INDICE 1. YACIMIENTOS SEDIMENTARIOS RICOS EN ORO EN EL PERU Y EL MUNDO ............................................................................... 2 1.1
DEPÓSITOS DE PLACERES .............................................................................................. 2
1.1.1
1.2
1.1.1.1
RESIDUALES: ...................................................................................................... 3
1.1.1.2
ELUVIALES.......................................................................................................... 3
1.1.1.3
PLACERES ALUVIALES ........................................................................................ 3
1.1.1.4
PLACERES DE PLAYA .......................................................................................... 7
1.1.1.5
PLACERES EÓLICOS ............................................................................................ 8
1.1.1.6
PLACERES FÓSILES: (paleoplacer) ...................................................................... 8
CUENCA DE WITWATERSRAND ..................................................................................... 9
1.2.1 1.3
Clasificaciones de placeres .................................................................................... 3
Origen geológico ................................................................................................... 9
PLACERES ALUVIALES DE MADRE DE DIOS LOS........................................................... 10
2. CLASIFICACION DE ARENISCAS MODIF. DE FOLK 1968, CORRALES ET AT 1977 ............................................................ 12 2.1
CARACTERISTICAS GENERALES .................................................................................... 13
2.1.1
Cuarzoarenitas u ortocuarcitas o metacuarcita .................................................. 13
2.1.2
Las arcosas........................................................................................................... 15
2.1.3
Las litoarenitas .................................................................................................... 17
2.1.4
Las grauvacas....................................................................................................... 19
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YACIMIENTOS SEDIMENTARIOS RICOS EN ORO EN EL PERU Y EL MUNDO
1.1 DEPÓSITOS DE PLACERES
Los placeres corresponden a una concentración gravitacional de minerales pesados por fluidos en movimiento, generalmente por agua, aunque puede ocurrir también en sólidos y gases. Las condiciones para que ocurra una concentración gravitacional de minerales pesados son: 1. Liberación de la fuente de roca original (meteorización) 2. Alta densidad de la fase mineral (Ej. Au 19,3 g/cm3) 3. Alta resistencia química a la meteorización (no reactivo) 4. Durabilidad mecánica (física) Los placeres auríferos son quizás los más conocidos entre este tipo de depósitos, pero los minerales que cumplen esas propiedades en distintos grados son: casiterita, cromita, columbita, cobre, diamantes, granate, oro, ilmenita, magnetita, monazita, platino, rubí, rutilo, safiro, xenotima y circón. Los sulfuros se descomponen fácilmente al oxidarse (no son resistentes a la meteorización), por lo que raramente se encuentran concentrados en placeres. Sin embargo, hay excepciones en paleoplaceres del Precámbrico, debido probablemente a que la atmósfera del Precámbrico no era oxidante. Los depósitos de placeres se han formado en todo el tiempo geológico, pero la mayoría son del Cenozoico a Reciente. La mayoría de los placeres son pequeños y a menudo efímeros ya que se producen sobre la superficie terrestre, generalmente en o sobre el nivel de base para la erosión, de manera que muchos de ellos son erosionados y solo excepcionalmente son enterrados como para preservarse como paleoplaceres. La mayoría de los depósitos de placeres son de baja ley, pero su explotación es posible debido a que se encuentran en materiales sueltos, no requieren de molienda y pueden explotarse con plantas relativamente baratas. La explotación por dragado de gravas aluviales es una de las más baratas. En el caso de paleoplaceres (placeres antiguos preservados en secuencias sedimentarias) estos probablemente estarán litificados, inclinados y parcial o totalmente enterrados bajo otras rocas también litificadas. Esto implica que su eventual explotación será mucho más costosa y que deben ser extraordinariamente de alta ley o contener minerales valiosos como el oro para
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ser rentables. Sin embargo, los paleoplaceres del Precámbrico del Witwatersrand de Sudáfrica constituyen una de las mayores concentraciones de oro del mundo, por lo que Sudáfrica por mucho tiempo ha sido el mayor productor de este metal precioso. También hay ejemplos de conglomerados diamantíferos Cretácicos cerca de Estrella Do Sul en Brasil y en el prospecto de Max Resources en Australia occidental. Este último consiste en un conglomerado Terciario de 2-3 m de potencia y 2-3 m bajo la superficie, el que tiene una ley recuperable de 0,23 quilates2 /m3 con aproximadamente 60% de piedras con calidad de gema. 1.1.1
Clasificaciones de placeres
Existen numerosas clasificaciones de placeres, pero para los efectos de este curso se utilizará una clasificación genética simple, a saber: Placeres residuales: acumulación in situ durante la meteorización. Placeres eluviales: acumulación en un medio sólido en movimiento. Placeres aluviales: concentración en un medio líquido (agua). Placeres eólicos: concentración en medio gaseoso en movimiento (viento). Placeres de playa: concentración por efectos del oleaje de playas.
