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¿Qué es SEDEX en geología?

Los depósitos tipo sedimentarios exhalativos (SEDEX) son producto de la precipitación de esfalerita y galena. En menor medida de pirita y calcopirita (Pb-Zn-Cu-Fe), pero siempre a partir de emisiones de fluidos hidrotermales submarinos y de la sedimentación en el fondo del mar. También se usa shale-hosted o clastic-shale-hosted como sinónimos, pero no siempre se encuentra en shales, más bien en un amplio rango de rocas clásticas: margas negras, areniscas, cherts y carbonatos. También encajan en otras litologías con intercalaciones con exhalitas (precipitados hidrotermales) silíceas, fosfatos, fluorita, turmalinas, arcillas y plagioclasa. Su génesis ocurre en ambientes extensionales y grandes cuencas extensionales, donde las fallas normales actúan como una vía de circulación de fluidos. Su distribución es similar a los MTV incluyendo yacimientos en Asia (China, India y Medio Oriente). En Argentina un ejemplo es Mina Gonzalito (Río Negro), Mina Aguilar y La Colorada (Salta).

Los SEDEX son yacimientos de gran tonelaje (10 a 70 Mt) y leyes combinadas elevadas (8-16% de Zn+Pb) de donde además también se extrae Cu y Ag. El mayor inconveniente es que al ser depósitos de grano muy fino requieren mayor trituración y tienen una recuperación pobre (60 a 80%), elevando el costo.

Clasificación de los SEDEX
Clasificación de los SEDEX

Estructura geológica de los SEDEX

La estructura se compone de dos partes, una sedimentaria conforme con niveles bandeados y otra filoniana, disconforme en y stockwork (no visible generalmente). Posee una zonación vertical y horizontalmente visible ocasionalmente:

  • Zonación vertical: Cu>Zn>Pb>Mn
  • Zonación horizontal: Cu>Pb>Ba, Zn>Ba, Fe>Mn, Fe

Mineralización de los SEDEX

En cuanto a la mineralización, se identifican tres componentes concordantes con la estratificación y afectadas por la deformación.

Estructura de los SEDEX
Estructura de los SEDEX

La ganga se encuentra conformada por cuarzo, siderita o baritina. Como trazas puede haber antimonio, arsénico y Au.

Texturas de los SEDEX

Son depósitos biextendidos estratoligados y estratiformes.

  • Framboides, coloformes, microcistales
  • Laminaciones
  • Texturas bandeadas
  • Brechas
  • Slumps y fallas sinsedimentarias

A veces se forman halos de alteración de carbonatos de hierro alrededor de las mineralizaciones.

La siderita es estable en condiciones reductoras a temperaturas mayores a 300°C, pero puede ser estable en condiciones oxidante si la temperatura es menor a 200°C a expensa de hematita y/o pirita, siempre y cuando las concentraciones de bicarbonato en solución superen a las de sulfhídrico. Se admiten hipótesis de origen singenético (contemporáneos) o post mineralización. La alteración es poco contrastante, suele haber zonas de silicificación, argilitización, carbonatización, dolomitización.

Naturaleza de los fluidos

  • Agua marina: T° fría 2°, pH alcalino, Eh oxidante. Concentración de metales muy baja pero Mg elevado. Concentración de sulfato elevado.
  • Agua hidrotermal: T° alta 350°, pH ácido (3,5) Eh reductor. Concentración de metales y sulfhídrico elevadas.

Para producir la precipitación, debe haber una disminución de la temperatura, un aumento del pH con mezcla de fluidos.

¿Cómo son los depósitos tipo MVT? – Missisippi Valley

Los depósitos tipo MVT o Misisipi Valley son de una familia de depósitos epigenéticos de Zn-Pb (Ba-F). Son precipitados a temperaturas variables entre 200°C a 75° C a partir de densas salmueras en cuencas y típicamente en plataformas con secuencias carbonáticas. La mayoría son más ricos en Zn que en Pb, la diversidad de metales baja pero puede haber Cd, Ga, Ge y In como subproductos. Poseen tonelajes bajos (media > 10 Mt) y leyes combinadas medias a altas (5 a 15% de Zn+Pb). Los yacimientos importantes están concentrados principalmente en Norteamérica (Estados unidos y Canadá), Europa y Australia, siguiendo por algunos yacimientos en el norte de África, Brasil y Sudáfrica. Su origen tectónico se atribuye a cuencas interiores (intracontinentales e intracratónicas) conectados con eventos de contracción tectónica. Están alojados en rocas de caja carbonáticas (dolomías-calizas) y raramente, areniscas.

