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En el centro y norte hay altiplanicies, rodeadas por dos principales cordilleras, llamadas Sierra Madre Oriental y Sierra Madre Occidental. La Sierra Madre Occidental (SMO) es el resultado de diferentes episodios magmáticos y tectónicos durante el Cretácico-Cenozoico, asociados a la subducción de la placa Farallón debajo de la placa de Norteamérica y a la apertura del Golfo de California.
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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Victoria de Durango, Dgo., Noviembre del 2020
1.1.- Geología del Estado de Durango y Norte de México 1 1.2.- Provincias Metalogénicas y Procesos de Mineralización en Durango y Norte de México 1 1.3.- Distritos Minerales del Estado de Durango 3 2.- YACIMIENTOS FORMADOS EN CUERPOS MAGMÁTICOS POR PROCESOS DE DIFERENCIACIÓN. (Yacimientos Ortomagmáticos o de Concentración Magmática) 5 2.1.- Depósitos de Hierro por Segregación e Inyección Magmática. Cerro del Mercado 9 3.- DEPÓSITOS FORMADOS DENTRO DE CUERPOS DE ROCAS POR FLUIDOS HIDROTERMALES DE ORIGEN MAGMÁTICO O METÉORICAS CALIENTES 14 3.1.- Depósitos tipo Pórfido Cu, Mo (metales básicos). 15 3.2.- Ígneos Metamórficos. Skarns-Reemplazamiento. 22 3.3.- Hidrotermales-Epitermales. 27 4.- DEPÓSITOS RELACIONADOS CON VOLCANISMO SUBMARINO 32 4.1.- Depósitos Volcanogénicos de Sulfuros Masivos 36 5.- DEPÓSITOS DE PLACER CONTINENTAL 43 5.1.- Placeres Fluviales y Eluviales 43 CIBERGRAFÍA 54 ANEXOS 55
Es un hecho que lo que se considera como Provincia Metalogénica en México, dista mucho de serlo. En realidad, las grandes “fajas” o “provincias” de ciertos metales En la República Mexicana se puede distinguir ciertas concentraciones y alineaciones de cuerpos mineralizados. En una correlación de los depósitos metálicos en México se pueden distinguir cinco cinturones metalogenéticos. Tres de ellos tienen un rumbo general NW-SE y han sido denominados: Cinturón Occidental, Cinturón Central y Cinturón Oriental; a los lineamientos restantes los cuales tienen una orientación E-W se les llama Cinturón de Parras y Cinturón Volcánico. (MAPA 1) MAPA 1. PROVINCIAS METALOGÉNICAS En México se reconocen depósitos de tipo epitermal cuanto a diversidad de estilos, mineralización, importancia económica y distribución geográfica se tienen depósitos como San Dimas-Tayoltita, Bacís y Topia (Durango), Zacatecas y
Sombrerete (Zacatecas), Batopilas, San Francisco del Oro y Santa Bárbara (Chihuahua), Moctezuma y Mulatos (Sonora), Bolaños y, Plomosas (Sinaloa). En yacimientos de tipo skarn son conocidos: Bismarck y Naica (Chihuahua), Sacrificio y Mapimí (Durango), La Verde (Sinaloa) Como depósitos metalíferos en pórfidos destacan Cananea y La Caridad (Sonora) aunque otros depósitos son: Bahuerachi (Chihuahua), El Alacrán y Promotorio (Sonora), El Pulpo (Sinaloa) Sulfuros Masivos Vulcanogenéticos: San Nicolás (Durango), Francisco I Madero (Zacatecas). Depósitos de cobre en capas rojas o red-beds: Las Vigas (Chihuahua). Depósitos de estaño en placeres o asociados a vetas estanníferas en riolitas: entre Coneto de Comonfort y Sapiorís (Durango) y otras localidades de Durango, Zacatecas y Aguascalientes.
