Los depósitos de mineral de oro, cobre y óxido de hierro ( IOCG ) son concentraciones importantes y muy valiosas de minerales de cobre , oro y uranio alojados dentro de conjuntos de ganga con predominio de óxido de hierro que comparten un origen genético común . [1]
Estos cuerpos minerales varían de alrededor de 10 millones a >4.000 millones de toneladas de mineral contenido, y tienen una ley de entre 0,2% y 5% de cobre, con contenidos de oro que varían de 0,1 a 1,41 gramos por tonelada. [2] Estos cuerpos minerales tienden a expresarse como láminas de brechas cónicas, similares a mantas dentro de márgenes graníticos, o como brechas largas en forma de cinta o depósitos masivos de óxido de hierro dentro de fallas o cizallas. [3]
El enorme tamaño, la metalurgia relativamente simple y el grado relativamente alto de los depósitos IOCG pueden producir minas extremadamente rentables, aunque la formación de estos depósitos aún no se entiende completamente y el origen fluido de los depósitos de clase mundial aún se está investigando. [4]
Los yacimientos de óxido de hierro, cobre y oro suelen estar asociados también a otros oligoelementos valiosos como el uranio, el bismuto y los metales de tierras raras , aunque estos accesorios suelen estar subordinados al cobre y al oro en términos económicos.
Algunos ejemplos incluyen los depósitos de Olympic Dam, en Australia del Sur , y Candelaria, en Chile .
Los depósitos de óxido de hierro, cobre y oro (IOCG) se consideran expresiones metasomáticas de grandes eventos de alteración a escala de la corteza impulsados por la actividad intrusiva. El tipo de depósito se reconoció por primera vez mediante el descubrimiento y el estudio del depósito supergigante de cobre, oro y uranio Olympic Dam ( mina Olympic Dam ) y ejemplos sudamericanos .
Los depósitos IOCG se clasifican como separados de otros grandes depósitos de cobre relacionados con intrusivos, como los depósitos de pórfido de cobre y otros depósitos de pórfido metálico, principalmente por sus acumulaciones sustanciales de minerales de óxido de hierro, asociación con intrusivos de tipo félsico-intermedio (granitoides ricos en Na-Ca) y falta de la zonación compleja en conjuntos de minerales de alteración comúnmente asociados con depósitos de pórfido.
El conjunto relativamente simple de minerales de cobre y oro +/- uranio también se distingue del amplio espectro de depósitos de pórfido Cu-Au-Ag-Mo-W-Bi, y a menudo no hay zonificación de metales dentro de los ejemplos reconocidos de depósitos de IOCG. Los depósitos de IOCG también tienden a acumularse dentro de fallas como mineralización epigenética distal a la intrusión de la fuente, mientras que los pórfidos son mucho más proximales a los cuerpos intrusivos.
Una característica de los depósitos de mineral IOCG es la gran variabilidad entre depósitos con respecto a las calidades del mineral , los estilos de alteración y las características de inclusión de fluidos , lo que conduce a la falta de un modelo completo para la formación de depósitos. [5]
Una característica importante de estos depósitos es la profundidad de formación, que va desde la corteza superior profunda a profundidades de más de 10 km, hasta paleosuperficies. [6] Esta característica principal distingue a los depósitos de tipo IOCG de los depósitos de Cu-Au de skarn porfídico que se encuentran a profundidades de formación poco profundas (<5 km de profundidad). La formación a profundidades más profundas tiene implicaciones como fluidos minerales de una fuente profunda. [6]
Los depósitos IOCG aún están definidos de manera relativamente vaga y, como tal, algunos depósitos grandes y pequeños de varios tipos pueden o no encajar dentro de esta clasificación de depósitos. Los depósitos IOCG pueden tener afinidades similares a las de los skarn (por ejemplo, Wilcherry Hill , Cairn Hill ), aunque no son estrictamente skarns en el sentido estricto de que no son metasomatitas. [1]
Los depósitos IOCG pueden expresar una amplia variedad de morfologías de depósito y tipos de alteración dependiendo de su estratigrafía anfitrión, los procesos tectónicos que operan en ese momento (por ejemplo, algunas provincias muestran una preferencia por el desarrollo dentro de cizallas y zonas estructurales), etc.