Morfología de depósitos tipo MVT

Su morfología es variada: estratoligados, bi-tri o uniextendidos en forma de mantos, lentes y vetas, en general los contactos son la roca de caja son netos en el techo y en la base y transicionales a los laterales, carecen de stockworks y zonaciones. Las texturas son típicas de relleno de cavidades, bandeamientos coloformes y cementación de brechas, pero también puede haber reemplazo y formar depósitos diseminados a masivos. El control estructural es paleogeográfico y paleohidrológico por cambios de facies sedimentarias, porosidad, paleokarstificaciones y paleocanales. Cuando hay disolución y colapso, son comunes el bandeamiento, los contactos disconformes, y las estructuras de colapso kárstico y por lo tanto las texturas son características de precipitación rápida (Coloforme, dendrítica, esqueléticas y drusas).

Morfología Depósito Mississippi Valley

Morfología Depósito Mississippi Valley

La mineralogía de un depósito tipo MVT:

Las alteraciones típicas son de fluidos ácidos y temperaturas bajas: dolomitización, silicificación, carbonatación y caolinización.

La precipitación de minerales en los depósitos tipo MVT puede ocurrir por cualquiera de estos tres modelos:

  • Azufre reducido: Los cloruros de metales y el azufre se transportan juntos cuando reaccionan forman sulfuros. Para que esto suceda, debe haber decrecimiento de la temperatura, presión, y aumento del pH.
  • Reducción del sulfato: El azufre se transporta oxidado como ion sulfato junto a los metales y se reduce al interactuar con materia orgánica. Es un proceso muy lento y poco eficaz a bajas temperaturas.
  • Mezcla de fluidos (a partir de dos fluidos): Los metales los aporta un fluido caliente y el azufre lo aporta un fluido superficial como azufre reducido, al mezclarse ocurre una sobresaturación instantánea y precipitan sulfuros.

La circulación de los fluidos en depósitos Missisippi Valley ocurre por varios motivos:

  • Gravedad: gradientes topográficos.
  • Carga tectónica: por empuje tectónicos.
  • Compactación: por reacciones diagnéticas y escape de fluidos calientes por sobrepresión.
  • Circulación convectiva: Siguiendo gradientes térmicos o de salinidad.
  • Sismicidad: Por movimientos de fallas

Circulación de fluidos en MVT
Circulación de fluidos en MVT

 

¿Cómo es la génesis de la cromita?

La cromita, como parte de los óxidos, tiene una génesis temprana, ya que cristalizan como cristales euhedrales. Sin embargo, pueden sufrir corrosión y reabsorción en el magma en cristalización produciendo concavidades en los cristales, granos redondeados y textura en atolón. Por eso es típica de la cromita la textura pull-apart, otras veces puede formar agregados de
granos polihédricos en bandas monominerales. Los sulfuros al tener temperatura de fusión más bajas que los silicatos, estarán presentes como agregados de granos redondeados o como agregados de cristales intersticiales que representan la solidificación de las gotas inmiscibles en el magma. Es por ello que la génesis de la cromita es compleja y por lo tanto, existen distintos tipos de depósitos.

Depósitos de cromita

Existen tres tipos de depósitos respecto a la relación de Cr-Fe y su aplicación industrial:

Cromita de Áreas cratónicas (ambiente pasivo)

  • Estratiformes de alto hierro. La relación 1,5:1 de Cr-Fe. Tiene un uso metalúrgico y químico.

Estos depósitos son diseminados biextendidos de grandes dimensiones  y asociados a ambientes colisionales, comúnmente precámbricos. Se asocian a un origen de diferenciación magmática in situ o inyectas en una roca de caja. Conforman petrográficamente noritas, dunitas, harzburgitas, peridotitas, y gabros con minerales de mena de cromita, pirrotina, pentlandita, magnetita,
ilmenita, calcopirita, óxidos de titanio y platinoideos con textura masiva, diseminada, cumular y nodular.