1.1.1.1 RESIDUALES: Acumulados inmediatamente encima de las rocas madres o fuentes (Ej. vetas con oro o con casiterita; Fig. 1) por descomposición y remoción de materiales más livianos de la roca; estos pueden gradar hacia abajo a vetas meteorizadas. 1.1.1.2 ELUVIALES típicamente formados en pendientes de montañas en “acarreos” e incluyen minerales liberados de la roca fuente cercana (Fig.1). Los minerales pesados se concentran sobre la superficie pendiente debajo de la fuente, mientras los minerales más livianos y noresistentes son disueltos o arrastrados pendiente abajo o volados por el viento. Esto produce una concentración parcial por reducción del volumen, un proceso que continúa con el deslizamiento pendiente abajo. Es obvio que para que haya un depósito de interés económico mediante este proceso incompleto de concentración se requiere de una fuente rica. En algunas áreas con placeres eluviales, los materiales económicos se han concentrado en bolsonadas en las superficie de la roca subyacente al material no consolidado (circa). 1.1.1.3 PLACERES ALUVIALES Este ha sido uno de los tipos de placeres más importantes históricamente y la minería primitiva correspondió a este tipo de depósitos (Ej. Egipcios, Incas). La fácil extracción ha
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hecho que sean muy buscados y ellos han sido la causa de las “fiebres” de oro y de diamantes (Ej. fiebre del oro de California y del Yukón en el Siglo XIX).
Fig. 1 Formación de placeres residuales (izquierda) y eluviales (derecha) por la meteorización de vetas con casiterita.
Mecanismo de concentración gravitacional: En general la fracción de minerales pesados de un sedimento es de grano más fino que los componentes livianos. Hay varias razones para esto, primero los minerales pesados son naturalmente de grano más fino que el cuarzo o feldespato en rocas ígneas o metamórficas de las que derivan. Segundo, la selección y composición de los sedimentos está controlada tanto por la densidad como el tamaño de las partículas, conocida como la razón hidráulica, por lo que un grano grande cuarzo requiere de la misma corriente que uno pesado y pequeño para moverse. Si existe una corriente fuerte todos los granos de arena de un sedimento estarán en movimiento, pero si la velocidad decrece se depositarán primero los minerales pesados gruesos, luego los minerales pesados finos y solo después los minerales livianos gruesos. Si la velocidad de la corriente no disminuye más, se producirá una concentración de minerales pesados en el sedimento. Consecuentemente, estas concentraciones ocurren en condiciones de flujo irregular y esto puede ocurrir en varias situaciones, dado que la roca fuente esté dentro del área de captura (cuenca). El primer ejemplo donde se dan las condiciones para la concentración de minerales pesados es la emergencia de un cañón a una cuenca o zona de sedimentación; en el cañón o quebrada encajonada con fuerte pendiente la depositación de sedimentos es virtualmente cero, pero al salir del sector montañoso, abrirse el cauce y disminuir la gradiente (pendiente) hace que cualquier mineral pesado tienda a depositarse mientras los livianos serán arrastrados aguas abajo. Asimismo, si existen salientes rocosas en el lecho del cauce los minerales pesados serán retenidos por estas (Fig.3). Otros sitios de acumulación corresponden a caídas o saltos de agua y remolinos (Fig.2). Asimismo la confluencia de un afluente menor con un río más grande con