Los Distritos Mineros que existen en el Estado son 54, se originaron a raíz de la explotación de los yacimientos minerales, y éstos generalmente se encuentran dentro de un contexto geológico regional en buena medida asociados al magmatismo de la Sierra Madre Occidental y en mucho menor proporción al de la Sierra Madre Oriental. (MAPA 2)
Depósitos metálicos de origen ortomagmático Los minerales metálicos acompañan a las rocas intrusivas como minerales minoritarios en forma de óxidos o de sulfuros que cristalizan a la vez que el resto de componentes silicatados de la roca. (FIGURA 1) FIGURA 1. CUADRO CONCEPTUAL DE LOS YACIMIENTOS ORTOMAGMÁTICOS Por inmiscibilidad líquida. Los magmas máficos a menudo contienen altas proporciones de sulfuros metálicos, que pueden individualizarse debido a que son inmiscibles con el magma silicatado. Se forman así yacimientos de sulfuros de Ni-Co-Cu-Fe, formados por minerales como pirrotina, pentlandita, calcopirita..., a menudo enriquecidos en elementos del grupo del platino.
A partir del propio magma silicatado. Existen tres grandes subtipos: o Formados por cristalización simple. En determinados casos, no es necesaria una segregación que produzca la concentración del mineral en cuestión: es el caso de los diamantes, cuyo alto valor económico hace que, a pesar de encontrarse en muy bajas concentraciones, sea explotable. o Formados por cristalización más acumulación. En la mayor parte de los casos, además de la cristalización del mineral hace falta un mecanismo que produzca un aumento de su concentración que lo haga explotable. El principal mecanismo es la cristalización fraccionada acompañada de acumulación preferencial por densidades en la cámara magmática. El caso más extendido de este tipo corresponde a yacimientos de cromita en rocas máficas y ultramáficas, en los que de nuevo suelen darse concentraciones de elementos del grupo de los platinoides. o Formados por cristalización más acumulación y segregación. El caso más favorable para la explotación es aquel en el que los minerales metálicos llegan a separarse físicamente del resto del magma, por mecanismos diversos, fundamentalmente bajo la acción de esfuerzos tectónicos. Algunos yacimientos de magnetita corresponden a esta tipología. 1 procesos Magmáticos: Las masas silicatadas fundidas (magmas) que, una vez cristalizadas, llegan a constituir cuerpos intrusivos y/o rocas volcánicas pueden, en ciertas condiciones, concentrar algunos minerales de interés económico por procesos como (FIGURA 2): 1.1. Cristalización magmática: Los procesos normales de cristalización de magmas producen rocas volcánicas e intrusivas, algunas de las cuales pueden ser explotadas directamente, como por ejemplo como rocas ornamentales o como áridos para la construcción. Otras pueden contener minerales de importancia
FIGURA 3. CRISTALIZACIÓN FRACCIONADA Esta incluye cualquier proceso por el cual cristales formados tempranamente no pueden quedar dispersos en el magma en el que crecieron. Durante el período de cristalización monomineral los cristales pueden hundirse en la cámara magmática para formar una capa de un solo mineral. Estos precipitados se denominan acumulados y ellos comúnmente alternan con capas de otros minerales formando capas o bandeamiento rítmico en rocas ígneas. Las cromitas (FeCr2O4) y las ilmenitas (FeTiO3) pueden acumularse de esta forma. Las cromitas en rocas ultrabásicas y las ilmenitas en anortositas y gabros anortosíticos (rocas máficas). La asociación de estos acumulados minerales exclusivamente con rocas ígneas es la evidencia de su origen magmático directo.