Con nicoles paralelos

Son susceptibles a alteración de serpentinización. En ese caso se extraen asbestos y talco como ganga.

Son de alto tonelaje y las leyes son variadas: Cr (30-70%) , Ti (2-20%), V, Mg, Ni (0,3-2%), Pt (20-1000 gr/Tn), Fe (30-60%).

Su génesis se debe a la cristalización fraccionada en una cámara magmática máfica y por eso su mineralogía se encuentra con disposición zonal en zona inferior (cromita), crítica (PGE, Pt, Pd, Ni),
Principal (Au, Cu, Ni) y superior (Magnetita, Ti, V). También se lo llaman “Tipo Bushveld” por el yacimiento más importante (>67000km2) encontrado en Sudáfrica de donde se extrae Cr, Ni, Cu y Pt. Los yacimientos importantes están el
continente africano, norteamerica, (Muskox, Duluth), Groenlandia y Escocia.
El complejo ígneo Bushveld es la reserva más grande de metales PGE, también posee importantes reservas de Hierro, cromo, Titanio y Vanadio. Su origen corresponde a intrusiones lopolíticas de 9km de espesor, durante el precámbrico. Se lo divide en cuatro zonas con diferente litología y
estructura. El UG2 o serie anortosítica de la zona crítica junto a la zona principal o “Merensky Reef” constituyen un 90% de las reservas de PGE.

Cromita asociada a corteza oceánica (alpinos)

Estos depósitos están asociados con Ofiolitas- Complejos Alpinos podiformes (ambiente geodinámico activo).

  • Podiformes y estratiformes de alto cromo. Relación >2:1 de Cr-Fe. De uso
    metalúrgico.
  • Podiformes de alto aluminio. Relación 2,5:1 de Cr-Fe. De uso refractorio.

Textura Pull-Apart

Son depósitos más jóvenes (paleozoicos-mesozoicos) formados en un ambiente geodinámico pasivo de extensión con generación de corteza oceánico y luego un ambiente activo de subducción, acrecional, colisional o de suprasubducción para que quede expuesta en forma de ofiolita. (Por ejemplo, por obducción). Consiste en masas deformadas triextendidas de dunitas,
perdiotitas, harzburgitas, lerzolitas, gabros olivinicos y con foliación y plegamiento. La mena tiene textura masiva, diseminada, nodular o cumular y la cromita usualmente muestra textura “pull-apart”.

Cr de un depósito podiforme, con textura de pull-apart

Cabe destacar que la cromita no se forma en la corteza, sino que su origen proviene del manto tectonizado. Su textura es
anhedral de variable tamaño de grano y de aspecto brechoso, producto del cizallamiento . Al microscopio se forma una textura pull-apart: Primero se forman burbujas que capturan cristales de cromita y los arrastran hacia la parte superior, posteriormente, a medida que
aumenta la densidad y se escapan los gases, la cromita cae en forma de nódulos inmersos en una matriz olivínica que
posteriormente se altera a serpentina. Para que ocurra la exclusión del Cr de la olivina se necesitan temperaturas mayores a 1000° C.

Génesis de las cromitas alpinas

Su origen se debe a la fusión del manto superior en dorsales oceánicas. En la sección basal se forman rocas ultrabásicas con cromita masiva y diseminada y en la parte superior, rocas básicas con sulfuros de Fe, Ti y V formados por fluidos inmisicibles en el fundido gábrico. Además, son mena de Ru, Os, Ir y los minerales de mena son cromita, magnetita, pirita, pirrotina y pentlandita con ganga de talco y serpentina. Son depósitos de alta ley (30% de cromita, mayor a estratificados) y bajo tonelaje, normalmente asociados a depósitos de VMS tipo Cypruss.

¿Qué es una Provincia metalogénica?

Una Provincia Metalogénica es sinónimo de una faja metalogenética. Se define como una porción del terreno que tiene un conjunto de yacimientos ubicados en un único terreno tectonoestratigráfico.