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flujo más lento (Fig.4). Uno de los lugares que provee condiciones muy favorables para la concentración de minerales pesados son los cauces con meandros; mientras más rápido sea el flujo en la parte externa de un meandro, mas lento será el flujo en su parte interna y a medida que el meandro migra puede originar una concentración de minerales pesados (Fig.5). El transporte de materiales por una corriente es por saltos o en suspensión, pero en la mayoría de las situaciones fluviales y litorales marinas el transporte de arena y partículas más grandes es en forma de una capa de tracción en la cual la depositación es poco importante. Lo importante es que los granos o clastos más grandes y livianos que sobresalen en la capa serán arrastrados en mayor medida por la corriente y que los intersticios en sedimentos gruesos atrapan a los minerales pesados más finos, por lo que las gravas serán mejores trampas que la arena para los minerales pesados. Esto frena el desplazamiento de los minerales pesados más finos y produce un enriquecimiento de ellos mientras son transportados en una capa gruesa de sedimento en el fondo del cauce. La mayor parte de la producción de estaño se obtiene en placeres de casiterita en Brasil y Malasia; también los placeres son importantes productores de oro.
Fig. 2. Los pozos de caídas o saltos de agua y hoyos generados por remolinos de agua pueden ser lugares donde se concentran minerales pesados.
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Fig. 3. Salientes de cuarzo en una secuencia de lutitas pueden servir como trampas naturales para la acumulación de oro en placeres.
Fig. 4. La confluencia de un afluente de alta energía con un curso mayor de flujo más lento puede constituir el lugar de concentración de minerales pesados.
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Fig. 5. Formación de placeres (punteado) en un cauce de flujo rápido con meandros migrantes. 1. Posición original del cauce; 2. Posición intermedia; 3. Posición actual. Note que la acumulación de placeres se extiende lateralmente y aguas abajo.
1.1.1.4 PLACERES DE PLAYA En las playas el efecto del oleaje y de corrientes costeras también puede producir la concentración de minerales pesados. Las olas lanzan material a la playa y la resaca arrastra los materiales más livianos, los cuales son transportados por la deriva a lo largo de la costa, de modo que se producen concentraciones de minerales pesados en las playas, sobre todo durante la acción del oleaje durante tormentas (Fig.6). Las variaciones de nivel por las mareas también son relevantes, porque grandes mareas exponen una faja mayor de playa para la acción de las olas. Consecuentemente los placeres de playa se forman en la actualidad en sectores donde los vientos dominantes son oblicuos a la costa y existen corrientes marina paralelas a la costa, puesto que ambos factores promueven la deriva a lo largo de la costa. Esta situación ocurre en las costas de Australia y Africa, donde existen importantes concentraciones de minerales pesados.