b) Líquidos inmiscibles: De la misma manera que el agua y el aceite no se mezclan, sino que forman glóbulos inmiscibles de uno dentro del otro, una mezcla de magma (mezcla silicatada fundida) con contenido de sulfuros metálicos formará dos líquidos que tenderán a segregarse. Se separan gotas de sulfuros y coalescen para formar glóbulos, los cuales al ser más densos que el magma se hunden para acumularse en la base de una intrusión o flujo de lava. El principal constituyente de esas gotas es el sulfuro de hierro (pirita Fe2S), el cual se asocia a rocas básicas o ultrabásicas debido a que el azufre y hierro son más abundantes en estas que en rocas ácidas o intermedias. Los elementos calcófilos (con afinidad con el azufre; Ej. Cu) también son incorporados o se particionan en los glóbulos de sulfuros y a veces metales del grupo del platino. Los magmas básicos o ultrabásicos se forman por fusión parcial en el manto y ellos pueden adquirir su contenido de azufre tanto del manto, como subsecuentemente por asimilación de rocas de la corteza. Para que se produzca la segregación de sulfuros el magma debe estar saturado en sulfuros. Si se llegan a formar glóbulos de sulfuros inmiscibles gran parte del Cu y Ni serán removidos del magma (particionados dentro de la fase sulfurada). La acumulación de Fe-Ni-Cu en gotas debajo de la fracción silicatada puede producir cuerpos de sulfuros macizos, los cuales estarán sobreyacidos por una zona de enrejado de sulfuros, a veces denominada mena diseminada o en red. Esta zona a su vez grada hacia arriba a una zona débilmente mineralizada que grada a una peridotita, gabro o komatiita, dependiendo de la composición de la fracción silicatada asociada.
Caldera de Chupaderos, que tiene como rocas precaldera al Grupo Registro y a los voluminosos derrames de ceniza de la Formación Águila. A partir de aquí se inicia el colapso de la caldera, que fue seguido de la emisión intracaldera de lavas y derrames de ceniza del Miembro Leona de la Formación Cacaria, continuando este relleno con lavas riodacíticas del Miembro Tinaja. Posteriormente la ignimbrita riolítica Santuario cubrió a las unidades anteriores, sobrepasando el borde de la Caldera en su porción occidental. Hacia el W de la ciudad de Durango, el Grupo Río Chico de 28.8 a 28.3 Ma cubrió a las formaciones anteriores, subyaciendo a su vez a derrames aislados del Basalto Metates de 12 Ma (McDowll y Keizer, 1977). Los procesos de abombamiento y colapso de la caldera muy probablemente causaron la aparición de una serie de fallas radiales y concéntricas. DESCRIPCIÓN DEL YACIMIENTO El mineral de hierro se localiza en el cerro de aproximadamente 160 m de altura que se observa hacia el norte de la ciudad de Durango. El laboreo minero actual cubre un área aproximadamente de 1.04 km en la cual se explotan diferentes cuerpos de mena, los que de acuerdo a sus características se les ha denominado como mineral masivo, mineral pulverulento, brechas mineralizadas y cuerpos de rodados de Fe semiconsolidados (Lyons, 1988). El yacimiento está emplazado en una secuencia de rocas volcánicas del Terciario (32.1 a 28.3 Ma) y es posible estimar la potencia de la columna estratigráfica en unos 200 m de espesor, constituida por dos unidades de roca principales: un derrame de riodacita denominado por Lyons (1988) como Miembro La Tinaja perteneciente a la Formación Cacaria, y por Labarthe et al. (1990) como Riodacita La Víbora; y un domo de composición riolítica alque Lyons (1988) incluye como Miembro La Tinaja y Labarthe et al. (1990) como Intrusivo Mercado. En la actualidad, la intensa explotación del yacimiento, permite ver con claridad que la mineralización principal en Cerro de Mercado estuvo controlada por dos grandes estructuras de brecha asociadas a fallas: una de ellas con orientación N-S, aproximadamente de 1,200 m de longitud y 120 m de anchura en promedio;
