inclusiones fluidas aplicadas a la exploración minera

13
INCLUSIONES FLUIDAS APLICADA A EXPLORACIÓN DE YACIMIENTOS MINERALES José Andrés Yparraguirre Calderón [email protected] 1.- Inclusiones Fluidas Las inclusiones de fluidos (IF) son porciones pequeñas de líquido o de gas o de una mezcla de estas dos fases, que fueron atrapadas en imperfecciones de minerales durante su crecimiento. Sus tamaños varían de 1 a 100 m, usualmente entre 3 a 20 m. Dichos fluidos están relacionados a procesos hidrotermales que han ocurrido en los yacimientos. Debido a varias evidencias, se supone que las IF han conservado las propiedades químicas y físicas de las soluciones originales, y se les considera como muestras directas de las fases volátiles. 2.- Minerales utilizados. Se estudian en minerales que son transparentes, incoloros o débilmente coloreados, principalmente en cuarzo y/o calcita. Vapor Líquido Sólido Figura Nº 01.- Inclusión Fluida Polifásica Vapor: H 2 O (P<<1atm), CO 2 , CH 4 , N 2 , H 2 S Liquido: H 2 O, CO 2 , Petróleo Sólido: NaCl, KCl, hematita, anhidrita, moscovita, calcopirita, magnetita (otros aun

Upload: faingenieros-sac

Post on 15-Apr-2017

49 views

Category:

Engineering


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: Inclusiones fluidas aplicadas a la exploración minera

INCLUSIONES FLUIDAS APLICADA A EXPLORACIÓN DE YACIMIENTOS MINERALES

José Andrés Yparraguirre Calderón [email protected]

1.- Inclusiones Fluidas

Las inclusiones de fluidos (IF) son porciones pequeñas de líquido o de gas o de una mezcla de estas dos fases, que fueron atrapadas en imperfecciones de minerales durante su crecimiento. Sus tamaños varían de 1 a 100 m, usualmente entre 3 a 20 m. Dichos fluidos están relacionados a procesos hidrotermales que han ocurrido en los yacimientos. Debido a varias evidencias, se supone que las IF han conservado las propiedades químicas y físicas de las soluciones originales, y se les considera como muestras directas de las fases volátiles.

2.- Minerales utilizados.

Se estudian en minerales que son transparentes, incoloros o débilmente coloreados, principalmente en cuarzo y/o calcita.

01)

02)

Fotomicrografía 01 y 02.- 01) Inclusiones tabulares alineadas en baritina; 02) Inclusiones fluidas bifásicas rica en vapor capturadas en esfalerita.

Vapor

Líquido

Sólido

Figura Nº 01.- Inclusión Fluida Polifásica

Vapor: H2O (P<<1atm), CO2, CH4, N2, H2S

Liquido: H2O, CO2, Petróleo

Sólido: NaCl, KCl, hematita, anhidrita, moscovita, calcopirita, magnetita (otros aun no identificados).

Page 2: Inclusiones fluidas aplicadas a la exploración minera

3.- ¿Qué podemos conocer de estas?.

El estudio nos brinda la siguiente información: a.- Temperatura de homogeneización (Th ºC); b.- Presión (profundidad) del yacimiento; c.- Calculo de la salinidad del fluido mineralizante; d.- Paleorelieves (desmantelamiento erosivo); e.- Secuencias Parageneticas; f.- Paleoisotermas; g.- Direcciones de fluidos mineralizantes.

4.- Contenidos de las inclusiones fluidas.

a) Monofásicas. Están formadas completamente por líquido (L), gas (V) o sólidos (S o inclusiones minerales). Entre los fluidos más frecuentes son las de líquidos acuosos, en general formadas a muy baja temperatura.

b) Bifásicas. Presentan sólo dos fases, siendo más frecuentes las que tienen vapor y líquido.

c) Trifásicas. Cuando aparecen más de dos fases el esquema de clasificación se complica, ya que unas veces son predominantemente líquidas, otras gaseosas con líquidos inmiscibles o baja proporción de sólidos, mientras que en otras son muy abundantes los sólidos.

d) Poli- o multifásicas. Las inclusiones más complejas las tenemos cuando aparecen varios tipos de sólidos ("daughter minerals") junto con el líquido o líquidos inmiscibles y la burbuja de gas. Son típicas de ambientes profundos tipo Pórfidos.