Se han reconocido depósitos de IOCG en regímenes epitermales (estilos caldera y maar ) hasta regímenes frágiles-dúctiles en zonas más profundas de la corteza (por ejemplo, Prominent Hill , algunos ejemplos de Mount Isa y ejemplos brasileños). Lo que tienen en común los IOCG es su génesis en sistemas hidrotermales a escala de la corteza impulsados por magma. [7]
Los depósitos de óxido de hierro, cobre y oro se forman típicamente dentro de "provincias" donde se forman varios depósitos de estilo, cronología y génesis similares dentro de entornos geológicos similares. La génesis y procedencia de los depósitos de IOCG, sus conjuntos de alteración y la mineralogía de ganga pueden variar entre provincias, pero todos están relacionados con:
Los depósitos de IOCG suelen aparecer en los márgenes de grandes cuerpos ígneos que se introducen en estratos sedimentarios. Por ello, los depósitos de IOCG forman capas de vetas de brechas con forma de tubo, de manto o extensas dentro de la estratigrafía anfitriona. La morfología no suele ser un criterio importante del cuerpo mineral en sí, y está determinada por la estratigrafía y las estructuras anfitrionas. [8]
Los depósitos de IOCG suelen estar asociados a zonas distales de eventos ígneos particulares de gran escala, por ejemplo, una Suite o Supersuite particular de granitos, intrusivos máficos intermedios de una edad particular. A menudo, el evento intrusivo mineralizante se convierte en una asociación diagnóstica para las expresiones de mineralización de IOCG dentro de una provincia determinada.
La mineralización de IOCG puede acumularse dentro de rocas de pared metasomatizadas, dentro de estructuras de caldera o maar brechificadas , fallas o cizallas, o la aureola de un evento intrusivo (posiblemente como un skarn ) y generalmente está acompañada por un enriquecimiento sustancial en minerales de óxido de hierro ( hematita , magnetita ). Los depósitos de IOCG tienden a acumularse dentro de rocas ricas en hierro, como formaciones de hierro bandeado , esquistos de hierro, etcétera, aunque el enriquecimiento de hierro de rocas siliciclásticas por metasomatismo también se reconoce en algunas áreas.
Aunque no son exclusivamente del Proterozoico , en Australia y Sudamérica se reconoce que la mayoría de los depósitos de IOCG se encuentran en el basamento del Neoproterozoico al Mesoproterozoico. En todo el mundo, las edades de los depósitos de IOCG reconocidos varían de 1,8 Ga a 15 Ma, sin embargo, la mayoría se encuentran en el rango de 1,6 Ga a 850 Ma.
Uno de los factores más importantes en la formación de depósitos de IOCG es la presencia de fluidos minerales. El factor que impulsa el movimiento de fluidos en la corteza superior son los gradientes paleogeotérmicos actuales, así como los sistemas hidrotermales regionales responsables de la alteración dentro de estos depósitos. [9] Los depósitos de IOCG tienen un conjunto distintivo de dos fluidos vitales en su formación: [9]
También existe evidencia de otros fluidos ricos en volátiles en la formación de estos depósitos. [9]
Existe controversia en cuanto a los factores que controlan la formación del mineral en estos depósitos, ya que presentan una gran variedad entre depósitos en cuanto a las calidades del mineral, estilos de alteración, características de inclusión de fluidos y sus vínculos con sus entornos tectónicos e intrusiones cercanas. Esto ha llevado a la falta de un modelo completo para la formación de los depósitos. [5] [4]
Se han realizado diversos modelos para intentar modelar la formación de estos depósitos, como los depósitos IOCG como la porción de raíz inferior de la formación de óxido de hierro-apatita, o modelos de interacciones complejas entre más de dos fluidos de origen magmático, superficial, sedimentario o metamórfico. [4] Todavía existe controversia sobre estos orígenes, pero el uso del rastreo de fuentes de fluidos ha abierto posibilidades de exploración en los últimos años a grandes depósitos en Australia, como el depósito Olympic Dam , donde utilizando la química de elementos de tierras raras ( REE ) de fluoritas, se identificaron los fluidos en la formación de los depósitos. [4]
Los minerales presentes en los depósitos de IOCG son típicamente calcopirita de sulfuro de cobre y hierro y pirita de ganga , que forman entre el 10 y el 15 % de la masa rocosa.