dentro de ésta, han sido explotados intensamente los cuerpos de mineral conocidos como Oficinas-Talleres, Conejos y Marmaja. La otra estructura orientada NE-SW, tiene una longitud aproximada de 950 m con una anchura de unos 50 m en su 531 parte central y más de 70 m en su extremo nor-oriental. En esta se localizan los cuerpos de mineral denominados Central y Oriente, y en el área adyacente al NW, se encuentra el cuerpo Mesa de Torres y al SW el Cuerpo Mesa de Toledo, este último corresponde a una brecha marginal de baja ley. Posiblemente, relacionado con esta misma estructura NE-SW, y posterior a la mineralización, se emplazó el domo de composición riolítica que separa a los cuerpos Central y Oriente del cuerpo Pirul, expuesto a 150 m al NW. En cuanto al tipo y características de la mineralización, se tiene que en estas estructuras de brecha se encuentran tanto cuerpos de forma lenticular y tabular de mineral de hierro masivo, cuerpos también de forma tabular sub- verticales y sub-horizontales de mineral de hierro pulverulento así como abundantes brechas formadas por fragmentos muy angulosos de riodacita y cementadas por los óxidos de hierro. Tanto los cuerpos de mineral masivo como los de mineral pulverulento tienen contactos nítidos con la roca encajonante y su estructura es claramente intrusiva. Asimismo, la mayoría de las brechas mineralizadas que se observan dentro de las dos estructuras principales muestran contactos nítidos entre el mineral de hierro y los fragmentos de la riodacita. La textura de los cuerpos masivos es por lo común afanítica y en algunos lugares se les observan abundantes vesículas de tamaños milimétricos y oquedades entre 3 y 7 cm de diámetro con cristales octaédricos de magnetita martirizada. Hacia las laderas, principalmente al norte y al sur del Cerro de Mercado, se encuentran capas lenticulares de 0.40 m a 1 m de espesor, constituidas por conglomerados de hematita como producto de la erosión de los cuerpos principales del yacimiento. La mineralogía de la mena consiste principalmente de hematita, magnetita, y magnetita martirizada. En menor proporción, junto con la magnetita aparecen como minerales primarios, cristales euhedrales de piroxeno y apatita Inter crecidos con la
Los geólogos atribuyen a los procesos hidrotermales la gran variedad de depósitos minerales metálicos que proporcionan la mayoría de nuestros útiles metales y minerales. De dichos depósitos se obtienen la mayor parte del oro, plata, cobre, plomo y zinc, mercurio, antimonio y molibdeno, la mayoría de los metales menores y muchos minerales no metálicos. Por consiguiente, estos depósitos han sido explotados, investigados y estudiados mucho más que los de ningún otro grupo. Ellos han dado origen a muchos de los grandes distritos mineros del mundo; la ciencia de la minería surgió de ellos. Factores esenciales para la formación de depósitos hidrotermales son:
Los pórfidos cupríferos son esencialmente depósitos minerales de baja ley y gran tonelaje. Se denominan pórfidos porque frecuentemente, pero no exclusivamente, se asocian con rocas ígneas intrusivas con fenocristales de feldespato en una masa fundamental cristalina de grano fino. La textura porfírica indica que los magmas intruyeron y cristalizaron cerca de la superficie y debido a su naturaleza relativamente poco profunda se denominan intrusivos epizonales, pero ellos pueden ser equigranulares con grano moderadamente grueso. Los depósitos de pórfido se pueden subdividir en distintos tipos considerando su contenido metálico. Estos tipos incluyen Cu-Mo, Cu-Au, Cu, Au y Mo. En general los pórfidos ricos en Cu o Au se asocian a intrusivos derivados por cristalización fraccionada de magmas máficos originados en fusión parcial del manto en márgenes convergentes de placas (márgenes continentales activos y arcos de islas). Los pórfidos de molibdeno se asocian a intrusiones félsicas derivadas de magmas con una importante componente de corteza continental re- fundida. Los depósitos de tipo pórfido están relacionados genética y espacialmente con intrusiones ígneas félsicas. Por lo general existen varios cuerpos de rocas intrusivas, emplazadas en varios pulsos y los pórfidos cupríferos se asocian frecuentemente con enjambres de diques y brechas. Las rocas de caja intruidas por los pórfidos pueden ser de cualquier tipo. Tanto los intrusivos, como las rocas de caja típicamente muestran un fracturamiento fuerte y pervasivo. La única condición para la mineralización es que la roca huésped sea rígida o frágil desde el punto de vista estructural. La mineralización y alteración pueden presentarse tanto en intrusivos, como en las rocas de caja. El núcleo del sistema mineralizado presenta la alteración hidrotermal más intensa, la que se denomina potásica debido a que se agrega potasio a las rocas afectadas por esta alteración. En la zona potásica se