Figura Nº 02.- Clasificación de Nash (1976) mostrando los cuatro tipos más importantes de inclusiones fluidas. (L=líquido; V=vapor; S=sólido; C=carbónicas).

Page 3: Inclusiones fluidas aplicadas a la exploración minera

5.-. Microtermometría

Es la observación de los cambios de fases en inclusiones fluidas (IF) bajo condiciones de calentamiento y enfriamiento controladas, es la base fundamental para el estudio de inclusiones fluidas.

5.1.- Fase calentamiento- Identificación de la Temperatura de Homogeneización

5.1.1.- En Inclusiones Fluidas tipo Bifásicas.

Figura 03.- Secuencias de cambio de fase para conseguir la temperatura de Homogeneización (ThºC) en una Inclusión Fluida bifásica. L: Liquida; V: Vapor

5.1.2.- En Inclusiones Fluidas tipo Polifásicas.

Figura 04.- Secuencias de cambio de fase para conseguir la temperatura de Homogeneización y dilución de la Halita en una Inclusión Fluida Polifásica. H: Halita; V: Vapor

400ºC

V H

20ºC

160ºC

300ºC

ThºC

Page 4: Inclusiones fluidas aplicadas a la exploración minera

5.2.- Fase Enfriamiento- Identificación de la Temperatura de Fusión.

Figura 05.- Secuencias de cambio de fase para conseguir la temperatura de fusión (TfºC) para poder encontrar la salinidad del fluido en una Inclusión Fluida bifásica. L: Liquida; V: Vapor

6.- Inclusiones Fluidas en un Yacimiento Tipo Pórfido.

Las Temperaturas de Homogeneización y salinidades según zonas de alteración tenemos:

-TfºC

Page 5: Inclusiones fluidas aplicadas a la exploración minera

Figura N° 05.- Ubicación espacial de las ateraciones de un Yacimiento tipo Pórfido.

a.- Alteración Cálcico-Sódico: se caracteriza por albita, actinolita, epidota, titanita.

Cálcico: Granate y piroxenos. Sódico: Sericita, turmalina (inferior T), superiores Los fluidos son salinos con temperaturas moderadas y altas (300-400ºC).

b.- Alteración Potásica: se caracteriza por FPTKs, biotita secundaria +/-magnetita. (Metasomatismo –K, lixiviación Na, Ca, intercambio alcalino). Fluido K y rico Fe.

Th: 350-700 °C; Salinidad: 70% en peso de NaCl.

c.- Alteración Propilítica: se caracteriza por epidota, clorita, calcita, albita (hidratación, carbonatación, además de volátiles).

Th: 150-250 °; Salinidad: 1-10% en peso de NaCl.

d.- Alteración Fílica: se caracteriza por sericita-cuarzo. Fluidos usualmente de baja salinidad, dominada vapor (pero hay excepciones). Temperatura entre 200-400 °C.

e.- Alteración Argílica: por arcillas (illita, esmectita, caolinita)-cuarzo. El fluido es acuoso o dominado o condensado en fase de vapor (i.e, de baja salinidad, temperatura baja).

7.- Inclusiones Fluidas en un Yacimiento tipo Skarn.

Las Temperaturas de Homogeneización (ThºC) y salinidades según zonas de alteración Prograda y Retrograda:

A.- Metamorfismo isoquímicoB.- Fase ProgradaC.-Fase ProgradaD.- Fase Retrograda

Page 6: Inclusiones fluidas aplicadas a la exploración minera

Figura N° 07.- Ubicación espacial de las ateraciones de un Yacimiento tipo Skarn.