Este criterio difiere de la definición dada por Silitoe (1976) quien lo utiliza para
caracterizar zonas longitudinales con un contenido metálico determinado:

  • Prov. Metalogénicas Preacrecionales (PRE), características de cada terreno o de las zonas de sutura que
    los vinculan.
  • Prov. Metalogenéticas Sinacrecionales (SIN), formadas en períodos de yuxtaposición estructural y
    deformación regional durante episodios colisionales
  • Prov. Metalogénicas Postacrecionales (POS), que comprenden depósitos vinculados con eventos
    magmáticos o sedimentarios postcolisionales y que comprenden uno o más terrenos adyacentes a los que traslapan.

Es importante aclarar que una provincia puede contener más de un periodo de mineralización.

Además, esta definición no debe confudirse con aquella que refiere a una Provincia Geologica, per se.

¿Qué es un metalotecto en geología?

En lo que refiere a la geología, un metalotecto es aquel que enfatiza rasgos geológicos tectónicos, litológicos y
geoquímicos que tuvieron un rol fundamental en la concentración de uno o más elementos formadores de un depósito. Los metalotectos pueden ser positivos o negativos. Mejor dicho, es todo objeto geológico vinculado a la Iitología, a la paleogeografía, a la estructura, a la geoquímica, etc. que contribuye a la constitución y emplazamiento de una concentración mineral.

Un metalotecto relevador

A Ios fines de una aproximación metalogenética regional, se podría poner énfasis en Ios que son reveladores. ¿Pero cuales son realmente? Las estructuras (fallas, fracturas, lineamientos), los ejes de plegamientos, las fajas de cizalla, las facies favorables, entre otros.

¿Cómo reconocer la esfalerita al microscopio?

La esfalerita es un sulfuro relativamente fácil de reconocer al microscopio. Además, también es conocida por "blenda", simplemente. Por supuesto, que estamos hablando de un reconocimiento en corte pulido y bajo luz reflejada. Lo primero a destacar es que es un mineral esencialmente isótropo y de color gris. Sin embargo, es importante destacar la presencia ocasional de reflejos internos, especialmente en aquellos cortes delgados mal pulidos.

Textura de las esfalerita en microscopio

Otro dato no menor es que la esfalerita suele estar en textura "in desease". Este tipo de textura se produce cuando el sulfuro convive con la calcopirita y se producen contenidos espurios de hierro y cobre. Visita este sitio para conocer más sobre esta textura.

esfalerita en textura in disease
sph y cpy en textura "in disease"

Si todo lo demás falla para reconocer este sulfuro, entonces se debe recurrir a una mejor visualización del color. Los reflejos internos pueden verse amarillos a rojizas. La variación en el color va a depender muchísimo de la cantidad de hierro presente en la fórmula química de la blenda.

¿Cómo es la planificación minera?

La planificación minera nace a partir de un proyecto minero. Esto es un conjunto ordenado de actividades, que deben ser completadas en un tiempo específico dentro de un presupuesto con el fin de tomar la decisión de explotar o no un depósito, en base a si es conveniente avanzar o descartar la propuesta.

Planificación minera

Puede ser dividida en seis etapas fundamentales:

1. Prospección minera

Dura entre 2 y 4 años. La tarea del geólogo es conocer los elementos asociados al depósito y tener una idea de las dimensiones del mismo, su mineralogía y el halo de la anomalía. El trabajo debe ser objetivo e imparcial sin interpretaciones a priori. La prospección en si se encuentra conformada por:

Planificación

Durante la cual se realiza una interpretación de las imágenes satelitales y se determinan lineamientos, dimensiones y un conocimiento general de la mineralogía. En esta etapa se utiliza un mapa de distrito minero con escala 1:25000.

Mapeo de campo

Se hacen varios mapas de detalle a escala 1:10000 a 1:2500 y se cargan en diferentes capas de un sistema de información geográfica (GIS).

  1. Litología, lineamientos y contactos.
  2. Estructuras sedimentarias
  3. Pliegues, sistemas de fracturas, diaclasas y fallas reconocidas o inferidas.
  4. Mineralización económica y asociación de rocas.
  5. Bandeamientos, laminación, foliación, clivaje.
  6. Red fluvial, topografía, vegetación y geomorfología.

Muestreo

El muestreo va a depender mucho del presupuesto. Se podría empezar por hacer una canaleta o chip-sampling (diamantinas). De haber más recursos económicos se podría recurrir a una prospección geoquímica para identificación de elementos traza y anomalías. Luego se plasman los resultados en cartas geoquímicas  con escala 1:250000.