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Fig. 6. Sección esquemática para ilustrar algunos lugares de formación de placeres de playa, los que se muestran por el punteado grueso. El retrabajo posterior de estos placeres por el viento, puede dar origen a placeres eólicos. Los minerales más importantes de placeres de playa son: casiterita, diamante, oro, ilmenita, magnetita, monazita, rutilo, xenotima y circón. Ej. placeres de oro de Nome, Alaska, placeres de playa en costa occidental de la isla de Chiloé, Chile, placeres diamantíferos de Namibia, arenas de ilmenita – monazita – rutilo de Travencore y Quilon, India, arenas de rutilo – circón – ilmenita de Australia del este y oeste y arenas de magnetita de la North Island, Nueva Zelanda. Obviamente para producir estas concentraciones debe existir una fuente, la cual pueden ser rocas costeras o vetas aflorantes a lo largo de la costa o fondo marino, o aporte de ríos u depósitos más antiguos retrabajados por el mar; en Chiloé el material original corresponde a morrenas glaciales retrabajadas por el mar. Los placeres marinos recientes se presentan a diferentes niveles topográficos debido a cambios del nivel del mar durante el Pleistoceno. Existen placeres de playa importantes por su producción de rutilo y circón que se extienden por 900 km en la costa oriental de Australia. Están en sedimentos cuaternarios que forman una faja costera de hasta 13 km de ancho y generalmente 30 a 40 m de potencia. 1.1.1.5 PLACERES EÓLICOS Los más importantes se producen por el retrabajo de placeres de playa por el viento; la generación de dunas es un fenómeno común en sectores costeros e implica movimiento de materiales clásticos y obviamente se mueven más fácilmente los materiales más livianos, de modo que se concentran o reconcentran las acumulaciones de minerales pesados. Ej. depósitos de arenas ferríferas de titanomagnetita de North Island, Nueva Zelanda, los que se estima que contienen más de 1000 Mt de titanomagnetita. 1.1.1.6 PLACERES FÓSILES: (paleoplacer) Son aquellos formados en el pasado y luego sepultados fuera del alcance de agentes erosivos, generalmente en secuencias sedimentarias.
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1.2 CUENCA DE WITWATERSRAND
La Cuenca de Witwatersrand es una formación geológica subterránea ubicada en Witwatersrand , Sudáfrica. Sostiene reservas de oro más grandes, ha sido el productor de oro más grande del mundo hasta el 2008 (actualmente ocupa el primer lugar china) ,ha producido más de 1500 millones oz (más de 40.000 toneladas métricas ), que representa alrededor del 50% de todo el oro extraído en la tierra.
Consiste en una gruesa capa de 5000-7000 m del Arcaico , rocas sedimentarias, principalmente establecido en un período de unos 260 millones de años, que comenzó hace unos 3000 millones de años. La serie completa de rocas, conocida como la " Witwatersrand supergrupo '' consiste en cuarcitas , bandas ironstones , lutitas , tillitas , conglomerados y algunos depósitos de lavas marinas. La mayor parte de la cuenca está profundamente enterrada bajo las rocas más jóvenes, pero hay afloramientos en algunas de las provincias circundantes. 1.2.1
Origen geológico
La cuenca de Witwatersrand fue creado durante el Era Arcaico, y por lo tanto es una de las estructuras geológicas más antiguas de la tierra. Se formaron en dos etapas, en el transcurso de 260 millones años a partir justo antes de 3000 millones de años.La primera fase, con una duración de 60 millones de años, consistió en depósitos sedimentarios en un mar poco profundo, llamado el "Mar Witwatersrand",los 25004500 m de espesor de capa resultante de los sedimentos se denomina la "West Rand Group" de Witwatersrand . La segunda fase, que se prolongó durante 200 millones de años, siguió a la primera fase, con depósitos a la tierra como resultado de la retirada del mar Witwatersrand ,dejando una planicie costera ancha casi plano sobre el cual los ríos del norte discurrían formando grandes deltas, en algunos de los cuales fueron depositados ricos yacimientos de oro, con 2500 m de espesor capa resultante de la roca que se denomina el "Grupo Rand central". El "Grupo Oeste Rand" y "Grupo Rand central" de rocas y juntos forman el "Witwatersrand supergrupo".
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Fig. 7. Cuenca de Witwatersrand.