Page 7: Inclusiones fluidas aplicadas a la exploración minera

7.1.- Skarn de Hierro

Prograda: Granates y Piroxenos: Th ºC: 370-700°C y 300-690°C; Salinidad: 50 wt % NaCl

Retrograda: Epidota y vetas transversales de cuarzo: Th °C: 245-250°C y 100-250°C; Salinidad: 25 wt % NaCl

7.2.- Skarn de Oro

Prograda: Granates y Piroxenos: Th °C: 730-695°C; Salinidad: 33 wt % NaCl

Retrograda: Escapolita, epidota y actinolita: Th °C: 320-400°C, 255-320°C y 320-350°C

7.3.- Skarn de Tungsteno

Prograda: Granates y Piroxenos: Th °C: 800-600°C; Salinidad: 52 wt % NaCl

Retrograda: Anfíboles y cuarzo: Th °C: 250-380°C y 290-380°C; Salinidad: 12-28 y 2.5-10.5 wt % NaCl

7.4.- Skarn de Cobre

Prograda: Granates y Piroxenos: Th °C: ~750°-400°C.

Retrograda: Th: <400°C; Salinidad: <25 wt% NaCl

8.- Interpretaciones.

Figura N° 08.- Diagrama ThºC versus Salinidad para poder ubicar modelos de Yacimientos. Modificada de Wilkinson (2001)

Page 8: Inclusiones fluidas aplicadas a la exploración minera

09)

10)

11)

Figura N° 09 y 11.- 09) Secciones Longitudinal mostrando Paleorelieves, isotermas y direcciones de fluidos.

DIRECCIONES DE FLUIDOS

Yparraguirre J.A. 2005

Yparraguirre J.A. 2008

González-Partida et al. (2006) y de Camprubí et al. (2006b).

Page 9: Inclusiones fluidas aplicadas a la exploración minera

9.- Bibliografía.

Brown (1998) Fluid Inclusion Modeling for Hydrothermal Systems, Techniques in Hydrothermal Ore deposits Geology, Rev. in Economic Geology, Vol 10, p. 151-171

Burnham, C.W., (1979) Magmas and hydrothermal fluid, in Barnes, H.L., ed., Geochemistry of hydrothermal ore deposits, Wiley, New York, p. 71-136

Castroviejo R, Yparraguirre J.A, Cánepa C. (2008) Extensive boiling as a precipitation mechanmism for precious & base metal ores, Bienaventurada Mine, Huancavelica, Perú. 12th Quadrennial IAGOD Symposium, Session C3 (Abs. p. 43 & extended abs. in CD), Moscow, 21-24 august 2006.

Hollister and Crawford (1981) Fluid Inclusions: Applications to Petrology, Short Course, Mineralogical Association of Canada, Vol. 6, p. 305

Hollister, V.F. (1978) Geology of the porphyry copper deposits of the western hemisphere: Society of Mining Engineers, New York, p. 219

De Vivo and Frezzotti (1994) Fluid Inclusions in Minerals: Methods and Applications, Short Course IMA, Siena, 1-4 Sept. p. 376

Roedder (1984) Fluid Inclusions, Review a in Mineralogy, Vol. 12, Mineralogical Society of America, p. 646

Shepherd, Rankin and Alderton (1985) Fluid Inclusion Studies, Ed. Blackie, Chapman & Hall, New York, p. 239

Yparraguirre J.A. (2005) Secuencias Paragenéticas, Alteraciones Hidrotermales e Inclusiones Fluidas de la Veta Bienaventurada, Mina Bienaventurada, Huachocolpa- -Huancavelica. Tesis de grado, dirigida por el Dr. C. Cánepa. Univ. de San Marcos (UNMSM), Lima, Perú, 113 pp y 3 anexos.

Wilkinson (2001) Fluid inclusion in hydrothermal ore deposits, Lithos, 55, 229-272