Wiluna en Australia los lentes dedunita están confinados a zonas delineamiento tectónico.

• Composición, olivino y sus productosde alteración.

• Los lentes de dunita son intrusivos enmetasedimentos o rocas félsicasvolcánicas.

• Se cree son los conductosalimentadores del volcanismokomatiitico suprayacente

MineralogíaPeridotita Volcánica Dunita Intrusiva

Pentlandita ((Fe, Ni)9 S8

En Australia se tiene:PirrotinaPentlanditaPiritaCalcopiritaMagnetita y Ferrocromita

Normalmente > 90% de la mena esta en la parte inferior de los lentes (masiva)

Mineralización diseminada

Pirrotita y pentlandita con poca magnetita, cromita, calcopirita y pirita y sulfuros de cobalto. (hasta 0.3% de Ni)

Ganga olivino y sus productos de alteración

Geoquímica

• Toleitas > 1% TiO2

• Komatiitas < 1% TiO2

• Komatiitas > 40% MgO tienen la mayor probabilidad de contener sulfuros de Níquel

(Naldrett y Arndt, 1976)

• Cu y Ni han sido importantes para definir áreas de exploración en análisis de suelos

• Problema. Diferenciar metales base derivados de sulfuros en rocas gabroicas del Ni y Cu asociados a silicatos en rocas ultrabásicas estériles.

Geofisica

• Las menas de Ni son densas, conductivas y comúnmente magnéticas

• Métodos magnéticos y electromagnéticos.

• Baratos, contraste físico, profundidad