Los perfiles supergénicos se pueden desarrollar sobre ejemplos meteorizados de depósitos IOCG, como lo ejemplifica el depósito Sossego, en el estado de Pará, Brasil , donde están presentes minerales de cobre oxidado típicos, por ejemplo, malaquita , cuprita , cobre nativo y cantidades menores de digenita y calcocita .
La alteración es una mezcla de sodio-cálcico ( albita - epidota ) a potasio ( feldespato potásico ) en estilo, y puede variar de una provincia a otra en función de las rocas anfitrionas y los procesos de mineralización. Típicamente para los sistemas hidrotermales a gran escala , los tipos de fluidos dentro de los sistemas IOCG muestran una procedencia mixta de aguas magmáticas, metamórficas y a menudo meteóricas. Los depósitos pueden estar zonificados verticalmente desde conjuntos más profundos de albita-magnetita que tienden hacia sílice-feldespato potásico- sericita en las partes superiores de los depósitos.
Los minerales de ganga son típicamente algún tipo de mineral de óxido de hierro, clásicamente hematita , pero también magnetita en algunos otros ejemplos, como Ernest Henry y algunos ejemplos argentinos. Esto suele estar asociado con sulfuros de ganga de pirita, con pirrotita subordinada y otros sulfuros de metales básicos.
Los minerales de ganga de silicato incluyen actinolita , piroxeno , turmalina , epidota y clorita , con apatita , allanita y otros minerales de fosfato comunes en algunas provincias de IOCG (por ejemplo, ejemplos de América del Norte), y también se han reportado conjuntos de carbonato y barita . Cuando están presentes, los metales de tierras raras tienden a asociarse con minerales de fosfato.
Cuando las especies de óxido de hierro tienden hacia la magnetita o la hematita masiva cristalina, los depósitos de IOCG pueden ser económicos basándose únicamente en su contenido de óxido de hierro. Varios ejemplos de depósitos de IOCG (Wilcherry Hill, Cairn Hill, Kiruna) son depósitos de mineral de hierro.
Los depósitos de mineral de IOCG que contienen cantidades económicas (altamente rentables) tanto de cobre como de oro se originan en el Precámbrico. Los depósitos más grandes con >100 toneladas de recursos se encuentran cerca de los cratones del Paleoprotozoico y el Arcaico. [6] Estos grandes depósitos se forman por impactos de la subcapa del manto sobre el manto litosférico metasomatizado, y los depósitos más pequeños se forman por réplicas de este proceso en entornos tectónicos en tiempos más recientes. [6]
El contenido de oro en estos yacimientos es muy variable y puede ser un factor en el valor económico del yacimiento. El contenido de oro de todos los yacimientos promedia 0,41 g/t Au, y la mayoría de los yacimientos del mundo tienen un promedio inferior a 1 g/t Au. [2]
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El contenido de oro puede aparecer en tres formas diferentes en estos depósitos: [2]
Los depósitos IOCG de clase mundial contienen leyes de Cu consistentes, entre 0,7 y 1,5 % de Cu, leyes de cobre más altas que las de la mayoría de los depósitos de pórfido de cobre ricos en oro de clase mundial. [6]
Dentro del dominio olímpico del cratón Gawler , la exploración de depósitos IOCG de estilo Presa Olímpica se ha basado en cuatro criterios principales para apuntar a los pozos de perforación exploratoria;
Este modelo de exploración es aplicable a los criterios de exploración más básicos para identificar áreas prospectivas que puedan formar depósitos de IOCG. En terrenos mejor expuestos, la prospección de conjuntos de alteración y skarns, en conjunto con la exploración geoquímica, también es probable que dé resultados.
Cratón de Gawler , provincia de IOCG, Australia del Sur
Distrito de Cloncurry , Queensland, Australia:
Provincia de Punta del Cobre IOCG, Chile
Estado de Pará, provincia de IOCG, Brasil
Distrito IOCG de Marcona en el sur del Perú [13]
Algunos autores (p. ej., Skirrow et al. 2004) consideran que los depósitos de mineral de hierro de Kiruna (Suecia) son depósitos de IOCG. Se reconocen estilos similares de brechas de magnetita-hematita alojadas en fallas con mineralización menor de cobre y oro y skarns dentro del cratón de Gawler (Australia del Sur), que se reconocerían como depósitos de IOCG.
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