Diseño y mapeo de sondajes

En función de los estudios realizados previamente se diseña una campaña de perforación para chequear la continuidad de la veta y la mineralización en profundidad mediante perforaciones. También se realiza un mapeo de sondajes y selección de muestras para laboratorio.

Logueo de diamantinas

Se hace una determinación de las propiedades mineralógicas y físicas. Entre ellas habrá un detalle de la alteración, oxidación, mineralogía y densidad. Se puede estimar una ley.

Compilación de la información e interpretación

Mapeo en superficie y en profundidad con información de alteración, óxidos y mineral.

Modelamiento

Se realiza un modelo de lo que sería el yacimiento. Esto incluye diseño de la veta: forma, tamaño, densidad. Luego un análisis estadístico y económico. Finalmente un modelo de bloques.

1er Informe de impacto ambiental

2. Exploración

Se realiza un estudio de detalle hasta llegar a una reserva probada. Para ello se realiza un cálculo de reservas. Primero se establecen los recursos con modelado geológico, luego las perforaciones y el análisis geoquímico. Luego se estiman las reservas con un análisis geoestadístico (modelos de bloques). Un estudio de prefactibilidad con análisis económico, técnico y ambiental. Finalmente se realizan ensayos en planta piloto y la realización de un 2do Informe de impacto ambiental y audiencia pública.

3. Operación - Producción minera

Puede durar entre 10 y 30 años.

Extracción

Se realiza según el tipo de mina:

  • A cielo abierto (90%): Depósitos de baja concentración o rocas de aplicación. Tienen mayor impacto visual y ambiental, pero son más seguras para los trabajadores. Típicamente explotación de sulfuros.
  • Subterránea: Depósitos de alta concentración. Dejan menor cantidad de residuos, pero son más peligrosas para sus trabajadores.
  • Por disolución: Para depósitos solubles como el litio, la sal y el uranio.

Procesamiento

Concentración

  • Trituración
  • Molienda
  • Clasificación
  • Separación
  • Reducción:
    • Pirometalúrgica (volatilización)
    • Hidrometalurgia (cianuración)
  • Refinación

Manejo de los residuos

  • De extracción: Son sólidos y por lo tanto se acumulan en escombreras o
    botaderos.
  • De procesamiento: La parte sólida va a escombreras, la mezcla de finos y
    líquidos se acumulan en diques de cola.
  • Concentrados
  • Población minera: Planta de tratamiento cloacal y de residuos. Además se tiene en cuenta el reciclado.

4. Plan de Cierre

Puede durar entre 1 y 2 años. Es una herramienta que permite identificar los impactos ambientales y definir medidas para mitigarlos.

5. Rehabilitación y remediación

Puede durar entre 1 y 4 años. En realidad, no es consecuente al cierre sino que debería comenzar desde la primer extracción. Se realiza un informe de impacto ambiental en el cual se tiene en cuenta:

  • Prevención del impacto
  • Restauración del terreno
  • Remediación

5. Monitoreo

El monitoreo debería durar por lo menos 5 años. La continuidad de las etapas de un proyecto minero dependen de las financiaciones, el estudio de vialidad y los precios del mercado. En general se cumplen criterios de inversión de proyectos mineros (PIM) en función de:

  • La posibilidad de existencia de de un deposito mineral
  • Valor actual provisional esperado del prospecto
  • Costos de exploración
  • Seguridad legal y jurídica

¿Qué es la calcografía en geología?

La calcografía es una técnica microscópica dentro de la geología que se preocupa por el estudio de los minerales opacos en corte pulido. Estos minerales deberán ser estudiados con microscopios ópticos que posean luz reflejada. La diferencia fundamental radica en que la observación de minerales opacos en corte transparente es prácticamente inútil. Sólo en corte pulidos es apreciable la conformación de los granos, las distintas texturas y los colores que adquieren en presencia de otros minerales.

A modo de ejemplo, la pirita en una roca ígnea como un granito se verá como una mancha negra. En un corte pulido se verá un agregado amarillo pálido con rayas, indicando que tiene clivaje. Esta diferencia sólo sería posible de apreciar gracias a la calcografía. Por suerte en geología conviven ambas disciplinas.

Pirita en corte calcográfico

Minerales Opacos en un granito