1.3 PLACERES ALUVIALES DE MADRE DE DIOS LOS Se ubica en la parte sur-oriental del Perú.La mineralización de oro está directamente ligada a los ríos, y se ha concretado en milenios de años, originada por la desintegración de yacimientos primarios, ubicados en las cadenas montañosas de la vertiente oriental de la Cordillera de los Andes. El Oro se halla en los cauces actuales, islas, playas, llanuras aluviales, paleocanales, lagos, en donde se ha depositado con una estratigrafía determinada de limo, arcilla, arena y grava, cuyas potencias pueden alcanzar hasta los cinco metros en la denominada "sobrecarga" y potencias ligeramente mayores en las gravas auríferas, con una gradación y distribución característica. La ley estimada del depósito es de 0.250 g/m3.
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Fig. 8. Cuenca de Madre de Dios .
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CLASIFICACION DE ARENISCAS MODIF. DE FOLK 1968, CORRALES ET AT 1977
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2.1 CARACTERISTICAS GENERALES
2.1.1
Cuarzoarenitas u ortocuarcitas o metacuarcita
Generalmente son de colores claros, blancos o grises aunque a veces presentan tonos rojizos debido a la presencia de cementos de Fe. Están formadas casi exclusivamente por granos de cuarzo monocristalinos con cementos sintaxiales. También son frecuentes los granos de chert, metacuarcita y minerales pesados resistentes como circón, turmalina y rutilo. También pueden tenercementos de calcita, tanto en mosaico como poiquilotópicos. Pueden presentar contactos suturados y estilolitos debido a los procesos de presión disolución. Su composición química es indicativa de su mineralogía tan homogénea. Son supermadura textural y composicionalmente y suelen presentar variadas estructuras sedimentarias. En muchos casos las cuarzoarenitas son el resultado de periodos extensos de meteorización y transporte, de tal forma que casi todos los granos a excepción del cuarzo se han roto y alterado. El clima en el área fuente juega un papel fundamental. Muchos granos de cuarzo pueden ser de segundo ciclo, es decir derivados de sedimentos (areniscas y conglomerados) pre-existentes, este hecho está indicado por la presencia de cementos sintaxiales desgastados mecánicamente, lo que indica que son de un ciclo anterior. Las cuarzoarenitas se depositan esencialmente en cratones estables y márgenes pasivos. Dadas sus condiciones de formación no son muy abundantes en el registro sedimentario.
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Cuarzoarenita con cemento sintaxial de cuarzo (→).
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2.1.2
Las arcosas
Tienen más del 25% de feldespatos aunque normalmente presentan proporciones de Feldespatos comprendidas entre el 40 y 50%. Los feldespatos potásicos dominan si el área fuente es corteza continental, si el área fuente es volcánica predominan las plagioclasas. Son generalmente de color beige o rosado debido al color de los feldespatos y también a la presencia de hematites finamente diseminado sobre los granos, pues muchas arcosas forman parte o constituyen sucesiones rojas. Las arcosas pueden ser desde productos de alteración que han sufrido un mínimo transporte a areniscas muy bien ordenada y con estratificaciones cruzadas que han sufrido un transporte importante. Texturalmente son rocas o sedimentos cuya selección varia de baja a buena, y con granos desde muy angulosos a subredondeados, variando estos parámetros texturales en función del transporte. Se diferencian de las cuazoarenitas porque presentan una amplia variedad de cementos y procesos diagenéticos como son: cementación por calcita o cuarzo, cementos sintaxiales de feldespatos, y cementación y formación de matriz a partir de los minerales inestables. Además del área fuente el clima y el relieve del área fuente son factores importantes que controlan la formación de las arcosas. Bajo condiciones húmedas, los feldespatos se meteorizan a minerales de la arcilla, por tanto, climas semi-áridos y glaciales favorecen la formación de arcosas.
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Arcosa. El esqueleto está formado por granos de feldespato potásico (teñidos de amarillo) y granos de cuarzo. La pasta corresponde a un cemento de calcita (teñida de rojo por alizarina).