La formación de este tipo de depósitos involucra un proceso magmático, que incluye un mecanismo denominado "segunda ebullición" o "ebullición retrógrada", por el cual el agua (y otros volátiles) saturan un magma como resultado de su cristalización. Con el progreso de la cristalización de un magma, el volumen de agua disuelta en la masa silicatada fundida aumenta proporcionalmente, dado que el agua no se incorpora en los silicatos en cristalización. Por ejemplo, suponiendo que un magma tiene un 2% de agua disuelta en volumen, para cuando haya cristalizado un 50% de este magma en minerales silicatados, el magma remanente tendrá un contenido de agua disuelta de 4% en volumen. Debido a que el agua hierve a 100ºC y el magma tiene temperaturas que superan 600-700ºC, el exceso de agua es esencialmente expulsada en forma gaseosa (de ahí el término de segunda ebullición) si es liberada cerca de la superficie terrestre. Cuando se libera esta agua, elementos como el azufre, cobre, molibdeno y oro pueden concentrarse en solución en ella. Cuando la parte acuosa del magma es expulsada por ebullición el exceso de presión produce brechización y fracturamiento de las rocas intrusivas y rocas de caja, lo que provee vías permeables para que las soluciones hidrotermales de derivación magmática fluyan a través de las rocas y depositen su carga metálica. Por otra parte, el subsecuente enfriamiento del magma intrusivo produce la circulación de aguas subterráneas en las rocas de caja circundantes en torno al centro de calor, generando celdas convectivas similares a las que existen en los fondos oceánicos, cuyos conductos de emisión forman los depósitos de sulfuros masivos. Sin embargo, el rol principal que se asigna a estas celdas convectivas en los pórfidos cupríferos es el de producir un rápido enfriamiento del sistema a niveles someros, proveyendo una trampa fría para desestabilizar complejos iónicos clorurados que transportan metales y consecuentemente precipitar sulfuros metálicos concentrando mineralización. Los pórfidos cupríferos se presentan en marcos geológicos similares a los depósitos epitermales de oro y ellos comparten muchas de las características y
procesos de formación. Algunos depósitos epitermales son parte integral de sistemas mayores de tipo pórfido. (FIGURA 4, 5, 6,7) Los depósitos de tipo pórfido se encuentran en áreas orogénicas tales como Los Andes de Chile y Perú, la Cordillera de Canadá (British Columbia) y las regiones del Pacífico suroeste, tales como Filipinas, Indonesia y Papua Nueva Guinea. Los pórfidos cupríferos son la fuente principal de cobre, contribuyendo más de la mitad de todo el cobre de mina en el mundo, y también son una fuente importante de oro. Estos depósitos son la fuente más importante de molibdeno y renio, este último un elemento del grupo del platino asociado a la estructura cristalina de la molibdenita. Además, se recupera plata y otros metales, incluyendo tungsteno, estaño, plomo y zinc en algunas operaciones de pórfidos. Estos depósitos contienen de cientos de millones a billones de toneladas de mineral con leyes desde 0,2% a más de 1% Cu, 0.005% a 0.030% Mo y 0.4 a 2 gr/ton Au. Como ejemplo, el pórfido cuprífero de Bingham, Utah (USA) contiene 2 billones de toneladas de mineral con 0.6% Cu. Este yacimiento ha producido más de 16 millones de toneladas de cobre desde que comenzó a explotarse en 1904. Otras regiones con pórfidos cupríferos incluyen: Butte, Montana (USA) con más de 2 billones de toneladas con ley de 0.85% Cu, Chuquicamata, Chile, con más de 10 billones de toneladas de mineral con ley de 0.56% Cu y Ok Tedi en Papua, Nueva Guinea, con más de 375 millones de toneladas con 0.7% Cu y 0.66 g/t Au. Debido a sus bajas leyes la minería de pórfidos debe ser de bajo costo y ello se logra mediante una minería masiva no selectiva. Además, para que el costo sea menor muchos de estos depósitos se explotan a rajo abierto, lo cual es menos costoso que operaciones mineras subterráneas. El tamaño de estos depósitos hace que estas operaciones sean gigantescas. Por ejemplo, la excavación más grande del mundo es el rajo de la mina Bingham, Utah (USA) con 800 m de profundidad y 4 Km. de diámetro.