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2.1.3
Las litoarenitas
Estas as se caracterizan por presentar mayores contenidos de feldespatos que de fragmentos de roca. Los componentes más abundantes son los cuarzos monocristalinos (30-80%) y los fragmentos de roca (5-50%). La mezcla de granos de color claro (Q y Fto) con fragmentos de roca más oscuros da un aspecto moteado. Su composición y química es muy variada dependiendo del tipo de fragmentos de roca que incluyan. Generalmente tiene poca matriz primaria, si tienen mucha matriz se parecen mucho a las grauvacas. Los cementos son tanto de calcita como de cuarzo y es muy frecuente la presencia de matriz secundaria. La proporción de sílice puede variar desde el 90% (semejante al de las cuarzoarenitas) al 50-60% de las grauvacas. La proporción de Al 2O 3 y K 2 O depende de la proporción de fragmentos de lutitas o pizarras que incluya. La presencia de fragmentos de caliza y dolomías aumenta el porcentaje de los óxidos de Ca, Mg y CO2.. Las litoarenitas son inmaduras composicionalmente, pero pueden ser maduras a submaduras desde el punto de vista textural. Son características de depósitos aluviales, plataformas marinas y llanuras abisales. Pueden presentar estructuras sedimentarias muy variadas, siendo los fósiles escasos. Muchas de las areniscas formadas en cinturones orogénicos clásticos son litoarenitas, ya que la desintegración física de estas rocas genera detritos ricos en fragmentos de rocas. La mayor abundancia de litoarenitas coincide espacial y temporalmente con zonas activas tectónicamente.
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Litoarenita (filarenita). El esqueleto está formado por clastos de pizarras (en el centro) muy deformados por compactación, y cuarzos (monocristalinos y policristalinos). Rodeando los granos cemento pelicular ferruginoso.
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2.1.4
Las grauvacas
Son rocas duras y oscuras y muy “enigmáticas”. Dentro del esqueleto el componente fundamental es el cuarzo monocristalino (25-50%) y policristalino, son frecuentes los fragmentos de roca de distintos tipos. Los sedimentarios de grano fino, y metasedimentarios son los que dominan, también pueden ser muy frecuentes los fragmentos de rocas plutónicas, de calizas y volcánicas. Dentro de los feldespatos son más frecuentes las plagioclasas. Son rocas oscuras y en ocasiones difíciles de reconocer. La proporción de SiO2 varía entre el 50 y 70%. La elevada proporción de matriz rica en minerales de la arcilla que presentan (más del 15%) hace que también sean ricas en Al2O3, MgO y FeO+Fe2O3.La elevada matriz que presentan hace que las grauvacas sean, por definición, rocas inmaduras, aunque en algunas el esqueleto puede estar formado por granos bien redondeados y seleccionados. La distribución de tamaños de granos suele ser bimodal, la moda principal corresponde al esqueleto, la secundaria a la matriz.El origen de la matriz de las grauvacas no está del todo claro, de ahí que se hable del “problema de las grauvacas”. La presencia de proporciones elevadas de matriz se puede explicar de dos formas: 1) sedimento de grano fino depositado junto con la fracción arena y 2) alteración diagenética de minerales inestables (líticos) para dar lugar a la formación de pseudomatriz. Las dos soluciones son aceptadas, si bien se piensa que una gran parte (no toda) de la matriz de las grauvacas es de origen diagenético.Una gran parte de las grauvacas se han depositado por corrientes de turbidez en distintos tipos de cuencas generalmente alejadas de los márgenes continentales. Las grauvacas fueron dominantes durante el Arcaico, pues las áreas emergidas eran esencialmente arcos volcánicos. En general, una gran parte de las grauvacas se depositaron durante periodos de movimientos tectónicos importantes.
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Grauvaca con matriz clorítica.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Geológica,Minera y Metalúrgica
Petrología de rocas sedimentarias
Nombres: Gonzales Sales, Jhoel J. Rojas Huayanay, Juan M. Docente: Yparraguirre Calderon, José A.
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